DHi Italian Conference 2011

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La modellazione numerica del clima ondoso a
supporto delle scelte strategiche industriali
Relatori:
Michelangelo Lentini
Alessandro Porretti

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La modellazione numerica del clima ondoso a
supporto delle scelte strategiche industriali
In un contesto di produzione globale di beni e servizi, il sistema delle grandi industrie non può
prescindere dal concetto di “sistema a rete” che vede, la realizzazione del prodotto finito, non già in un
unico stabilimento, come in passato, ma il suo “prendere forma” attraverso trasformazioni continue, in
luoghi diversi, spesso distanti tra loro.
Gli scambi di materie prime e semilavorati avvengono, totalmente o in parte, via mare.
Le grandi linee d’acqua costituiscono i canali preferenziali quando sono in gioco quantità rilevanti,
grandi distanze e si devono contenere I costi di trasporto.
Lo sforzo della logistica moderna persegue l’obiettivo di minimizzare il costo per unità di trasporto.
Esauriti o quasi i margini di ottimizzazione a terra, si sono concentrati gli sforzi sul perfezionamento
della tratta a mare.

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DUE CASI DI STUDIO
Darsena Energetica Grandi MasseDarsena Energetica Grandi Masse
Civitavecchia (Italia)Civitavecchia (Italia)
Darsena Energetica Grandi MasseDarsena Energetica Grandi Masse
Civitavecchia (Italia)Civitavecchia (Italia)
Centrale termoelettrica di Porto RomanoCentrale termoelettrica di Porto Romano
Durazzo (Albania)Durazzo (Albania)
Centrale termoelettrica di Porto RomanoCentrale termoelettrica di Porto Romano
Durazzo (Albania)Durazzo (Albania)

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Soluzione di progetto di un terminale marittimo per loSoluzione di progetto di un terminale marittimo per lo
scarico del carbone, sia di tipo diretto a partire da naviscarico del carbone, sia di tipo diretto a partire da navi
carbonierecarboniere ““capesizecapesize””, sia di tipo indiretto mediante, sia di tipo indiretto mediante
operazioni di transhipment, per loperazioni di transhipment, per l’’alimentazionealimentazione
delldell’’impianto termoelettrico di Porto Romano, sito nelleimpianto termoelettrico di Porto Romano, sito nelle
vicinanze di Durazzo (Albania).vicinanze di Durazzo (Albania).
Soluzione di progetto di un terminale marittimo per loSoluzione di progetto di un terminale marittimo per lo
scarico del carbone, sia di tipo diretto a partire da naviscarico del carbone, sia di tipo diretto a partire da navi
carbonierecarboniere ““capesizecapesize””, sia di tipo indiretto mediante, sia di tipo indiretto mediante
operazioni di transhipment, per loperazioni di transhipment, per l’’alimentazionealimentazione
delldell’’impianto termoelettrico di Porto Romano, sito nelleimpianto termoelettrico di Porto Romano, sito nelle
vicinanze di Durazzo (Albania).vicinanze di Durazzo (Albania).
Esempio di soluzione transhipmentEsempio di soluzione transhipmentEsempio di soluzione transhipmentEsempio di soluzione transhipment
Esempio di soluzione attracco direttoEsempio di soluzione attracco direttoEsempio di soluzione attracco direttoEsempio di soluzione attracco diretto
CENTRALE TERMOELETTRICA DI PORTO ROMANO - DURAZZO (ALBANIA)

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A partire dallA partire dall’’insieme dei dati disponibili, si è proceduto allainsieme dei dati disponibili, si è proceduto alla
caratterizzazione del paraggiocaratterizzazione del paraggio ed alla definizione deled alla definizione del clima ondosoclima ondoso
a largoa largo (altezza d(altezza d’’onda significativa, direzione e periodo)onda significativa, direzione e periodo)
A partire dallA partire dall’’insieme dei dati disponibili, si è proceduto allainsieme dei dati disponibili, si è proceduto alla
caratterizzazione del paraggiocaratterizzazione del paraggio ed alla definizione deled alla definizione del clima ondosoclima ondoso
a largoa largo (altezza d(altezza d’’onda significativa, direzione e periodo)onda significativa, direzione e periodo)
Campi diCampi di
Altezza dAltezza d’’ondaonda
significativasignificativa
Le caratteristiche del clima ondosoLe caratteristiche del clima ondoso
medio annuo sotto costamedio annuo sotto costa
Le caratteristiche del clima ondosoLe caratteristiche del clima ondoso
medio annuo sotto costamedio annuo sotto costa
LargoLargo
-20-20
PuntoPunto
dd’’InteresseInteresse
Per la trasposizione delle onde daPer la trasposizione delle onde da
largo a riva,è stato applicato illargo a riva,è stato applicato il
modello bidimensionale MIKE 21modello bidimensionale MIKE 21
SW, che ha fornito:SW, che ha fornito:
Per la trasposizione delle onde daPer la trasposizione delle onde da
largo a riva,è stato applicato illargo a riva,è stato applicato il
modello bidimensionale MIKE 21modello bidimensionale MIKE 21
SW, che ha fornito:SW, che ha fornito:
Gli eventi estremi per assegnatoGli eventi estremi per assegnato
periodo di ritorno sotto costaperiodo di ritorno sotto costa
Gli eventi estremi per assegnatoGli eventi estremi per assegnato
periodo di ritorno sotto costaperiodo di ritorno sotto costa

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Soluzione TSH - ASoluzione TSH - ASoluzione TSH - ASoluzione TSH - A
950m950m950m950m
Soluzione TSH - BSoluzione TSH - BSoluzione TSH - BSoluzione TSH - B
1.220m1.220m1.220m1.220m
Soluzione TSH - CSoluzione TSH - CSoluzione TSH - CSoluzione TSH - C
1.220m1.220m1.220m1.220m
290m290m290m290m
Soluzione DIR - ASoluzione DIR - ASoluzione DIR - ASoluzione DIR - A
1.710m1.710m1.710m1.710m
400m400m400m400m
Soluzione DIR - BSoluzione DIR - BSoluzione DIR - BSoluzione DIR - B
1.860m1.860m1.860m1.860m
300m300m300m300m
Soluzione DIR - CSoluzione DIR - CSoluzione DIR - CSoluzione DIR - C
1.370m1.370m1.370m1.370m

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Coefficiente di disturboCoefficiente di disturboCoefficiente di disturboCoefficiente di disturboAltezza dAltezza d’’onda significativaonda significativaAltezza dAltezza d’’onda significativaonda significativa
Sono state analizzate:Sono state analizzate:
• 6 differenti soluzioni di lay-out6 differenti soluzioni di lay-out
• 6 diversi climi ondosi al largo6 diversi climi ondosi al largo
• 36 scenari di onda36 scenari di onda
DIREZIONE
ONDA
Hs a largo
(m)
Tp
(sec.)
ALTEZZA MEDIA ONDA Hm
(m)
Onda n° 1 200° 2,50 6,60 1,42
Onda n° 2 220° 3,50 6,80 1,99
Onda n° 3 240° 3,50 6,80 1,94
Onda n° 4 260° 3,50 6,80 1,64
Onda n° 5 280° 3,00 6,70 1,39
Onda n° 6 300° 3,50 6,80 1,40
I risultati delle simulazioni condotte forniscono 2 importanti parametri per la caratterizzazione del bacino quali

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Per la stima delle curve di downtime, i dati presi a riferimento sono:
• Navi di progetto
• Massima altezza d’onda ammissibile
Transhipment Altezza d’onda limite HS
Scarico in mare aperto da Nave Madre a
Barge
0,8m
Operazioni al pontile 0,5m
Manovre 1,0m
Centrale Porto Romano - Numero navi/anno e frequenza
Numero navi/anno da 150.000DWT per due gruppi 26
Frequenza media nave/mese 2,14 nave/mese
Transhipment - Durata operazioni per ogni capesize 150.000 DWT
Tempi totali di un singolo ciclo di carico-scarico-carico
(1 betta)
14,56 h
Numero di viaggi necessari 15
Tempo complessivo scarico Nave Madre (1 betta)
218,34 h
Giorni complessivi scarico Nave Madre (1 betta) 9,10 gg
Giorni complessivi scarico Nave Madre (2 bette) 4,55 gg
• Piano degli approvvigionamenti e frequenza delle navi
Scarroccio
(sway)
Beccheggio
(pitch)
Abbrivio
(surge)
Imbardata
(yaw)Rollio
(roll)
Sussulto
(heave)
η
ξ
ζ
θ
ψ
ϕ
Attracco diretto Altezza d’onda limite HS
Operazioni al pontile per scarico carbone 1,0m
Operazioni al pontile per carico ceneri e
gesso
0,8m
Manovre ed evoluzione 1,5m

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ManovraManovra
bargebarge
ManovraManovra
bargebarge
ManovraManovra
CapesizeCapesize
ManovraManovra
CapesizeCapesize
Ship to ShipShip to Ship
storage nave madrestorage nave madre
Ship to ShipShip to Ship
storage nave madrestorage nave madre
Ship to ShipShip to Ship
nave madre bargenave madre barge
Ship to ShipShip to Ship
nave madre bargenave madre barge
0,80 m0,80 m
0,00 m0,00 m
l.m.m.l.m.m.
Altezza d’onda limite per
l’operatività a largo
1,50 m1,50 m
0,00 m0,00 m
l.m.m.l.m.m.
1,00 m1,00 m
0,00 m0,00 m
l.m.m.l.m.m.
1,50 m1,50 m
0,00 m0,00 m
l.m.m.l.m.m.

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AccostoAccosto
CapesizCapesiz
ee
AccostoAccosto
CapesizCapesiz
ee
AccostoAccosto
sottoprodottisottoprodotti
AccostoAccosto
sottoprodottisottoprodotti
AccostoAccosto
bargebarge
AccostoAccosto
bargebarge
Altezza d’onda limite per
l’operatività all’accosto
0,80 m0,80 m
0,00 m0,00 m
l.m.m.l.m.m.
1,00 m1,00 m
0,00 m0,00 m
l.m.m.l.m.m.
0,50 m0,50 m
0,00 m0,00 m
l.m.m.l.m.m.

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L’analisi condotta ha affiancato diversi approfondimenti, relativi a:
✓ Aspetti economici connessi alla costruzione della infrastruttura, anche
valutando opzioni alternative che prevedessero l’insediamento industriale, in
tutto o in parte, nell’eventuale area di colmata
✓ Considerazioni più puntuali riguardo le implicazioni ambientali, morfologia
dinamica costiera e regime termico all’interno del bacino
✓ Aspetti funzionali con l’esercizio della centrale, in particolare con le variabili
connesse alla logistica a terra e per la gestione delle acque di raffreddamento

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La modellazione numerica del clima ondoso a
supporto delle scelte strategiche industrialiSoluzioneSoluzione
TSH-BTSH-B
SoluzioneSoluzione
TSH-BTSH-B
SoluzioneSoluzione
TSH-CTSH-C
SoluzioneSoluzione
TSH-CTSH-C
SoluzioneSoluzione
DIR-BDIR-B
SoluzioneSoluzione
DIR-BDIR-B
SoluzioneSoluzione
DIR-CDIR-C
SoluzioneSoluzione
DIR-CDIR-C
SoluzioneSoluzione
TSH-ATSH-A
SoluzioneSoluzione
TSH-ATSH-A

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La Darsena Energetica Grandi Masse è un nuovo porto commerciale, al cui interno verranno movimentate
rinfuse liquide (prodotti petroliferi e derivati, prodotti chimici) e rinfuse solide di diversa natura, sia esse in
forma bulk che in forma containerizzata o variamente imballata.
L’eterogeneità dei prodotti ha comportato la progettazione di banchine dedicate, tanto dal punto di vista
delle destinazioni d’uso, quanto dal punto di vista delle performance attese in tema di agitazione interna
residua.
Terminal GeneralTerminal General
Cargo & ContainerCargo & Container
Terminal GeneralTerminal General
Cargo & ContainerCargo & Container
TerminalTerminal
MultipurposeMultipurpose
TerminalTerminal
MultipurposeMultipurpose
TerminalTerminal
PetroliferoPetrolifero
TerminalTerminal
PetroliferoPetrolifero
TerminalTerminal
CarboniferoCarbonifero
TerminalTerminal
CarboniferoCarbonifero
DARSENA ENERGETICA GRANDI MASSE - CIVITAVECCHIA (ITALIA)

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Il programma lavori vede la contemporaneità di
lavorazioni sia a terra che a mare.
La possibilità di poter calcolare l’inoperatività dei
mezzi marittimi, ognuno con le sue caratteristiche,
ha permesso di redigere un cronoprogramma che
tiene conto dei giorni di fermo cantiere dovuti alle
condizioni meteomarine avverse.
IL CANTIERE

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L’ottenimento delle necessarie performance in banchina, compatibili con la filiera produttiva, è stato frutto
di approfondimenti progettuali, finalizzati alla minimizzazione dell’onda residua interna, attraverso
soluzioni costruttive differenti delle celle di assorbimento dei cassoni cellulari.
CR = 0,85CR = 0,85 CR = 0,75CR = 0,75

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L’approccio metodologico-progettuale è stato supportato da un
modello fisico in vasca, i cui risultati hanno sostanzialmente
confermato i coefficienti assunti in fase di progettazione ed hanno
permesso un maggior affinamento dei coefficienti stessi.
A
B
C
D

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Grazie per l’attenzione