Gli strumenti di misurazione a disposizione del personale sono rappresentati da:
Profilatori di fondo
Per quanto attiene al rilievo dei profili della spiaggia sia sommersa che emersa, il Laboratorio ha a disposizione 3 profilatori di fondo della HR Wallingford. In particolare, l'apparecchio misura la distanza tra un punto di riferimento e il fondo; in tal modo consente di determinare il profilo. Il profilatore è costituito da una trave di supporto, della lunghezza di 4,6 m, da un carrello, da una sonda profilatrice del tipo "sensibile al tocco", utilizzabile sia in aria che in acqua con letti di materiali abbastanza diversi, e da un computer di gestione.
Per i rilievi topografici da effettuare sui modelli fisici, il Laboratorio ha in dotazione un teodolite digitale ad alta precisione (Elta R55 della Salmoiraghi). Le varie misure sono effettuate utilizzando il teodolite e un prisma ottico, fissato su una stadia, dotata, nella parte terminale, di un elemento piano in gomma, utile anche per i rilievi di fondo.
Stazione topografica
Il Laboratorio è dotato di 34 sonde di questo tipo. Esse sono essenzialmente costituite da una coppia di elettrodi paralleli in acciaio inossidabile collegati ad un generatore di tensione. Essendo la corrente circolante tra gli elettrodi proporzionale alla profondità d’immersione, è possibile, partendo da un segnale in tensione in uscita dalle sone, convertito in segnale digitale, determinare i valori delle quote istantanee del pelo libero e, quindi, i parametri del moto ondoso.
Sonda per il rilievo del moto ondoso
E’ costituito da un tubo di plexiglas trasparente riempito di acqua e da una cella di carico ad elevata sensibilità, per la misura del peso del campione che, precipitando, progressivamente si deposita in un contenitore immerso nel tubo a questa collegato. Una seconda cella di carico rileva, invece, il tempo di inizio della prova misurando l’aumento della pressione legato all’innalzamento del pelo libero della colonna d’acqua, a causa dell’immissione del campione di sabbia nel tubo di sedimentazione. Tramite questo apparato, si misura il tempo in cui precipita l’intero campione, ossia quello che intercorre tra il momento in cui il campione viene immesso nella colonna e quello in cui gli ultimi grani precipitano nel contenitore: da tale misura può essere ricavata la velocità di caduta del sedimento.
Schema di funzionamento Durante una prova
Il Laboratorio dispone di 4 di questi strumenti. Sono apparecchiature in grado di misurare velocità e portate basandosi sulla rotazione impressa dalla corrente idrica ad un'elica innestata sul mulinello; ad ogni rivoluzione dell’albero si genera un impulso che viene trasmesso ad un contatore con base temporale. I correntometri a micromulinello sono in grado di misurare velocità sino a 300 cm/sec.
Per il rilievo delle correnti il Laboratorio ha in dotazione correntometri del tipo ADV (Acustic Doppler Velocimeter) della Nortek, sia 2D in configurazione "side-looking" che 3D in configurazione "down-locking". Questi strumenti di misura, che se pur intrusivi, consentono di effettuare misure puntuali delle componenti di velocità. Il software di gestione delle sonde ADV permette di impostare agevolmente le dimensioni del volume di controllo scegliendo tra tre valori: 9 mm, 6 mm, 3 mm. La massima frequenza di campionamento con cui è consentito effettuare l'acquisizione è di 50Hz, mentre i valori massimi di velocità che la sonda riesce a misurare sono pari a +/- 520 cm/s per ciascuna delle componenti acquisite. E' importante sottolineare che le sonde ADV permettono anche di riconoscere il verso delle componenti del vettore velocità secondo il fissato sistema di direzioni orientate.
Il principio di funzionamento di questo strumento è il medesimo di quello illustrato nel punto 4.3 (ADV). A differenza di quest'ultimo, che fornisce valori puntuali di velocità, l'ADP è in grado di ricostruire il profilo delle tre componenti di velocità lungo una verticale. Lo strumento è concepito per essere utilizzato a bordo di una imbarcazione ed è dotato di una girobussola e di un GPS differenziale che consentono di depurare i dati di velocità misurati, da quelli relativi ai movimenti dell'imbarcazione ottenendo, così, i dati effettivi di corrente.
La sonda “OPCON” per la misurazione della concentrazione volumetrica del sedimento in sospensione trova applicazione nel campo delle indagini sperimentali sul trasporto solido. Il principio di funzionamento di tale dispositivo di misura si basa sull’emissione di un segnale infrarosso, ad opera di una sorgente luminosa a diodi, e sulla quantificazione del grado di attenuazione dello stesso, dovuta alle particelle in sospensione che transitano all’interno del volume parallelepipedo individuato dalle dimensioni del sensore ottico.
Il Laboratorio dispone di due stazioni riceventi Leica 1200 a doppia frequenza (L1 ed L2) equipaggiate per essere utilizzate l'una come base e l'altra come rover per i rilievi di tipo DGPS (GPS differenziale).
Anemometro Laser Doppler (LDA)
L'Anemometria Laser Doppler (LDA), nota anche come Velocimetria Laser Doppler (LDV), è una tecnica ottica ideale per misurazioni 1D, 2D e 3D della velocità e della distribuzione della turbolenza in singoli punti di un flusso (per flussi sia confinati che a superficie libera).
E' utilizzata in molti campi della meccanica dei fluidi per applicazioni scientifiche e industriali.
Caratteristiche: Non intrusivo. Nessuna calibrazione necessaria. Gamma di velocità da 0 a valori supersonici. Uno, due o tre componenti di velocità misurati contemporaneamente. Distanza di misura da centimetri a metri. E' possibile la misura anche in presenza di flussi a direzione variabile. Alta risoluzione spaziale e temporale. Valori istantanea ad alta frequenza di acquisizione e valori medi.
Componenti e caratteristiche del nostro sistema LDA della Dantec:
Il Laboratorio dispone di un sistema UAV multirotore a 4 bracci con 8 eliche contrapposte. Il velivolo è dotato di un sistema di supporto camera “GIMBAL” stabilizzato su 2 assi ottimizzato per sistema di acquisizione compatta con risoluzione non inferiore a 12 megapixel e di sistema di acquisizione di immagini per fotogrammetria ambientale.
Il Laboratorio dispone di un laser scanner utilizzato per il rilievo della batimetria nei modelli fisici. Lo strumento, dotato di uno specchio integrato, ha una distanza massima di acquisizione pari a 79 metri, una accuratezza sub millimetrica, ed è in grado di acquisire più di un milione di punti al secondo.
Tale strumento permette di ricavare modelli tridimensionali ad alta precisione degli oggetti in esame. Il dettaglio delle restituzioni dei rilievi è tale, da consentire, ad esempio, di analizzare con elevata precisione, fenomeni quali la stabilità di opere di difesa costiera. Inoltre il rilievo laser fornisce gli strumenti per la valutazione, anche in un secondo momento, di fenomeni localizzati verificatisi inaspettatamente, per i quali uno studio basato su rilievi tradizionali risulterebbe impossibile in quanto non programmato.
Laser scanner
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