Dipartimento di Ingegneria e architettura Ingegneria dei rischi ambientali e delle infrastrutture Costruzioni idrauliche CEAR-01/B (9 CFU) – (Ingegneria dei rischi ambientali e delle infrastrutture) PdS 2024-2025 – III anno – Indirizzo: Progettazione e Gestione delle infrastrutture

Home Didattica Corsi di Laurea triennali e Magistrali Ingegneria dei rischi ambientali e delle infrastrutture (Ingegneria dei rischi ambientali e delle infrastrutture) Frequentare il corso (Ingegneria dei rischi ambientali e delle infrastrutture) PdS 2024-2025 Costruzioni idrauliche CEAR-01/B (9 CFU) – (Ingegneria dei rischi ambientali e delle infrastrutture) PdS 2024-2025 – III anno – Indirizzo: Progettazione e Gestione delle infrastrutture
Insegnamento Costruzioni Idrauliche
CFU 9
Settore Scientifico Disciplinare CEAR-01/B
Nr. ore di aula 49
Nr. ore di studio autonomo 153
Nr. ore di laboratorio 23
Mutuazione Nessuna
Annualità III anno
Periodo di svolgimento I semestre
Docente Ruolo SSD docente
Freni Gabriele PO CEAR-01/B
* PO (professore ordinario), PA (professore associato), RTD (ricercatore a tempo determinato), RU (Ricercatore a tempo indeterminato), DC (Docente a contratto).
Propedeuticità Nessuna
Prerequisiti Per il proficuo studio della materia, è opportuno che lo studente abbia maturato conoscenze e competenze pratiche di base relative all’idraulica delle condotte in pressione e a pelo libero
Sede delle lezioni Dipartimento di Ingegneria e Architettura - Polo scientifico e tecnologico di Santa Panasia
Orario delle lezioni

Gli orari di lezione saranno pubblicati sulla pagina web del corso di laurea:

https://gestioneaule.unikore.it/agendaweb_unikore//index.php?_lang=it

Obiettivi formativi

L’insegnamento ha l’obiettivo di formare gli studenti nel campo delle infrastrutture idrauliche urbane ed in particolare degli acquedotti e delle reti di drenaggio. L’insegnamento ha una forte connotazione progettuale con la possibilità, per gli studenti, di sviluppare due esercitazioni progettuali di dimensionamento nel campo degli acquedotti e delle reti di drenaggio urbano.

Contenuti del Programma
N. Argomento tipologia Durata
1 Il ciclo naturale delle acque. Gli elementi del ciclo delle acque in ambiente antropizzato. La gestione integrata. Normativa sulla tutela e qualità delle acque. Requisiti delle acque destinate al consumo umano Frontale 3h
2 Generalità sugli acquedotti. Elementi principali di un sistema acquedottistico. Previsioni demografiche Fabbisogni, consumi. Dotazioni idriche: massime, minime. Caratterizzazione dei consumi idrici e livelli di soddisfacimento della domanda. Frontale 3h
3 Opere di presa da acque superficiali (fiumi e torrenti, laghi e serbatoi) e da acque profonde (sorgenti, gallerie drenanti e pozzi. Frontale 3h
4 Acquedotti esterni: studio del tracciato, criteri di scelta. Richiami al calcolo idraulico delle condotte. Richiami sugli impianti di sollevamento per acquedotti: scelta del tipo di pompe (di superficie, sommerse, sommergibili), potenza di una pompa, curve caratteristiche e punto di funzionamento. Frontale 3h
5 Tracciamento e dimensionamento dell’acquedotto esterno Laboratorio 3h
6 Opere d’arte tipo: pozzetti di scarico e sfiato; derivazione in pressione; partitore a pelo libero e vasche di disconnessione; attraversamenti stradali, ferroviari, fluviali; ancoraggi; manufatti di scarico. Frontale 3h
7 Serbatoi cittadini: classificazione; posizionamento altimetrico, dimensionamento idraulico (volume di compenso, di riserva ed antincendio); dimensionamento in deficit; tipologie (serbatoio seminterrato, in caverna, pensile), camere di manovra, scarico di superficie e di fondo, organi di chiusura, apparecchiature (valvole, sfiati, saracinesche..). Frontale 3h
8 Dimensionamento dei serbatoi cittadini Laboratorio 3h
9 Progetto di una rete di distribuzione. Criteri di verifica del funzionamento delle reti di distribuzione. Uso di strumenti informatici per il progetto e la verifica degli acquedotti. La calibrazione dei modelli. Frontale 3h
10 Materiali per condotte Frontale 3h
11 Il tracciamento e la progettazione di una rete di distribuzione Laboratorio 2h
12 Il colpo d’ariete nelle condotte in pressione. Gli organi di attenuazione del colpo d’ariete: masse volano e casse d’aria Frontale 3h
13 Calcolo statico di una condotta interrata Laboratorio 2h
16 Generalità sui sistemi di drenaggio urbano. Sistemi fognari. Opere d’arte minori per fognature: caditoie stradali; pozzetti di ispezione, di confluenza, di salto; sifoni di cacciata; attraversamenti. Opere di scarico. Frontale 3h
17 Richiami di idrologia urbana. L’equazione generale del bilancio idrologico. La misura delle precipitazioni e delle portate. Le perdite idrologiche. Frontale 3h
18 L’analisi statistica delle piogge intense. Le leggi probabilistiche dei valori estremi. I test statistici. Le curve di probabilità pluviometrica. Gli ietogrammi reali e sintetici Frontale 3h
19 La stima delle curve di probabilità pluviometrica Laboratorio 3h
20 I modelli di trasformazione afflussi – deflussi in ambiente urbano. Frontale 3h
21 Il dimensionamento di una rete fognaria Laboratorio 6h
22 Le opere d’arte maggiori: scolmatori di piena, impianti di sollevamento Frontale 3h
23 Le opere d’arte maggiori: vasche volano e vasche di prima pioggia Frontale 3h
24 Dimensionamento di una vasca volano e di prima pioggia. Laboratorio 3h
25 Le tecniche distribuite per il controllo dei deflussi superficiali in ambiente urbano Frontale 3h
26 Progettazione di un impianto di sollevamento in fognatura. Laboratorio 2h

 

Attività esercitative / Lavoro di gruppo:

L’insegnamento prevede lo svolgimento di due esercitazioni pratiche di dimensionamento nel campo degli acquedotti e delle reti di drenaggio urbano. Le esercitazioni devono essere svolte singolarmente e prevendono la proposizione di temi progettuali già individuati in cui gli studenti svilupperanno i calcoli di dimensionamento idraulico. I temi saranno semi-reali nel senso che si baseranno sulla struttura urbanistica e dimensionale di centri abitati reali in cui i sistemi acquedottistici e fognari sono già stati tracciati. Specifiche modalità di ricevimento e di supporto a distanza sono previste per gli studenti non frequentanti o lavoratori. Essendo distribuite durante l’insegnamento, a valle della discussione teorica dei metodi progettuali e delle scelte tecniche ingegneristiche, le esercitazioni guidano l’allievo nell’elaborazione della parte tecnica idraulica di una progettazione di un sistema acquedottistico e di un sistema fognario.

Risultati di apprendimento (descrittori di Dublino)

Alla fine dell’insegnamento, gli studenti dovranno aver conseguito le seguenti abilità, conoscenze e competenze:

Conoscenza e capacità di comprensione: L’insegnamento intende fornire le conoscenze di base per la comprensione, valutazione e gestione dei sistemi idraulici in ambiente urbano. Essendo posto a valle di altri corsi che investono l’ambito idraulico, l’insegnamento di Acquedotti e Fognature intende completare il percorso conoscitivo degli studenti analizzando il ciclo delle acque a partire dal prelievo dall’ambiente, sino all’utilizzo presso le utenze, alla raccolta ed al conferimento successivo ai corpi idrici naturali. Essendo indirizzato ad Allievi Ingegneri Civili e Ambientali, l’insegnamento tratterà le problematiche connesse con la qualità delle acque in ambiente urbano sia in relazione alla tutela della salute pubblica che alla tutela ambientale.

Conoscenza e capacità di comprensione applicate: Fornire le conoscenze tecnico-pratiche relative alle infrastrutture idrauliche in ambiente urbano (acquedotti e fognature). L’insegnamento fornisce i principali elementi per effettuare la progettazione di tali opere ed identificare le principali scelte tecniche in merito ai materiali da utilizzare, agli sviluppi altimetrici e planimetrici, alle verifiche di funzionamento ed alla stima sommaria dei costi di realizzazione.

Autonomia di giudizio: L’attività tecnico pratica dell’insegnamento pone gli studenti di fronte alle scelte tipiche della progettazione ingegneristica. Gli studenti dovranno formarsi alla determinazione delle scelte progettuali in campo idraulico, valutare le alternative tecniche (come prescritto dal Codice degli Appalti) ed assumere su se stessi la responsabilità della scelta progettuale.

Abilità comunicative: Le esercitazioni progettuali andranno discusse in aula durante le esercitazioni ed i ricevimenti e la giustificazione delle scelte progettuali sarà oggetto dell’esame. Per questa ragione, gli studenti dovranno essere capaci di esporre e difendere le proprie scelte progettuali

Capacità di apprendere: L’insegnamento prevede che gli studenti, pur avendo alcuni testi principali da cui poter attingere per lo studio, debbano raccogliere informazioni e conoscenze da una molteplicità di fonti che, lezione per lezione, saranno indicate al fine di comporre la propria formazione. Questo aspetto è particolarmente importante nella logica dell’evoluzione della disciplina che richiederà ai futuri ingegneri una continua formazione e specializzazione.

Testi per lo studio della disciplina

Le lezioni frontali seguono abbastanza fedelmente la struttura dei seguenti testi che possono essere utilizzati dagli studenti come riferimento per gli argomenti inerenti gli acquedotti e le reti di drenaggio urbano:

  • V. Milano: “Acquedotti – guida alla progettazione “, ed. Hoepli, Milano, 2012.
  • L. Da Deppo, C. Datei: “Fognature”, ed. Progetto Libreria, Padova, 2020.

Alla fine di ogni lezione, gli studenti saranno indirizzati alle parti dei testi a cui riferirsi per lo studio della materia.

I testi sono disponibili presso la Biblioteca d’Ateneo per la consultazione o per il prestito.

I seguenti testi sono invece consigliati come fonti facoltative di approfondimento su aspetti tecnologici o su approcci internazionali alla progettazione che saranno indicati alla fine di ogni lezione:

  • G. Becciu, A. Paoletti: “Fondamenti di costruzioni idrauliche”, ed. UTET, 2010.
  • D. Butler, J. Davis: “Urban Drainage”. Ed. Spon Text, 2010
  • L. Mays “Stormwater Collection Systems Design Handbook”. Ed. McGraw – Hill, 2001
  • L. Mays “Water Distribution System Handbook”. Ed. McGraw – Hill, 1999
Metodi e strumenti per la didattica

L’insegnamento sarà erogato attraverso lezioni frontali e due laboratori progettuali (uno su acquedotti ed uno su fognature) che attraverso l’utilizzo di casi di studio reali condurrà gli studenti attraverso le fasi di progettazione idraulica delle infrastrutture studiate.

Gli studenti, sulla base delle piattaforme elettroniche di condivisione messe a disposizione dall’Ateneo, avranno a disposizione i supporti didattici utilizzati per le lezioni frontali, i dati dei casi di studio per lo sviluppo dei laboratori di dimensionamento progettuale, un forum attivo per tutto l’anno accademico su cui potersi confrontare con i colleghi, i docenti e gli esercitatori per la discussione delle tematiche dell’insegnamento. Tali strumenti sono complementari alle ordinarie attività di ricevimento indicate all’interno della presente scheda. Le guide alle esercitazioni saranno rese disponibili durante il semestre, di norma con qualche giorno d’anticipo rispetto alla lezione stessa.

Modalità di accertamento delle competenze

Dal momento che la discussione delle esercitazioni progettuali è parte fondamentale della verifica finale, il completamento delle esercitazioni rappresenta un prerequisito per l’ammissione all’esame. Gli elaborati delle esercitazioni devono essere consegnati in formato unicamente elettronico e tramite E-mail almeno una settimana prima della data di avvio dell’appello d’esami a cui lo studente intende partecipare. Al fine di favorire l’autovalutazione della propria preparazione, le esercitazioni possono essere consegnate anche durante l’insegnamento man mano che le stesse verranno presentate e discusse in aula.

La verifica delle conoscenze tecniche apprese dagli allievi si svolgerà attraverso un colloquio orale individuale la cui durata è indicativamente pari a 30-45 minuti. Il colloquio finale discuterà gli elaborati delle esercitazioni svolte (50% della valutazione) e gli aspetti teorici della disciplina discussi durante l’insegnamento e riportati nella presente scheda nella sezione Contenuti (50% della valutazione).

In particolare, la discussione delle esercitazioni verterà sui seguenti elementi:

  • Scelte progettuali e layout delle opere progettate in relazione ai requisiti funzionali previsti in progetto
  • Giustificazione delle scelte progettuali e tecnologiche e discussione dei calcoli di dimensionamento effettuati
  • Discussione delle scelte tecnologiche adottate per le opere in progetto

Le domande sugli aspetti teorici della disciplina riguarderanno metodi di dimensionamento, scelte costruttive, materiali utilizzabili per la realizzazione delle opere idrauliche in ambiente urbano, aspetti connessi con la verifica, la manutenzione e la riabilitazione di opere esistenti, le peculiarità tecniche e costruttive dei singoli manufatti come meglio dettagliati nel programma dell’insegnamento.

Il colloquio si intende superato, con la votazione di 18/30, quando lo studente dimostra:

  • minime conoscenze tecniche di base sugli aspetti idraulici e tecnologici degli acquedotti e delle reti di drenaggio urbano;
  • capacità di autonoma applicazione dei metodi progettuali in relazione a semplici problemi di dimensionamento idraulico degli acquedotti e delle reti di drenaggio;
  • capacità di applicazione delle conoscenze acquisite per formulare semplici valutazioni di funzionalità idraulica in relazione a fissati pre-requisiti prestazionali.

Il voto di 30/30, con eventuale lode, è assegnato quando lo studente dimostra:

  • piena conoscenza degli aspetti tecnici e tecnologici connessi con la progettazione, realizzazione e gestione degli acquedotti e delle reti di drenaggio urbano;
  • autonoma applicazione dei criteri e metodi di dimensionamento acquisiti anche in relazione a problemi idraulici complessi;
  • capacità di autonoma elaborazione di giudizi tecnici basati sulle conoscenze acquisite anche in relazione alla risoluzione di problemi di gestione di infrastrutture idrauliche esistenti.
Date di esame

Le date di esami saranno pubblicati sulla pagina web del corso di laurea:

https://gestioneaule.unikore.it/agendaweb_unikore//index.php?_lang=it

Modalità e orario di ricevimento

Gli studenti si ricevono, di norma, il martedì ed il giovedì pomeriggio. Al fine di ridurre i tempi di attesa, si chiede di voler formalizzare la richiesta di ricevimento tramite E-mail.

Nel dettaglio, gli orari di ricevimento saranno pubblicati sulla pagina personale del docente:

(Ingegneria dei rischi ambientali e delle infrastrutture) Gabriele Freni

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