ITALIANO (in inglese in caso di soli studenti stranieri)

Il corso è strutturato per consentire all’allievo ingegnere magistrale di acquisire nozioni ed abilità inerenti la gestione e la manutenzione delle strutture e delle infrastrutture portuali e offshore. Particolare attenzione è rivolta alle conoscenze di tipo economico-gestionale inererti alla progettazione, esecuzione, esercizio e manutenzione delle attività dell'ingegneria civile di cui alla categoria OG7 dell'Allegato A del d.P.R. 5 ottobre 2010, n. 207.
Sono perciò trattati i seguenti argomenti:
- Legislazione in materia di Autorità di Sistema Portuali, piani regolatori portuali, piani strategici per la logistica e la portualità;
- Le tipologie portuali e le opere costituenti il porto: opere di difesa; opere di accosto e ormeggio (banchine, pontili, ormeggi isolati), arredamento portuale (cantieri da carenaggio e da costruzione);
- Operazioni portuali, ciclo di vita e manutenzione;
- Porti Fluviali (Cenni);
- Bonifica dei fondali portuali inquinati e normativa dei Siti di Interesse Nazionale e Regionale in ambito portuale;
- Interventi di dragaggio, con particolare riferimento all’ecodragaggio e riutilizzo dei materiali;
- Dimensionamento delle casse di colmata;
- Dimensionamento delle Dighe a scogliera e delle Dighe a parete verticale;
- Verifica della stabilità strutturale delle dighe foranee e delle banchine ai sensi delle NTC’18;
- Verifica di compatibilità idraulica e interventi di mitigazione per gli aspetti di difesa idraulica e navigabilità;

Istruzioni tecniche per la progettazione delle dighe marittime (Ministero dei Lavori Pubblici, Consiglio Nazionale delle Ricerche)
Coastal Engineering Manual (US Army Corps of Engineers) solo capitoli sulle dighe a scogliera e verticali
Le dighe marittime. Progettazione, realizzazione, dissesti, manutenzione (Edoardo Benassai), 2008, 400 p., Liguori Editore.
Le Onde Marine. Guida Per Le Applicazioni All'ingegneria Costiera, Autore: Benassai Edoardo, Editore: Liguori
MANUALE DI INGEGNERIA PORTUALE E COSTIERA, Autore: TOMASICCHIO UGO, Editore: HOEPLI

Gli obiettivi formativi sono declinabili attraverso i c.d. “descrittori di Dublino”:

1) Conoscenza e capacità di comprensione: Il corso si prefigge di far acquisire allo studente la conoscenza delle funzioni e prospettive di sviluppo delle opere ed infrastrutture portuali e la capacità di comprendere e modellare i principali fenomeni idraulici connessi ad un impianto portuale, agli scarichi sottomarini, alle principali strutture offshore. Saranno illustrate le attività progettuali inerenti le opere marittime di difesa foranea, per la logistica portuale e per le strutture dell’eolico offshore e dell’industria petrolifera a partire dalla raccolta dei dati meteomarini, il trattamento statistico/probabilistico dei dati per la definizione degli scenari progettuali e la valutazione dei carichi ondosi sulle strutture.

2) Capacità di applicare conoscenza e comprensione: Lo studente sarà in grado di collaborare, per la parte tecnica di ingegneria civile, alla redazione del piano operativo triennale e al piano regolatore portuale, nell’ottica di revisione dei sistemi tecnologici e della manutenzione predittiva; sarà in grado di inquadrare e coordinare i progetti di trasformazione tecnologica delle opere esterne dei porti e delle parti interne, finalizzati all’ottimizzazione degli specchi acquei e degli spazi a terra, nonché nell’ambito della strategia di mix energetico; sarà in grado, inoltre, di supportare l’attività di gestione delle informazioni complesse e grandi moli di dati numerici dal monitoraggio del porto

3) Autonomia di giudizio: Lo studente deve essere in grado di formulare un giudizio critico sulla fattibilità tecnico-ambientale di un’opera portuale. Deve altresì essere in grado di valutare il rischio associato ad una diga portuale esistente, anche eventualmente proponendone una riconfigurazione. Lo studente deve essere in grado di individuare nel progetto degli interventi di bonifica dei fondali e di dragaggio (con conferimento in casse di colmate, per scopi di ripascimento o trasferimento in discarica controllata) le attività a rischio e proporre soluzioni tecniche ed organizzative per il loro monitoraggio e la loro gestione.

4) Abilità comunicative: Lo studente deve essere in grado di illustrare fondamenti teorici e applicativi relativi alle costruzioni marittime e offshore.

5) Capacità di apprendimento: A conclusione del corso lo studente deve disporre di tutti gli strumenti utili per proseguire in modo autonomo, adottando un approccio critico, lo studio delle evoluzioni della materia, mediante la conoscenza delle principali associazioni internazionali e nazionali in tema di portualità e impianti eolici offshore, nonché delle principali fonti di dataset metereologici (e.g. Copernicus).

Conoscenze di base di meccanica dei fluidi

Il corso prevede lo svolgimento di lezioni frontali e dello sviluppo di esercizi progettuali assistiti mediante l'impiego dei Software MIKE 21, Microsoft Excel, Matlab.

Verrà effettuata Visita tecnica al Campo Sperimentale "MaRELab" c/o il Porto di Napoli.

Il corso è di 6 CFU. Convenzionalmente, 1 CFU corrisponde a circa 25 ore di impegno, che includono lezioni, studio individuale e altre attività formative. Per venire incontro alle esigenze degli studenti, riducendo il carico didattico di studio individuale specificamente per le attività di esercitazione/progettuali, a 3 CFU del corso sono associate 12 ore di esercitazione assistita (al calcolatore) (36 ore) mentre a 3 CFU (più legati ad aspetti teorici) sono associate 8 ore di didattica frontale.

L’esame consiste in una prova orale con discussione degli esercizi svolti raccolti in una presentazione in powerpoint.
Per il conseguimento dell'esame, il candidato deve dimostrare: 1) comprensione dei principali fenomeni di interazione onda-struttura; 2) di saper dimensionare una diga portuale; 3) di saper quantificare le azioni marine su un palo di una turbina eolica.

Sono resi disponibili a cura dei docenti: Appunti delle lezioni in pdf sul sito dei docenti e pdf dei ppt proiettati a lezione, nonchè fogli di calcolo, script in MATLAB e software specialistico (e.g. MIKE 21).
Questo insegnamento prevede – per le attività diverse da quelle pratiche e di laboratorio – una limitata attività didattica erogata con modalità telematiche, in misura non superiore a un terzo del totale. L'attività in modalità telematica sarà concordata con gli studenti frequentanti e svolta nel rispetto dell’orario stabilito dal Dipartimento, senza interferire con le altre attività didattiche.

Il programma si articola su 60 ore di attività didattiche (didattica frontale, esercitazioni assistite e project work). Oltre alle attività assistite al calcolatore per l'impiego del software MIKE 21, gli argomenti del corso riguardano lezioni frontali relative a:
Legislazione del Mare in Italia;
Piani regolatori portuali;
Progetto dei Marina - Porti turistici;
Interazione fluido-struttura nelle dighe foranee; Dighe a scogliera;
Dighe a parete verticale;
Materiali da costruzione per strutture Marittime;
Analisi economica delle Strutture marittime;
Pontili, moli, muri di sponda;
Progetto difese elastomeriche per l'attracco - Dimensionamento Bitte;
Dragaggi e casse di colmata;
Piattaforme Oil&Gas - classificazione e normativa - aspetti costruttuivi e deployment;
Idrodinamica delle Strutture Offshore;
Pontili e frangiflutti galleggianti
ancoraggi per strutture offshore;
Analisi dei carichi su Condotte sottomarine;
Altre strutture offshore;
Decommissioning di strutture marittime.

ITALIAN (in English for foreign students only)

The course aims to provide the student with the necessary knowledge of the costal structures design (offshore structures and harbor breakwaters).
Topics:
Offshore structures and related design criteria
Ports typologies and port buildings problems. The port in the territorial asset. Types of ports and their destination. Location port vocation.
Defense against agitations and erosion. Arrangement of internal works. General furniture.
Structural project of breakwaters and the portal internal area.
Rubble mound breakwaters and related design criteria
Vertical breakwaters and related design criteria.

Technical instructions for the design of maritime dams (Ministry of Public Works, National Research Council)
Coastal Engineering Manual (US Army Corps of Engineers) only chapters on rubble mound and vertical breakwaters design
Le dighe marittime. Progettazione, realizzazione, dissesti, manutenzione (Edoardo Benassai), 2008, 400 p., Liguori Editore.
Le Onde Marine. Guida Per Le Applicazioni All'ingegneria Costiera, Autore: Benassai Edoardo, Editore: Liguori
MANUALE DI INGEGNERIA PORTUALE E COSTIERA, Autore: TOMASICCHIO UGO, Editore: HOEPLI

The learning objectives are defined using the so-called "Dublin descriptors":

1) Knowledge and understanding: The course aims to provide students with an understanding of the functions and development prospects of port works and infrastructure, and the ability to understand and model the main hydraulic phenomena associated with a port facility, submarine discharges, and major offshore structures. Design activities related to maritime defense structures, port logistics, and offshore wind and oil industry structures will be illustrated, starting with the collection of marine weather data, the statistical/probabilistic processing of data for the definition of design scenarios, and the assessment of wave loads on structures.

2) Ability to apply knowledge and understanding: The student will be able to collaborate, for the technical part of civil engineering, in the drafting of the three-year operational plan and the port master plan, with a view to reviewing technological systems and predictive maintenance; They will be able to manage and coordinate technological transformation projects for external and internal port structures, aimed at optimizing water and land space, as well as within the energy mix strategy. They will also be able to support the management of complex information and large amounts of numerical data from port monitoring.

3) Independent judgment: Students must be able to formulate a critical judgment on the technical and environmental feasibility of a port project. They must also be able to assess the risk associated with an existing port breakwater, possibly proposing its reconfiguration. Students must be able to identify risky activities in the design of seabed remediation and dredging interventions (with disposal in reclaimed areas for beach nourishment purposes or transfer to a controlled landfill) and propose technical and organizational solutions for their monitoring and management.
4) Communication skills: The student must be able to illustrate theoretical and applied fundamentals related to maritime and offshore construction.
5) Learning skills: At the end of the course, the student should have all the necessary tools to independently continue studying the evolution of the subject, adopting a critical approach, through knowledge of the main international and national associations in the field of ports and offshore wind farms, as well as the main sources of meteorological datasets (e.g., Copernicus).

Basic knowledge of fluid mechanics

The course includes lectures and the development of assisted design exercises using the MIKE 21, Microsoft Excel, and Matlab software.

A technical visit to the "MaRELab" Experimental Field at the Port of Naples will be conducted.

The course is worth 6 credits (ECTS). One credit corresponds to approximately 25 hours of work, including lectures, individual study, and other training activities. To meet student needs and reduce the individual study load specifically for the exercises/projects, 3 credits of the course are associated with 12 hours of computer-assisted exercises (36 hours), while 3 credits (more focused on theoretical aspects) are associated with 8 hours of classroom teaching.

The exam consists of an oral test with discussion of the exercises performed.
To pass the exam, the candidate must demonstrate: 1) understanding of the main wave-structure interaction phenomena; 2) to know how to size a port dam; 3) to be able to quantify the marine actions on a wind turbine tower.

The exam consists of an oral test with a discussion of the exercises, as well as spreadsheets, MATLAB scripts and specialized software (e.g. MIKE 21). This course includes—for activities other than practical and laboratory work—limited online teaching, accounting for no more than one-third of the total. Online teaching will be coordinated with attending students and conducted according to the timetable established by the Department, without interfering with other teaching activities.

The program is divided into 60 hours of teaching activities (lectures, supervised exercises and project work).
In addition to computer-assisted activities for the use of the MIKE 21 software, the course topics include lectures on:
Sea legislation in Italy;
Port regulatory plans;
Marina Project - Tourist Ports;
Fluid-structure interaction in breakwaters; Rubble mound breakwaters;
Vertical wall and composite breakwaters;
Building materials for maritime structures;
Economic analysis of maritime structures;
Piers, piers, bank walls;
Elastomeric defenses project for mooring - Sizing of bollards;
Dredging and landfill boxes;
Oil & Gas platforms - classification and legislation - construction and deployment aspects;
Hydrodynamics of Offshore Structures;
Floating piers and breakwaters
anchors for offshore structures;
Analysis of loads on subsea pipelines;
Other offshore structures;
Decommissioning of maritime structures.