Dinamica Costiera e Inquinamento

Dinamica Costiera e Inquinamento

Sedimentologia,  Geochimica  e applicazione di modelli numerici permettono di effettuare diverse tipologie di studi.

Questa linea di ricerca è costituita da tre aree tematiche principali

Uso di Modelli Numerici
DINAMICA COSTIERA
Analizzata attraverso l'utilizzo di modelli numerici bidimensionali e tridimensionali, si focalizza sullo studio dei processi idrodinamici che determinano la variazione morfologica del fondale e della linea di costa, nonché la dispersione di variabili conservative (sedimenti) e non conservative (batteri patogeni);
trasporto solido litoraneo
SEDIMENTOLOGIA
In questa area tematica sono compresi gli studi sull’evoluzione delle spiagge, l’erosione costiera e l’approccio radiocronologico alle problematiche inerenti il trasporto solido litoraneo;
Fonti di inquinamento
GEOCHIMICA
Questa area di ricerca include la caratterizzazione degli apporti continentali in rapporto alle sorgenti antropogeniche e alle fonti di inquinamento provenienti dall’ambiente costiero.

Analisi dei possibili impatti delle sostanze inquinanti sull'ecosistema marino-costiero a seguito dell'incidente della Costa Concordia

A seguito dell’incidente della nave Costa Concordia avvenuto il 13 Gennaio del 2012, il gruppo di modellistica del Laboratorio di Oceanologia Sperimentale ed Ecologia Marina ha messo a punto i modelli matematici di circolazione delle correnti marine e di dispersione degli inquinanti per prevenire danni agli ecosistemi marino-costieri dell’Isola del Giglio.

Per simulare con un elevato dettaglio le correnti marine e la dispersione del materiale inquinante è stata utilizzata una griglia agli elementi finiti che permette di avere una risoluzione di circa 20 m in prossimità della costa e del relitto. Per analizzare gli impatti sugli ecosistemi bentonici dell’Isola del Giglio, ed in particolare sulla Posidonia oceanica (zona verde nella carta relativa alle biocenosi bentoniche marine), è stata redatta una carta che riporta la distribuzione delle principali biocenosi marine.

Due volte a settimana il gruppo di modellistica ha inviato al Comando Generale delle Capitanerie di Porto e alla Protezione Civile un bollettino dove venivano riportate le previsioni delle correnti marine, della dispersione degli idrocarburi e dei possibili impatti sulle biocenosi bentoniche.

Analisi dei possibili impatti sull'ecosistema marino-costiero dovute alle attività di dragaggio lungo il tratto di costa civitavecchiese

Le attività di dragaggio determinano un aumento della torbidità nella colonna d’acqua con conseguente limitazione della penetrazione della luce che è necessaria per lo svolgimento di fotosintesi negli organismi fotoautotrofi (come la Posidonia oceanica rappresentata dalla zona verde in figura). Come mostrano i risultati dei modelli di dispersione, in determinate condizioni meteomarine, la frazione fine del sedimento risospeso durante le operazioni di dragaggio, può influenzare sia la zona costiera (scenario estivo – figura in alto) sia la parte più a largo (scenario invernale – figura in basso). In questo caso deve essere discriminata la frazione che rimane in sospensione (pallini blu) la quale limita la crescita delle piante, da quella che sedimenta sul fondo (pallini rossi) che può provocare il seppellimento delle praterie di Posidonia oceanica.

Valutazione del rischio microbiologico sulla salute pubblica in una zona balneare di S.Marinella

Le barriere di difesa emerse e sommerse che vengono progettate e realizzate per proteggere la costa dall’erosione possono ostacolare il mescolamento tra le acque costiere e quelle di largo, aumentando il tempo di permanenza nella colonna d’acqua di sostanze pericolose (es. coliformi fecali) per la salute umana. Sono state effettuate delle simulazione durante due giorni nel periodo estivo per analizzare il tempo che impiegano gli organismi patogeni a dimezzare il loro contenuto nella zona di balneazione. A causa delle deboli correnti marine del 22 Agosto (Figura in alto) il tempo che impiegano la metà dei batteri a raggiungere il largo è di circa 36 ore; mentre durante il 25 Agosto (Figura in basso) il tempo impiegato è di sole 12 ore.

Studio della dispersione del materiale risospeso durante le attività di posa di un elettrodotto subacqueo in corrispondenza dell'approdo di Punta Tramontana (Golfo dell'Asinara, Sardegna)

Durante la posa di un elettrodotto subacqueo viene risospeso il sedimento presente sul fondo che può provocare danni irreversibili alle praterie di Posidonia oceanica presenti lungo la fascia costiera. Le simulazioni numeriche relative alla dispersione del materiale in sospensione permettono di definire, nei vari istanti di tempo, le aree in cui il sedimento deposita sul fondo (zona rossa) e quelle in cui il materiale rimane lungo la colonna d’acqua (zona verde). In questo modo è possibile analizzare l’impatto e valutare il rischio per gli ecosistemi marini presenti nell’area

Analisi dell'impatto di opere costiere (porti, isole artificiali e barriere sommerse) sulla dinamica litoranea

I modelli numerici rivestono un ruolo chiave nell’ingegneria costiera in quanto permettono di valutare la migliore soluzione per la costruzione di una nuova opera. Nel caso del porto di Fiumicino sono stati analizzati da un punto di vista idrodinamico gli effetti che la nuova opera (in nero) produce lungo i tratti di costa adiacenti. Lo scenario in cui sono stati riprodotti gli eventi prevalenti (libeccio e scirocco) ha messo in luce che il porto produce nella parte a nord una zona d’ombra (in rosso) con una bassa intensità delle correnti marine.

Il tratto di costa compreso tra Capo d’Anzio e Torre Astura ha subito nel corso degli ultimi anni un aumento del trend erosivo a causa dell’ampliamento del porto turistico di Nettuno. Tale situazione potrebbe aggravarsi a seguito della costruzione del nuovo antemurale del porto di Anzio che determinerà un raddoppiamento della superficie rispetto a quella iniziale. Le simulazioni preliminari hanno dimostrato che esiste un forte trend erosivo tra Anzio e Nettuno e che il nuovo porto di Anzio non contribuirà in modo significativo ad aumentare l’erosione in quanto gran parte del materiale sedimentario diretto verso sud viene bloccata dal porto attuale

La scelta del posizionamento (distanza dalla costa) e del dimensionamento (numero di barriere) di un’opera di protezione della costa deve essere fatta sulla base dei risultati dei modelli matematici. In questo caso per proteggere dall’erosione un tratto di costa del Lazio settentrionale sono stati progettati pennelli sommersi in quanto riducono l’energia dell’onda sulla linea di riva e di conseguenza limitano il trasporto trasversale di sedimento, mantenendo un adeguato trasporto litoraneo.

Analisi degli impatti di una wind farm offshore a largo delle coste del Gargano

Una wind farm offshore permette di generare una grande quantità di energia rinnovabile legata all’intensità del vento ma al tempo stesso può avere degli impatti negativi sulla dinamica costiera e sugli ecosistemi bentonici. Le simulazioni effettuate nella zona del Gargano dimostrano che i 110 pali eolici ostruiscono la circolazione marina determinando, a seconda dello scenario simulato, zone di bassa energia a est o a ovest del parco eolico, e aree con elevate velocità in prossimità della costa

Studio del potenziale energetico da moto ondoso lungo le coste di Civitavecchia

Negli ultimi anni sono stati progettati e sviluppati una vasta gamma di dispositivi che producono energia sfruttando le caratteristiche del moto ondoso (altezza e lunghezza d’onda) e i processi legati alla propagazione dell’onda verso costa (wave setup). Per definire la quantità di energia disponibile sulle coste italiane sono stati utilizzati dei modelli numerici che riescono ad individuare degli “hot spot” (zona viola della figura in basso) lungo la zona costiera.