L.2 IDRAULICA, IDROLOGIA E SISTEMAZIONI

L 20 GENIO RURALE E MECCANIZZAZIONE AGRARIA - IDRAULICA, IDROLOGIA E SISTEMAZIONI L.2 Idraulica, idrologia e sistemazioni 1. Idraulica 1.1 Idrostatica. Si definisce liquido un sistema continuo che ha un volume proprio, ma che assume la forma del recipiente che lo contiene. I liquidi, poiché oppongono un apprezzabile resistenza alle forze esterne che tendono a mutarne il volume, sono generalmente considerati incomprimibili. I liquidi vengono studiati come sistemi continui facendo riferimento a un volume che contiene un insieme di particelle liquide. Un liquido in movimento è interessato da uno stato di sollecitazione interna (sforzo) che ammette sia una componente normale (sforzo normale) sia una componente tangenziale (sforzo tangenziale). Gli sforzi sono forze, per unità di superficie, esercitate su una parte qualsiasi del sistema continuo liquido attraverso la superficie di contorno del volume liquido considerato. Il concetto di sforzo si applica anche quando il liquido è in quiete e, in questo caso, la superficie considerata può essere anche quella di contatto tra una massa fluida e una parete solida. La componente normale dello sforzo si dice di compressione se tende ad avvicinare due particelle liquide, mentre è denominata di trazione nel caso opposto. I fluidi in genere non resistono agli sforzi normali di trazione e pertanto, nella trattazione analitica, si considerano sottoposti solo all azione di quelli di compressione, denominati pressioni. Le grandezze utilizzate nello studio dei liquidi sono di tipo geometrico, cinematico e dinamico e, quindi, il sistema di riferimento utilizzato considera come grandezze fondamentali la lunghezza L, la forza F e il tempo t. Se si usa il sistema tecnico, ancora molto impiegato nelle applicazioni dell idraulica, le unità di misura utilizzate per le grandezze fondamentali sono il metro (m), il chilogrammo-forza (kg) e il secondo (s). Nel Sistema Internazionale l unità di misura della forza è, invece, il Newton (N). Si definisce Idrostatica lo studio dei liquidi nella condizione di quiete. 1.1.1 Proprietà fisiche dei liquidi. Le principali proprietà fisiche dei liquidi sono il peso specifico g, la densità r, la comprimibilità e e la viscosità m. Il peso specifico (kg/m3 oppure N/m3) è il peso dell unità di volume di liquido. La densità è la massa dell unità di volume (kg s2/m4). Tenuto conto delle definizioni di g e r, e considerando l accelerazione di gravità g costante e pari a 9,81 m/s2, risulta g 5 r g. Il peso specifico dell acqua limpida è pari a 1.000 kg/m3. Il peso specifico dell acqua torbida, come quella presente nei corsi d acqua naturali, è più elevato per la presenza di particelle solide veicolate in sospensione. L incremento, rispetto al caso di acqua limpida, dipende dalla quantità di materiale in sospensione; per l acqua torbida si assume, di norma, un valore del peso specifico pari a 1.100-1.200 kg/m3. La componente tangenziale t dello sforzo, che è quella che si oppone al movimento del fluido, si manifesta solo durante il moto e ha un intensità dipendente, oltre che dal gradiente di velocità nella direzione normale a quella del moto, anche da una particolare proprietà fisica del liquido denominata viscosità. La viscosità m (kg s/ m2 oppure N s/m2), per una fissata temperatura, può ritenersi costante. Per l acqua la viscosità, alla temperatura di 20 °C, è pari a 0,000103 kg s/m2. Quando la viscosità m 5 0, il liquido si dice non viscoso. Gli sforzi tangenziali risultano assenti sia in un liquido non viscoso sia in un liquido in quiete. I fluidi, per i quali la viscosità L02_1_Idraulica.indd 20 5/31/18 8:05 AM r t v d in o Q r U 1 p c il d l fi r d li q p h z c ( r n

SEZIONE L
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GENIO RURALE E MECCANIZZAZIONE...
L’Ingegneria agraria comprende tutte quelle discipline – scientifiche e tecniche – inerenti le opere di ingegneria applicata allo sviluppo dei sistemi agricoli e forestali, e le relative applicazioni, di principi e leggi, ai processi di gestione dei fenomeni territoriali e al governo delle tecnologie e tecniche applicate; ciò al fine di studiare, modellare e valorizzare i sistemi biologici per uno sviluppo sostenibile dell’agricoltura, della produzione alimentare, dell’uso del suolo e dell’ambiente.Fra i vari settori applicativi dell’ingegneria agraria e dei biosistemi vi sono le aree che convergono nelle denominazioni di Genio rurale e Meccanizzazione agraria; in particolare, quei settori che si concentrano sulle discipline relative al campo ingegneristico dei sistemi agrari, forestali e biologici, dell’Idraulica agraria, del Rilievo e rappresentazione del territorio, delle Costruzioni rurali e della Meccanica agraria.Questa Sezione L del Manuale dell’Agronomo è stata opportunamente organizzata per corrispondere al meglio a tutte le esigenze dei contenuti circoscritti nell’ambito sopra descritto.A cominciare dai richiami di Fisica applicata e in stretto parallelismo con gli aspetti normativi, di sicurezza e benessere, si passano in rassegna i vari ambiti operativi:– idraulica, idrologia, sistemazione dei corsi d’acqua, senza tralasciare gli aspetti della gestione delle risorse idriche, dell’ingegneria naturalistica e della tutela ambientale;– geodesia, topografia e cartografia, geomatica, telerilevamento e sistemi informativi territoriali orientati all’analisi, gestione e tutela, di territorio, paesaggio e ambiente;– controllo ambientale, energetica, progettualità e gestione di strutture e attrezzature di edifici, opifici rurali e relativa impiantistica;– meccanica, motoristica, macchine e meccanizzazione agricola, con relative applicazioni gestionali e informatiche.Tutto questo insieme di conoscenze validamente e trasversalmente integrate nei due contesti, sia di Sezione così come dell’intero Manuale, contribuisce a finalizzare concretamente la professione del tecnico operante nei vari ambiti del sistema agrorurale.Coordinamento di SezionePierluigi BonfantiRealizzazione e collaborazioniMatteo Barbari, Pierluigi Bonfanti, Federico Cazorzi, Roberto Chiambrando, Alessandro Chiumenti, Roberto Chiumenti, Francesco Da Borso, Pasquale Dal Sasso, Giancarlo Dalla Fontana, Vito Ferro, Rino Gubiani, Adolfo Gusman, Massimo Lazzari, Fabrizio Mazzetto, Elisabetta Peccol, Pietro Piccarolo, Franco Sangiorgi, Giacomo Scarascia Mugnozza, Paolo Zappavigna