frangimento
frangimento
Processo che controlla la crescita delle onde imponendo, per le altezze d’onda, una soglia limite che non può essere superata. Tale soglia, indicata come altezza d’onda di frangimento, viene a dipendere, su profondità infinita, cioè al largo, dal periodo d’onda, e su profondità finita, cioè nel bacino marino che si estende dal largo sino alla linea di riva, dal periodo d’onda e dalla profondità (decrescente) del fondo, oltre che dalla pendenza di questo sulle basse profondità. Le relazioni che forniscono l’altezza d’onda di frangimento richiedono per la loro formulazione la specificazione a priori del criterio di frangimento. Il criterio più utilizzato, suggerito da Stokes verso la metà dell’Ottocento, prevede che un’onda si porti nella condizione di frangimento quando la velocità orizzontale della particella fluida in corrispondenza alla cresta (velocità lagrangiana) raggiunge la velocità con la quale avanza il profilo d’onda (velocità di fase, o celerità d’onda). Le diverse relazioni proposte sono riferite, usualmente, alle onde regolari fisiche e il loro impiego per altri tipi di onde richiede appropriati adeguamenti. Infatti, osservazioni sperimentali evidenziano che le altezze di frangimento associate sia alle onde regolari rappresentative degli stati di mare (onde regolari non fisiche) sia alle onde marine individuali (onde irregolari fisiche) si mantengono inferiori, a parità delle altre condizioni (periodo, profondità e pendenza del fondo), a quelle corrispondenti alle onde regolari fisiche, con decrementi che talvolta possono risultare importanti. Il frangimento delle onde è accompagnato da dissipazioni superficiali di energia la cui intensità dipende dalla figura (o tipo) di frangimento, individuata attraverso appropriati indici. Tra le principali figure di frangimento si individuano il frangimento tipo spilling, il quale presenta una cresta simmetrica rispetto alla direzione verticale e dà luogo a una modesta dissipazione di energia, con importanti azioni dinamiche sulle strutture marittime, e il frangimento tipo plunging, che presenta una cresta non simmetrica conformata a forma di getto che intrappola, nella caduta, un cuscino d’aria, e dà luogo a una forte dissipazione di energia, con azioni dinamiche meno intense.