"Sailing tomorrow": il convegno e il bronzo per il team UniGe

In occasione delle celebrazioni per gli 800 anni dell'Università Federico II, si è svolta a Napoli l'edizione 2024 del convegno "Sailing tomorrow", un evento che quest'anno si è sviluppato in una doppia veste: quella prettamente scientifica e quella sportiva.

L'evento sportivo

Nelle acque del Golfo di Napoli si è svolta una serie di sette regate a cui hanno partecipato i team velici di: Politecnico di Milano, Politecnico di Torino, Università di Genova, Università di Napoli Federico II, Università di Napoli Parthenope, Università di Palermo e Università di Trieste.

Nella competizione sono state utilizzate imbarcazioni monotipo (RS21) assegnate agli equipaggi tramite sorteggio e messe a disposizione dalla V Zona della Federazione Italiana Vela.

Il team dell'Università di Genova, composto da docenti dei vari insegnamenti relativi a imbarcazioni e attrezzatura velica del corso di laurea Ingegneria nautica e del corso di laurea magistrale Yacht design del Campus universitario della Spezia, si è classificato al terzo posto, con un solo punto di distacco dai due equipaggi di Napoli, primi a pari merito, in prove disputate in condizioni meteo impegnative.

Il contributo scientifico

Il team dell'Università di Genova ha presentato una memoria tecnica dal titolo: "Aero-idro-elasticità delle imbarcazioni a vela: tra didattica e ricerca" nella quale vengono ripercorse le attività di didattica e di ricerca, insieme ai risultati ottenuti da docenti e studenti UniGe dal 1991 a oggi nell’ambito della propulsione a vela e, più in generale, dell’utilizzo dell’energia eolica.

Gli autori del contributo sono i componenti dell'equipaggio velico: Edward Canepa, Olivia D'Ubaldo, Stefano Ghelardi, Benedetto Piaggio, Cesare Mario Rizzo.

L'intervento ha voluto ripercorrere le attività didattiche e di ricerca in ambito velico sviluppate negli ultimi decenni nell'università di Genova. Ispirati da alcuni pionieri che, ormai nel 1991, pubblicarono un articolo relativo all'analisi numerica dell'interazione fluido-struttura di un sistema velico per unità di coppa America, gli autori hanno presentato alcune attività di ricerca i cui risultati sono poi stati trasferiti negli insegnamenti dei corsi di laurea e dottorato in Ingegneria nautica e Yacht design dell'Università di Genova e costituiscono casi applicativi che catturano l'interesse della comunità studentesca ma, contemporaneamente, permettono di acquisire competenze molto avanzate dell'ingegneria navale e non solo, utilizzabili nella vita professionale.

Il problema del comportamento dinamico di una barca a vela risulta essere di fatto estremamente complesso. Infatti, se già lo studio dell'aero-idrodinamica, includendo le peculiarità delle moderne geometrie di scafo, delle appendici e delle vele di imbarcazioni sempre più leggere e dotate di profili alari risulta tutt’altro che semplice, ancora più complesso è tenere in considerazione l’interazione fluido struttura che in alcuni casi può portare a fenomeni fortemente dipendenti dal tempo. Se le barche a vela sono in passato state considerate mezzi di trasporto lenti, negli ultimi decenni un repentino aumento delle velocità di navigazione, simultaneamente all’uso sempre più estensivo dei materiali compositi e all’introduzione di nuove appendici immerse, ha portato il mondo dell’ingegneria navale a far fronte a nuovi stati limite, derivanti da fenomeni di interazione fluido-struttura, storicamente associati all’ingegneria aero-spaziale. Pertanto, è necessario orientare la ricerca verso studi specialistici, che tengano in considerazione gli aspetti dinamici quali ad esempio il controllo di navigazione e volo, andando così ben oltre i classici VPP statici.

A tale scopo, i metodi numerici e sperimentali di caratterizzazione delle azioni fluidodinamiche di resistenza, portanza e bilanciamento dei relativi centri nel tempo non possono prescindere dallo studio della loro interazione con i solidi. L’approccio tradizionale dell’ingegneria navale è quindi oggi riformulato, introducendo il concetto di fluido-elasticità che descrive la reciproca interazione tra forze elastiche, inerziali e fluidodinamiche. Anche in quest'ultimo contesto, le analisi sono estremamente complesse e richiedono metodi allo stato dell'arte per cogliere a pieno il comportamento non lineare di alberature, sartiame e vele non solo in fase progettuale ma anche in costruzione ed in esercizio. Si pensi, solo a titolo esemplificativo, all'impatto delle imperfezioni geometriche introdotte in produzione sull'instabilità o alle problematiche del pretensionamento del sistema velico prima della navigazione, tuttora eseguito sulla base di esperienza ed antiche consuetudini anche su unità di notevole dimensione.

I metodi numerici per l'analisi dei fluidi e dei solidi costituiscono ormai la base per analisi di fenomeni complessi come il comportamento delle membrane sottili, il collasso di una struttura strallata estremamente snella, l'interazione fluido-strutturale per comprendere fenomeni fortemente non lineari quali il galoppo, la divergenza ed il flutter.

L'analisi sperimentale anche con tecniche avanzate di misura in laboratorio e di monitoraggio in campo, in molti casi sviluppando sistemi e procedure ad hoc, ha permesso di validare modelli e metodi progettuali in cui gli approcci analitici, sperimentali e numerici interagiscono mutuamente permettendo una reciproca validazione e guidando l’ingegnere lungo il processo progettuale, tipicamente con andamento a spirale.

Tanti sono gli aspetti trattati nel corso degli anni: tutti hanno affascinato docenti e studenti e contribuito a far evolvere un settore di nicchia dell'ingegneria navale da un approccio prettamente empirico alla progettazione a uno più razionale, basato sui fondamenti teorici delle discipline scientifiche ed orientato agli obiettivi.

Ripercorrendo le esperienze passate, gli autori che sono stati negli anni sia studenti sia docenti della materia trattata, guardano al futuro.