Un paio di strutture modello in scala sottoposte a condizioni di tempesta simulate in un laboratorio della Oregon State University hanno risposto come vere case con struttura in legno durante i recenti uragani, suggerendo che gli edifici modello possono fornire importanti informazioni di progettazione per le aree basse vulnerabili alle mareggiate e alle grandi onde.

"Volevamo stabilire un modo per costruire esemplari con struttura in legno in scala che si comportassero, e alla fine fallo, sotto carico ondoso come è stato osservato nelle loro controparti a grandezza naturale, " ha detto Sean Duncan, che ha guidato lo studio come assistente di ricerca laureato presso l'Oregon State College of Engineering. "E abbiamo anche deciso di sviluppare un'equazione in grado di prevedere la distribuzione della pressione di sollevamento su strutture elevate. Siamo stati in grado di raggiungere entrambi questi obiettivi".

Una delle strutture modello era rialzata, costruita in modo che le aree abitative fossero sollevate da terra, e l'altra era "a livello, " o a terra. Come previsto dai ricercatori, il modello di livello non poteva sopportare livelli d'acqua così alti come quello rialzato, ed entrambi hanno subito danni in modo coerente con quanto visto in strutture residenziali reali durante l'uragano Sandy nel 2012 e l'uragano Ike nel 2008.

La ricerca di Duncan, I colleghi dell'OSU Dan Cox, Andre Barbosa e Pedro Lomonaco e collaboratori dell'Università delle Hawaii e dell'Università della California, Berkeley, ha anche mostrato che un metodo di telerilevamento noto come LiDAR potrebbe monitorare la progressione del danno dei modelli man mano che le onde e le mareggiate aumentavano di intensità.

I modelli sono stati costruiti in scala un sesto, con forza e rigidità alla pari di residenze reali come quelle colpite dall'uragano Sandy a Ortley Beach, New Jersey, e dall'uragano Ike sulla penisola di Bolivar in Texas. Ognuna di quelle tempeste ha causato ingenti danni, che ha focalizzato una maggiore attenzione sulla vulnerabilità delle comunità costiere alle onde e alle mareggiate, e per saperne di più su come progettare e costruire case resistenti alle tempeste, ha detto Duncan.

"Le popolazioni in questi tipi di comunità sono in aumento, e così sono i livelli del mare, " disse Duncan, ora ingegnere portuale e marittimo con WSP U.S. in Federal Way, Washington. "Ciò significa che anche il rischio associato agli uragani è in aumento, soprattutto perché la ricerca indica che gli uragani stanno aumentando di intensità e continueranno a farlo. Ecco perché è così importante capire le forze generate da queste tempeste e come rispondono le strutture costiere, in modo che i progettisti e l'industria delle costruzioni possano lavorare insieme per mitigare i potenziali danni da questi molto probabili, tempeste molto potenti."

Situato su una costa simulata nel bacino delle onde direzionale presso l'O.H. Laboratorio di ricerca sulle onde di Hinsdale, i modelli hanno sperimentato onde e profondità dell'acqua che replicano le condizioni dell'uragano Sandy. Il bacino è lungo 48,8 metri, 26,5 metri di larghezza e poco più di 2 metri di profondità, e più strumenti hanno misurato i carichi idrodinamici.

È stato dimostrato che le forze verticali sul campione elevato sono correlate all'altezza delle onde, traferro e profondità dell'acqua, Duncan ha detto, con le forze che raggiungono il picco nell'acqua più profonda alla massima immersione.

"La pressione di sollevamento è anche influenzata da come e dove si infrangono le onde, " ha detto. "Le onde che si sono infrante proprio sui campioni generalmente causavano forze verticali maggiori. E l'equazione predittiva che abbiamo sviluppato, in base all'altezza delle onde e al traferro, è valido per un intervallo di rapporti tra lunghezza della struttura e lunghezza d'onda, altezza delle onde, vuoti d'aria e profondità d'acqua."

Il traferro si riferisce all'elevazione della parte inferiore dell'elemento orizzontale più basso, o LHM, di una struttura sopraelevata rispetto al livello dell'acqua ferma.

I risultati sono stati pubblicati in Ingegneria costiera , e la ricerca è stata supportata dal Department of Homeland Security e dalla National Science Foundation.