Un approccio semplificato per l’analisi di condotte sottomarine installate in trincea

The offshore industry plays a crucial role in energy supply through the exploitation of subsea resources and the development of complex fluid-transport infrastructure. In this context, the installation and management of subsea pipelines pose significant engineering challenges, including sand sedimentation during trench installation. This process may induce buoyancy effects capable of influencing pipeline stability and position. This paper describes a numerical model developed to simulate sedimentation, consolidation, and the transition between these two processes by means of a simplified interaction coefficient. The model is then applied to the engineering problem of pipeline interaction with backfill sand during trench installation. Within this framework, pipeline motion is evaluated through numerical integration of the dynamic equilibrium equation along the vertical direction only, with the pipe cross-section represented as a point mass subjected to time-dependent forces. The model was validated against experimental data, showing satisfactory agreement between numerical predictions and experimental results.

L'industria offshore riveste un ruolo fondamentale nell’approvvigionamento energetico, con lo sfruttamento di risorse sottomarine e lo sviluppo di articolate infrastrutture di trasporto di fluidi. A questo riguardo, l’installazione e gestione di condotte sottomarine presentano sfide significative, tra cui il processo di sedimentazione della sabbia durante l’installazione in trincea, nell’ambito del quale possono generarsi fenomeni di galleggiamento in grado di influenzare la stabilità e la posizione delle condotte. In questa nota si descrive un modello numerico concepito per simulare la sedimentazione, la consolidazione e la transizione tra i due fenomeni mediante un coefficiente di interazione semplificato, nonché la sua applicazione alla simulazione del problema ingegneristico dell'interazione tra condotte e sabbia di rinterro durante l'installazione in trincea. In questo contesto, il moto della condotta è valutato attraverso l'integrazione numerica dell'equazione di equilibrio dinamico lungo la sola dimensione verticale dello spazio, rappresentando la sezione trasversale del tubo come un punto di massa soggetto a forze variabili nel tempo. Il modello è stato validato attraverso il confronto con dati sperimentali, mostrando un accordo soddisfacente.