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Anno 2016 Numero 10-11

Tecnica
ottobre - novembre 2016

Centraline meteo per l'agricoltura di precisione

Il rilievo puntuale dei dati meteorologici è di estrema importanza per la miglior riuscita delle colture. I moderni sistemi sono in grado di fornire informazioni con alta precisione, ma la sistematica manutenzione delle centraline resta la condizione basilare per la loro efficienza nel tempo

è ben conosciuta da tempo l’importanza dell’andamento climatico sulla crescita delle piante, tanto da costituire una disciplina specifica, ovvero l’agrometeorologia, che studia il ruolo dei parametri meteorologici sulla produzione vegetale, cercando di comprenderne le leggi fisiche alla base, in modo da prevedere e orientare al meglio il microclima tipico di un determinato comprensorio. Si tratta di una tematica di crescente importanza, specie per la sua stretta connessione con l’agricoltura di precisione e la difesa fitosanitaria integrata.

In questi ambiti, i dati meteorologici sono infatti indispensabili per individuare nel dettaglio i momenti ottimali per intervenire su suolo e colture, ad esempio nel calcolo dell’evapotraspirazione per identificare il tempo più opportuno per effettuare irrigazioni o per applicare al meglio i modelli previsionali finalizzati alla lotta guidata ad alcune patologie.

In ambito agricolo, i fattori meteorologici che contano maggiormente sono temperatura e umidità (sia dell’aria che del suolo), velocità e direzione del vento, intensità della radiazione solare e delle precipitazioni di diverso tipo (pioggia, neve, grandine). Per poterli misurare correttamente e con un buon livello di precisione, bisogna avvalersi di strumentazione adeguata, spesso riunita in una unica “centralina meteo”.

 

La sensoristica

I sensori inseriti nelle moderne centraline meteo sono numerosi; le tipologie variano in funzione dei campi di applicazione. In generale, una stazione meteorologica è costituita solitamente da: pluviometro, in grado di rilevare le precipitazioni piovose; anemometro, che misura velocità e direzione del vento; sensore di temperatura dell’aria; sensore di umidità dell’aria; barometro, per monitorare la pressione atmosferica.

A questa dotazione di base si possono aggiungere in ambito agrometeorologico i sensori di radiazione solare e ultravioletta, quelli per la bagnatura fogliare e per l’umidità e la temperatura del terreno.

La centralina è completata da uno schermo solare, un contenitore in grado di proteggere i sensori di temperatura e umidità dalla radiazione solare diretta, che falserebbe le letture. SI tratta di schermi normalmente dotati di ventilazione passiva: una serie di aperture permette l’uscita dell’aria calda, richiamando aria fresca dalla parte inferiore. In situazioni critiche (di elevato irraggiamento) può essere utile installare una piccola ventola, facendo diventare attiva la ventilazione.

La stazione meteorologica può essere alimentata dalla rete elettrica tradizionale o tramite un pannello solare dotato di batterie tampone. Quest’ultima è ovviamente la soluzione più diffusa, vista soprattutto la necessità di installare le centraline a debita distanza dai fabbricati; soluzione ancor di più diffusa in agricoltura, dove le stazioni sono spesso localizzate nei campi coltivati. L’invio e l’elaborazione dei dati meteo avviene normalmente tramite una connessione diretta ad un computer (spesso via Wi-Fi) oppure tramite un modem GSM. I dati meteo sono consultabili via web da qualsiasi computer; spesso sono anche forniti display di visualizzazione per una rapida consultazione. Alcuni software, inoltre, sono in grado di analizzare i dati e inviare sms o e-mail per allertare l’utente del verificarsi di condizioni particolari.

 

La corretta installazione

Per poter lavorare correttamente, ma soprattutto per poter avere dati meteo confrontabili con quelli rilevati da altre stazioni, è importante curare il più possibile l’installazione delle stazioni meteorologiche. In particolare, la World Meteorological Organization, organizzazione fondata nel 1873 che si occupa di meteorologia e clima a livello mondiale, ha stabilito delle regole e dei parametri per la corretta installazione dei diversi sensori, con requisiti minimi mutuati da indicazioni dell’AASC (American Association of State Climatologist) e dell’EPA (US Environmental Protection Agency), due associazioni americane che si occupano di clima e meteo.

La stazione meteorologica è uno strumento delicato, con diverse parti meccaniche ed elettroniche soggette alle intemperie, per cui è importante eseguire una puntuale e scrupolosa manutenzione, sia ordinaria che straordinaria.

La manutenzione ordinaria riguarda principalmente il controllo dell’efficienza di funzionamento in base ai valori registrati: dati chiaramente anomali sono spesso indice di guasti e malfunzionamenti. è importante inoltre scongiurare accumuli di polvere, sporco e parti estranee (foglie, ecc.) soprattutto sulla bocca di ingresso del pluviometro, sullo schermo ventilato e sui sensori di radiazione. Occasionalmente, può essere utile confrontare i dati rilevati con quelli di centraline professionali della zona, ad esempio quelle aeroportuali o quelle del servizio meteorologico regionale.

La manutenzione straordinaria richiede invece maggior attenzione: ogni 15-20 giorni bisogna pulire il pannello solare di alimentazione, lo schermo solare (perché con l’accumulo di sporcizia si scalderà maggiormente). Anche il pluviometro deve essere controllato: nel periodo primaverile-estivo è possibile ad esempio che le vespe vadano a costruire il loro nido all’interno.

Dopo precipitazioni di acqua mista a sabbia è importante pulirne l’interno del pluviometro dai residui che si sono depositati.

Ogni 3-6 mesi la centralina andrebbe completamente smontata, pulita internamente (facendo particolare attenzione allo schermo solare) e lubrificata nelle parti in movimento (anemometro, pluviometro, etc.).

Durante il rimontaggio, bisogna porre particolare attenzione alla tenuta stagna delle parti elettroniche. 

L’utilità dello schermo ventilato

Anche se non sembrerebbe, uno dei parametri meteo di più difficile determinazione in termini di affidabilità è la temperatura. Non tanto per il sensore, che in realtà è costruttivamente abbastanza semplice, quanto piuttosto per l’influenza che una serie di fattori può avere sul valore registrato, portando anche a errori notevoli. La condizione più critica è dovuta al soleggiamento intenso, che comporta un’importante sovrastima della temperatura.

Ovviamente è indispensabile che il sensore sia di alta qualità, privo di difetti e che il produttore dichiari tutte le specifiche tecniche. Tra queste, oltre ai ben noti range di misura, risoluzione e accuratezza, per i sensori di temperatura hanno grande importanza i valori di errore Indotto dalla Radiazione (Radiation Induced Error), spesso dichiarato dal produttore sia per schermi solari passivi che per schermi solari dotati di ventola. Questi valori sono normalmente dichiarati in gradi di temperatura che il sensore può sovrastimare al “mezzogiorno solare” nelle condizioni più critiche, ovvero con un irraggiamento di 1040 W/m2, con un vento di velocità inferiore a 1 m/s. Sensori pur di ottimo livello possono addirittura sovrastimare la temperatura reale di 2°C con schermo passivo e di 0.3°C con schermo ventilato. A questo si aggiunge ovviamente l’accuratezza del sensore, che normalmente è di ±0,5°C.

di Davide Giordano

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