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Anno 2015 Numero 10

Giardinaggio
ottobre 2015

Irrigazione di parchi e giardini: sistemi e componenti

Il risparmio dell'acqua e la gestione ottimizzata degli impianti e della manodopera sono uno degli elementi che caratterizzano l'evoluzione delle tecnologie irrigue. Il miglioramento della qualità e della precisione degli irrigatori, dei gocciolatori, delle elettrovalvole e degli altri componenti, insieme con l'automazione dei sistemi di acquisizione e di elaborazione dei dati idrici, meteorologici e fisiologici che governano l'irrigazione, sono oggi i punti di forza dei sistemi prodotti dalle industrie del settore

 

II tappeti erbosi, i fiori, gli arbusti e gli alberi, come tutti gli esseri viventi, hanno bisogno di acqua. Acqua che assolve a numerose funzioni quali quelle di: veicolare i sali sciolti nella linfa; fungere da solvente alle sostanze minerali del suolo; consentire la regolazione termica per la traspirazione; permettere, attraverso la fotosintesi, la formazione dei composti idrocarbonati costituenti il tessuto vegetale.

L’acqua rappresenta più dell’80% dei componenti le essenze di un tappeto erboso. Per questo il fabbisogno idrico è elevato: alcuni milioni di litri d’acqua sono infatti assorbiti annualmente da un ettaro di tappeto erboso regolarmente rasato.

L’irrigazione si effettua per fornire acqua nei periodi di carenza idrica della vegetazione e costituisce una pratica indispensabile se si vogliono avere giardini e parchi lussureggianti. Mediante i diversi sistemi e metodi di irrigazione, infatti, si fornisce la quantità di acqua che serve a compensare il deficit idrico della vegetazione nel corso dell’anno. Una corretta  irrigazione deve tenere conto dell’insieme delle interrelazioni tra condizioni climatiche,  stato di stress della pianta e stato idrico del suolo.

 

Sistemi e metodi di irrigazione

I sistemi per l’irrigazione di parchi e giardini sono riconducibili a quelli che operano per: aspersione, microirrigazione e subirrigazione.

Nel sistema per aspersione, che è il più diffuso, l’acqua viene mandata in forte pressione entro tubazioni per essere poi distribuita a pioggia dagli irrigatori. Il metodo più semplice è rappresentato dagli impianti mobili, per i quali il tubo porta l’acqua all’irrigatore che viene manualmente spostato. Vi sono poi impianti semoventi montati su carrello, dotato di motore idraulico che gli permette di  avanzare autonomamente e di trasportare direttamente la tubazione. Negli impianti semifissi e fissi, le tubazioni sono in parte o in toto interrate. La pluviometria, indica la quantità d’acqua che viene apportata dagli irrigatori in un’ora e viene espressa in altezza d’acqua all’ora (mm/h). Per calcolare la pluviometria fornita dagli irrigatori occorre conoscerne la portata (m3/h), la distanza (m), l’angolo di copertura (°) e la gittata (m).

I sistemi di microirrigazione detti anche di irrigazione a goccia, consentono, rispetto all’aspersione, notevoli risparmi idrici e minori investimenti, Sono molto utilizzati per l’irrigazione di balconi e terrazzi, ma trovano anche crescente impiego in pieno campo, specie per aiuole, arbusti e alberi.

La subirrigazione consiste nel portare l’acqua direttamente nel suolo, nella zona dell’apparato radicale, a mezzo di tubi in polietilene espanso a struttura porosa. Tale sistema è però poco diffuso.

Il risparmio idrico, la riduzione dell’impiego di manodopera e la maggiore efficienza portati dai nuovi impianti e dall’automazione, sono stati principalmente perseguiti operando su diversi fronti: il miglioramento della qualità e della precisione degli irrigatori, dei gocciolatori, delle elettrovalvole e degli altri componenti; l’automazione dei sistemi di acquisizione e di elaborazione dei dati idrici, meteorologici e fisiologici che governano l’irrigazione; l’automazione  dei sistemi di trasmissione dei dati e di attuazione dell’irrigazione.

 

Componenti e accessori

Nella numerosa casistica degli impianti di irrigazione, diversi sono i componenti e gli accessori. Prescindendo da conduttori, manometri, filtri, innesti, raccordi, pozzetti, collettori, regolatori di pressione, giunti, ed altri accessori, ci si limita a descrivere i componenti principali per i vari tipi di impianto.

 

Irrigatori

Gi irrigatori hanno la funzione di proiettare l’acqua sotto forma di pioggia. Possono essere montati fuori suolo o interrati. Questi ultimi rappresentano la soluzione adottata negli impianti fissi in quanto i primi costituiscono un serio ostacolo agli interventi di manutenzione e, in particolare, alla rasatura del tappeto erboso Possono essere: statici o dinamici. Quelli statici sono in genere usati per piccoli giardini. Vengono interrati e hanno un’altezza esposta che, in genere, non supera i 3 cm. Normalmente sono dotati di testina preinstallata ad angolo fisso o regolabile da 0° a 360°. Il filtro in dotazione della testina evita che eventuali detriti raggiungano l’ugello. La pressione, a seconda dell’angolo di lavoro, varia da 1,5 a 2,5 bar, con un raggio di gittata da 1,5 a 3 metri. La portata, in relazione all’ugello, varia da 0,5 a 20 litri al minuto. Esistono testine a bande rettangolari particolarmente indicate per l’irrigazione di strisce di tappeto erboso strette e rettangolari.  La portata, a seconda della tipologia, varia da 2 a 6 litri al minuto, mentre  le strisce irrigate, per larghezze comprese tra 1,5 e 3 metri,  possono raggiungere anche i 9 metri.

Gli irrigatori dinamici a percussione con martelletto in metallo o plastica, vengono soprattutto utilizzati nei grandi giardini, nei vivai e nei campi sportivi. La pressione all’irrigatore, in relazione al tipo di ugello, varia da 2 a 4 bar con gittate massime comprese tra i 10 e i 25 metri. Con ugelli aventi diametro da 4,5 a 7,0 mm le portate sono comprese tra i 15 e i 60 litri al minuto, mentre per diametri che vanno da 8 a 13 mm le portate salgono da 60 a 200 litri al minuto.

Anche per gli irrigatori dinamici a turbina vi è una grande variabilità di prestazioni in relazione al metodo e al tipo di ugello. La pressione di esercizio, come per quelli a percussione, è compresa tra i 2 e i 4 bar. Gli irrigatori con raggio di gittata compreso tra i 4,5 e i 9 metri, hanno portate comprese tra i 2,5 e i 10 litri al minuto. Per raggi di gittata che, in funzione della tipologia di ugello, vanno dai 10 ai 15 metri, le portate si elevano a 10 e 35 litri al minuto.

Gli irrigatori cosiddetti “pop-up” emergono in superficie solo quando entrano in funzione, per cui non costituiscono un ostacolo negli interventi di taglio del tappeto erboso. Alcuni hanno il copriugello in erba, venendo così ad essere completamente mimetizzati.

 

Pompe

La funzione delle pompe è quella di prelevare l’acqua da canali, pozzi o altre sorgenti  e di mandarla in pressione agli irrigatori (o ai gocciolatori) che provvedono alla distribuzione. Le potenze sono legate alla profondità di prelievo e alla portata. Limitandosi a quelle per i giardini, le elettropompe sommerse, a seconda dei modelli richiedono potenze da 0,5 a 1,5 kW. La profondità di impiego arriva fino a 20 metri sotto i livello dell’acqua. Sono disponibili in versione con e senza galleggiante per l’avviamento e l’arresto. Le elettropompe centrifughe possono essere monogiranti  (0,25-1,2 kW) o multigiranti (0,75-2 kW). Il massimo dislivello di aspirazione tra la pompa e il pelo dell’acqua è di 7 metri.

In un campo da golf le potenze in gioco sono molto elevate. Indicativamente, per un campo a 18 buche, la stazione di pompaggio è costituita da 4-5 pompe, ciascuna con potenza intorno ai 20 kW.

 

Elettrovalvole

Hanno lo scopo di regolare, su comando, la circolazione dell’acqua. Funzionano con corrente continua a 12-24 Volt. Sono in genere dotate di filtro che garantisce il funzionamento anche con acque non particolarmente pulite. La pressione di esercizio è compresa tra 1 e 10 bar.

 

Sensori

La sensoristica in questi ultimi anni si è molto sviluppata consentendo di rilevare e fornire i dati necessari per una corretta irrigazione automatizzata; dati relativi al clima (temperatura, umidità, pioggia, vento), alla vegetazione (stato idrico, flusso della linfa ecc.) e al suolo (stato idrico).

Per quanto riguarda il clima, ad esempio, i sensori della pioggia evitano inutili sprechi di acqua in quanto consentono di sospendere l’irrigazione in caso di pioggia. In genere sono tarati per entrare in funzione quando si verificano 5 mm di pioggia, per poi, a seguito dell’evaporazione dell’acqua nel sensore, provvedere automaticamente a ripristinare il programma di irrigazione. Con riferimento alla vegetazione, diversi sono i metodi che consentono di individuare il momento dell’intervento irriguo. Si tratta di metodi e sensori mirati alla misura dello stato idrico della pianta, misura del potenziale idrico della foglia; misura della temperatura della copertura vegetale; misura del flusso di linfa.

Diffuso comunque, nei sistemi automatizzati è il ricorso al bilancio idrico nella zona radicale, basato appunto sul rilievo dei dati climatici e di quelli del suolo, fornito dai sensori in campo. Le sonde che misurano l’umidità del suolo sono molto precise; il limite però  è rappresentato dal fatto che misurano l’umidità in una matrice molto variabile spazialmente. è pertanto necessario effettuare un’indagine sulle caratteristiche chimico-fisiche del suolo, al fine di stabilire correttamente i punti da rilevare. Esistono vari tipi di sensori di umidità del suolo. Quelli che misurano il potenziale idrico del suolo, sono basati su tensiometri tipo Watermark. Sono sostanzialmente costituiti da una coppia di elettrodi immersi in una speciale matrice granulare che tende ad equilibrarsi con l’umidità del terreno circostante. Il principio di funzionamento si basa sulla resistività elettrica del suolo. Sempre più impiegate sono le sonde FDR (Frequency Domain Reflectometry), che sono sensori ad impedenza basati sulla trasmissione di onde elettromagnetiche nel suolo. A causa del campo elettrico complesso della sonda, il sensore deve essere tarato per i diversi tipi di terreno.

 

Programmatori

I programmatori consentono di rendere automatica l’irrigazione e cioè, sostanzialmente, di programmare le seguenti funzioni: tempi di irrigazione (da 1 minuto a 24 ore e anche oltre); intervallo di tempo tra le diverse stazioni irrigue; ore di partenza del ciclo di irrigazione; volume d’acqua da erogare.

Possono essere elettrici, elettronici e satellitari. I più semplici sono quelli a batteria da rubinetto, soprattutto utilizzati per balconi e terrazzi (specie per la microirrigazione) e piccoli giardini. Per gli impianti di una certa importanza per il settore del verde e anche per quello agricolo esistono diverse soluzioni. Si va dai programmatori di concezione elettromeccanica e elettronica, che comandano le elettrovalvole con l’intermediazione di un cavo elettrico, ai programmatori satellitari, per i quali le acquisizioni e i comandi oltre che per via cavo avvengono anche per via etere (Wi-Fi, frequenza radio), o solo per via etere.

Ali gocciolanti e gocciolatori

Nell’irrigazione a goccia, in luogo degli irrigatori vengono impiegate le ali, o linee gocciolanti, e i gocciolatori. Le ali gocciolanti definite “leggere” sopportano pressioni di esercizio da 0,4 a 1 bar e sono impiegate soprattutto nell’irrigazione di terrazzi e balconi e piccoli giardini. Le linee impiegate in pieno campo operano invece a pressioni da 0,5 a 3 bar. Vengono prodotte con un’ampia gamma di interdistanza fra i punti di goccia e con portate di esercizio che variano in funzione della pressione. I moduli distributori, soprattutto utilizzati negli impianti per balconi e terrazzi, consentono di ricavare deviazioni  dalla conduttura principale senza rischi di perdite.

Anche i gocciolatori, inseriti lungo la linea o al termine della stessa, sono prodotti in diverse tipologie. Alcuni sono dotati di un percorso a flusso turbolento al fine di prevenire eventuali occlusioni da detriti. Quelli autocompensanti mantengono costante la portata per tutta la lunghezza dell’ala, anche in presenza di livelli differenti di pendenza. Operano a pressioni d’esercizio da 0,50 a 3,5 bar. Le portate vanno da 0,5-2 litri/ora a 6-10 litri/ora, a seconda della pressione e del modello di gocciolatore.

Negli impianti di irrigazione a goccia è molto importante il sistema di filtrazione dell’acqua per il quale si ricorre a diverse tipologie di filtri: idrocicloni o separatori a vortice, che eliminano le particelle sabbiose; filtri a graniglia, adatti a trattenere filamenti di alghe e mucillagini; filtri a rete e filtri a disco la cui principale funzione è quella di trattenere particelle inorganiche come limo e sabbia fine.

 

Pilotaggio computerizzato dell’irrigazione

Diversi sono  i sistemi  che consentono di pilotare l’irrigazione in modo computerizzato e automatizzato. In sintesi si può dire che i dati acquisiti dai sensoria idrici e meteorologici, via cavo o via etere, vengono comunicati a un nodo Master che funziona sia da ricevitore e sia da attuatore e, in alcuni casi, anche da elaboratore. In altri sistemi l’elaborazione è fatta da apposito server che fornisce la “ricetta” idrica tramite internet.

L’elaborazione viene eseguita da un software, realizzato con un algoritmo che mette in relazione i dati forniti dai sensori di campo: anemometro, sensore di temperatura, sensore di pioggia, sensore di umidità del terreno, sensore di flusso, ecc… al fine di individuare il momento soglia di avvio, generando il comando che fa aprire in successione le elettrovalvole. Il software  inoltre calcola il volume d’acqua da erogare, a partire dal calcolo del bilancio idrico.

Alcune soluzioni ricorrono al comando centralizzato dell’irrigazione; ciò consente di effettuare da un’unica postazione, tramite PC, sia la programmazione, sia il comando e sia il monitoraggio dell’irrigazione, non solo di un singolo sito ma anche di più siti. 

di Pietro Piccarolo

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