Progettazione e pianificazione per un’irrigazione efficiente
Per realizzare l’installazione di un sistema di irrigazione in modo corretto e con le dovute garanzie, è necessaria una progettazione e una pianificazione in cui vengano selezionati, dimensionati e posizionati tutti gli elementi che consentiranno di effettuare l’irrigazione con i livelli di uniformità nell’irrigazione e grado di autonomia richiesti.
Le caratteristiche dell’area di irrigazione (dimensioni, geometria e topografia), le i vantaggi del design e il livello di investimento desiderata condizionano la distribuzione spaziale dei valori di pressione di alimentazione nell’area di irrigazione che, insieme al tipo di emettitore selezionato, determinano la uniformità di distribuzione dell’acqua sul campo (distribuzione spaziale dei valori di portata nell’area di irrigazione).
Dal punto di vista agronomico, si ritiene che tutto il materiale vegetale appartenente a uno stesso settore di irrigazione abbia lo stesso potenziale genetico e sia soggetto alle stesse condizioni edafo-climatiche; pertanto, per ottenere una risposta uniforme della coltura, è necessario tenere conto dei criteri di progettazione idraulica che consentano di fornire gli stessi volumi di acqua e sostanze nutritive a tutte le piante appartenenti a ciascuno dei settori di irrigazione.
Il ruolo della testina di irrigazione e della filtrazione
La testina di irrigazione svolge un ruolo fondamentale nel soddisfare il fabbisogno idrico necessario per ogni settore di irrigazione. A tal fine, è necessario disporre di una fonte di alimentazione in grado di fornire le portate e le pressioni richieste, tenendo conto degli impianti di filtrazione e degli altri componenti della testa di irrigazione. La filtrazione svolge un ruolo fondamentale nel trattenere le particelle presenti nell’acqua, evitando l’ostruzione delle tubature e garantendo un’adeguata fornitura.
Una delle funzioni principali della testina di irrigazione consiste nel soddisfare i requisiti idraulici (portata e pressione) richiesti da ciascuno dei settori di irrigazione; a tal fine, la fonte di approvvigionamento (impianto di pompaggio, rete di distribuzione pressurizzata o conduttura a gravità) deve fornire i requisiti idraulici richiesti dall’impianto sul campo, oltre ai consumi previsti (portata e pressione sotto forma di differenziale) dall’impianto di filtrazione e dagli altri componenti che compongono la testa di irrigazione.
L’unico aumento del differenziale di pressione che si verifica in una testa di irrigazione e che non dipende direttamente dalle variazioni della domanda idraulica del sistema richiesta dall’impianto sul campo è quello dovuto all’intasamento dell’elemento filtrante. Ciò è dovuto alla ritenzione di gran parte delle particelle che l’acqua trasporta in sospensione, impedendo così il loro ingresso all’interno delle tubazioni di trasporto e distribuzione dell’acqua fino ai punti di consumo, gli emettitori.
Durante l’irrigazione, la pressione di esercizio nella rete di campo ha un valore risultante che corrisponde alla differenza tra la pressione fornita dall’impianto di pompaggio e le perdite che si verificano nella testa di irrigazione; poiché questo secondo parametro è variabile, possono verificarsi situazioni durante l’irrigazione in cui si raggiungono valori di funzionamento al di fuori dell’intervallo stabilito in fase di progettazione.
Condizioni di funzionamento al di fuori dei valori previsti comportano una perdita di uniformità e, di conseguenza, uno sviluppo poco omogeneo della coltura, che si traduce infine in una diminuzione della produzione e in un aumento del periodo di ammortamento del capitale investito nel sistema di irrigazione.
Manutenzione per un funzionamento ottimale
Un impianto di irrigazione localizzata deve funzionare secondo i parametri di progettazione, non solo nella fase iniziale e di avviamento del sistema, ma anche per tutta la sua durata di vita; a tal fine è necessario effettuare le lavori di manutenzione che ne garantiscono il corretto funzionamento. La manutenzione di un impianto è necessaria affinché la durata dei componenti che ne fanno parte sia la più lunga possibile e affinché l’uniformità di distribuzione dell’acqua e l’efficienza del sistema non diminuiscano con il passare del tempo.
Una corretta manutenzione comporta l’esecuzione degli interventi necessari con l’intensità e la frequenza richieste per garantire la messa a punto di tutti i componenti dell’impianto prima e durante la stagione di irrigazione.
Vantaggi dei sistemi di filtrazione automatici
I sistemi di filtrazione automatici presentano un comportamento prevedibile rispetto all’intervallo del differenziale di pressione generato. Il limite inferiore dell’intervallo è determinato dalla perdita di carico generata nell’apparecchiatura di filtrazione a causa della portata di circolazione richiesta dall’impianto sul campo quando gli elementi filtranti sono completamente puliti (questo dato è fornito dai produttori), mentre l’estremità superiore dell’intervallo corrisponde al valore del differenziale di pressione selezionato per l’attivazione del ciclo di autopulizia dell’apparecchiatura (di solito si utilizza un valore di 0,5 bar o prossimo a questo). Ogni situazione prevedibile può essere presa in considerazione in fase di progettazione e, pertanto, si garantisce che la pressione di alimentazione all’impianto sul campo non sarà mai compromessa dall’unità di filtrazione autonoma.
Limiti dei sistemi di filtrazione manuali
I sistemi di filtrazione manuali non dispongono della totale autonomia propria dei sistemi di filtrazione automatici. I valori minimo e massimo dell’intervallo dei differenziali di pressione generati durante il processo di filtrazione dipendono da fattori difficilmente controllabili sin dalla fase di progettazione.
- Il valore del differenziale di pressione all’estremità inferiore è determinato dalla somma della perdita di carico generata nell’impianto di filtrazione dal flusso in circolazione quando gli elementi filtranti sono completamente puliti e di quella generata dalla scarsa efficacia con cui viene eseguita la pulizia manuale, che dipende da: qualificazione, disponibilità di tempo e mezzi del personale operativo.
- Il valore del differenziale di pressione all’estremità superiore è determinato, per ogni tipo di mezzo filtrante, dai seguenti fattori: tempo di funzionamento trascorso dall’ultima pulizia, efficacia del processo di pulizia, qualità dell’acqua disponibile e portata operativa assegnata per filtro o per superficie filtrante unitaria (litri all’ora per ogni cm2).
L’aumento del differenziale di pressione deve essere monitorato, analizzato e regolato dal personale operativo per evitare che venga superato il valore massimo del differenziale di pressione previsto in fase di progettazione. Ciò implica che, qualora tali attività di ispezione e manutenzione non vengano svolte con la frequenza richiesta, si possano raggiungere differenziali di pressione superiori a quelli previsti, causando così situazioni che generano condizioni di lavoro e risultati diversi da quelli attesi.
Principali differenze tra filtrazione automatica e manuale
| Situazione | Automatici | Manuali |
| Pulizia dell’elemento filtranteAutonomia | Autonomo: attivazione del processo di autopulizia al raggiungimento dell’intervallo di tempo o del valore di differenziale di pressione programmati. Non dipende dalla disponibilità del personale operativo. | Manuale, senza un controllo preciso degli intervalli di tempo (frequenza variabile) né dei valori del differenziale di pressione ai quali vengono effettuate le singole operazioni di pulizia (valori del differenziale di pressione variabili ad ogni operazione di pulizia). Quando? A seconda della disponibilità del personale operativo. |
| Pulizia dell’elemento filtranteEfficacia | Requisiti previsti nella fase di progettazione. Garanzia del soddisfacimento dei requisiti idraulici (portata e pressione) necessari per effettuare un lavaggio efficace del mezzo filtrante. | L’efficacia della pulizia del mezzo filtrante dipende da: qualificazione, disponibilità di tempo e risorse del personale operativo. |
| Pulizia dell’elemento filtranteFrequenza | La frequenza delle operazioni di pulizia dipende dalla qualità dell’acqua disponibile e dai criteri di dimensionamento utilizzati nella fase di progettazione. | La frequenza delle operazioni di pulizia dipende dalla qualità dell’acqua disponibile, dai criteri di dimensionamento utilizzati in fase di progettazione e dall’efficacia ottenuta in ciascuna delle operazioni di pulizia effettuate dal personale operativo. Maggiore frequenza delle operazioni di pulizia. |
| Pressione differenzialeAmpiezza dell’intervallo | Valori compresi nell’intervallo previsto in fase di progettazione. Il valore minimo dell’intervallo è determinato dal valore del differenziale relativo alla portata in circolazione con i filtri completamente puliti, mentre la soglia massima è determinata dal valore fissato per l’attivazione del processo di autopulizia (di solito 0,5 bar). | Crescente fino a quale valore? Il valore minimo dell’intervallo dipende, tra l’altro, dall’efficacia con cui viene effettuata la pulizia manuale dell’elemento filtrante, mentre il valore massimo raggiungibile è determinato dalle caratteristiche dell’impianto di pompaggio e dalla frequenza delle ispezioni. |
| Interazione idraulicaImpianto di filtrazione a monte | Interazione idraulica ridotta o nulla tra la fonte di alimentazione dei requisiti idraulici e l’impianto di filtrazione, a causa della ridotta ampiezza dell’intervallo del differenziale massimo raggiungibile, sempre inferiore a 0,5 bar. | L’intensità dell’interazione idraulica è determinata dalle variazioni dei valori di portata e pressione dell’impianto di pompaggio a seguito dell’aumento della pressione differenziale generata nell’impianto di filtrazione. Esiste la possibilità che si raggiungano valori di pressione critici tali da compromettere la resistenza e la durata di alcuni componenti. |
| Interazione idraulicaImpianto di filtrazione a valle | Soddisfazione dei requisiti idraulici richiesti dall’impianto sul campo, senza che ciò comporti alcun impatto sul sistema di filtrazione. Il valore massimo del differenziale di pressione generato è previsto sin dalla fase di progettazione e corrisponde a quello stabilito per l’attivazione del processo di autopulizia. | Fornitura della portata idraulica richiesta dall’impianto sul campo, in funzione dei valori del differenziale di pressione presenti in ogni momento. Valori elevati del differenziale di pressione riducono notevolmente i valori di pressione di alimentazione all’impianto sul campo. |
| Interazione idraulica Uniformità irrigazione temporanea | L’uniformità temporale dell’erogazione dell’acqua di irrigazione non è influenzata dalla ridotta ampiezza dell’intervallo del differenziale massimo raggiungibile, che è sempre inferiore a 0,5 bar. | L’uniformità temporale dell’erogazione dell’acqua di irrigazione è compromessa e dipende dall’esecuzione delle operazioni di pulizia del mezzo filtrante al momento giusto. |
| FiltrazioneConsumo energetico | -Basso consumo energetico grazie ai valori ridotti dei differenziali di pressione medi e assoluti. | – Maggiore consumo energetico associato a valori elevati dei differenziali di pressione medi e assoluti. |
| Elemento filtranteVita utile | Non dipendente. Probabilità nulla di rottura del mezzo filtrante a causa dei valori di pressione differenziale generati e delle condizioni di esposizione durante il processo di pulizia autonomo. | Attenzione. Elevati differenziali di pressione possono danneggiare determinati tipi di materiali filtranti. Le operazioni di pulizia manuale del materiale filtrante da parte del personale operativo possono danneggiarlo se non vengono eseguite correttamente. |
In conclusione, l’installazione di sistemi di filtrazione per l’irrigazione agricola è fondamentale per garantire un approvvigionamento idrico ottimale e uniforme. I sistemi automatici offrono vantaggi significativi in termini di prevedibilità e garanzia della pressione di alimentazione, mentre i sistemi manuali presentano limitazioni che possono compromettere l’efficienza dell’irrigazione.
Noi di AZUD disponiamo di un’ampia gamma di sistemi di filtrazione automatici e manuali, tra cui spiccano:
- Impianti di filtrazione con tecnologia a dischi e pulizia automatica, come AZUD HELIX AUTOMATIC
- Impianti di filtrazione con tecnologia a dischi e pulizia manuale, come AZUD HELIX SYSTEM
