Come progettare l’impianto d’irrigazione

Come progettare l'impianto d'irrigazione

La realizzazione di un impianto di irrigazione efficiente e installato a regola d’arte non può prescindere da una corretta progettazione. La selezione dei materiali tecnologicamente più all’avanguardia e l’utilizzo di sistemi di gestione intelligenti – Smart Irrigation – non possono risolvere i problemi di una progettazione errata o superficiale a monte, con ripercussioni sull’efficienza dell’impianto e conseguenti sprechi in termini di risorse (acqua e soldi) e di energia. Vengono distinti tre livelli di progettazione (preliminare, definitivo ed esecutivo) che, progressivamente, approfondiscono i contenuti del progetto, in modo da permettere la descrizione più completa dell’opera da realizzare.

Di seguito verranno esposte le principali fasi dell’iter di progettazione dell’impianto di irrigazione, dal rilievo in campo, alla trasposizione della planimetria su carta fino al posizionamento degli elementi necessari per la sua realizzazione.

1. Progettazione dell’impianto di irrigazione: sopralluogo e rilievo planimetrico e altimetrico

L’obiettivo di questa fase è quello di ottenere una planimetria in scala dell’area da irrigare tramite un rilievo topografico. Il rilievo topografico, nel caso di aree di notevole dimensione o particolarmente complesse, è eseguito da un tecnico specializzato – il topografo – che possiede gli strumenti e le competenze necessarie a restituire una planimetria in scala dell’area rilevata, con indicazioni anche altimetriche. Queste ultime sono fondamentali per la gestione dei dislivelli. Nel caso di superfici di ridotte dimensioni o particolarmente semplici in termini di geometria o prive di dislivelli il rilievo, può essere eseguito anche con una semplice cordella metrica (bindella). 

In questa fase dovranno essere rilevate tutte le dimensioni metriche delle aree da irrigareQualsiasi errore commesso durante questa fase condizionerà a cascata tutte le altre, inficiando la corretta progettazione dell’impianto. Per questo motivo, l’accuratezza e l’attenzione sono fondamentali. 

Sulla planimetria dovranno essere indicati, oltre ai margini delle aree verdi, anche i fabbricati, i manufatti, gli alberi, gli arbusti e tutti gli altri oggetti presenti sull’area. Inoltre, in planimetria dovrà essere indicata la posizione dei pozzetti di allacciamento alla rete idrica (se presenti) o l’eventuale posizione del serbatoio di accumulo o del pozzo, nel caso di fonti diverse dall’approvvigionamento dell’acqua da acquedotto.

2. Rilievo in campo dei dati idrici

In questa fase dovrà essere definita la fonte di approvvigionamento idrico (punto di prelievo dell’acqua in pressione per la successiva distribuzione nelle tubazioni dell’impianto di irrigazione).

Le principali fonti di prelievo possono essere:

a) pozzetto con prelievo dalla rete di distribuzione comunale (da acquedotto)

Nel caso di allaccio ad una tubazione esistente, dovrà essere il diametro della tubazione. La lettura della pressione dovrà essere effettuata a rubinetto chiuso (portata nulla), in modo da determinare la massima pressione statica disponibile nella rete.
La portata dovrà essere misurata contestualmente alla pressione (manometro montato su tee, valvola a saracinesca e flussometro o secchio e cronometro) in modo da individuare la portata erogata a 2,0 bar, a 2,5 bar e a 3,0 bar. Inoltre, dovrà essere effettuata una quarta misurazione della portata massima a pressione zero (rubinetto totalmente aperto).

b) Prelievo da cisterna di accumulo e messa in pressione con pompa

Nel caso di prelievo da una cisterna di accumulo presente o ancora da installare e successiva messa in pressione dell’acqua tramite una pompa, dovremo distinguere due casi.

– Se la pompa è già esistente, dovremmo utilizzare le caratteristiche riportate nella scheda tecnica fornita dalla casa costruttrice per determinare la portata corrispondente alla pressione di progetto (la pressione che ci serve per far funzionare l’impianto).

– Se la pompa non fosse ancora stata acquistata, potremmo utilizzare la portata a noi più congeniale e poi utilizzare i dati progettuali per individuare la pompa più conforme al progetto.

c) Prelievo da un pozzo e messa in pressione con una pompa

Questo caso è quasi del tutto analogo al caso b). Dovrà però essere rilevata la profondità di prelievo della pompa (per aggiungere il dislivello alla prevalenza della pompa) e dovrà essere studiato un particolare sistema di filtrazione delle acque, per prevenire l’occlusione degli erogatori.

d) Sistema a caduta con accumulo all’interno di una cisterna posta ad una certa altezza dal suolo

Questa tipologia di sistema prevede l’accumulo di riserve d’acqua all’interno di contenitori posti ad una determinata altezza, in maniera analoga alle torri piezometriche utilizzate negli acquedotti per il mantenimento della pressione degli impianti.

La pressione dell’acqua, infatti, aumenta in modo proporzionale da una quota all’altra in funzione del dislivello (aumento dell’energia potenziale). In termini pratici, si ottiene 1 bar di pressione con 10 m di dislivello.

Per gli impianti ad aspersione, è generalmente necessaria una pressione di progetto nell’ordine dei 3,0 – 3,5 bar, che corrisponderebbero ad un dislivello di 30 – 35 m. Questo rende praticamente inutilizzabile il sistema a caduta nelle principali applicazioni residenziali.

3. Suddivisione della planimetria in macroaree omogenee per l’impianto di irrigazione

La planimetria dovrà essere suddivisa in aree omogenee (macroaree) in funzione dell’esposizione alla luce e della tipologia di verde da irrigare (prati, aiuole arbustive, fiori, ecc.).

4. Posizionamento degli elementi su planimetria

In questa fase verranno posizionati su planimetria gli irrigatori, le ali gocciolanti e i dispositivi di micro-irrigazione,  in funzione delle caratteristiche dell’area

I dispositivi (irrigatori, ecc.) verranno collegati con tubazione, in funzione del loro consumo rapportato alla portata massima di progetto (determinata come da punto 2). Verrà inoltre indicato il posizionamento delle elettrovalvole, delle centraline e dei sensori.

Tutti gli irrigatori dovranno essere posizionati a una distanza l’uno dall’altro pari o inferiore a quella della loro gittata. Se, per esempio, voglio irrigare un’area rettangolare di 9 x 4,5 m, utilizzerò 6 irrigatori statici con testina 15 (gittata a 2 bar pari a 4,5 m), in modo che il getto di ciascun irrigatore bagni la base dell’irrigatore limitrofo.

5. Suddivisione degli erogatori (irrigatori, ali gocciolanti, ecc.) in settori

In questa fase, in funzione della portata di progetto, si procederà a collegare un numero adeguato di irrigatori appartenenti a ciascuna zona omogenea (macroarea), con una linea che rappresenterà la tubazione di settore.

Ciascun dispositivo – irrigatore o ala gocciolante – per funzionare necessita di una determinata pressione, alla quale corrisponde a sua volta una portata erogata. La somma di tutte le portate erogate dai dispositivi connessi alla medesima linea non potrà superare la portata di progetto (cioè quella rilevata in campo).

Inoltre, sulla stessa linea non potranno essere collegati dispositivi con caratteristiche pluviometriche differenti e, nello specifico, dovranno essere separati:

a) irrigatori statici,

b) irrigatori statici con testine multigetto,

c) irrigatori dinamici,

d) ali gocciolanti.

Una volta collegati i dispositivi con la tubazione, verrà indicato il posizionamento delle elettrovalvole, delle centraline e dei sensori.

5. Come progettare un impianto di irrigazione: dimensionamento idraulico della tubazione

In questa fase, in funzione delle dimensioni idrauliche rilevate (capacità del sistema) e della percorrenza delle tubazioni, verrà selezionato il diametro delle tubazioni di settore, ovvero quelle che collegano gli irrigatori all’elettrovalvola. 

La velocità interna dell’acqua all’interno della tubazione di settore non dovrà superare la velocità media di 2,0 m/s (prevenzione del colpo d’ariete e contenimento delle perdite di carico).

La velocità interna dell’acqua all’interno della tubazione principale (quella che collega le elettrovalvole ai punti di prelievo della risorsa idrica) non dovrà superare la velocità media di 1,5 m/s.

Il diametro della tubazione, quindi, dovrà rispettare i vincoli di velocità e dovrà inoltre garantire una perdita di carico tra primo e ultimo erogatore inferiore al 20% della pressione di esercizio (pressione di esercizio 2,0 bar, massima differenza di pressione 0,4 bar).

Le elettrovalvole e i cavi elettrici, se presenti, dovranno essere selezionati in modo che i dati riportati dalla ditta costruttrice rispettino le esigenze di progetto.

6. Dimensionamento del sistema di filtrazione

In questa fase, in funzione delle caratteristiche della risorsa idrica e della tipologia di prelievo, bisognerà selezionare la tipologia di filtro (o di filtri) adatto a minimizzare il rischio di occlusione degli erogatori dell’impianto di irrigazione.

7. Computo metrico dei materiali necessari all’installazione dell’impianto

In questa fase deve essere preventivata la quantità di materiale necessaria per il completamento dell’impianto e, quindi, dovrà essere considerata tutta la raccorderia e gli elementi necessari per la consegna dell’impianto di irrigazione finito.