Casi studio

Tecnopenta ha progettato e realizzato un sistema di monitoraggio idraulico distribuito su una rete di canali irrigui a cielo aperto, con l’obiettivo di verificare le condizioni di esercizio, valutare le portate effettivamente transitanti e controllare i principali punti idraulicamente critici.

L’intervento ha interessato tre dorsali irrigue caratterizzate da geometrie differenti, sezioni rivestite in calcestruzzo, canalette prefabbricate, attraversamenti, restringimenti, derivazioni e salti di fondo. La rete presenta inoltre un funzionamento fortemente stagionale, con portate minime nel periodo invernale e valori massimi durante la stagione irrigua.

Analisi idraulica e individuazione dei punti di misura

La progettazione del sistema è partita dall’analisi del modello idraulico della rete, utilizzato per individuare i tratti più sensibili e definire i punti maggiormente rappresentativi del comportamento complessivo dei canali.

Sulla base di questa analisi sono stati individuati dieci punti di monitoraggio, localizzati principalmente in corrispondenza di derivazioni, ponti, attraversamenti, restringimenti, variazioni significative di portata e aree interessate da fenomeni di rigurgito.

In questo modo la strumentazione è stata concentrata nei punti realmente significativi, evitando una distribuzione uniforme dei sensori lungo l’intera rete.

Misura radar del livello e della velocità

Per la misura del livello dell’acqua sono stati installati sensori radar senza contatto, posizionati sopra la superficie libera del canale.

Questa tecnologia permette di evitare il contatto diretto con il fluido, riducendo i problemi legati a sedimenti, vegetazione, materiale trasportato dalla corrente e manutenzione degli elementi immersi.

Nelle stazioni principali la misura del livello è stata affiancata da un sensore radar per la velocità superficiale, anch’esso installato fuori dall’acqua.

Calcolo continuo della portata

La combinazione tra livello, geometria della sezione e velocità della corrente consente di determinare in continuo la portata istantanea transitante in ciascun punto di misura.

Il sistema permette inoltre di calcolare il volume cumulato, rendendo possibile conoscere la quantità complessiva di acqua transitata durante un giorno, una settimana, una stagione irrigua o un intervallo selezionato.

Il confronto tra le portate misurate a monte e a valle delle principali derivazioni consente di ricostruire progressivamente il bilancio idraulico della rete e valutare la distribuzione della risorsa irrigua.

Controllo dei fenomeni di rigurgito

Il monitoraggio simultaneo del livello in sezioni consecutive permette di osservare l’evoluzione di eventuali fenomeni di rigurgito e individuare variazioni anomale delle condizioni di deflusso.

Queste informazioni possono evidenziare situazioni legate a ostruzioni, accumulo di materiale, presenza di vegetazione, riduzione della capacità di deflusso o anomalie nei manufatti presenti lungo il canale.

Acquisizione dati e piattaforma METRA

Ogni stazione è collegata a un datalogger industriale che gestisce l’alimentazione dei sensori, l’acquisizione delle misure, l’elaborazione locale, la memorizzazione e la trasmissione remota dei dati.

I dati vengono inviati tramite rete cellulare alla piattaforma METRA di Tecnopenta, dove vengono archiviati e organizzati in serie temporali.

Per ogni stazione è possibile consultare grafici relativi a livello, velocità, portata istantanea, volume cumulato, stato della batteria e diagnostica del sistema.

Soglie di allarme e controllo della rete

Per i punti idraulicamente più sensibili sono state definite soglie progressive associate al livello dell’acqua.

Il superamento dei valori impostati permette di individuare rapidamente condizioni anomale, come innalzamenti del tirante, formazione di rigurgiti, riduzione della capacità di deflusso, portate superiori ai valori attesi o assenza improvvisa di portata.

Gli allarmi vengono visualizzati sulla piattaforma e possono essere trasmessi automaticamente agli operatori incaricati della gestione della rete.

Dal modello idraulico al monitoraggio digitale

Uno degli aspetti più significativi dell’intervento è l’integrazione tra modellazione idraulica, infrastruttura fisica e misure reali.

L’utilizzo combinato di sensori radar senza contatto, telemetria e piattaforme digitali consente di trasformare una rete irrigua tradizionale in un’infrastruttura monitorabile nel tempo.

I dati raccolti permettono di verificare l’efficienza della distribuzione, individuare eventuali anomalie, analizzare i bilanci idrici e disporre di una base quantitativa per la gestione e manutenzione della rete irrigua.