Il materiale usato sia per le pareti che per la copertura sarà di vetro a doppio isolamento.

Transcript

1 In questa relazione effettueremo del dimensionamento della vasca di raccolta d'acqua necessaria per irrigazione della serra e orto; effettueremo poi la determinazione della portata Q e della prevalenza H. Abbiamo deciso di realizzare la serra di forma esagonale al fine di sfruttare al meglio i raggi solari. Le colture in essa presente cioè melanzana, bietola, pomodoro, peperone, fagiolo e ravanello sono state scelte per le loro simili esigenze sia nutritive che di temperatura (vedi tabella 1). verrà aperta una piccola attività di rivendita di prodotti a km zero coltivati nella serra. Per l'irrigazione abbiamo optato per l'impianto a goccia. Tabella 1: Esigenze termiche e idriche degli ortaggi. Coltura Melanzana Bietola Pomodoro Peperone Fagiolo Ravanello Esigenze termiche Esigenze idriche (volume irriguo stagionale) 24 giorno 15/16 notte 26/29 giorno 15/16 notte 29 giorno 16/17 notte 26/29 giorno 16/18 notte 26/29 giorno 14/16 notte 28 giorno 15/16 notte Irrigazione Tempi e cadenza dell'irrigazione 8000/9000mc/ha Goccia 5 volte a settimana,mattino e sera. 3500/4000mc/ha Goccia 5 volte a settimana,mattino e sera. 4000/5000mc/ha Goccia 2/3 volte a settimana,mattino e sera. 4000/5000mc/ha Goccia 5 volte a settimana,mattino e sera. 2000/3000mc/ha Goccia 3 volte a settimana,mattino e sera. 2000mc/ha Goccia 2/3 volte a settimana,mattino e sera. Il materiale usato sia per le pareti che per la copertura sarà di vetro a doppio isolamento.

2 Pianta serra La seguente pianta illustra i vari settori dove vengono coltivati i nostri ortaggi. La serra è divisa in vari settori: Settore A dedicato alla coltivazione delle bietole, 460 mq. Settore B dedicato alla coltivazione dei ravanelli, 460mq. Settore C dedicato alla coltivazione delle melanzane,460 mq. Settore D dedicato alla coltivazione dei peperoni, 460 mq. Settore E dedicato alla coltivazione di pomodori, 460 mq. Settore F dedicato alla coltivazione dei fagioli, 410 mq.

3 Planimetria generale

4 CAPITOLO 1 Dimensionamento della vasca di raccolta (laghetto) Nella planimetria è evidenziata la pianta di un laghetto che ha la funzione di raccogliere l acqua piovana acque di scolo dai tetti e dalle superfici impermeabili che verranno poi utilizzate per l irrigazione della serra e orto.

5 CAPITOLO 2 Schema idraulico del laghetto. Il laghetto è dotato di un sensore col sistema TOP-DOWN che funziona nel seguente modo: quando il livello dell acqua nella vasca supera un limite superiore, l acqua in eccesso viene inviata alla fognatura bianca. Quando viceversa il livello dell acqua nella vasca raggiunge un limite inferiore, il sensore determina l apertura di una valvola che permette l ingresso di acqua proveniente dall acquedotto.

6 TERRENO ZONA SERRA La serra in progetto è collocata in Via Ermoaldo, Leno (BS). Estratto PGT Lotto adiacente situato vicino all area dell asilo. Area destinata all'attività pubblica. Vista dall'alto da google maps.

7 CAPITOLO 3 Determinazione del fabbisogno annuo di acqua. Per l irrigazione delle piante in serra abbiamo bisogno di 7000 mc/ha anno. Poniamo che la nostra serra funzioni per 10 mesi (medi) per calcolare il fabbisogno annuo bisogna effettuare il seguente calcolo: 700 mc / mq annuo = 700 mm acqua/anno Per stabilire il fabbisogno idrico giornaliero, ipotizzando 10 mesi, usiamo la seguente formula: 700 mm anno / 300 giorni (10 mesi) = 2.33 mm/giorno Poniamo 2.35mm come valore medio, ma il valore nei periodi più caldi viene ipotizzato di 5mm giornalieri d'acqua, in modo da avere una quantità di acqua sufficiente anche nei periodi di maggiore richiesta d'acqua mm H2O mm H mm H gen feb marz apr mag giu lug ago set ott nov dic Mesi

8 QUALITA DELL ACQUA PER USO IRRIGUO Acqua a salinità controllata Un utilizzo importante dell acqua opportunamente trattata è per uso irriguo. Questo comprende principalmente la destinazione ad uso agricolo. Diverso e più raffinato deve essere il discorso per l uso zootecnico. Anche se l irrigazione è praticata ormai da millenni nel mondo, solo dal secolo scorso si è cominciato a riconoscere l importanza della qualità dell acqua ad uso irriguo. Le caratteristiche chimico-fisiche dell acqua da irrigazione rivestono particolare importanza nelle zone aride, dove temperature estreme e basso livello di umidità portano ad elevati livelli di evapotraspirazione delle piante. La conseguenza di tale fenomeno porta alla deposizione di sali dell acqua ad uso irriguo sullo strato superficiale del terreno. Un settore estremamente sensibile a questa problematica è quello della coltivazione intensiva in serra. L acqua ad uso irriguo può variare in qualità in misura considerevole in considerazione dei sali in essa disciolti. Le proprietà meccaniche e fisiche del terreno, legate al grado di dispersione delle particelle del suolo, suo stato di aggregazione e permeabilità, sono molto sensibili agli ioni presenti nell acqua. Alcuni ioni risultano per esempio tossici se presenti in concentrazioni superiori ad un certo livello, che può essere aumentato se questi si concentrano in determinate zone del terreno, grazie alla eventuale scarsa permeabilità di quest ultimo.

9 SALINITÀ DELL ACQUA La presenza di sali influisce sulla crescita delle piante in tre modi: Effetti osmotici, causati dai sali disciolti nel terreno; Tossicità specifica, causata dalla concentrazione dei singoli ioni; Dispersione delle particelle del terreno, causata da alta concentrazione di sodio e bassa salinità. Con una elevata salinità nella zona delle radici, le piante spendono buona parte delle loro risorse energetiche per riequilibrare il contenuto salino all interfaccia radicale dell acqua da prelevare. In tale situazione, meno energia è disponibile per la loro crescita. Un adeguato trattamento deve quindi essere studiato per non rendere possibili danni alle colture, e deve ovviamente essere basato sulla qualità dell acqua in ingresso al ciclo di trattamento, che nello specifico sono le acque uscenti dai depuratori urbani. TOSSICITÀ SPECIFICA DEGLI IONI Se il calo della crescita delle piante è dovuto a eccessiva concentrazione di alcuni ioni specifici, invece che a effetti osmotici fini a sé stessi (salinità), si parla di tossicità specifica degli ioni. Gli ioni principali coinvolti sono principalmente Sodio, Cloruri e Boro. I primi due sono comuni negli scarichi urbani, dovuti ad addolcitori, detergenti, etc. Il problema della concentrazione dei suddetti è accentuato principalmente in ambienti secchi e aridi, grazie agli elevati tassi di evapotraspirazione che si raggiungono. Nei casi estremi alcuni elementi tendono ad accumularsi nelle piante e nel terreno, e ciò può comportare rischi per l alimentazione umana e animale, oppure causare la fototossicità delle piante stesse. TASSO DI INFILTRAZIONE DELL ACQUA In aggiunta alla tossicità da Sodio sopracitata, un altro effetto indiretto dell elevato contenuto di Sodio è il deterioramento delle caratteristiche fisiche del terreno (formazione di croste, solchi dovuti all acqua, riduzione della permeabilità). Se il tasso di infiltrazione si riduce oltre un certo livello, può diventare impossibile alimentare la crescita delle piante con sufficiente acqua. Si può arrivare all eccesso di dovere ridisegnare la rete di irrigazione in una determinata zona.

10 LIVELLO DI CLORAZIONE Il contenuto di cloro libero presente nell acqua trattata ad uso irriguo, se superiore ad una certa concentrazione minima può creare notevoli danni all apparato fogliare delle piante, soprattutto se irrorato direttamente su di esso. Tutte le considerazioni sopracitate hanno unicamente lo scopo di sensibilizzare circa l importanza della qualità dell acqua ad uso irriguo e dai danni rilevanti da una sottovalutazione del trattamento. In questi contesti risulta importante l adozione di sistemi a osmosi inversi per potere fornire acqua a salinità controllata. Sono previsti sistemi con diluizione automatica in base a set point impostati in base alle esigenze del tipo di attività.

11 DIMENSIONAMENTO DELL IMPIANTO Parte 1. Determinazione della portata Q. Il settore più sfavorito è il settore B perché è quello più lontano dal laghetto.

12 Nel successivo calcolo, ipotizzo di irrigare 10 minuti ogni 100 mq. Di conseguenza dovrò irrigare i settori: A Bietole 21 minuti B Ravanelli 46 minuti C Peperoni 46 minuti D Melanzane 46 minuti E Pomodori 46 minuti F Fagioli 41 minuti A: 210 mq x 5 mm acqua/die = 210 mq x m acqua/die = 1.05 mc/die B: 460 mq x 5 mm acqua/die = 460 mq x m acqua/die = 2.3 mc/die C: 460 mq x 5 mm acqua/die = 460 mq x m acqua/die = 2.3 mc/die D: 460 mq x 5 mm acqua/die = 460 mq x m acqua/die = 2.3 mc/die E: 460 mq x 5 mm acqua/die = 460 mq x m acqua/die = 2.3 mc/die F: 410 mq x 5 mm acqua/die = 410 mq x m acqua/die = 2.05 mc/die Abbiamo ricavato i mc giornalieri, ma vogliamo determinali nei rispettivi minuti per ricavare la portata in secondi. Settore A: 1.05 mc/die = 1.05 mc/ 21 minuti = 1050 l/21 = 50 l/min = 0.83 l/s Settore B C D E : 2.3 mc/ 46 minuti = 2300 l/46 = 50 l/min = 0.83 l/s Settore F: 2.05 mc/41 min = 2050 l/41 = 50 l/min = 0.83 l/s Risulta evidente che stiamo lavorando in condizioni di portata costante, ciò che cambia sono i minuti di irrigazione. Q = 50 l/min = 0,83 l/s

13 Parte 2. Determinazione della prevalenza H (m) H= Hg + LJ + 12 Dove: Hg = prevalenza geodetica 2m 12[m]= pressione al gocciolante=1.2bar L=Lunghezza del baricentro della vasca settore B= 37m J= Cadente (perdite di carico continue) [m/km] Il valore di J si ricava dall allegata tabella; entrando nella tabella con Q=0.83 l/s arrotondata a 1 l/s, ipotizzando di utilizzare una tubazione PE con diametro esterno 40mm e interno 29mm, si ha un valore di J pari a 83.89m/km. Inserendo i valori nella formula sovrastante ottengo: H=2+37x83.89/ = 17,10m 18,00m Ipotizzando che le perdite di carico localizzate siano il 30/40%. Possiamo trovare H totale: Htot=18+40%x18=25,20m 26m Noti la portata e la prevalenza, utilizzando l allegato diagramma sottostante scelgo un modello di pompa nella curva caratteristica. H = 26m Q = 50 l/min

14 Parte 3. Determinazione della potenza N (KW) Sono ora in grado di determinare la potenza della pompa utilizzando la seguente formula : N = ɣ*h*q/1000*ɳ = 0.6 Kw Dove: ɳ=0.7 H= 26m Q= 0.83 l/s=0.8*10-3 Questa potenza elettrica viene attraverso pannelli fotovoltaici posizionati sulle tettoie dei parcheggi. Per quanto riguarda il dimensionamento dell'impianto fotovoltaico, possiamo ritenere che, mediamente, per ottenere 1 KW di potenza sono necessari circa 6-8 mq di pannello. Naturalmente oltre ai 0,6 KW necessari alla pompa dovremo prevedere altri KW per usi generali dell'impianto elettrico ( illuminazione, prese, ecc...)

15 Quanti mq sono quelli che io devo irrigare? Mq serra 2460,00 Mq orto 12,00 Irrigazione in serra: 2460 mq x 5 mm acqua/die 2460 mq x m acqua/die = 12,30 mc/die 13,00 mc/die Ipotizziamo una irrigazione di almeno due giorni cioè 13,00 mc/die x 2 die = 26 mc Il mio laghetto dovrà quindi avere una capacità > a 26 mc Irrigazione orto: 12 mq x 5mm acqua/die 12 mq x m acqua/die = 0.06 mc/die 0,1 mc/die

16 Il modello di pompa scelto per il nostro impianto è il modello JSW3CL.

17 Tubi Polietilene PE PFA 25 Ø est Q = Port at a lit ri/ sec V = Velocit à m/ sec J = Perdit a di carico = m/ km Ø est Q Ø int , ,2 45,8 54,4 65,4 79,8 90,8 101,6 116,2 130,8 0,5 V 3,25 1,97 1,18 0,76 0,49 0,3 0,22 0,15 J 807,27 237,4 68,98 23,27 7,9 2,51 1,09 0,44 1 V 6,5 3,93 2,37 1,52 0,97 0,61 0,43 0,3 0,2 J 2910,2 855,83 248,68 83,89 28,49 9,06 3,92 1,6 0,61 1,5 V 5,9 3,55 2,27 1,46 0,91 0,65 0,45 0,3 0,23 J ,51 177,61 60,31 19,18 8,3 3,38 1,28 0,68 2 V 4,74 3,03 1,95 1,22 0,86 0,6 0,4 0,31 0,25 J 896,49 302,41 102,7 32,66 14,13 5,76 2,19 1,17 0,67 2,5 V 5,92 3,79 2,43 1,52 1,08 0,74 0,5 0,39 0,31 0,24 J 1354,66 456,96 155,18 49,36 21,35 8,71 3,3 1,76 1,02 0,53 3 V 7,1 4,55 2,92 1,82 1,29 0,89 0,6 0,46 0,37 0,28 0,22 J 1898,08 640,27 217,44 69,16 29,91 12,2 4,63 2,47 1,43 0,74 0,42 3,5 V 5,3 3,4 2,13 1,51 1,04 0,7 0,54 0,43 0,33 0,26 J 851,56 289,19 91,98 39,79 16,23 6,16 3,28 1,9 0,99 0,55 4 V 6,06 3,89 2,43 1,72 1,19 0,8 0,62 0,49 0,38 0,3 J 1090,18 370,23 117,75 50,93 20,77 7,88 4,2 2,43 1,26 0,71 4,5 V 6,82 4,38 2,73 1,94 1,34 0,9 0,7 0,56 0,42 0,34 J 1355,6 460,36 146,42 63,33 25,83 9,8 5,23 3,02 1,57 0,88 5 V 7,58 4,86 3,04 2,15 1,49 1 0,77 0,62 0,47 0,37 J 1647,34 559,44 177,93 76,97 31,39 11,91 6,35 3,67 1,91 1,07 5,5 V 8,33 5,35 3,34 2,37 1,64 1,1 0,85 0,68 0,52 0,41 J 1964,98 667,31 212,24 91,81 37,44 14,21 7,57 4,38 2,28 1,28 6 V 5,84 3,65 2,58 1,79 1,2 0,93 0,74 0,57 0,45 J 783,85 249,31 107,84 43,98 16,69 8,9 5,15 2,68 1,5 6,5 V 6,32 3,95 2,8 1,94 1,3 1 0,8 0,61 0,48 J 908,96 289,1 125, ,35 10,32 5,97 3,1 1,74 7 V 6,81 4,25 3,01 2,09 1,4 1,08 0,86 0,66 0,52 J 1042,53 331,58 143,43 58,5 22,19 11,83 6,85 3,56 2 7,5 V 7,29 4,56 3,23 2,23 1,5 1,16 0,93 0,71 0,56 J 1184,46 376,72 162,95 66,46 25,22 13,44 7,78 4,04 2,27 8 V 7,78 4,86 3,45 2,38 1,6 1,24 0,99 0,76 0,6 J 1334,66 424,49 183,62 74,89 28,41 15,15 8,76 4,56 2,56 9 V 8,75 5,47 3,88 2,68 1,8 1,39 1,11 0,85 0,67 J 1659,6 527,84 228,32 93,12 35,33 18,84 10,9 5,67 3,18 10 V 6,08 4,31 2,98 2 1,55 1,23 0,94 0,74 J 641,43 277,46 113,16 42,94 22,89 13,24 6,89 3,87 12 V 7,29 5,17 3,58 2,4 1,86 1,48 1,13 0,89 J 898,75 388,76 158,56 60,16 32,08 18,56 9,65 5,42 14 V 8,51 6,03 4,17 2,8 2,16 1,73 1,32 1,04 J 1195,33 517,05 210,88 80,01 42,66 24,68 12,83 7,21 16 V 9,72 6,89 4,77 3,2 2,47 1,98 1,51 1,19 J 1530,29 661,94 269,98 102,43 54,61 31,59 16,43 9,23 18 V 10,94 7,75 5,36 3,6 2,78 2,22 1,7 1,34 J 1902,85 823,1 335,7 127,37 67,91 39,29 20,43 11,48 20 V 8,61 5,96 4 3,09 2,47 1,89 1,49 J 1000,24 407,95 154,78 82,53 47,74 24,83 13,95 25 V 10,77 7,45 5 3,86 3,09 2,36 1,86 J 1511,43 616,44 233,88 124,7 72,14 37,51 21,08 30 V 12,92 8,94 6 4,64 3,7 2,83 2,23 J 2117,75 863,73 327,71 174,73 101,08 52,56 29,54