14452 - IDRAULICA AGRARIA, IRRIGAZIONE E DRENAGGIO

Anno Accademico 2021/2022

  • Docente: Attilio Toscano
  • Crediti formativi: 8
  • SSD: AGR/08
  • Lingua di insegnamento: Italiano
  • Moduli: Attilio Toscano (Modulo Mod 1) Giuseppe Mancuso (Modulo Mod 2)
  • Modalità didattica: Convenzionale - Lezioni in presenza (Modulo Mod 1) Convenzionale - Lezioni in presenza (Modulo Mod 2)
  • Campus: Bologna
  • Corso: Laurea in Scienze del territorio e dell'ambiente agro-forestale (cod. 8525)

Conoscenze e abilità da conseguire

Al termine dell'insegnamento lo studente acquisisce le conoscenze necessarie per la progettazione e la gestione tecnico-economica dell'irrigazione e del drenaggio. In particolare, lo studente è in grado di progettare le componenti impiantistiche degli impianti irrigui sia in pressione che a pelo libero e a sifone, i misuratori di portata e a gestire la risorsa idrica con i più idonei criteri e con i più appropriati metodi irrigui e sistemi di drenaggio, compresa la valutazione economica dei loro costi.

Contenuti

Prerequisiti formativi

Lo studente che accede a questo insegnamento deve essere in possesso di una buona preparazione di base grazie ai fondamenti della matematica e della fisica e ad alcune nozioni di agronomia e di agrometeorologia. Questi prerequisiti sono forniti dai rispettivi insegnamenti della laurea triennale.

 

Modulo 1 Idraulica agraria (40 ore)

Unità didattica 1 - Idraulica agraria (25 ore)

  • Nozioni base e grandezze principali dell’idraulica.
  • Idrostatica: distribuzione delle pressioni in un fluido in quiete, legge di Stevino, spinta su superficie piana sia parzialmente che totalmente immersa.
  • Idrodinamica: tipi di corrente e di moto, il teorema di Bernoulli per fluidi ideali e reali (dissipazioni energetiche).
  • Correnti in pressione: perdite di carico (distribuite e localizzate) e tracciamento delle linee dei carichi piezometrici e totali, lunghe condotte ed inerenti problemi di verifica e di dimensionamento.
  • Correnti a superficie libera: caratterizzazione costruttiva dei canali, moto uniforme, problemi di verifica e di dimensionamento, scala delle portate.

Competenze acquisite unità 1

Lo studente matura la padronanza del linguaggio e della gestione delle grandezze dell’idraulica, necessaria alla piena comprensione delle unità didattiche successive. Lo studente comprende quali fenomeni si manifestano sia per acqua in quiete (idrostatica) sia in movimento (idrodinamica). Lo studente acquisisce gli strumenti per affrontare problemi di verifica e di dimensionamento sia nel caso di lunghe condotte che di canali a superficie libera.

Unità didattica 2 - Esercitazioni applicative (15 ore)

  • Esercizi numerici di idrostatica: diagramma delle pressioni e calcolo della spinta su superfici piane, individuazione del centro di spinta.
  • Esercizi numerici di idrodinamica e lunghe condotte: problemi di verifica e di progetto (dimensionamento condotte, scelta dei diametri).
  • Esercizi numerici su correnti a superficie libera: problemi di verifica e di progetto (dimensionamento, scala delle portate).

Competenze acquisite unità 2

Lo studente individua e calcola le grandezze fondamentali dell’idraulica agraria. Lo studente è in grado di verificare e dimensionare condotte in pressione e canali a superficie libera.

 

Modulo 2 Irrigazione e drenaggio (40 ore)

Unità didattica 3 - Irrigazione (25 ore)

  • Concetti base e definizione delle grandezze fondamentali - classificazione dell’irrigazione secondo i criteri agronomico e territoriale, necessità e convenienza della pratica irrigua, idrologia del suolo, fabbisogni idrici, volume d’adacquamento.
  • Metodi irrigui gravitazionali (scorrimento, infiltrazione e sommersione).
  • Metodi irrigui in pressione: aspersione - elementi costitutivi un impianto, tipologie di impianti aziendali, impianti semoventi (rotoloni e pivot), tipologia e caratterizzazione degli irrigatori.
  • Metodi irrigui in pressione: microirrigazione – elementi costitutivi un impianto con particolare attenzione agli erogatori, sistemi di filtrazione, fertirrigazione.
  • Valutazione delle performance degli impianti irrigui
  • Impianti di sollevamento ed altre attrezzature: classificazione delle pompe, grandezze fondamentali, caratterizzazione delle pompe centrifughe, attrezzature ausiliarie.

Competenze acquisite unità 3

Lo studente possiede il corretto approccio tecnico rispetto alle tecniche irrigue spiegate ed è in grado di scegliere la tecnica irrigua più adatta alle diverse realtà aziendali. Lo studente conosce i criteri per il calcolo dei principali parametri irrigui.

 Unità didattica 4 - Drenaggio (5 ore)

  • Drenaggio aziendale: scopi, teoria, tecnica del drenaggio e principi di funzionamento.
  • Relazione tra acqua e pratica di drenaggio.
  • Classificazione delle tipologie di drenaggio e loro rispettivo impiego: drenaggio orizzontale (di falda, poco profondo), drenaggio verticale.

Competenze acquisite unità 4

Lo studente è in grado di individuare gli elementi caratteristici di un sistema di drenaggio aziendale sia superficiale che sotterraneo. Lo studente riconosce la sistemazione più adatta per lo scolo dell’acqua in eccesso.

Unità didattica 5 – Esempi di progettazione di impianti irrigui e visite didattiche (10 ore)

  • Esempi di progettazione di impianti irrigui (aspersione e microirrigazione) ed esempi di calcolo per il loro dimensionamento.
  • Calcolo dei coefficienti di uniformità della distribuzione irrigua e valutazioni delle performance in campo.
  • Visita didattica volta alla comprensione del funzionamento degli impianti irrigui con descrizione degli elementi che li costituiscono.

Competenze acquisite unità 5

Dato uno specifico contesto, lo studente è in grado di scegliere lo schema irriguo più adatto e conosce i criteri per il suo dimensionamento. Lo studente comprende in campo il funzionamento degli strumenti studiati.

Testi/Bibliografia

  • Dispense di “Idraulica Agraria, Irrigazione e Drenaggio” dei docenti (in formato pdf sul sito) e materiale consegnato a lezione.
  • CAPRA A., SCICOLONE B. 2007. Progettazione e gestione degli impianti di irrigazione. Criteri di impiego e valorizzazione delle acque per uso irriguo. 2a edizione: 2016, Edagricole. ISBN 978-88-506-5494-9
  • Lamm, F. R., Ayars, J. E., & Nakayama, F. S. (2006). Microirrigation for crop production: design, operation, and management. Elsevier. ISBN 978-0-444-50607-8

    Testi per eventuali approfondimenti:

  • Santelli P. (2019). Impianti di irrigazione a goccia per le colture agrarie. Dario Flaccovio Editore. ISBN 9788857910277
  • Santelli P. (2016). Metodi e tecniche di irrigazione del verde ornamentale. Dario Flaccovio Editore. ISBN 9788857905792
  • Allen, R. G., Pereira, L. S., Raes, D., & Smith, M. (1998). Crop evapotranspiration-Guidelines for computing crop water requirements-FAO Irrigation and drainage paper 56. Fao, Rome, 300(9), D05109.
  • V. Ferro; “Elementi di idraulica e idrologia per le scienze agrarie, ambientali e forestali”; McGraw-Hill; Milano; 2013

Metodi didattici

Il corso si suddivide in cinque unità didattiche. Tre sono di carattere teorico. Esse si svolgono attraverso lezioni frontali supportate da slide. Saranno svolte dimostrazioni alla lavagna ed i dubbi saranno chiariti con strumenti opportuni. La seconda unità didattica prevede esercitazioni numeriche da svolgere alla lavagna sia da parte del docente, sia con la partecipazione degli studenti. Verrà fornito il materiale necessario sia in formato cartaceo che digitale, affinché siano ore partecipate dalla classe. Sono previsti anche seminari ed approfondimenti a seconda delle esigenze ed eventuali difficoltà specifiche. La visita didattica costituisce parte integrante del corso poiché utile e necessaria alla comprensione in campo dei meccanismi di funzionamento dei diversi sistemi di irrigazione.

Modalità di verifica e valutazione dell'apprendimento

La verifica dell'apprendimento di entrambi i moduli avviene attraverso un esame unico scritto nel quale è richiesto lo svolgimento di due o tre esercizi numerici di idraulica agraria e la risposta libera a tre/quattro domande relative all’irrigazione e al drenaggio. Gli esercizi saranno riconducibili a quelli svolti durante le esercitazioni. Se la valutazione finale positiva non è ritenuta soddisfacente da parte dello studente, quest’ultimo ha la possibilità di sostenere un’aggiuntiva prova orale. La prova scritta potrà essere svolta anche contestualmente alla prova orale, in funzione del numero di studenti iscritti all’esame. Gli studenti possono sostenere l'esame anche in lingua inglese, dandone preavviso al docente.

Strumenti a supporto della didattica

Slide in PowerPoint, lavagna, computer, materiale didattico.

Orario di ricevimento

Consulta il sito web di Attilio Toscano

Consulta il sito web di Giuseppe Mancuso

SDGs

Sconfiggere la fame Acqua pulita e servizi igienico-sanitari

L'insegnamento contribuisce al perseguimento degli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile dell'Agenda 2030 dell'ONU.