Laboratorio risorse idriche e agro-ambientali
A.A. 2024/2025
Obiettivi formativi
Conoscere le tecnologie di misura, controllo e regolazione delle portate irrigue in sistemi e impianti a pelo libero e in pressione, nonché di monitoraggio delle principali variabili agro-meteorologiche e di stato idrico del suolo. Conoscere i sistemi di immagazzinamento dati (datalogger), l'interfacciamento digitale/analogico dei sensori, la programmazione dei datalogger. Conoscere piattaforme IoT con sensoristica suolo-atmosfera per il supporto alla decisione irrigua. Conoscere sistemi di organizzazione, trattamento e condivisione dei dati georiferiti acquisiti (WebGIS). Le conoscenze e le competenze acquisite durante il primo anno del corso di studi e quelle sviluppate nel laboratorio saranno utilizzate per l'ideazione, la progettazione e la realizzazione di soluzioni da applicare a casi di studio relativi alla realizzazione di sistemi di monitoraggio di variabili agro-idrologiche e alla gestione automatizzata dell'irrigazione.
Risultati apprendimento attesi
Acquisire competenze in merito all'applicazione di tecnologie per la misura, il controllo e la regolazione delle portate irrigue in sistemi e impianti a pelo libero e in pressione.
Acquisire la capacità di installare e utilizzare sensoristica suolo-coltura-atmosfera.
Acquisire familiarità con l'utilizzo di piattaforme IoT basate su modelli di bilancio idrologico nel suolo agrario e sensoristica per il supporto alla decisione irrigua (DSS).
Acquisire la capacità di programmare data-logger, interfacciando sensori con uscite analogiche e digitali.
Acquisire la capacità di utilizzare sistemi di organizzazione e trattamento dei dati georiferiti acquisiti (WebGIS).
Progettare e gestire un sistema in semplificato di irrigazione automatizzata (programmazione del datalogger per l'apertura e chiusura di elettrovalvole sulla base dei dati acquisiti tramite sensoristica installata in campo).
Progettare e gestire un sistema semplificato di automazione di paratoie per la regolazione delle portate transitanti in un canale irriguo e quelle di adacquamento campo.
Acquisire la capacità di installare e utilizzare sensoristica suolo-coltura-atmosfera.
Acquisire familiarità con l'utilizzo di piattaforme IoT basate su modelli di bilancio idrologico nel suolo agrario e sensoristica per il supporto alla decisione irrigua (DSS).
Acquisire la capacità di programmare data-logger, interfacciando sensori con uscite analogiche e digitali.
Acquisire la capacità di utilizzare sistemi di organizzazione e trattamento dei dati georiferiti acquisiti (WebGIS).
Progettare e gestire un sistema in semplificato di irrigazione automatizzata (programmazione del datalogger per l'apertura e chiusura di elettrovalvole sulla base dei dati acquisiti tramite sensoristica installata in campo).
Progettare e gestire un sistema semplificato di automazione di paratoie per la regolazione delle portate transitanti in un canale irriguo e quelle di adacquamento campo.
Periodo: annuale
Modalità di valutazione: Esame
Giudizio di valutazione: voto verbalizzato in trentesimi
Corso singolo
Questo insegnamento può essere seguito come corso singolo.
Programma e organizzazione didattica
Edizione unica
Responsabile
Periodo
annuale
Programma
**Elementi base di idraulica delle condotte in pressione e delle correnti a pelo libero (8 ore)** - docente: Daniele Masseroni
Principi base dell'idraulica delle condotte in pressione e delle correnti a pelo libero. Sistemi di misura della portata in impianti in pressione (es. impianti irrigui) e a pelo libero (es. canali irrigui). [Energia meccanica della corrente, linea piezometrica, linea dei carichi totali, perdite di carico, fondamenti di foronomia, caratteristiche/specifiche dei sistemi di misura (parshall etc.), corretto utilizzo e installazione, manutenzione etc.]
**Misura delle variabili agro-idrologiche (8 ore)** - docente: Arianna Facchi
Sensoristica per la misura delle principali variabili agro-meteorologiche e di stato idrico del suolo [Caratteristiche dei principali strumenti di misura, accuratezza, precisione, installazione, calibrazione, manutenzione, etc.]
**GPS, campionamenti, tessitura e misura del contenuto idrico del suolo (8 ore)** - docente: Alice Mayer
Lo strumento GPS, funzionamento, modalità di acquisizione dei punti, ricerca di punti importati nello strumento (es. a partire da una mappa di zonazione). Prelievo di campioni di suolo per la determinazione della tessitura e del contenuto volumetrico. Utilizzo di diverse sonde per la misurazione indiretta del contenuto volumetrico di acqua nel suolo.
Procedura di laboratorio per la determinazione della tessitura dei suoli e del contenuto volumetrico di acqua con metodo gravimetrico. Comparazione/correlazione delle misure dirette ed indirette (curva di calibrazione, accuratezza delle misure).
**Sistemi di immagazzinamento dati (8 ore)** - docente: Edoardo Reguzzoni
Sistemi di immagazzinamento dati (es. data logger, DL), logica di trasmissione del segnale digitale/analogico, programmazione del DL. [Passaggi di programmazione di DL, tipologia di segnali da trattare, conversioni del segnale elettrico nelle variabili fisiche, esempi di programmazione per sonde umidità, termometri, pluviometri etc.]
Piattaforme IoT con sensoristica suolo-atmosfera per il supporto alla decisione irrigua. Acquisizione, trasmissione, programmazione, gestione dei dati. Esempi di applicazione.
**I sistemi irrigui Lombardi e Centro Dati ANBI Lombardia (8 ore)** - docente: Fabio Olivotti/Stefano Roverato
I sistemi irrigui in Lombardia, irrigazione collettiva e autoapprovvigionamento, i consorzi di bonifica e irrigazione, il ruolo di ANBI, la normativa di riferimento, gli strumenti pianificatori e operativi (piani comprensoriali, piani di classifica), multifunzionalità/servizi ecosistemici dei sistemi irrigui.
Organizzazione e ruolo del Centro Dati ANBI Lomb., leggi nazionali/regionali (linee guida) sulla quantificazione dei volumi irrigui, Struttura informatica dal centro dati, elaborazioni dei dati, flussi informativi, report sulle stagioni irrigue.
**Il geoportale di Regione Lombardia, utilizzo di strumenti Gis e elaborazione delle informazioni (16 ore)**- docente: Fabio Olivotti/Stefano Roverato.
Il geoportale della Lombardia e gli strati informativi disponibili, importazione delle fonti di dati, digitalizzazione, interazione tra le diverse fonti di dati, estrazione di informazioni dalle fonti di dati georeferenziate.
Elaborazione statistica di serie di dati, restituzione grafica delle informazioni.
**Gli impianti irrigui (24 ore)** - docente: Marco Panizza
Lezione frontale presso Brixia irrigation: Descrizione impiantistica, Presentazione componenti idrauliche di impianto e loro funzionamento; Descrizione e dimostrazione funzionamento di sistemi di gestione automatica e monitoraggio; Accenni di progettazione: regola base e sistemi informatici; Preparazione di un cantiere / direzione lavori
Visita azienda 1 e 2 ( zona franciacorta / brescia): Aziende vitivinicole con gestione automatica - Irrigazione a goccia superficiale e SDI
Visita azienda 3: Azienda cerealicolo zootecniche con gestione automatica - irrigazione per aspersione (Pivot)
**I consorzi di bonifica, funzioni, attività, le opere (caso studio del consorzio di bonifica Garda Chiese) (24 ore)** - docente: Paolo Magri/Chiara Salami/Antonio Panizza
Castellaro Lagusello (ufficio consorzio)
Presentazione del Consorzio, opere gestite, attività istituzionali. Piano Comprensoriale di Bonifica, Irrigazione e Tutela del Territorio Rurale, Piano di Classifica. Visita edificio regolatore del lago di Garda, centrale idroelettrica Montina, impianto di sollevamento Colombarola
Mantova (sede consorzio)
Illustrazione delle attività rutinarie degli operatori del consorzio (Attività di progettazione / Gestione del Catasto consortile e riscossione della contribuenza / Gestione dell'irrigazione e orari irrigui). Esercitazione sugli orari irrigui
Canneto sull'oglio
Il sistema di telerilevamento e monitoraggio idrologico; Le automazioni e il controllo a distanza delle opere idrauliche; Esempio del distretto irriguo di Ponte Trento. Visita centrali idroelettriche di Canneto sull'Oglio; impianto Gambolo.
Principi base dell'idraulica delle condotte in pressione e delle correnti a pelo libero. Sistemi di misura della portata in impianti in pressione (es. impianti irrigui) e a pelo libero (es. canali irrigui). [Energia meccanica della corrente, linea piezometrica, linea dei carichi totali, perdite di carico, fondamenti di foronomia, caratteristiche/specifiche dei sistemi di misura (parshall etc.), corretto utilizzo e installazione, manutenzione etc.]
**Misura delle variabili agro-idrologiche (8 ore)** - docente: Arianna Facchi
Sensoristica per la misura delle principali variabili agro-meteorologiche e di stato idrico del suolo [Caratteristiche dei principali strumenti di misura, accuratezza, precisione, installazione, calibrazione, manutenzione, etc.]
**GPS, campionamenti, tessitura e misura del contenuto idrico del suolo (8 ore)** - docente: Alice Mayer
Lo strumento GPS, funzionamento, modalità di acquisizione dei punti, ricerca di punti importati nello strumento (es. a partire da una mappa di zonazione). Prelievo di campioni di suolo per la determinazione della tessitura e del contenuto volumetrico. Utilizzo di diverse sonde per la misurazione indiretta del contenuto volumetrico di acqua nel suolo.
Procedura di laboratorio per la determinazione della tessitura dei suoli e del contenuto volumetrico di acqua con metodo gravimetrico. Comparazione/correlazione delle misure dirette ed indirette (curva di calibrazione, accuratezza delle misure).
**Sistemi di immagazzinamento dati (8 ore)** - docente: Edoardo Reguzzoni
Sistemi di immagazzinamento dati (es. data logger, DL), logica di trasmissione del segnale digitale/analogico, programmazione del DL. [Passaggi di programmazione di DL, tipologia di segnali da trattare, conversioni del segnale elettrico nelle variabili fisiche, esempi di programmazione per sonde umidità, termometri, pluviometri etc.]
Piattaforme IoT con sensoristica suolo-atmosfera per il supporto alla decisione irrigua. Acquisizione, trasmissione, programmazione, gestione dei dati. Esempi di applicazione.
**I sistemi irrigui Lombardi e Centro Dati ANBI Lombardia (8 ore)** - docente: Fabio Olivotti/Stefano Roverato
I sistemi irrigui in Lombardia, irrigazione collettiva e autoapprovvigionamento, i consorzi di bonifica e irrigazione, il ruolo di ANBI, la normativa di riferimento, gli strumenti pianificatori e operativi (piani comprensoriali, piani di classifica), multifunzionalità/servizi ecosistemici dei sistemi irrigui.
Organizzazione e ruolo del Centro Dati ANBI Lomb., leggi nazionali/regionali (linee guida) sulla quantificazione dei volumi irrigui, Struttura informatica dal centro dati, elaborazioni dei dati, flussi informativi, report sulle stagioni irrigue.
**Il geoportale di Regione Lombardia, utilizzo di strumenti Gis e elaborazione delle informazioni (16 ore)**- docente: Fabio Olivotti/Stefano Roverato.
Il geoportale della Lombardia e gli strati informativi disponibili, importazione delle fonti di dati, digitalizzazione, interazione tra le diverse fonti di dati, estrazione di informazioni dalle fonti di dati georeferenziate.
Elaborazione statistica di serie di dati, restituzione grafica delle informazioni.
**Gli impianti irrigui (24 ore)** - docente: Marco Panizza
Lezione frontale presso Brixia irrigation: Descrizione impiantistica, Presentazione componenti idrauliche di impianto e loro funzionamento; Descrizione e dimostrazione funzionamento di sistemi di gestione automatica e monitoraggio; Accenni di progettazione: regola base e sistemi informatici; Preparazione di un cantiere / direzione lavori
Visita azienda 1 e 2 ( zona franciacorta / brescia): Aziende vitivinicole con gestione automatica - Irrigazione a goccia superficiale e SDI
Visita azienda 3: Azienda cerealicolo zootecniche con gestione automatica - irrigazione per aspersione (Pivot)
**I consorzi di bonifica, funzioni, attività, le opere (caso studio del consorzio di bonifica Garda Chiese) (24 ore)** - docente: Paolo Magri/Chiara Salami/Antonio Panizza
Castellaro Lagusello (ufficio consorzio)
Presentazione del Consorzio, opere gestite, attività istituzionali. Piano Comprensoriale di Bonifica, Irrigazione e Tutela del Territorio Rurale, Piano di Classifica. Visita edificio regolatore del lago di Garda, centrale idroelettrica Montina, impianto di sollevamento Colombarola
Mantova (sede consorzio)
Illustrazione delle attività rutinarie degli operatori del consorzio (Attività di progettazione / Gestione del Catasto consortile e riscossione della contribuenza / Gestione dell'irrigazione e orari irrigui). Esercitazione sugli orari irrigui
Canneto sull'oglio
Il sistema di telerilevamento e monitoraggio idrologico; Le automazioni e il controllo a distanza delle opere idrauliche; Esempio del distretto irriguo di Ponte Trento. Visita centrali idroelettriche di Canneto sull'Oglio; impianto Gambolo.
Prerequisiti
Gli studenti devono avere delle solide conoscenze negli argomenti di matematica e fisica. Per frequentare con profitto il laboratorio gli studenti dovrebbero aver già superato l'esame dell'insegnamento di 'Macchine Impianti e Strutture Produttive per l'Agricoltura' e nella fattispecie la parte relativa all'idrologia del suolo e irrigazione.
Metodi didattici
Lezioni teoriche in aula, attività di campo, seminari, visite tecniche.
La frequenza è obbligatoria.
La frequenza è obbligatoria.
Materiale di riferimento
Slides e manuali tecnici che verranno suggeriti durante il corso.
Modalità di verifica dell’apprendimento e criteri di valutazione
L'esame consiste in una prova orale e la realizzazione di un elaborato progettuale sugli argomenti affrontati durante il laboratorio.
Il voto è espresso in trentesimi e verte sulla conoscenza di tutti gli aspetti esaminati durante il corso.
Studentesse e studenti con DSA o disabilità sono pregate/i di contattare via mail il docente almeno15 giorni prima della data di esame prevista per concordare le eventuali misure individualizzate. Nella mail indirizzata al docente è necessario mettere in CC i rispettivi Servizi di Ateneo: [email protected] (per studenti con DSA) o [email protected] (per studenti con disabilità).
Il voto è espresso in trentesimi e verte sulla conoscenza di tutti gli aspetti esaminati durante il corso.
Studentesse e studenti con DSA o disabilità sono pregate/i di contattare via mail il docente almeno15 giorni prima della data di esame prevista per concordare le eventuali misure individualizzate. Nella mail indirizzata al docente è necessario mettere in CC i rispettivi Servizi di Ateneo: [email protected] (per studenti con DSA) o [email protected] (per studenti con disabilità).
- CFU: 10
Attivita' di campo: 112 ore
Lezioni: 24 ore
Lezioni: 24 ore
Docenti:
Facchi Arianna, Magri Paolo, Masseroni Daniele, Mayer Alice, Olivotti Fabio, Panizza Antonio, Panizza Marco, Reguzzoni Edoardo, Roverato Stefano, Salami Chiara
Turni:
Docenti:
Facchi Arianna, Magri Paolo, Masseroni Daniele, Mayer Alice, Olivotti Fabio, Panizza Marco, Reguzzoni Edoardo, Roverato Stefano, Salami Chiara
Docente/i