Introduzione: la domanda per un uso preciso dell’acqua guidata dall’ascesa dell’agricoltura intelligente
Con la crescita della popolazione globale e l’intensificarsi dei cambiamenti climatici, la scarsità d’acqua è diventata una delle sfide principali che minacciano la sicurezza alimentare. Secondo un rapporto dell’Organizzazione
delle Nazioni Unite per l’Alimentazione e l’Agricoltura (FAO), l’irrigazione agricola consuma circa il 70% del consumo mondiale di acqua dolce, rendendo imperativo
migliorare l’efficienza idrica per l’irrigazione. In questo contesto, l’irrigazione di precisione attraverso tecnologie come l’Internet delle cose (IoT) e i sensori è diventata una
tendenza inevitabile nell’agricoltura intelligente. I sensori di livello capacitivi, che fungono da 'occhi' per rilevare con precisione i livelli dell'acqua, svolgono un ruolo indispensabile e fondamentale in scenari come
i sistemi intelligenti di integrazione di acqua e fertilizzanti e il monitoraggio del livello dei serbatoi esterni.
Quali sfide devono affrontare i sistemi di irrigazione agricola intelligente nel rilevamento del livello?
Il tradizionale monitoraggio del livello di irrigazione agricola si basa in gran parte su interruttori a galleggiante o sull’osservazione manuale, il che presenta notevoli inconvenienti:
• Scarsa affidabilità: in ambienti esterni, l'acqua torbida e la proliferazione di alghe e muschio possono facilmente causare il bloccaggio o l'adesione del meccanismo del galleggiante, generando falsi allarmi.
• Manutenzione frequente: i sensori sono a diretto contatto con l'acqua, il che li rende soggetti a incrostazioni e corrosione, richiedendo frequenti pulizie e sostituzioni, con conseguenti elevati costi di manutenzione.
•
Carenza di dati: fornisce solo semplici segnali di accensione/spegnimento, non è in grado di garantire il monitoraggio continuo del livello dei liquidi e la trasmissione remota dei dati, rendendo difficile supportare decisioni raffinate sulla gestione dell'acqua.
Sensore capacitivo di livello dei liquidi senza contatto: una soluzione su misura per l'agricoltura intelligente
I sensori capacitivi del livello del liquido utilizzano un principio di rilevamento senza contatto. Installati all'esterno di serbatoi dell'acqua, serbatoi di fertilizzanti o canali, possono rilevare
in tempo reale le variazioni del livello del liquido interno attraverso la parete del contenitore. Questa funzionalità risolve perfettamente i punti critici delle applicazioni agricole:
1. Insensibile all'inquinamento, affidabilità estremamente elevata: il sensore non entra direttamente in contatto con il corpo idrico, evitando completamente guasti del sensore causati da torbidità dell'acqua,
adesione di alghe e accumulo di calcare, rendendolo particolarmente adatto per ambienti non presidiati a lungo termine sul campo.
2.
Veramente esente da manutenzione e di lunga durata: senza parti meccaniche in movimento, una struttura robusta e resistenza alla corrosione, garantisce un funzionamento esente da manutenzione per l'intera
stagione di irrigazione o anche per diversi anni, riducendo significativamente i costi di funzionamento e manutenzione.
3.
Supporta il monitoraggio continuo e la trasmissione remota: può emettere segnali analogici (come 4-20 mA o 0-5 V), riflettendo accuratamente i cambiamenti continui nel livello del liquido.
Questi dati vengono caricati sulla piattaforma cloud tramite un gateway IoT, consentendo agli agricoltori di visualizzare i livelli d’acqua rimanenti in ciascun serbatoio in tempo reale tramite telefono cellulare o computer, fornendo una base per un’allocazione precisa dell’acqua.
4.
Installazione semplice e forte adattabilità: deve solo essere fissato alla parete esterna di un contenitore non metallico (come un serbatoio dell'acqua in PE o una parete di piscina in cemento),
senza bisogno di perforazioni o fori, senza danneggiare la struttura del contenitore esistente. L'installazione è rapida e senza perdite.
Scenari applicativi tipici
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Sistema integrato intelligente di acqua e fertilizzante: controlla con precisione i livelli del liquido nel serbatoio dell'acqua grezza e nel serbatoio delle acque madri, collegandosi a pompe
e valvole per ottenere il dosaggio e l'irrigazione automatici, prevenendo danni alla pompa dovuti al funzionamento a secco.
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Monitoraggio del livello dell'acqua del serbatoio/serbatoio di stoccaggio dell'acqua esterno di grandi dimensioni: monitoraggio in tempo reale dei livelli delle fonti d'acqua, fornendo supporto dati per l'allocazione regionale dell'acqua e allarmi tempestivi quando i livelli dell'acqua sono troppo bassi.
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Sistema di raccolta e utilizzo dell'acqua piovana: monitora il livello del liquido nei serbatoi di raccolta dell'acqua piovana, ottimizzando la sequenza di utilizzo delle risorse di acqua piovana.
Raccomandazioni per la selezione e l'applicazione
Quando si seleziona un sensore per progetti agricoli, è necessario considerare quanto segue:
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Materiale e spessore della parete del contenitore: assicurarsi che il serbatoio dell'acqua sia realizzato in materiale non metallico (plastica, fibra di vetro, ecc.) e che lo spessore della parete rientri nell'intervallo di rilevamento calibrato del sensore.
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Grado di protezione: per le applicazioni esterne, è necessario selezionare un grado di protezione elevato, come IP67 o superiore, per resistere a vento, pioggia e polvere.
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Adattabilità della temperatura: l'intervallo di temperatura operativa del sensore deve coprire le temperature estremamente alte e basse del sito del progetto.
Conclusione: investire in un’irrigazione efficiente, potenziando l’agricoltura sostenibile
L’integrazione dei sensori di livello capacitivi nei sistemi di irrigazione agricola intelligenti è un investimento chiave per migliorare l’efficienza nell’utilizzo delle risorse idriche,
ridurre i costi operativi e di manutenzione e raggiungere uno sviluppo agricolo sostenibile. Fornisce non solo segnali di livello, ma rappresenta anche
un solido passo avanti verso l’agricoltura di precisione e il processo decisionale basato sui dati. Con la diffusione dell’agricoltura intelligente, le prospettive di applicazione di
questa tecnologia stabile e affidabile diventeranno sempre più ampie.
