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IDRAULICA AGRARIA E SISTEMAZIONI IDRAULICO-FORESTALI
REGGIO DI CALABRIA
Dati Generali
Periodo di attività
Syllabus
Obiettivi Formativi
Preparare lo studente alla progettazione ed al controllo di impianti idraulici e di opere idrauliche semplici e ricorrenti tra le attrezzature delle aziende agricole e nella difesa idraulica del suolo. A tal fine vengono trattati gli argomenti classici dell’idrologia del terreno e dell’idraulica tecnica (idrostatica e idrodinamica, correnti in pressione, correnti a superficie libera, foronomia ed idrometria) e ne vengono illustrate le principali applicazioni nei campi dell’irrigazione e della difesa idraulica del territorio agricolo. Agli argomenti teorici si accompagnano esercitazioni su casi tecnici di notevole rilevanza per la preparazione professionale dell’allievo.
Descrittori di Dublino
RISULTATI DI APPRENDIMENTO ATTESI
Conoscenza e capacità di comprensione.
Acquisizione degli strumenti di base per il calcolo di dimensionamento di impianti idraulici elementari.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Capacità di applicare in autonomia le nozioni apprese alla risoluzione di problemi applicativi di particolare rilevanza per l’azienda agricola (irrigazione) e nella gestione idraulica del territorio (smaltimento delle acque).
Autonomia di giudizio
Essere in grado di valutare le diverse soluzioni tecniche e di orientarsi nelle scelte.
Abilità comunicative
Capacità di esporre i risultati delle applicazioni e di relazionarsi con l’imprenditore agricolo e con figure tecniche specialistiche del settore.
Capacità d’apprendimento
Capacità di seguire, utilizzando le conoscenze acquisite, i corsi specialistici nel settore dell’Idraulica. Capacità di consultare testi tecnici e scientifici.
Prerequisiti
Conoscenze di matematica e fisica
Metodi didattici
Lezioni frontali, esercitazioni, analisi di casi studio
Verifica Apprendimento
2 test di esonero (a discrezione dello studente, eventuale esame orale per perfezionare la votazione finale)
La verifica della preparazione acquisita dello studente/studentessa consiste in una prova orale, volta ad accertare la comprensione dei contenuti tematici della disciplina, la capacità di collegarli e restituirli in forma sintetica, completa, organizzata e strutturata, utilizzando un lessico tecnico e formalmente corretto.
La valutazione della prova orale seguirà la seguente scala.
30-30 e lode: Conoscenza completa, dettagliata e approfondita della materia, con terminologia corretta. Comprensione eccellente, distinguendo i punti chiave e sviluppando collegamenti interdisciplinari. Capacità consolidate di applicare le conoscenze e analizzare i risultati. Esposizione chiara, strutturata, logica e concisa.
28-29: Conoscenza approfondita, terminologia corretta e spiegazione dei principali concetti. Solida comprensione, inquadramento dei punti chiave e discussione con approfondimenti individuali. Ottime capacità di applicare le conoscenze e analizzare i risultati. Esposizione chiara, articolata, logica e matura, pur con qualche imprecisione.
25-27: Ampia conoscenza, pur senza spiegare completamente i contenuti rilevanti. Utilizzo della terminologia, non sempre in modo preciso, individuando i concetti chiave. Comprensione adeguata, distinguendo i punti chiave senza inquadrarli completamente. Buone capacità di applicare le conoscenze. Esposizione chiara, ma non sempre completa, con organizzazione schematica e pensieri talvolta frammentati.
22-24: Accettabile conoscenza, pur con lacune e una certa confusione in alcuni concetti. Comprensione essenziale, non sempre inquadrando gli argomenti o imprecisa. Discrete capacità di applicare i concetti fondamentali. Esposizione corretta, ma senza una struttura chiara e coerente, inserendo materiale poco rilevante.
18-21: Limitata conoscenza, con numerose lacune e incapacità di illustrare con completezza e precisione i concetti chiave. Comprensione basica, con difficoltà a distinguere e inquadrare compitamente i punti chiave. Incertezze nell’applicare i concetti fondamentali della materia.
Non superato: Conoscenza scarsa, frammentaria e lacunosa, priva dei contenuti essenziali. Gravi errori di comprensione, assenza di risposta a numerose domande e non individuazione dei concetti chiave. Errori nell’applicare i concetti fondamentali, non raggiungimento di un livello accettabile di articolazione del pensiero.
Testi
Dispense fornite all'occorrenza dal docente
Contenuti
Introduzione al corso ed elementi di base
- Obiettivi, organizzazione e contenuti del corso.
- Richiami su sistemi di misura d'interesse, calcolo vettoriale e proprietà fisiche del suolo.
- Richiami e approfondimenti sulle proprietà fisiche dei fluidi (densità e peso specifico, comprimibilità, tensione superficiale, viscosità). Capillarità.
Idrostatica
- Sforzi interni nei fluidi in quiete. Equazione globale dell’equilibrio statico. Equazione fondamentale della statica dei fluidi pesanti incomprimibili (legge di Stevino). Piano dei carichi idrostatici assoluto e relativo.
- Pressione idrostatica assoluta e relativa; diagramma delle pressioni idrostatiche assolute e relative. Metodi e sistemi per la misura della pressione idrostatica.
- Richiami su geometria delle aree e momenti statici. Metodologia di calcolo della spinta idrostatica su superfici piane verticali e inclinate.
- Esercitazioni: tracciamento del diagramma delle pressioni idrostatiche; calcolo della pressione e della spinta idrostatica su superfici piane di forma qualsiasi; misura della pressione mediante manometri.
Idrodinamica delle correnti in pressione
- Elementi caratteristici del moto delle correnti in pressione (traiettorie, linee di corrente o di flusso, linee di emissione). Tipi e regimi di movimento dei fluidi. Regimi di moto. Tipi di moto. Tipi di correnti. Grandezze caratteristiche del moto.
- Equazione di continuità applicata alle correnti fluide. Equazione indefinita del movimento di un fluido. Equazione globale dell’equilibrio dinamico.
- Il teorema di Bernoulli per un fluido ideale e sue interpretazioni geometrica ed energetica. Correnti lineari. Linea dei carichi totali e linea piezometrica. Tubi convergenti. Venturimetro. Piezometro e tubo di Pitot.
- Estensione del teorema di Bernoulli ai fluidi reali. Potenza di una corrente in una sezione ed estensione del teorema di Bernoulli a una corrente. Esercitazioni: Applicazione del Teorema di Bernoulli ai liquidi ideali; calcolo della portata in due serbatoi collegati.
- Perdite di carico distribuite: Equazioni del moto dei fluidi reali e resistenze al moto. Azione di trascinamento di una corrente. Correnti in pressione in moto uniforme (laminare e turbolento). Sforzi tangenziali viscosi e turbolenti.
- Determinazione dell’espressione della cadente piezometrica per i diversi tipi di corrente. Formule per il calcolo delle perdite di carico nelle condotte in pressione. Rappresentazione delle linee dei carichi.
- Perdite di carico localizzate: brusco allargamento, sbocco, imbocco e brusco restringimento, convergenti e divergenti, dispositivi di strozzamento. Problemi di verifica e di progetto. Misura delle portate nelle correnti in pressione. Esercitazioni: Calcolo delle perdite di carico continue e localizzate
- Lunghe condotte. Campo di applicazione. Determinazione delle perdite di carico distribuite. Problemi di verifica e di progetto di semplici sistemi. Cenni ai problemi di verifica del funzionamento e dimensionamento delle reti di condotte. Esercitazioni: problemi di progetto e di verifica; Condotta a diametro costante con erogazione uniforme lungo il percorso .
- Materiali costruttivi delle condotte. Resistenza delle pareti delle condotte alla pressione interna. Costo di una condotta. Costi di esercizio.
- Impianti di sollevamento, macchine operatrici (pompe di superficie, immerse, sommergibili) e curve caratteristiche. Calcolo della potenza di una pompa. Definizione e calcolo della prevalenza. Tipi di pompe e curve caratteristiche. Problemi di verifica e di progetto di un impianto di sollevamento. Esercitazioni: Verifica e dimensionamento di impianti di sollevamento; esempi di casi concernenti gli impianti irrigui.
Idrodinamica delle correnti a superficie libera
- Caratteristiche geometriche e costruttive dei canali. Caratterizzazione idraulica ed energetica delle correnti a superficie libera. Scala delle portate di moto uniforme.
- Misura delle portate nelle correnti a superficie libera. Problemi di verifica e progetto dei canali in condizioni di moto uniforme.
- Esercitazioni: Correnti a superficie libera; scala delle portate, progettazione di canali a superficie libera con il metodo della velocità massima.
Foronomia
- Foronomia: luci a battente (a spigolo vivo e in parete grossa) e luci a stramazzo (di tipo Francis, triangolare, trapezio, a larga soglia). Venturimetro. Applicazioni del teorema di Bernoulli ai processi di efflusso. Aspersori e gocciolatori (Applicazioni agli impianti irrigui). Esercitazioni: Foronomia; verifica e progettazione di una bocca a battente e dell’erogatore di un impianto irriguo
Idrologia del suolo agrario
- Ciclo e bilancio idrologico. Caratteristiche fisiche del suolo. Il bilancio idrico del suolo. Contenuto idrico, potenziale e conducibilità idraulica dell’acqua nel suolo agrario. Curva di ritenzione idrica e caratteristiche idrologiche.
- Metodi per la valutazione della distribuzione spaziale delle precipitazioni. Esercitazioni: Ragguaglio spaziale delle precipitazioni.
- Relazioni tra altezza e durata della precipitazione. Curva di probabilità pluviometrica. Analisi statistica degli eventi idrologici estremi: piogge intense e loro elaborazione statistico-probabilistica. Esercitazioni: Costruzione della curva di probabilità pluviometrica.
- Metodi e strumenti per la misura dei parametri idrologici del suolo agrario
- Evaporazione e traspirazione. Modelli di stima dell’evapotraspirazione.
- Infiltrazione: processi e fattori che la influenzano, apparecchiature di misura e modelli di stima. Moti di filtrazione. Esercitazioni: L’infiltrazione dell’acqua nel suolo agrario; moto dell’acqua nel suolo agrario.
Esercitazioni suppletive (8h)
- Uso della calcolatrice e del foglio elettronico per i calcoli di Idraulica. Conversione tra le unità di misura di interesse per l’idraulica agraria. Calcolo di aree e volumi.
- Applicazioni del bilancio idrico a sistemi di captazione, adduzione, accumulo e utilizzazione delle acque piovane.
- Stima dell’infiltrabilità di un suolo
- Calcolo dell’evapotraspirazione giornaliera media
Seminari (4h)
- La gestione delle risorse idriche per l’agricoltura: problematiche e prospettive
- Cambiamenti climatici e gestione dell’irrigazione
Descrittori di Dublino
Risultati di Apprendimento Attesi
I risultati di apprendimento del corso sono sviluppati in accordo con i Descrittori di Dublino e si articolano nei seguenti ambiti:
"CONOSCENZE E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE"
Acquisizione degli strumenti di base per il calcolo di dimensionamento di impianti idraulici elementari.
"CAPACITÀ DI APPLICARE CONOSCENZA E CAPACITÀ DI COMPRENSIONE"
Capacità di applicare in autonomia le nozioni apprese alla risoluzione di problemi applicativi di particolare rilevanza per l’azienda agricola (irrigazione) e nella gestione idraulica del territorio (smaltimento delle acque).
"AUTONOMIA DEL GIUDIZIO"
Sviluppare la capacità di progettare sistemi idrici semplici in agricoltura. Considerato utile per determinare giudizi indipendenti, inclusa la riflessione su argomenti scientifici ad essi correlati
"ABILITA' DI COMUNICAZIONE"
In contesti tecnici e professionali capacità di descrivere con lessico efficace ed appropriato le problematiche idrauliche in agricoltura.
"CAPACITÀ DI APPRENDIMENTO"
Al termine del corso gli studenti avranno maturato la capacità di curare in autonomia l’apprendimento continuo e l’aggiornamento tecnico.
Altre informazioni
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