IDRAULICA AGRARIA E MECCANICA E MECCANIZZAZIONE AGRICOLA

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.
• Cenni sulle correnti a superficie libera in moto permanente: correnti lenti, veloci e critiche; alvei a pendenza debole, forte e critica; profili di rigurgito e risalto idraulico. 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 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

Ultimo aggiornamento: 16-01-2025

Dispense fornite all'occorrenza dal docente

Ultimo aggiornamento: 16-01-2025

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.

Ultimo aggiornamento: 16-01-2025

Conoscenze di matematica e fisica 

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Lezioni frontali, esercitazioni, analisi di casi studio

Ultimo aggiornamento: 16-01-2025

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Ultimo aggiornamento: 16-01-2025

2 test di esonero (a discrezione dello studente, eventuale esame orale per perfezionare la votazione finale)

Ultimo aggiornamento: 16-01-2025

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Ultimo aggiornamento: 16-01-2025

• Nozioni legate alla meccanica applicata alle macchine agricole, alle caratteristiche della lavorazione svolte, agli aspetti tecnico-economici e ai fattori di rischio legati al loro impiego.

Programma dettagliato del corso

• Introduzione al corso: Obiettivi e contenuti del corso, con particolare riferimento alle realtà locali.

Parte I

• Il trattore: Architettura, struttura portante e posto di guida; Motori endotermici; Organi di trasmissione; Organi di propulsione e di sostegno; Organi di direzione e di frenatura; Dispositivi di accoppiamento e azionamento delle MO; Bilancio dinamico del trattore.

Parte II

• Macchine per la lavorazione periodica del terreno: Lavori di rottura; Vangatrici; Coltivatori rotativi; Macchine per la preparazione del letto di semina; Zappatrici; Rulli; Macchine combinate; Macchine per i lavori colturali; Macchine per la lavorazione intraceppi; Macchine per l'aerazione di pascoli e prati permanenti;
• Macchine per la fertilizzazione: Macchine per la fertilizzazione organica; Macchine per la movimentazione del letame, del compost e della frazione solida separata; Trasporto; Distribuzione; Omogeneizzazione, carico e distribuzione dei liquami; Distribuzione dei fertilizzanti minerali.
• Macchine per la semina e il trapianto: Macchine per la semina; Macchine per l'idrosemina e impiego di teli biodegradabili pre-seminati; Seminatrici combinate per la rigenerazione dei tappeti erbosi; Macchine per la messa a dimora di tuberi e bulbi; Macchine per il trapianto.
• Macchine per la distribuzione dei fitofarmaci: Macchine irroratrici.
• Macchine perla raccolta dei foraggi: Macchine per il taglio; Macchine per taglio-raccolta e carico; Macchine perla fienagione e la messa in andane; Macchine perla raccolta, il carico e il trasporto.
• Macchine perla raccolta delle piante da granella: La mietitrebbiatrice; Organi di pulizia e movimentazione; Altre macchine per la raccolta.
• Macchine per la raccolta di tuberi, radici e bulbi: Macchine per la raccolta dei tuberi; Macchine per la raccolta di radici; Macchine per la raccolta delle carote; Macchine per la raccolta dei bulbi.
• Macchine per la raccolta delle produzioni di piante arboree: Macchine perla raccolta dell'uva; Macchine per la raccolta delle olive e della frutta a guscio duro; Macchine perla raccolta della frutta e degli agrumi.

Parte III

• Macchine di trasporto: Macchine per movimenti interno-interno; Macchine per movimenti interno-esterno.
• Analisi economiche delle macchine agricole: Il costo di esercizio delle macchine agricole; La durata delle macchine agricole; Analisi e calcolo dei costi fissi; Analisi e calcolo dei costi variabili; I costi dei cantieri di lavoro; Modelli di calcolo per la valutazione delle macchine agricole.
• Sicurezza, salute ed ergonomia: I fattori di rischio per la salute; Valutazione e trattamento del rischio; Prevenzione e protezione individuale.
• Meccanizzazione per l'agricoltura di precisione: Tecnologie di automazione e controllo; L'agricoltura di precisione.

Ultimo aggiornamento: 01-01-2025

• L. Bodria, G. Pellizzi, P. Piccarolo - Meccanica e meccanizzazione agricola - Edagricole, Bologna.
• M. Lazzari, F. Mazzetto - Meccanica Agraria e Meccanizzazione - Reda, Torino
• Appunti dalle lezioni.

Ultimo aggiornamento: 01-01-2025

Essere in grado di valutare le diverse soluzioni tecniche e di orientarsi nella scelta delle macchine, in relazione alle caratteristiche colturali e ambientali dell’azienda dove devono operare.

Ultimo aggiornamento: 01-01-2025

Elementi di matematica; Elementi di fisica.

Ultimo aggiornamento: 01-01-2025

Lezioni frontali e/o lezioni tecnico-pratiche in campo ed esercitazioni sugli argomenti svolti.

Ultimo aggiornamento: 01-01-2025

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Ultimo aggiornamento: 01-01-2025

Prove orali e colloquio finale (esonero)

Ultimo aggiornamento: 01-01-2025

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Ultimo aggiornamento: 01-01-2025