Questa è la prima parte di una serie sul progetto PiGarden, il mio impianto di irrigazione automatica realizzato con Raspberry Pi e integrato in Home Assistant. Qui parto dal principio: come si progetta un impianto interrato per un prato, anche se non hai mai visto un irrigatore. Ti spiego come misurare l’acqua che hai, come scegliere gli irrigatori e come dividere il giardino in zone. L’indice della serie è in fondo.
Verso la metà di agosto 2020 ho livellato il terreno del mio giardino con l’idea di realizzare un bel prato. La primavera successiva, con la terra ormai assestata, ho deciso di passare all’impianto di irrigazione. La domanda ovvia è: da dove si parte? Ho progettato tutto da zero, senza affidarmi a un giardiniere, per un giardino di circa 600 mq.
L’idea, in parole semplici
Un impianto di irrigazione è un piccolo acquedotto di casa: c’è l’acqua che arriva dal rubinetto, i tubi che la portano nel giardino, dei rubinetti automatici (le elettrovalvole) che decidono quando farla passare, e gli irrigatori che la spruzzano sul prato.
Prima di comprare qualunque cosa devi conoscere due numeri, e sono gli unici davvero importanti: con quanta spinta arriva l’acqua (la pressione) e quanta ne esce in un minuto (la portata). Se non li conosci, rischi di comprare irrigatori che non ce la fanno ad andare tutti insieme, e non te ne accorgi finché non è tutto interrato.
Le parole difficili, tradotte
| Parola | Cosa vuol dire |
|---|---|
| Pressione | quanto «spinge» l’acqua, in bar; è la stessa spinta che senti con un pollice su un tubo dell’orto |
| Portata | quanta acqua passa in un minuto, in litri al minuto (l/min) |
| Perdita di carico | la spinta che l’acqua perde lungo il percorso, tra tubi, raccordi e valvole |
| Irrigatore statico | spruzza in tutte le direzioni con un getto fisso, a raggio corto; adatto a bordure e aiuole |
| Irrigatore dinamico (a turbina) | ruota lentamente e lancia un getto lontano; adatto ai prati |
| Elettrovalvola | un rubinetto che si apre e si chiude con un comando elettrico |
| Zona | un gruppo di irrigatori che si accendono insieme, comandati da una sola elettrovalvola |
| Polietilene PN16 | il tubo nero da interrare; PN16 vuol dire che regge fino a 16 bar |
| Pozzetto | una scatola interrata con il coperchio che protegge le elettrovalvole dall’umidità |
Il panda non adempirà mai al suo destino, né tu al tuo, se non rinuncerete all'illusione del controllo.
Maestro ShifuMisurare pressione e portata
Prima di disegnare qualsiasi cosa, misura i due parametri dell’impianto idrico di casa. Senza questi numeri non si possono dimensionare le zone né scegliere gli irrigatori giusti.
La pressione
La pressione si misura in bar con un manometro collegato al rubinetto di mandata. Quella dell’acquedotto sta di solito tra 3 e 4,5 bar.
Attenzione: la pressione che esce dall’acquedotto non è quella che arriva all’irrigatore. Lungo il percorso, tra tubi, raccordi ed elettrovalvole, si accumulano perdite. La pressione con l’acqua in movimento (dinamica) è sempre più bassa di quella a rubinetto chiuso (statica). Gli irrigatori a turbina come gli Hunter PGJ lavorano meglio con 2-3 bar dinamici: se il tuo acquedotto supera i 4 bar, valuta un riduttore di pressione prima delle elettrovalvole.
Nel mio caso la pressione statica era di circa 4 bar. Non ho messo il riduttore: le perdite lungo i tubi interrati riportavano la pressione dinamica agli irrigatori in un intervallo accettabile. In caso di dubbio, verifica.
La portata: il metodo del secchio
La portata dice quanti irrigatori puoi far andare insieme in una zona. Per misurarla ti bastano un secchio da 10 litri e un cronometro. Apri al massimo il rubinetto che userai per l’impianto e misura in quanti secondi si riempie il secchio. Poi applica la proporzione: 10 : t = x : 60.
Esempio: se il secchio si riempie in 35 secondi, la portata è 10 ÷ 35 × 60 = 17,1 l/min. Nel mio caso ho misurato circa 25 l/min, un valore normale per una casa. Questo numero è la base di tutto il dimensionamento che segue.
Disegnare il giardino
Con pressione e portata in mano, il passo dopo è un disegno in scala del giardino. Non serve essere architetti: bastano carta quadrettata e un righello. Segna:
- le misure reali di ogni lato del giardino;
- la posizione del punto di presa dell’acqua;
- gli ostacoli fissi: alberi, aiuole, vialetti, muri;
- la forma delle aree da irrigare, come prato e bordure.
Il disegno serve a posizionare gli irrigatori e a simularne il raggio d’azione. I getti di irrigatori vicini devono sovrapporsi un po’ (10-15%), altrimenti restano zone asciutte.
Le foto sopra sono dello scavo delle trincee e della posa dei tubi, aprile 2021. Una risorsa che mi è servita molto in questa fase è mondoirrigazione.it, che regala progetti tipo per prati da 50 a 250 mq, con schema e lista della spesa: un ottimo punto di partenza per chi lo fa per la prima volta.
Scegliere gli irrigatori
Gli irrigatori si dividono in due famiglie:
| Tipo | Raggio | Portata | Uso consigliato |
|---|---|---|---|
| Statici (pop-up) | 1–5 m | bassa | bordure, aiuole, strisce strette |
| Dinamici (a turbina) | 5–15 m | media o alta | prati medi e grandi |
Per il mio giardino, circa 600 mq di prato aperto, ho scelto gli irrigatori dinamici a turbina Hunter PGJ-04. Sono compatti, robusti, facili da regolare e con ugelli intercambiabili.
| Caratteristica | Valore |
|---|---|
| Alzo pistone | 10 cm |
| Attacco | filetto femmina 1/2″ |
| Raggio | 4,3 – 11,6 m |
| Portata | 0,13 – 1,23 m³/h (2,2 – 20,5 l/min) |
| Pressione operativa | 1,4 – 3,5 bar |
| Arco regolabile | 40° – 360° |
| Ugelli inclusi | 8 intercambiabili |
La chiavetta per regolare l’arco non è nella confezione: va comprata a parte. Prendila subito, ti serve per impostare l’arco dopo l’installazione.
La documentazione ufficiale è qui: brochure dell’irrigatore Hunter PGJ e guida all’installazione.
Dividere in zone
Suddividere in zone è il cuore del progetto. Una zona è un gruppo di irrigatori che si attiva insieme, controllato da una sola elettrovalvola. La regola: la somma della portata degli irrigatori di una zona non deve superare la portata che hai a disposizione.
Esempio: portata 25 l/min e irrigatori Hunter PGJ con ugello 2.0 da circa 5 l/min ciascuno: al massimo 5 irrigatori per zona. Se il disegno ne richiede di più, si crea un’altra zona.
Nel mio caso ho realizzato 5 zone, ognuna con un numero di irrigatori calibrato sulla portata, per 15 irrigatori in tutto. Le zone non si attivano insieme: si succedono in sequenza, così la pressione non cala.
Dimensionare i tubi
Il diametro del tubo di polietilene dipende dalla portata che ci deve passare. La regola pratica è usare un tubo principale da 25 mm (1 pollice) per portate fino a 25-30 l/min, che è il caso della maggior parte degli impianti di casa.
Se vuoi calcolare con precisione, guarda la velocità dell’acqua nel tubo: deve restare sotto i 2 m/s, per non avere troppa perdita di carico e colpi d’ariete. La formula è v = Q / A, dove v è la velocità in m/s, Q la portata in m³/s e A la sezione del tubo in m².
Con 25 l/min (0,000417 m³/s) su un tubo da 25 mm (sezione 0,000491 m²) la velocità è circa 0,85 m/s: siamo ampiamente nei limiti. Io ho comunque scelto 32 mm PN16 per il tubo principale e 32 mm per le derivazioni alle singole zone.
La lista dei materiali di base
Con il disegno e le zone definite puoi fare la lista della spesa. I componenti di qualsiasi impianto interrato sono:
- Irrigatori: numero e tipo dal disegno di progetto.
- Elettrovalvole: una per zona, tipicamente a 24 V in corrente alternata per gli impianti con centralina.
- Tubo in polietilene: il tubo principale (32 mm) più le derivazioni (32 mm).
- Raccordi a compressione: T, gomiti, riduzioni, tappi.
- Raccordi a vite: per collegare gli irrigatori (filetto da 1/2″).
- Pozzetti: per ospitare le elettrovalvole al riparo dall’umidità.
- Centralina (il controller): gestisce la sequenza di apertura delle zone.
- Cavo elettrico: per collegare centralina ed elettrovalvole.
La mia scelta: niente centralina commerciale
Arrivato qui, con il progetto dell’impianto fisico pronto, serve una centralina che comandi le zone. Le soluzioni commerciali non mancano, ma ho scelto un’altra strada: costruirla con un Raspberry Pi 3B+ che stava prendendo polvere su uno scaffale, usando un progetto open source che si chiama piGarden.
Il risultato è un sistema personalizzabile, integrato con Home Assistant, comandabile dal telefono, con programmazione flessibile per zona e rilevamento della pioggia. Nella prossima parte compriamo i materiali.
Indice della serie PiGarden
- Parte 1 — Progettare l’impianto ← sei qui
- Parte 2 — Componenti e materiali: elettrovalvole, tubi, raccordi, sensore pioggia
- Parte 3 — La centralina: Raspberry Pi, relè e alimentazione
- Parte 4 — Il software: piGarden, piGardenWeb e mqttconnector
- Parte 5 — Integrazione con Home Assistant: switch, timer, script e schedulazioni
Riferimenti: mondoirrigazione.it per la progettazione idraulica · lejubila.net/pigarden per il software open source