Scelta e installazione delle elettrovalvole

di Lucia Bortolini

 

da Macchine e Motori Agricoli, suppl. al n. 11 - 1999

 

 

Nella maggior parte degli impianti di irrigazione, esclusi quelli di dimensione molto limitata, la portata a disposizione dell’impianto non è sufficiente a far funzionare contemporaneamente tutti gli irrigatori. L’intera area da irrigare deve essere quindi suddivisa in più settori, ognuno costituito da un uno o più irrigatori. Ogni settore è servito da una condotta e una valvola ne regola il passaggio dell’acqua. Così, all’apertura della valvola gli irrigatori di ogni settore entrano in funzione contemporaneamente mentre gli altri restano inattivi.
Attualmente, negli impianti di irrigazione automatizzati il controllo del flusso verso gli irrigatori è affidato alle elettrovalvole, il cui comando di apertura e chiusura viene comunicato automaticamente per mezzo di un programmatore. Le elettrovalvole hanno ormai soppiantato le idrovalvole, ormai tecnicamente superate e meno affidabili.
Il funzionamento delle elettrovalvole si basa sulla differenza di pressione esercita sulla superficie di una membrana che apre o chiude il passaggio dell’acqua verso gli irrigatori. Le elettrovalvole sono normalmente chiuse e vengono aperte eccitando elettricamente il solenoide che scarica l’acqua verso l’uscita della valvola; in tal modo si riduce la pressione sulla membrana permettendole così di sollevarsi aprendo il passaggio dell’acqua.

Scelta delle elettrovalvole
La scelta di una valvola di controllo necessita innanzitutto della valutazione della perdita di carico. Questo valore viene fornito normalmente dalle ditte costruttrici e varia a seconda della portata convogliata. Si tratta di un valore di cui si deve tener conto molto attentamente nella fase di progettazione dell’impianto, al fine di assicurare il corretto funzionamento degli irrigatori. Al fine di contenere le perdite di carico le elettrovalvole più appropriate per ciascun settore vengono generalmente scelte di diametro pari a quello della condotta.
Normalmente la perdita di carico di un’elettrovalvola non dovrebbe superare 0.3 bar (30 kPa). Se tale valore viene superato è opportuno passare al modello superiore.
Esiste un minimo ed un massimo per la pressione e la portata. Pressioni superiori al valore massimo possono provocare rotture sui componenti interni (soprattutto la membrana). Viceversa, nel caso in cui non si raggiunga il valore minimo, la forza che agisce sulla membrana non sarà sufficiente a farla abbassare e di conseguenza la valvola rimarrà sempre aperta.
Per quanto riguarda la portata, un superamento dei valori normali determina un aumento eccessivo delle perdite di carico.
Per un corretto funzionamento le elettrovalvole necessitano di acqua filtrata con modeste quantità di impurità. Le elettrovalvole con attuatore a tre vie riescono a funzionare affidabilmente anche con acque ad alto contenuto di sostanze in sospensione: con il controllo a tre vie, infatti, il flusso discontinuo e ridotto limita l’accumulo di detriti nell’orifizio di carico e scarico; un filtro autopulente posto sul lato d’ingresso della valvola, di facile rimozione, permette eventuali interventi straordinari di pulizia.
Anche un filtro sulla membrana ed uno sul solenoide garantiscono un miglior funzionamento con acqua non perfettamente pulita.
Per azionare la valvola, anche in assenza di energia elettrica, le elettrovalvole devono essere dotate, oltre al comando elettrico, di un comando manuale ausiliario con scarico interno per evitare fastidiose perdite d’acqua con conseguente allagamento dei pozzetti (soprattutto durante la manutenzione).
La presenza del regolatore di flusso è indicato per l’installazione di elettrovalvole in settori con basse portate perché permette di ridurre il flusso d’acqua con una maggiore pressione sulla membrana, facilitando così l’operazione di chiusura della valvola.
Per evitare il cosiddetto colpo d’ariete, le elettrovalvole devono essere munite di dispositivi per l’apertura e la chiusura lenta; in questo modo si possono limitare sovrappressioni legate a interruzioni brusche del flusso, che sono causa di rumorosità e danni alle tubazioni e alle elettrovalvole stesse.
Sul mercato esistono modelli di elettrovalvole indipendenti programmabili mediante un attuatore da installare sull’elettrovalvola e programmabile direttamente oppure attraverso una consolle di programmazione via cavo o anche via radio. In questo modo è possibile automatizzare un impianto di irrigazione dove non c’è alimentazione elettrica o le valvole sono poste a grande distanza tra di loro. Sono ideali per l’automazione dell’irrigazione di ampi spazi residenziali, pubblici o sportivi ma soprattutto aiuole spartitraffico, rotonde, autostrade, ecc. e ovunque non sia pratico o economico installare un programmatore tradizionale.
Particolarmente interessante è la possibilità offerta dal solenoide di tipo bistabile in corrente continua, che riceve i comandi di apertura e chiusura tramite impulsi di opposta polarità a brevissima durata, che permette di installare le elettrovalvole anche a distanze notevoli (fino a 5000 metri) da una fonte di energia elettrica, riducendo il diametro delle sezioni dei cavi elettrici e, di conseguenza, i relativi costi. Questo tipo di solenoide permette anche di realizzare elettrovalvole a funzionamento autonomo a batteria o a celle solari.

Installazione
Il corretto montaggio delle elettrovalvole è basilare per assicurane un buon funzionamento.
In generale, le filettature devono essere guarnite con qualche giro di teflon mentre l’utilizzo di canapa e pasta è sconsigliabile per evitare rotture del corpo in fase di montaggio. Esistono bocchettoni che permettono di costruire con rapidità collettori per gruppi di elettrovalvole che si montano senza attrezzi e senza nastro di guarnizione.
Al fine di evitare montaggi al contrario (le elettrovalvole hanno un solo verso di funzionamento) su tutti i corpi valvola è impressa una freccia che indica la direzione del flusso. E’ comunque bene ricordare che il solenoide deve essere sempre dalla parte opposta dell’arrivo dell’acqua.
Le elettrovalvole devono essere inserite in appositi pozzetti in resina di colore verde in grado di mimetizzarsi con il manto erboso. In commercio si possono trovare anche pozzetti preassemblati che facilitano il montaggio delle diverse componenti.
A monte dell’elettrovalvola anche negli impianti automatici è bene installare una valvola manuale. Essa consente la chiusura dell’impianto per la manutenzione o per riparazioni permettendo di estrarre l’elettrovalvola più facilmente dal pozzetto. I gruppi di comando del settore, composti da valvola manuale e elettrovalvole, dovranno essere preferibilmente raggruppati in un unico luogo al fine di facilitare le operazione di manutenzione.
In fase di installazione è bene riempire il pozzetto di materiale altamente drenante (ghiaia) al fine di assicurare lo sgrondo veloce dell’acqua presente nella tubazione che tende ad uscire quando si smonta un’elettrovalvola; questo accorgimento aiuta ad eliminare fastidiosi allagamenti e le relative perdite di tempo per l’attesa del deflusso.