Le due simulazioni idriche: quanta acqua arriva e quanto in fretta

Perché due simulazioni e non una sola

Un impianto di irrigazione può sbagliare in due modi completamente diversi, e i due errori non si vedono con lo stesso strumento:

• Sbagliare la quantità. Una zona riceve meno acqua di quanta la pianta ne consuma, e ingiallisce. Oppure ne riceve troppa, e l'acqua in eccesso finisce sotto le radici, dove non serve più a nessuno.
• Sbagliare la velocità. La quantità totale è giusta, ma arriva più in fretta di quanto il terreno riesca ad assorbirla. L'acqua resta in superficie, forma pozze e scorre via: ne è stata erogata la dose corretta, ma buona parte non è entrata nel suolo.

Sono due proprietà indipendenti. Un impianto può essere perfetto sulla dose e disastroso sulla velocità, o viceversa. Per questo SprinklerMap non ha una simulazione sola ma due: Water Coverage risponde alla prima domanda, Runoff Risk alla seconda.

Una sola griglia di calcolo, due letture

Le due simulazioni non sono due modelli separati che potrebbero contraddirsi. Partono entrambe dalla stessa griglia di calcolo: il giardino viene diviso in celle e per ogni cella si calcola una sola grandezza fisica, l'intensità di applicazione — quanti millimetri d'acqua all'ora arrivano in quel punto mentre gli irrigatori sono accesi, sommando il contributo di tutti gli irrigatori che ci arrivano.

Da quel numero, per ogni cella, derivano entrambe le mappe:

• Water Coverage lo moltiplica per la durata dell'irrigazione e ottiene la dose in millimetri, che confronta con il fabbisogno stimato della vegetazione.
• Runoff Risk lo confronta con la velocità di infiltrazione del terreno e calcola quanta acqua resta in superficie.

La conseguenza pratica: le due mappe non possono dire cose incompatibili sullo stesso impianto, perché sotto hanno gli stessi numeri. Anche il pannello Aree — durata, portata, intensità, numero di partenze — legge la stessa griglia.

Le celle senza acqua vengono mostrate, non nascoste: una zona che nessun irrigatore raggiunge resta grigia in entrambe le mappe. È l'errore più facile da non notare guardando solo il disegno degli archi di copertura.

Water Coverage: la quantità d'acqua rispetto al fabbisogno

Water Coverage mostra come la dose si accumula nel tempo — l'animazione è il tempo che passa — e colora ogni zona in base al rapporto fra l'acqua ricevuta e quella di cui la vegetazione ha bisogno.

Come si legge la scala

La fascia verde non è un valore singolo ma un intervallo, dal 90% al 140% del fabbisogno. Pretendere il 100% esatto ovunque non ha senso: nessun impianto reale distribuisce in modo perfettamente uniforme, e un margine di eccesso moderato è la normale tolleranza di progetto.

Sul giardino di prova (prato inglese, pieno sole, terreno franco) il fabbisogno stimato è di 5,0 mm al giorno, coperti da una partenza di 19 minuti con una portata d'impianto di 26,4 L/min.

Runoff Risk: la velocità rispetto all'assorbimento del terreno

Runoff Risk risponde a una domanda diversa: il terreno sta dietro al getto? Confronta l'acqua che resta in superficie con quella che il suolo riesce a trattenere prima che cominci a scorrere via.

Il modello, per esteso

Ogni tipo di terreno ha due parametri agronomici: la velocità di infiltrazione (quanti mm/h riesce ad assorbire) e l'invaso superficiale (quanti mm può trattenere in superficie senza ruscellare). L'acqua che eccede l'infiltrazione si accumula:

eccesso [mm] = (intensità di applicazione − infiltrazione) × minuti / 60

Finché l'eccesso resta sotto l'invaso superficiale, l'acqua ha il tempo di entrare e non succede nulla. Quando lo supera, comincia il ruscellamento.

Sul giardino di prova: l'intensità di applicazione misurata è 22,2 mm/h, la velocità di infiltrazione del terreno franco è 25 mm/h. L'intensità è più bassa dell'infiltrazione, quindi l'eccesso è zero: il pannello riporta 0,0 mm rimasti in superficie sui 5 che il terreno può trattenere. La mappa è verde quasi ovunque.

Il rosso che compare comunque in alcuni punti è la ragione per cui serve la mappa e non basta il valore medio del pannello: l'intensità media non è l'intensità locale. Dove due o tre getti si sovrappongono, quella cella riceve la somma dei contributi e può superare l'infiltrazione anche se la media del giardino è tranquilla.

Cosa cambia se cambio il terreno

Il tipo di terreno si imposta nel pannello Aree e non tocca né gli irrigatori né la loro disposizione: cambia solo quanto in fretta il suolo assorbe. Ecco i tre valori usati dall'app:

Il terreno argilloso non peggiora solo la mappa: cambia la programmazione

È l'effetto più interessante da osservare. Passando ad argilloso, il pannello smette di proporre una partenza da 19 minuti e ne propone 2 da 9,4 minuti. È la tecnica del cycle and soak: si spezza l'irrigazione in più partenze con una pausa in mezzo, così l'acqua ha il tempo di entrare fra un ciclo e l'altro.

I numeri tornano, e si possono verificare con la formula qui sopra:

• In una partenza unica: (22,2 − 12) × 19 / 60 = 3,2 mm di eccesso, contro un invaso di soli 3 mm. Si ruscella.
• Spezzando in 2 cicli: (22,2 − 12) × 9,4 / 60 = 1,6 mm per ciclo, ampiamente sotto i 3 mm. Non si ruscella.

La quantità totale d'acqua non cambia: 2 × 9,4 minuti danno gli stessi 19 minuti d'acqua di prima, a meno dell'arrotondamento con cui il pannello mostra i valori. Cambia solo come è distribuita nel tempo. Se nemmeno spezzando si riesce a stare sotto la soglia, l'app lascia acceso l'avviso di rischio invece di far finta che una programmazione impraticabile risolva il problema.

Cosa cambia se cambio la vegetazione

La vegetazione non tocca il ruscellamento: cambia il fabbisogno, cioè il bersaglio che Water Coverage usa per decidere quale verde è "a target".

Sullo stesso giardino e con gli stessi 6 irrigatori, passando da prato inglese a siepe e arbusti il fabbisogno stimato scende da 5,0 a 3,0 mm al giorno, e di conseguenza la durata dell'irrigazione scende da 19 a 11 minuti. Le zone che prima erano appena sotto il target ora ci rientrano, perché il bersaglio si è abbassato.

È la ragione pratica per cui prato e arbusti non vanno messi sullo stesso circuito: hanno bersagli diversi, e un'unica durata di irrigazione non può centrarli entrambi. Chi ha bisogno di meno acqua finisce annaffiato per il tempo di chi ne ha bisogno di più.

Cosa cambia se cambio il tipo di ugello

L'ultima variabile è la più sottovalutata, e non sta nel pannello Aree ma nella lista degli irrigatori: il tipo di ugello. Uno spray scarica tutta la sua acqua in un getto fisso a ventaglio; un rotator la distribuisce con getti rotanti. A parità di superficie bagnata, lo spray applica molta più acqua per unità di tempo.

Prova diretta: stesso giardino, stessi 6 irrigatori, stesse posizioni, stesso terreno franco. Cambia solo l'ugello, da rotator a spray.

La durata dell'irrigazione crolla da 19 a 9,7 minuti — logico, perché per erogare la stessa dose serve circa metà del tempo. Ma la mappa del ruscellamento peggiora nettamente: compaiono ampie zone arancioni e rosse che con i rotator non c'erano.

Il punto è che la stessa quantità d'acqua, erogata più in fretta, non è la stessa cosa. Water Coverage vedrebbe i due impianti quasi identici — la dose è la stessa — mentre Runoff Risk li distingue subito. È l'esempio più chiaro del perché serva guardarle tutte e due.

Su terreni lenti la scelta dell'ugello conta quindi quanto la disposizione: con un suolo argilloso da 12 mm/h, un impianto a spray va quasi certamente spezzato in più partenze.

Come leggere le due simulazioni insieme

L'ordine che funziona è questo:

1. Prima le zone grigie. In entrambe le mappe il grigio significa "nessuna acqua". Se ci sono zone grigie dentro il prato, il problema è il posizionamento e va risolto lì, prima di guardare qualsiasi altra cosa.
2. Poi Water Coverage. Cerca il verde diffuso. Il rosso segnala zone che ingialliranno, il giallo/marrone zone dove stai sprecando acqua. Si correggono spostando irrigatori, cambiando raggio o separando le idrozone.
3. Infine Runoff Risk. Se compaiono arancione e rosso, la dose è giusta ma arriva troppo in fretta. Si corregge spezzando l'irrigazione in più partenze, passando a ugelli a bassa intensità, o riducendo la sovrapposizione dove i getti si sommano.
4. Rileggi Water Coverage dopo aver toccato gli irrigatori, perché ogni modifica alla disposizione cambia anche la dose.

Un impianto pronto è verde su entrambe le mappe. Verde su una sola non basta.

Limiti dichiarati delle simulazioni

• Non simulano il vento. Il modello di distribuzione è radiale: il vento deforma la gittata reale e sposta l'acqua, e questo effetto non è rappresentato.
• Non tengono conto della pendenza. Su terreni con pendenza superiore al 15% l'acqua in superficie scorre verso valle invece di distribuirsi, e il rischio di ruscellamento è sottostimato.
• I parametri del terreno sono valori tipici per le tre classi (sabbioso, franco, argilloso). Il terreno reale può essere compattato, avere uno strato impermeabile o essere già saturo di pioggia recente: sono tutte condizioni che riducono l'infiltrazione effettiva.
• Il fabbisogno è una stima stagionale basata sulla vegetazione e sull'esposizione, non una misura in tempo reale. Un programmatore che riceve dati meteo resta più preciso di qualunque stima a priori.
• La simulazione mostra una singola partenza, non l'intera stagione irrigua.

Le formule, le fonti dei parametri e i limiti generali del tool sono raccolti nella metodologia di calcolo. Per capire da dove arriva il layout di irrigatori che stai simulando: come funziona il posizionamento automatico →