Laghetti artificiali: pompe, ossigenazione, sensori e controllo

Un laghetto artificiale è un sistema costruito

Uno stagno naturale nasce e si modifica attraverso processi geologici, idrologici e biologici che possono svilupparsi per periodi molto lunghi. Un laghetto artificiale viene invece delimitato da uno scavo, da una vasca o da una membrana impermeabile. Il suo volume, la profondità, la forma delle sponde, gli ingressi d’acqua e gli scarichi dipendono da scelte progettuali.

La struttura può essere destinata a:

• uso ornamentale;
• raccolta dell’acqua piovana;
• fitodepurazione;
• irrigazione;
• allevamento di pesci;
• conservazione della biodiversità;
• raffreddamento;
• accumulo tecnico;
• combinazione di più funzioni.

Questi obiettivi non sono equivalenti. Un piccolo bacino ornamentale con pesci richiede condizioni diverse da una zona umida costruita per anfibi, da una riserva irrigua o da una vasca con ricircolo continuo. Prima di scegliere pompe, sensori o filtri occorre quindi stabilire quale funzione abbia la priorità.

Una vasca piena d’acqua non è ancora un ecosistema equilibrato

Subito dopo il riempimento possono mancare molti dei processi che, in un sistema maturo, contribuiscono alla trasformazione della materia organica e dei nutrienti.

Nel tempo si sviluppano:

• comunità batteriche;
• alghe;
• biofilm sulle superfici;
• organismi planctonici;
• vegetazione acquatica;
• fauna bentonica;
• sedimenti organici sul fondo.

Queste componenti non sono semplicemente sporco. Partecipano alla decomposizione, alla produzione e al consumo di ossigeno e alla trasformazione di azoto, fosforo e carbonio.

L’equilibrio non significa assenza di variazioni. Anche un laghetto stabile attraversa cicli giornalieri e stagionali. L’automazione deve quindi accompagnare il funzionamento biologico, non tentare di sostituirlo con una circolazione continua e indiscriminata.

Il primo parametro è il volume reale

Il volume determina la quantità d’acqua che deve essere mossa, riscaldata, ossigenata o sostituita.

Calcolarlo dalla sola superficie può produrre errori significativi se:

• il fondo è inclinato;
• esistono gradoni;
• la profondità varia;
• sono presenti isole o grandi elementi decorativi;
• il livello operativo è inferiore al bordo;
• una parte del bacino è occupata da sedimenti.

Il volume può essere stimato geometricamente durante la costruzione oppure misurato attraverso il volume d’acqua introdotto.

Una stima errata si riflette su dimensionamento delle pompe, dosaggi, capacità filtrante, autonomia durante una perdita, tempo teorico di ricambio e interpretazione delle variazioni di livello. Il volume nominale della vasca non coincide necessariamente con il volume effettivamente circolante.

Il livello cambia anche senza una perdita

La diminuzione del livello può dipendere da:

• evaporazione;
• traspirazione della vegetazione;
• spruzzi prodotti da cascate o aeratori;
• vento;
• prelievi;
• assorbimento temporaneo nei filtri;
• svuotamento di tubazioni;
• perdite reali.

Anche la pioggia non produce sempre un aumento direttamente proporzionale ai millimetri caduti. Può entrare acqua da tetti e superfici circostanti oppure una parte della precipitazione può non raggiungere il bacino.

Un sensore di livello non dovrebbe quindi trasformare ogni diminuzione in un allarme di perdita. È più utile analizzare velocità e durata della variazione, stato delle pompe, pioggia recente, temperatura, vento, orario e andamento abituale nei giorni precedenti.

Una caduta improvvisa con pompa in funzione può indicare una tubazione danneggiata. Una diminuzione lenta durante giornate calde e ventose può essere compatibile con l’evaporazione.

Come si può misurare il livello

I metodi più comuni comprendono:

• galleggiante con interruttore;
• sensore di pressione immerso;
• trasduttore idrostatico;
• misura ultrasonica dall’alto;
• sensore radar;
• sensori capacitivi;
• misura indiretta del volume reintegrato.

Il galleggiante è semplice e robusto per rilevare soglie, ma non fornisce necessariamente una misura continua precisa. Il sensore di pressione misura la colonna d’acqua sovrastante, ma deve essere compensato rispetto alla pressione atmosferica e può essere influenzato da incrostazioni, sedimenti e deriva.

Ultrasuoni e radar evitano il contatto con l’acqua, ma devono operare sopra una superficie libera. Vegetazione, schiuma, onde, condensa e geometria del pozzetto possono produrre riflessioni errate.

Per il controllo automatico è spesso utile combinare una misura continua, un galleggiante indipendente di livello minimo, un limite massimo contro il troppo pieno e un contatore dell’acqua di reintegro. Il sensore principale fornisce il dato; i dispositivi indipendenti proteggono il sistema se il dato diventa errato.

La temperatura non è uniforme

La superficie riceve direttamente la radiazione solare e scambia energia con l’atmosfera. Il fondo risponde più lentamente ed è influenzato dal terreno, dai sedimenti e dalla profondità.

Anche un piccolo bacino può presentare differenze tra superficie e fondo, zona in ombra e zona esposta, ingresso e uscita del ricircolo, area profonda e sponde basse, zona vegetata e acqua libera.

Quando l’acqua superficiale si riscalda, diventa meno densa e può rimanere sopra quella più fredda. Se il vento e la circolazione non riescono a mescolare completamente il volume, si forma una stratificazione.

La distribuzione verticale della temperatura regola a sua volta densità, miscelazione, disponibilità di ossigeno e posizione degli organismi. Per questo le indagini su laghi e bacini utilizzano profili verticali di temperatura e ossigeno, non soltanto letture superficiali.

Un solo sensore di temperatura può nascondere il problema

Un sensore posto vicino alla pompa misura l’acqua che raggiunge quel punto. Non descrive necessariamente il fondo, una zona stagnante, la superficie esposta al Sole, l’acqua dentro il filtro o il punto di ingresso di acqua nuova.

Una configurazione minima può comprendere:

• sensore poco sotto la superficie;
• sensore a profondità intermedia;
• sensore vicino al fondo, ma non sepolto nei sedimenti;
• sensore sulla mandata o nel comparto tecnico;
• temperatura dell’aria esterna.

Il confronto tra le profondità mostra se il bacino è uniformemente miscelato o se si stanno formando strati separati. Non è necessario installare permanentemente molti sensori in ogni piccolo laghetto, ma è utile eseguire inizialmente un profilo verticale e ripeterlo nelle giornate calde.

L’ossigeno disciolto è una grandezza dinamica

L’ossigeno entra nell’acqua attraverso scambio con l’atmosfera, turbolenza superficiale, fotosintesi di alghe e piante, acqua nuova già ossigenata e sistemi artificiali di aerazione.

Viene consumato da pesci e altri animali, piante e alghe durante la respirazione, batteri, decomposizione della materia organica, sedimenti e reazioni chimiche di ossidazione.

La quantità disciolta dipende anche dalla temperatura: l’acqua calda può mantenere in equilibrio meno ossigeno rispetto all’acqua fredda.

L’ossigeno disciolto è quindi uno dei principali indicatori della capacità dell’acqua di sostenere la vita aerobica. Valori bassi possono svilupparsi soprattutto vicino al fondo e durante la decomposizione di grandi quantità di materiale organico.

Giorno e notte possono produrre valori opposti

Durante le ore illuminate, alghe e piante producono ossigeno mediante fotosintesi. Dopo il tramonto la fotosintesi cessa, ma respirazione e decomposizione continuano. L’ossigeno può quindi diminuire per tutta la notte e raggiungere il minimo poco prima dell’alba.

Un laghetto può mostrare valori molto elevati nel pomeriggio, rapido calo serale, concentrazioni critiche prima dell’alba e nuova risalita dopo l’arrivo della luce.

Una sola misura effettuata nel pomeriggio può quindi fornire un’impressione opposta rispetto alla condizione più problematica.

Milligrammi per litro e percentuale di saturazione

L’ossigeno può essere espresso come concentrazione in milligrammi per litro oppure come percentuale di saturazione.

La concentrazione indica quanta massa di ossigeno è presente in un determinato volume d’acqua. La saturazione confronta il valore osservato con quello che sarebbe in equilibrio con l’atmosfera nelle condizioni considerate.

La percentuale dipende da temperatura, pressione atmosferica, quota e salinità. Una concentrazione apparentemente identica può quindi rappresentare situazioni diverse in acque con temperatura o pressione differenti.

Per interpretare correttamente la misura è necessario registrare almeno la temperatura dell’acqua e conoscere il metodo di compensazione utilizzato dal sensore.

Una soglia universale non esiste

Specie differenti hanno esigenze diverse. Anche età, temperatura, durata dell’esposizione e stato sanitario modificano la tolleranza.

Come riferimento generale, valori inferiori a circa 5 mg/L possono risultare stressanti per molti pesci e valori inferiori a circa 3 mg/L sono troppo bassi per numerose specie. Questi numeri non devono però essere trasformati in limiti universali per qualunque laghetto e organismo.

Il controllo dovrebbe considerare specie presenti, temperatura, durata del valore basso, tendenza del dato, ora del giorno, profondità ed eventuali differenze tra punti.

Aerazione, ossigenazione e circolazione non sono la stessa cosa

Aerazione. Favorisce il trasferimento di ossigeno dall’atmosfera all’acqua aumentando superficie di contatto e turbolenza. Può essere ottenuta mediante cascate, spruzzi, agitatori superficiali, eiettori o diffusori alimentati da aria compressa.

Ossigenazione. Indica in senso generale l’aumento dell’ossigeno disciolto. Può avvenire mediante aerazione atmosferica oppure, in impianti specializzati, utilizzando ossigeno concentrato o puro.

Circolazione. Sposta l’acqua da una zona all’altra. Può distribuire l’ossigeno già presente, ridurre zone stagnanti e trasportare acqua verso filtri e aeratori.

Una pompa sommersa può produrre forte circolazione senza un trasferimento significativo di ossigeno se mantiene il flusso completamente sott’acqua e non aumenta il contatto con l’aria.

Un getto superficiale e un diffusore agiscono diversamente

Un getto o una cascata trasferiscono ossigeno soprattutto nella zona superficiale e possono produrre una forte agitazione visibile.

Un diffusore collocato sul fondo genera bolle che trasferiscono una parte dell’ossigeno, trascinano acqua verso l’alto, favoriscono la circolazione verticale e possono ridurre la stratificazione.

L’efficienza non dipende soltanto dal numero di bolle. Contano profondità, dimensione delle bolle, portata d’aria, tempo di contatto, disposizione dei diffusori, temperatura, presenza di tensioattivi e materia organica e manutenzione delle membrane.

Un diffusore molto fine può offrire maggiore superficie di scambio, ma può richiedere una pressione superiore ed essere più sensibile a incrostazioni e intasamenti.

Mescolare tutto il volume non è sempre desiderabile

La miscelazione può distribuire ossigeno, ridurre zone stagnanti, uniformare la temperatura, portare acqua del fondo verso la superficie e impedire una stratificazione stabile.

Ma può anche riscaldare l’acqua profonda durante un’ondata di caldo, sollevare sedimenti, aumentare la torbidità, distribuire nutrienti dal fondo, rimuovere rifugi termici per alcuni organismi e modificare rapidamente condizioni alle quali la fauna si era adattata.

Nei bacini più profondi, un fondo povero di ossigeno non dovrebbe essere miscelato bruscamente con il volume superficiale senza conoscere le condizioni reali. L’effetto deve essere verificato con profili prima e dopo l’intervento.

Una pompa non si sceglie soltanto dalla portata dichiarata

La portata riportata dal produttore viene normalmente misurata in condizioni specifiche. Nell’impianto reale diminuisce a causa di dislivello, lunghezza delle tubazioni, diametro insufficiente, curve, valvole, filtri, ugelli, incrostazioni, sporcamento e aspirazione parzialmente ostruita.

Una pompa dichiarata per una determinata portata a prevalenza quasi nulla può fornire un valore molto inferiore quando deve sollevare l’acqua fino a una cascata.

Occorre quindi considerare la curva portata-prevalenza, non soltanto il valore massimo riportato sulla confezione.

Il tempo teorico necessario per far transitare attraverso la pompa un volume pari a quello del laghetto non indica che ogni parte dell’acqua sia stata realmente filtrata o ossigenata. Una parte può percorrere ripetutamente lo stesso circuito, mentre altre zone rimangono poco interessate dal flusso.

La posizione di aspirazione e mandata determina il percorso dell’acqua

Se aspirazione e uscita sono vicine, si può formare un circuito corto. La pompa richiama prevalentemente l’acqua appena restituita, senza generare un ricambio efficace nel resto del bacino.

La distribuzione migliora quando si considerano forma del laghetto, profondità, ostacoli, vegetazione, ingressi, scarichi e punti di accumulo dei detriti.

L’aspirazione vicino al fondo può rimuovere materiale depositato, ma aumenta il rischio di trascinare sedimenti, piccoli organismi e foglie. Un’aspirazione superficiale raccoglie materiale galleggiante, ma non risolve l’accumulo profondo.

In molti sistemi vengono separate raccolta superficiale, presa profonda, circuito di filtrazione e aerazione.

Filtrazione meccanica e biologica

La filtrazione meccanica trattiene foglie, residui vegetali, sedimenti sospesi, materiale fecale e alghe aggregate.

La filtrazione biologica ospita comunità microbiche che trasformano composti disciolti. Non è un semplice setaccio e richiede superficie colonizzabile, flusso d’acqua, ossigeno, temperatura compatibile, tempo di maturazione e manutenzione che non distrugga continuamente il biofilm.

Lavare aggressivamente tutto il materiale filtrante può rimuovere proprio la biomassa necessaria al processo.

Il filtro non elimina la materia. La concentra o la trasforma. Il materiale trattenuto deve essere rimosso e gestito, altrimenti continua a decomporsi consumando ossigeno e rilasciando nutrienti.

Il fondo è una parte attiva del sistema

Sul fondo si accumulano foglie, residui di mangime, organismi morti, particelle minerali, feci, materiale proveniente dai filtri e biofilm.

La decomposizione consuma ossigeno. Quando il ricambio è scarso, gli strati profondi e i sedimenti possono diventare poveri di ossigeno.

Rimuovere tutto il sedimento non è sempre necessario né desiderabile, soprattutto in un laghetto naturalistico. Tuttavia un accumulo eccessivo riduce il volume utile e può aumentare la domanda biologica di ossigeno.

La gestione deve distinguere tra fondo biologicamente attivo, deposito normale, accumulo organico anomalo e materiale putrescibile concentrato.

Nutrienti e alghe

Azoto e fosforo sono necessari alla crescita biologica. Quando diventano disponibili in quantità elevate possono favorire una produzione eccessiva di alghe e piante acquatiche.

Le fonti possono comprendere mangime non consumato, deiezioni, fertilizzanti, terreno trascinato dalla pioggia, foglie, acqua di riempimento, scarichi e decomposizione dei sedimenti.

Una fioritura algale può produrre molto ossigeno durante il giorno e consumarne durante la notte. Quando la biomassa muore, la decomposizione può aumentare ulteriormente la domanda di ossigeno.

L’eutrofizzazione è associata a crescita eccessiva di fitoplancton e macroalghe, forti variazioni dell’ossigeno e degrado delle condizioni del fondo.

La pompa non elimina i nutrienti

Far passare acqua attraverso un filtro non rimuove necessariamente azoto e fosforo dal sistema.

I nutrienti vengono realmente sottratti quando una massa viene allontanata, per esempio mediante rimozione dei residui, raccolta delle alghe, potatura della vegetazione, spurgo del filtro, sostituzione controllata di acqua o esportazione di biomassa.

Una pianta che assorbe nutrienti e poi marcisce nello stesso laghetto restituisce gran parte della materia al sistema. Il controllo deve quindi considerare il bilancio complessivo, non soltanto la limpidezza visiva.

Acqua limpida non significa acqua di buona qualità

Un laghetto può apparire trasparente e avere poco ossigeno sul fondo, pH anomalo, elevate concentrazioni di nutrienti disciolti, composti non visibili, temperatura inadatta o contaminazione microbiologica.

Può verificarsi anche il contrario: acqua leggermente torbida può contenere particelle minerali relativamente innocue.

La limpidezza è un’osservazione utile, ma non sostituisce le misure.

Che cosa misura la torbidità

La torbidità descrive quanto le particelle disperse modificano la propagazione della luce.

Può aumentare per sedimenti, alghe, detriti organici, bolle, microrganismi, materiale risospeso dalle pompe, pioggia e ruscellamento.

Un sensore di torbidità non identifica automaticamente il tipo di particella. Un aumento durante l’avvio di un aeratore può derivare dalla risospensione del fondo; un aumento lento in giornate soleggiate può essere collegato alla crescita biologica. Per distinguere le cause servono osservazioni e, quando necessario, campioni.

pH: un dato utile ma non autosufficiente

Il pH dipende dall’equilibrio chimico dell’acqua e può variare con anidride carbonica, fotosintesi, respirazione, alcalinità, acqua di reintegro, rocce e substrati, decomposizione e trattamenti.

Durante il giorno la fotosintesi consuma anidride carbonica e il pH può aumentare. Durante la notte respirazione e decomposizione rilasciano anidride carbonica e il pH può diminuire.

Una forte oscillazione giornaliera può quindi indicare intensa attività biologica. Il valore deve però essere interpretato insieme a temperatura, alcalinità, ossigeno e ora della misura.

Conducibilità: un indicatore delle sostanze ioniche

La conducibilità elettrica aumenta con la quantità e la mobilità degli ioni disciolti.

Può cambiare per evaporazione, acqua di reintegro, sali, fertilizzanti, diluizione dovuta alla pioggia, infiltrazioni, contaminazioni e processi biologici e chimici.

Non identifica quali sostanze siano presenti. Due acque con la stessa conducibilità possono avere composizioni molto differenti. È però utile come indicatore di cambiamento. Un aumento improvviso può segnalare un ingresso anomalo o un reintegro con acqua dalle caratteristiche diverse.

Quali sensori sono realmente utili

Livello. Serve per rilevare evaporazione, reintegro, perdite e condizioni pericolose per le pompe.

Temperatura dell’acqua. Dovrebbe essere misurata in uno o più punti e, nei bacini profondi, a diverse quote.

Ossigeno disciolto. È centrale quando sono presenti pesci o elevata attività biologica. Richiede però più manutenzione e calibrazione rispetto a un semplice sensore di temperatura.

pH. Aiuta a seguire cicli biologici e variazioni chimiche.

Conducibilità. Evidenzia cambiamenti nella quantità complessiva di sostanze ioniche.

Torbidità. Rileva variazioni del particolato, ma richiede attenzione a bolle, alghe aderenti e luce parassita.

Pressione atmosferica. Può servire alla compensazione della saturazione dell’ossigeno e dei sensori di livello.

Pioggia e temperatura dell’aria. Permettono di interpretare variazioni di livello, temperatura e diluizione.

Sensori economici e sensori di riferimento

Un sensore economico può essere utile per seguire variazioni relative, ma la risoluzione digitale non coincide con l’accuratezza reale.

Occorre distinguere risoluzione, accuratezza, ripetibilità, deriva, stabilità nel tempo, risposta dinamica, compensazione termica, resistenza all’immersione e disponibilità di procedure di calibrazione.

Un valore visualizzato con due decimali non dimostra che la misura sia corretta al centesimo. Per le variabili più critiche è utile confrontare periodicamente il sensore installato con uno strumento portatile di riferimento.

Il biofouling altera lentamente le letture

Alghe, batteri, carbonati, limo e piccoli organismi possono ricoprire il sensore.

L’effetto può provocare risposta più lenta, deriva, attenuazione del segnale ottico, letture instabili, falsi valori di torbidità, ostruzione delle membrane e riduzione del flusso attorno alla sonda.

Il problema non appare sempre come un guasto improvviso. Può manifestarsi come un cambiamento graduale apparentemente plausibile.

Il monitoraggio continuo richiede ispezione, pulizia, verifica della calibrazione e correzioni documentate per deriva e sporcamento.

La calibrazione non è facoltativa

Temperatura, ossigeno, pH, conducibilità e torbidità richiedono procedure differenti.

Il sistema dovrebbe conservare:

• data della calibrazione;
• standard utilizzato;
• valore precedente;
• valore successivo;
• operatore;
• pulizia effettuata;
• eventuale correzione applicata ai dati;
• intervallo di validità.

La calibrazione non corregge un sensore installato nel punto sbagliato. Una sonda perfettamente calibrata immersa vicino all’uscita dell’aeratore può descrivere bene quel punto, ma non necessariamente il resto del laghetto.

Dove collocare le sonde

Il punto deve essere rappresentativo della domanda. Per controllare l’ossigeno minimo non è utile misurare soltanto accanto alla cascata. Per osservare la temperatura superficiale non bisogna collocare il sensore nel tubo di ritorno. Per studiare il fondo la sonda non deve essere sepolta nei sedimenti, a meno che non si voglia misurare proprio quel microambiente.

Una possibile configurazione comprende:

• stazione principale in una zona centrale;
• sensore profondo nel punto più critico;
• sensore vicino alla superficie;
• misura nel comparto tecnico;
• sensore di livello in un pozzetto più calmo.

La scelta deve essere verificata mediante misure mobili iniziali.

La frequenza di campionamento deve seguire il fenomeno

La temperatura di un grande volume può cambiare lentamente. L’ossigeno può invece diminuire rapidamente in determinate condizioni.

Salvare un dato al giorno non permette di osservare il ciclo giornaliero. Salvare centinaia di campioni al secondo non aggiunge informazione utile e aumenta soltanto rumore, consumo e dimensione dei file.

Intervalli dell’ordine di alcuni minuti possono essere adeguati per molti sistemi, ma la scelta dipende da velocità delle variazioni, autonomia energetica, capacità della memoria, necessità di allarme, risposta dei sensori e obiettivo dell’analisi.

Il dato utilizzato per l’allarme può essere aggiornato più frequentemente rispetto a quello archiviato nello storico.

Dati grezzi, filtrati e validati

Il sistema dovrebbe conservare almeno tre livelli:

1. dato grezzo, prodotto direttamente dal sensore;
2. dato elaborato, filtrato o compensato;
3. dato validato, controllato dopo manutenzione e confronto.

Sostituire il dato grezzo con una media impedisce di ricostruire anomalie, disturbi e guasti. Il filtraggio può ridurre rumore e oscillazioni, ma non deve cancellare cambiamenti reali.

La logica di controllo non deve reagire a ogni oscillazione

Supponiamo di avviare l’aeratore sotto una determinata concentrazione e spegnerlo esattamente sopra lo stesso valore. Il rumore del sensore può produrre continui avviamenti e arresti.

Servono:

• isteresi;
• tempo minimo di accensione;
• tempo minimo di arresto;
• ritardo di conferma;
• media su un breve intervallo;
• soglia di emergenza separata;
• controllo della tendenza.

Le soglie effettive devono essere definite in funzione della fauna, della temperatura e del sistema, non copiate da un esempio generico.

Il momento più critico può essere prevedibile

Se i dati mostrano che l’ossigeno diminuisce ogni notte, non è necessario attendere sempre il superamento della soglia critica.

Il sistema può usare ora del tramonto, tendenza serale, temperatura, valore minimo delle notti precedenti, biomassa presente e stato delle pompe.

L’aerazione può essere anticipata quando il rischio è elevato. Questo non significa sostituire la misura con una previsione rigida, ma usare lo storico per evitare che il controllo intervenga soltanto quando il problema è già avanzato.

L’automazione deve riconoscere i guasti

Una pompa può bloccarsi, funzionare a secco, perdere portata, aspirare aria, intasarsi, scollegarsi o surriscaldarsi.

Un compressore può funzionare senza produrre il flusso previsto se il tubo è rotto, il diffusore è ostruito, una valvola è chiusa o la membrana è danneggiata.

Il comando elettrico non conferma l’effetto idraulico. È utile controllare corrente assorbita, flusso, pressione, livello, temperatura del motore, variazione dell’ossigeno e stato di eventuali galleggianti.

Se l’uscita viene attivata ma il parametro non reagisce, il sistema deve segnalare una possibile mancata efficacia.

Protezione contro il funzionamento a secco

Una pompa sommersa può danneggiarsi se il livello scende sotto il minimo previsto. La protezione dovrebbe dipendere da un dispositivo indipendente rispetto al solo sensore software di livello.

Una configurazione possibile comprende misura continua del livello, galleggiante minimo cablato nella catena di sicurezza, ritardo contro le oscillazioni, allarme e riavvio controllato soltanto dopo il ripristino.

Il reintegro automatico non dovrebbe continuare indefinitamente in presenza di una perdita. Occorre definire volume massimo giornaliero, durata massima del comando, numero massimo di cicli, allarme se il livello non sale e chiusura indipendente contro il troppo pieno.

Pioggia intensa e diluizione

Una precipitazione abbondante può modificare livello, temperatura, conducibilità, pH, torbidità e distribuzione dell’ossigeno.

Il ruscellamento può inoltre portare terreno, fertilizzanti, oli e altri contaminanti.

Un aumento rapido del livello associato a forte diminuzione della conducibilità può essere compatibile con una diluizione. Un aumento simultaneo di torbidità può indicare ingresso di sedimenti.

I dati meteorologici esterni aiutano quindi a distinguere un processo naturale da un guasto del sistema.

Controllare più dispositivi richiede priorità

Un impianto può comprendere pompa di ricircolo, pompa del filtro, skimmer, aeratore, valvola di reintegro, scarico, illuminazione, riscaldamento, raffreddamento e dosatori.

Senza una logica coordinata possono verificarsi azioni incompatibili: reintegro mentre lo scarico è aperto, pompa attiva con livello insufficiente, dosaggio chimico senza circolazione, aerazione intensa che risospende sedimenti durante una misura di torbidità o filtro isolato con pompa ancora attiva.

Le priorità possono essere ordinate così:

1. protezione delle persone e dell’impianto;
2. livello minimo e funzionamento a secco;
3. ossigeno critico;
4. contenimento delle perdite;
5. circolazione ordinaria;
6. filtrazione;
7. ottimizzazione energetica;
8. funzioni ornamentali.

La logica deve essere documentata e verificabile.

Il controllo locale deve continuare senza Internet

La trasmissione verso un server è utile per grafici, allarmi, consultazione remota, archiviazione e confronto stagionale. Ma la perdita della rete non deve impedire le funzioni essenziali.

Il controllore locale deve poter leggere i sensori, proteggere le pompe, attivare l’aerazione, applicare le soglie, conservare temporaneamente i dati e segnalare il guasto della comunicazione.

Il server remoto dovrebbe supervisionare e analizzare, non essere l’unico elemento capace di mantenere vivo il sistema.

Una configurazione minima ragionevole

Un impianto tecnico essenziale può comprendere:

• sensore di livello continuo;
• galleggiante indipendente di minimo;
• temperatura superficiale;
• temperatura profonda;
• sensore di ossigeno disciolto;
• temperatura dell’aria;
• pluviometro o dati meteorologici locali;
• misura della corrente delle pompe;
• registrazione locale;
• aeratore controllabile;
• pompa di ricircolo;
• allarme locale e remoto.

pH, conducibilità e torbidità possono essere aggiunti quando esiste una domanda precisa e una reale capacità di manutenzione. Installare molti sensori senza pulizia e calibrazione può produrre più dati, ma non maggiore conoscenza.

Che cosa può fare il sistema

Un sistema ben progettato può:

• riconoscere cali notturni dell’ossigeno;
• confrontare superficie e fondo;
• individuare stratificazione;
• proteggere le pompe dal livello basso;
• controllare aerazione e circolazione;
• rilevare possibili perdite;
• documentare gli effetti della pioggia;
• segnalare intasamenti o guasti;
• misurare l’efficacia degli interventi;
• costruire una serie storica stagionale.

Può inoltre mostrare che una modifica apparentemente utile non produce il risultato atteso. Se l’aeratore funziona ma l’ossigeno profondo non cambia, il problema può essere distribuzione, portata, posizione o domanda biologica e non il comando elettronico.

Che cosa non può fare da solo

L’automazione non può compensare completamente sovraccarico biologico, quantità eccessiva di pesci, alimentazione eccessiva, accumulo di sedimenti, ingresso continuo di nutrienti, forma idraulica sbagliata, pompa sottodimensionata, filtro inadeguato, manutenzione assente e contaminazioni non misurate.

Non può inoltre determinare la composizione chimica completa dell’acqua da temperatura, pH e conducibilità. I sensori forniscono indicatori. Quando compare un’anomalia persistente possono essere necessarie analisi di laboratorio.