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Classe VB ELETTROTECNICI Istituto Tecnico Industriale
Galileo Galiei Viareggio
Docente tutor ing. Alberto Del Carlo
Miglioramento dell’habitat ambientale delle coltivazioni per l’aumento della produttività agricola
Il progetto è una proposta di miglioramento dei processi di produzione in ambito
ortoflorovivaistico attraverso sistemi evoluti di automazione comprendenti anche l’uso di fonti energetiche rinnovabili
Crediamo che non possa esserci progresso senza il rispetto dell’ambiente e di chi ci abita
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Scorcio del tessuto produttivo florovivaistico della piana Versiliese
La realtà florovivaistica Versiliese è una realtà produttiva importante. Solo nel Comune di Viareggio la superficie coperta da serre supera i 150.000 m
2integrandosi nel tessuto urbano della periferia cittadina. La stragrande maggioranza di queste è servita da
impianti standard che non impiegano tecnologie innovative nei campi della comunicazione e dell’efficienza energetica. Inoltre la mancanza di una rete di metanizzazione adeguata, ha favorito l’uso dell’olio combustibile come unica fonte di approvvigionamento con
conseguenti costi di esercizio elevati e ricadute sulla qualità dell’aria
D.M. 28 DICEMBRE 2012
Incentivazione della produzione di energia termica da fonti rinnovabili ed interventi di efficienza energetica di piccole dimensioniIl D.M. 28/12/12 è una
opportunità per il settore in termini di risparmio
energetico.
In questo contesto di migliore efficienza
energetica nasce l’idea di
serra intelligente in grado
di comunicare con l’utente
e di adattarsi rapidamente
al tipo di coltivazione svolta
ottimizzando con efficienza
il processo produttivo
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La serra intelligente è un SISTEMA capace di acquisire informazioni dall’habitat produttivo e da quello ambientale adattandosi di volta in volta allo scenario impostato in diretta comunicazione con l’utente
CO
2LUX UR%
T
V
H
2O
IL PROTOTIPO E LE SIMULAZIONI REALIZZATE
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IL PROTOTIPO
La classe VB dell’I.T.I.S. di Viareggio ha costruito un prototipo in ferro con dimensioni in scala di una serra reale organizzandosi in gruppi di lavoro
interdipendenti ciascuno dei quali ha sviluppato liberamente il processo di controllo e comunicazione dei dati utili al processo produttivo
CO2 LUX UR%
T V H2O
Questa modalità operativa ha favorito l’approccio didattico del TEAM WORKING e del
PROBLEM SOLVING
Leggere e Comunicare i parametri vitali dell’habitat
TEMPERATURA
La temperatura della serra è regolata mediante il regolatore P.I.D. presente nella libreria dell’S7-1200 Con riferimento a generatori di calore a pellet il regolatore P.I.D. agisce sulla valvola di regolazione della portata dell’acqua all’impianto secondo la relazione
Il regolatore P.I.D. oltre ad assicurare il valore di set- point dei parametri vitali migliora anche il rendimento di regolazione dell’impianto e quindi migliora
l’efficienza energetica
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Leggere e Comunicare i parametri vitali dell’habitat
LUMINOSITA’ E CO2
La cessione di CO2 necessaria alla crescita delle piante è in relazione alla luminosità secondo la curva di figura, ricostruita
attraverso la libreria dell’S7-1200 mediante la relazione
L’uscita analogica regola la valvola di adduzione di anidride carbonica in relazione alla quantità di luce diurna misurata, mentre nel periodo notturno la regolazione avviene utilizzando la luce artificiale, tenendo conto dei necessari passaggi dal punto di compensazione
CO2(t) = CO2max (1-e-LUX(t))
Leggere e Comunicare i parametri vitali dell’habitat
H
2O ed umidità relativa
L’umidità relativa è un altro parametro vitale monitorato dal sistema, il cui limite massimo, impostato dall’utente, quando superato attiva l’apertura automatica della serra per il
ricambio d’aria.
Nella stagione estiva può essere recuperata l’energia refrigerante presente nell’acqua di annaffiamento da far circolare negli aerotermi con lo scopo di migliorare il benessere
termoigrometrico dei lavoratori
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Leggere e Comunicare i parametri ambientali esterni
Velocità del vento
La velocità del vento è un parametro ambientale esterno molto importante che attiva la messa in sicurezza della serra attraverso la chiusura automatica di tutte le
superfici di ventilazione naturale.
L’entità di tale velocità è comunicata graficamente a video all’utente
Inoltre l’applicazione Web Server presente nell’S71200 consente di effettuare le necessarie verifiche notturne dei parametri vitali ed ambientali (controllo a distanza degli allarmi).
CONCLUSIONI
L’attività da un punto di vista didattico ha permesso agli studenti di lavorare su un progetto comune partendo da problematiche differenti che sono state affrontate attraverso lo scambio reciproco delle conoscenze e dei risultati raggiunti.
Il prototipo meccanico auto-costruito ha permesso di sperimentare una situazione più vicina alla realtà consentendo di uscire dai consueti canoni didattici ed aumentando la motivazione degli studenti
I ragazzi coinvolti nel progetto hanno dimostrato interesse e partecipazione, superando le difficoltà con proposte semplici ed efficaci. La realizzazione di un progetto impegnativo con “data di consegna stabilita” ha favorito al termine dei lavori una discussione di
autovalutazione circa le criticità emerse ed i metodi/approcci utilizzati per affrontarle, ripercorrendo così gli errori commessi durante tutta l’attività
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