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Il VEGAPULS C 11 fornisce valori di misura di livello affidabili da luoghi remoti

In caso di improvvise esondazioni di fiumi, penuria di acqua potabile o carenza idrica in aree naturali protette è necessario rivedere la ripartizione delle risorse idriche. In Belgio, questo compito è svolto dall'Agenzia fiamminga per l'ambiente VMM (Vlaamse Milieumaatschappij), che, pur non potendo influire sui capricci del clima, svolge un ruolo decisivo a favore di un approccio olistico nella politica delle acque.
L'agenzia per l'ambiente misura e sorveglia la quantità e la qualità delle acque, gestisce sistemi idrici e applica imposte per l'inquinamento delle acque e l'estrazione delle acque freatiche. Fornisce inoltre consulenza in materia di autorizzazioni ambientali e si occupa della progettazione dell'infrastruttura nonché della sorveglianza e della distribuzione dell'acqua potabile. Per quanto concerne i corsi d'acqua, VMM punta su soluzioni IoT e adotta un approccio integrato, incentrato sulla limitazione del rischio di danni causati dalle inondazioni e sul raggiungimento di uno stato ecologico buono.
In altri termini: VMM fa in modo che nel complesso sistema di distribuzione delle acque nessun utente o consumatore risulti penalizzato. Naturalmente è possibile monitorare attentamente solo ciò che in precedenza è stato misurato esattamente.

Semplicità d'uso e ridotto fabbisogno di manutenzione

In passato, per la misura di livello delle acque in torrenti, canali e fiumi non navigabili, si impiegava la tecnica ultrasonora. Questo metodo di misura presenta però un grosso inconveniente, specialmente all'aperto: il tempo di propagazione acustica dipende dalla temperatura, per cui variazioni della temperatura o anche l'irradiazione solare causano considerevoli errori di misura. Nebbia fitta, vento o pioggia influenzano la misura ultrasonora al pari di adesioni o imbrattamento. Persino le ragnatele possono causare valori di misura imprecisi, in quanto disturbano l'affidabilità del segnale di misura e aumentano la zona morta tipica dei sensori ultrasonori. A ciò si aggiungevano problemi di manutenzione.
I sensori radar non sono invece influenzati da imbrattamento, irradiazione solare, nebbia, vento o pioggia e non richiedono alcuna protezione meccanica da sommersione. Pertanto, più di 15 anni fa si è deciso di cambiare tipo di sensore e da allora l'agenzia impiega con successo la tecnica radar di VEGA.

Inizialmente è stato utilizzato il sensore di livello radar VEGAPULS 61 con antenna in PVDF, che in seguito è stato sostituito dal VEGAPULS WL 61. Nel corso della collaborazione, l'agenzia ha apprezzato soprattutto l'approccio orientato alle soluzioni dell'azienda di Schiltach, come conferma Johan Eylenbosch, idrografo ed elettromeccanico presso VMM: "Ogni volta che si è presentato un problema, VEGA ha sempre fornito assistenza e informazioni supplementari utili e adeguate." Questo è stato riconfermato anche nel quadro di un progetto successivo.

Più sicurezza grazie a misure d'altezza in tempo reale

In seguito ai cambiamenti climatici ci si trova a dover affrontare una nuova sfida: per poter disporre in qualsiasi momento della giornata di una migliore visione d'insieme del livello delle acque nelle più diverse località, VMM ha concepito l'idea di creare una più fitta rete capillare di punti di misura di altezza, i cui dati vengono forniti in tempo reale. Le misure effettuate ad esempio su corsi d'acqua non navigabili sono utili per raccogliere informazioni in caso di carenza idrica o per la previsione di inondazioni. Questi valori di misura costituiscono la base per prendere decisioni di più ampia portata, ad esempio per introdurre divieti di prelievo d'acqua locali o regionali. Al riguardo, l'attenzione dell'agenzia era puntata soprattutto sui periodi di siccità prolungata, all'ordine del giorno negli scorsi anni.

Da qualche parte in mezzo al nulla

Per migliorare la gestione delle acque, VMM voleva sensori di livello IoT intelligenti per la misura continua di altezza dei fiumi. In passato l'allestimento di tali punti di misura presentava notevoli difficoltà. "Per l'allestimento di un punto di misura di altezza, talvolta il sensore con la relativa custodia doveva essere installato in mezzo al nulla e il cavo doveva essere interrato. Inoltre, per la configurazione dell'impianto era necessario uno speciale software. I valori di misura dovevano poi essere raccolti, riuniti ed elaborati", spiega Eylenbosch citando solo alcuni degli aspetti problematici.
Lo sviluppo del nuovo strumento di misura di livello radar compatto VEGAPULS C 11 ha risolto molti di questi problemi in un colpo solo. Lo strumento è dotato di un nuovo microchip radar sviluppato da VEGA, ottimizzato specificamente per le esigenze della misura di livello e che, grazie al suo elevato grado di integrazione, consente la realizzazione di sensori molto compatti. Il VEGAPULS C 11 effettua la misura con una frequenza di 80 GHz, che consente un'ottima focalizzazione del segnale. Questo permette di distinguere meglio il segnale di misura vero e proprio dai segnali di disturbo. La misura risulta quindi molto più semplice e precisa rispetto ad altri metodi di misura, come ad es. quello ultrasonoro. Anche l'angolo di focalizzazione molto stretto di soli 3° è ideale per l'applicazione, come puntualizza Eylenbosch: "Alcuni canali sono molto angusti. Grazie al raggio di misura stretto, l'installazione risulta più agevole negli spazi ristretti ed è possibile montare il sensore vicino alla parete." Grazie al grado di protezione IP66/68 e al cavo incapsulato, il nuovo sensore è sommergibile.

Valori di misura attuali 24 ore su 24

La misura radar viene attivata ogni 15 minuti e il valore viene trasmesso alla banca dati di VMM tramite un registratore di dati. "In questo modo disponiamo di una migliore visione d'insieme dell'economia delle acque, utile per calibrare i nostri modelli idrologici", spiega Eylenbosch. A proposito, i dati di misura attuali sono di pubblico dominio e possono essere consultati attraverso il servizio web waterinfo.be.
VMM ha poi equipaggiato numerose sedi in cinque province con 50 sensori di livello radar compatti VEGAPULS C 11. L'esatta posizione di ciascuno di essi può essere determinata tramite un modulo GPS integrato nel registratore di dati. "Normalmente le misure si effettuano in corsi d'acqua aperti e non sono complesse. Si sarebbero potuti installare anche sensori ultrasonori o di pressione", spiega Eylenbosch. "Ma la semplicità di installazione dei sensori radar tramite Bluetooth, l'elevata precisione di misura di ±5 mm e, non da ultimo, il prezzo decisamente conveniente sono stati determinanti per la scelta della tecnologia radar", conclude Eylenbosch. "Gli strumenti sono inoltre interamente alimentati ad energia solare, per cui non è richiesta ulteriore manutenzione. Il consumo energetico nettamente inferiore dei nuovi sensori radar si è rivelato molto vantaggioso per noi." Inoltre il VEGAPULS C 11 è alloggiato in una custodia di acciaio speciale di piccole dimensioni. Questo offre un altro vantaggio menzionato da Eylenbosch "Il punto di misura è così poco appariscente da risultare protetto da furti o vandalismo."

Conclusioni e prospettive future

"Disponiamo 24 ore su 24 di una misura affidabile e oltre tutto efficiente sotto l'aspetto energetico", afferma entusiasta Eylenbosch che è convinto che il fabbisogno di ulteriori punti di misura crescerà ulteriormente in futuro. L'espansione della rete non rappresenta un problema: un nuovo punto di misura di altezza può essere messo in servizio rapidamente ed essere integrato semplicemente nella rete esistente. Non appena è stata completata l'installazione dello strumento di misura, i relativi valori sono automaticamente disponibili online. L'amministratore deve solo compilare alcuni campi di un modulo di attivazione digitale e tutti i dati di misura vengono trasmessi automaticamente e ininterrottamente alla banca dati. In questo modo i dati di livello sono rapidamente disponibili sulla piattaforma dati.

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