Trattori e attrezzature: ecco gli ultimi sviluppi

Le soluzioni più recenti e le tendenze attuali della meccanizzazione agricola sono state i principali temi del seminario "Aggiornamento sulle caratteristiche tecniche delle trattrici, delle macchine per la protezione delle colture e delle macchine per la minima lavorazione del terreno", organizzato da FederUnacoma e Regione Emilia Romagna presso la sala 20 maggio 2012 della Terza Torre, a Bologna, lo scorso 11 giugno.

L'incontro, iniziato con i saluti dell'assessore all'Agricoltura della regione Simona Caselli e del segretario degli affari comunitari della federazione Marco Pezzini, è proseguito con interventi dedicati alle varie tipologie di mezzi agricoli per concludersi con l'approfondimento "Un passo in più verso l'agricoltura 4.0", a cura di Alessio Bolognesi del Servizio tecnico elettrico ed elettronico di FederUnacoma.

 

Componentistica, oggetto di tanta ricerca

Michele Mattetti, ingegnere e ricercatore del Distal dell'Università di Bologna, si è concentrato sui progressi fatti nell'ambito dei componenti delle trattrici. "L'attività di R&S ha permesso di produrre motori con potenza e coppia specifiche aumentate, consumi specifici ridotti, prestazioni migliorate e centraline per l'aumento di potenza tramite boost ove necessario" spiega Mattetti.
Inoltre i nuovi propulsori off-road rispettano non solo lo standard di emissioni Stage IV, ma anche lo Stage V - in vigore da gennaio 2019 - avvalendosi dei sistemi EGR-DPF-DOC-SCR, che però aumentano l'ingombro delle unità di potenza costituendo un problema per i trattori stretti.

Per combinare il punto di funzionamento ottimale del motore con le condizioni di lavoro e per cambiare marcia sotto carico velocemente, sono state sviluppate le trasmissioni full-powershift - FPS, a variazione continua - CVT e dual clutch - DCT, caratterizzate da un incremento del numero di rapporti e da una riduzione dei tempi di cambiata.
 
Anche le cabine sono state migliorate in termini di aumento della visibilità, dell'ergonomia e della sicurezza operativa. A tale fine, giocano un ruolo fondamentale gli impianti di filtrazione a carboni attivi, che forniscono protezione da polvere, aerosol e vapori (categoria 4), le strutture Rops/Fops e le sospensioni, che - montate al livello degli assali anteriori, delle cabine e dei sedili - riducono le vibrazioni trasmesse ai conducenti.
"Nonostante oggi le trattrici siano molto più confortevoli, i numeri segnalano - specifica Mattetti - un livello di vibrazioni ancora troppo alto rispetto a quello stabilito dalla direttiva macchine".

Altro problema dei trattori - in particolare di quelli usati per il trasporto su strada ad una velocità massima, in alcuni paesi Ue, maggiore rispetto al passato - è l'instabilità in frenata che a velocità elevate, richiede l'implementazione di sistemi di frenatura più performanti per garantire la sicurezza di guida.
In più, da alcuni anni la massa delle trattrici è quadruplicata, mentre l'impronta dei pneumatici è solo raddoppiata. Per limitare il compattamento del terreno, sono stati progettati organi di trazione alternativi - come i semi-cingoli - o sistemi di gestione della trazione innovativi, come i dispositivi per la regolazione della pressione dei pneumatici nel passaggio dalle attività in campo alla marcia su strada.

 

Il trattore del futuro è già qui

Impossibile parlare di trattori moderni senza accennare ai sistemi di comunicazione CAN-Bus e ISO-Bus, all'elettrificazione e alla guida autonoma.
Dopo il CAN-Bus, che collega la centralina e i vari sensori delle trattrici mediante una singola connessione, è stato introdotto l'ISO-Bus sulle macchine operatrici. "L'unione di CAN-Bus e ISO-Bus consente una maggiore integrazione tra trattori e attrezzature, il controllo degli implement con la strumentazione della trattrice e - precisa Mattetti - il potenziamento della diagnostica di bordo, dell'agricoltura di precisione, della manutenzione predittiva e della gestione della flotta".

L'elettrificazione - cioè la sostituzione di componenti meccanici con componenti elettrici - permette una gestione evoluta dei diversi sottosistemi dei trattori.
"Fino a oggi sono stati elettrificati organi ausiliari, assali traenti, trasmissioni di potenza, ma al momento, in commercio, non sono disponibili trattrici elettrificate" aggiunge il ricercatore. "Tuttavia, la recente definizione dello standard per la connessione elettrica di potenza delle macchine agricole offre funzionalità impensabili prima d'ora".
 
Ultima frontiera nel segmento trattori è la guida autonoma, grazie alla quale Fendt ha sviluppato GuideConnect, tool nato per consentire ad una trattrice priva di conducente di copiare tutto quello che fa una trattrice guidata dall'operatore. Si possono così usare due trattrici compatte al posto di una di grandi dimensioni. Per produrre più cibo per la popolazione mondiale in crescita, in futuro sarà possibile impiegare pochi trattori sempre più grandi - come avvenuto finora - o tante macchine agricole piccole e intelligenti.

 

Macchine irroratrici: bene, ma non benissimo 

"Purtroppo il settore dei macchinari per la distribuzione degli agrofarmaci non è in evoluzione quanto quello dei trattori" commenta Paolo Balsari, professore del Disafa dell'Università di Torino, secondo cui il parco macchine italiano - composto da 350mila irroratrici per colture arboree, 200mila per colture erbacee e 35mila portate dall'operatore (stime Enama) - risulta in buona parte obsoleto e privo dei requisiti richiesti dalla direttiva 2006/42/CE. 
L'8% degli irroratori per colture erbacee ha almeno 20-30 anni d'età, il 12% 15-20 anni e il 22% 10-15 anni, rendendo più che mai necessarie le attività di controllo funzionale e regolazione delle attrezzature.

"Anche se lo sviluppo tecnologico delle macchine per la difesa non è paragonabile a quello dei trattori, qualcosa si è mosso negli ultimi tempi" prosegue Balsari. "Il Piano di azione nazionale Pan - che raccoglie i provvedimenti stabiliti dalla direttiva 2009/128/CE - incentiva l'adozione di irroratrici dotate di sistemi per la riduzione della deriva, per il recupero del prodotto non depositato sul bersaglio e per i trattamenti localizzati".

Le soluzioni più innovative ed eco-friendly oggi disponibili sono la manica d'aria, che aumenta la penetrazione delle gocce all'interno della vegetazione oltre a ridurre la deriva, gli ugelli antideriva, le schermature e i sensori, che riconoscono le infestanti e permettono l'applicazione localizzata dei fitofarmaci. La manica d'aria è presente solo sul 10% delle barre irroratrici in uso in Italia. Diversamente gli ugelli antideriva sono montati sul 60% delle barre e su circa il 30% degli atomizzatori.
 
Ottimizzano la difesa in pieno campo anche i sensori che permettono alle barre irroratrici di mantenere la giusta stabilità e i sistemi Gps che evitano le sovrapposizioni e la distribuzione di fitofarmaci in capezzagna. "Il trend attuale è quello di ridurre i volumi d'acqua, ma la stessa cosa andrebbe fatta per la quantità d'aria il cui aumento in volume implica un incremento delle perdite di agrofarmaci e dei costi d'esercizio" spiega il docente.

 

Status quo dei mezzi per la concimazione minerale

La situazione degli spandiconcime è ancor più critica di quella degli irroratori. Si stima che il parco macchine italiano sia formato da circa 200mila unità con età media superiore ai quindici anni, privi di certificazione Enama ed esonerati dal controllo della funzionalità. Molti quindi gli spandiconcime che, se non sostituiti, andrebbero manutenuti e tarati per assicurare la distribuzione mirata dei concimi minerali.
"Per incrementare l'efficienza, ridurre l'impiego di prodotti e migliorare la sicurezza operativa, la salvaguardia ambientale nel corso delle fertilizzazioni, la normativa europea stabilisce che - sottolinea Balsari - il sistema di applicazione debba garantire l'uniformità di distribuzione in senso longitudinale e trasversale all'avanzamento del trattore".

Per eseguire una concimazione virtuosa, è consigliabile utilizzare spandiconcime a distribuzione lineare, a doppio disco e pneumatici piuttosto che quelli monodisco (con diagramma di distribuzione asimmetrico) e centrifughi. I modelli pneumatici ottimizzano la distribuzione in prossimità delle capezzagne, garantendo il miglioramento della resa e la protezione dell'ambiente.

In Italia, il 99,5% degli spandiconcime è di tipo centrifugo e il 60% è monodisco. Non c'è da stupirsi se spesso le fertilizzazioni sul territorio nazionale sono caratterizzate da una pessima uniformità, sprechi di prodotto, perdite di azoto con conseguenti problemi ambientali e agronomici. "Nell'85% dei rilievi fatti su spandiconcime di aziende attive in Pianura padana, il coefficiente di variazione o CV dell'uniformità di distribuzione trasversale, supera il limite prestabilito" specifica Balsari.
 
Altre soluzioni indicate per migliorare la distribuzione di concimi minerali sono i sistemi per la distribuzione proporzionale all'avanzamento - DPA, i dispositivi di pesatura ad alta frequenza, la guida automatica e le tecnologie di registrazione della posizione e dei parametri operativi. Questi ultimi tool permettono di eseguire la concimazione differenziata con interventi georeferenziati o basati sulla rilevazione della clorofilla delle piante da parte di sensori.

 

Minima lavorazione, enormi potenzialità

Il consumo di suolo dovuto all'erosione, al compattamento, alla scarsa presenza di sostanza organica è uno dei principali problemi dell'agricoltura odierna e in futuro potrebbe portare alla desertificazione che comporta la perdita irreversibile di terreno agrario.
"Per tutelare il suolo, è fondamentale mettere in atto buone pratiche di agricoltura conservativa, che - spiega Luigi Sartori, docente del dipartimento Tesaf dell'Università di Padova - replica i processi naturali mediante il mantenimento di una copertura permanente del terreno e prevede continue lavorazioni conservative, presenza di cover crop e rotazioni".

La lavorazione senza inversione degli strati, il minimum tillage, la semina diretta, lo strip tillage e il no tillage disturbano poco il terreno e presentano costi operativi ridotti, pur richiedendo elevate conoscenze agronomiche. "Per dedicarsi alle lavorazioni conservative, bisogna prima conoscere le tecniche, eseguire analisi del suolo preventive e livellare il terreno - specifica Sartori - poi scegliere le macchine più indicate".
Il compattamento del suolo può essere ridotto anche con il traffico controllato (o Control Traffic Farming - CTF), che consiste nel confinare i passaggi dei pneumatici in determinate corsie del campo così da evitare il calpestio della restante area, o se necessario si può ricorrere all'uso di decompattatori/arieggiatori.
 
Macchinari specifici - trinciastocchi, rulli decespugliatori, erpici strigliatori e vertical tiller - sono richiesti pure per gestire le cover crop. Queste ultime possono non essere distrutte oppure essere eliminate con prodotti chimici o con metodi meccanici, quali l'interramento, la trinciatura superficiale, il taglio sotto-superficiale e il passaggio di rulli allettatori.
 
L'applicazione delle misure agroambientali dei Psr relative all'agricoltura conservativa è complicata dalla necessità di compiere controlli in azienda. "Oggi l'esecuzione dei controlli amministrativi è facilitata dall'impiego dei quaderni di campagna, delle immagini satellitari e dalla diffusione delle tecnologie di telemetria, ma l'esecuzione dei controlli in loco resta problematica" chiarisce il docente, che suggerisce di puntare sulla formazione dei tecnici e sulla valutazione degli effetti degli attrezzi sul terreno.

 

È tempo di agricoltura 4.0

"Oggi si parla molto di agricoltura digitale, ma non tutti sanno esattamente cosa significhi e cosa comporti" dichiara Bolognesi, secondo cui il farming 4.0 - pur essendo in continua evoluzione - consiste nell'applicazione delle reti intelligenti, dell'Information & Communication Technologies - ICT e dell'Internet of Things - IoT su macchine agricole complesse e integra tecnologie per l'agricoltura di precisione, l'automazione e i sistemi informativi/clouding.
Posto davanti a diverse sfide, il digital farming può contribuire all'incremento della quantità e della qualità dei prodotti, alla conservazione della biodiversità, all'ottimizzazione delle operazioni, all'impiego intelligente delle risorse idriche, alla riduzione dell'impatto ambientale, all'aumento della sicurezza operativa e della tracciabilità delle produzioni.

Tecnologie protagoniste dell'agricoltura 4.0 sono l'Isobus - che comprende la tecnologia Tractor Implement Management - TIM, i sistemi Gps/Gis/Fmis per la prescrizione delle operazioni, la definizione dei percorsi in campo e la gestione della flotta, e i dispositivi di visione, che consentono analisi in tempo reale e rilevamenti di ostacoli.
Hanno un ruolo chiave anche le soluzioni per il geosensing e lo scatto di immagini aeree (satelliti e droni), i sensori (standard, NIR, LIDAR), con cui è possibile eseguire analisi realtime ambientali e colturali, e i robot, che - suddivisi in macchine specializzate e "general purpose" - permettono l'automazione completa delle attività in campo.
 
Tutti i dati raccolti dai tool descritti sopra possono essere inseriti in rete e condivisi su sistemi cloud per realizzare stime predittive, analisi di impatto territoriali, monitoraggi, programmazioni e calibrazioni remote. "Le ultime tecnologie devono però fare i conti con la scarsa copertura delle aree rurali, che dovrebbe essere risolta con la rete 5G, la preparazione ancora insufficiente delle aziende produttrici, la protezione dei dati e - chiarisce Bolognesi - l'accessibilità ai clienti finali".

Per l'esperto, è necessario creare standard tecnologici e di comunicazione per fornire agli agricoltori servizi indipendenti dall'area geografica, dal brand delle macchine e dai software utilizzati. "Per incentivare l'adozione di soluzioni per l'agricoltura digitale anche in Italia - in ritardo in tale ambito rispetto agli altri paesi europei - occorre concentrarsi su - conclude Bolognesi - Task Controlling, guida parallela, gestione delle acque intelligente, Fmis e macchine intelligenti".