La meccanizzazione agricola si trova ad affrontare diverse sfide, tra cui la riduzione delle emissioni di gas serra. Agritechnica 2025, in programma a Hannover dal 9 al 15 novembre prossimi, punterà le luci anche sulle nuove tecnologie e sulle alimentazioni alternative che possono contribuire all'azzeramento delle emissioni delle macchine agricole in futuro.
Dai motori diesel aggiornati ai propulsori a idrogeno e multi-fuel, i sistemi di propulsione più evoluti saranno esposti nel salone Systems & Components, un marketplace B2B interno ad Agritechnica. Guardando alle innovazioni in mostra alla Rassegna, organizzata da Dlg (Società Agricola Tedesca), una cosa è chiara: il motore diesel continuerà ad avere un ruolo importante, ma non sarà più il sistema universale per ogni applicazione.
Motori diesel ancora essenziali
Nonostante la crescita dei carburanti alternativi, oggi i propulsori a gasolio alimentano oltre l'80% dei macchinari mobili off-highway. La loro presenza ancora rilevante è dovuta all'elevata robustezza, ai bassi costi d'esercizio e alle notevoli facilità e rapidità di rifornimento. Secondo le previsioni degli esperti, entro il 2035 più di tre quarti dei mezzi off-road oltre i 75 cavalli (56 kW) utilizzerà ancora motori diesel.
Tuttavia, le soluzioni diesel sono in evoluzione. Per ottenere prestazioni più pulite e una maggiore efficienza, i costruttori stanno perfezionando i motori a combustione interna introducendo sistemi avanzati di post trattamento dei gas di scarico e la modalità lean-burn. Quest'ultima prevede che la reazione tra diesel e aria avvenga con un eccesso di aria rispetto al carburante così da ottenere una combustione più completa.
I motori diesel più evoluti montano sistemi avanzati di post trattamento dei gas di scarico per la riduzione delle emissioni
(Fonte foto: Dlg)
A parità di prestazioni, un motore funzionante in modalità lean-burn lavora con consumi ridotti e produce minori emissioni di sostanze inquinanti (idrocarburi incombusti e ossido di carbonio) rispetto a un propulsore diesel convenzionale.
Per garantire che la modalità lean-burn non comprometta la dinamica del motore, Liebherr ha sviluppato un air booster, che recupera energia idraulica e la usa per azionare un compressore meccanico quando serve. Se è richiesta potenza aggiuntiva in tempi brevi, l'air booster attiva il compressore che fornisce aria supplementare al motore, assicurando una maggiore reattività. Il sistema può rendere più reattivi anche i propulsori a idrogeno e ad ammoniaca.
Sistemi di propulsione, la parola d'ordine è flessibilità
Concentrarsi solo sullo sviluppo ulteriore dei motori diesel non è sufficiente. La spinta verso la neutralità climatica e l'emanazione di normative sulle emissioni sempre più severe costringono i produttori a guardare oltre i propulsori a gasolio, che oggi soddisfano lo standard europee Stage V solo grazie a complessi sistemi di post trattamento.
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Molti espositori presenti a Systems & Components adottano una strategia "sia-sia" piuttosto che una logica aut-aut per lo sviluppo di alimentazioni alternative al diesel. Le piattaforme motore prossimamente in mostra sono compatibili con diversi carburanti: gas naturale, carburanti sintetici o e-fuel, idrogeno. Tale approccio aperto ha come obiettivo garantire una transizione fluida verso le nuove motorizzazioni.
Trattore New Holland T6 Methane Power alimentato a biometano, stoccato in un serbatoio frontale
(Fonte foto: Dlg)
Presto al centro della scena, i motori multi-fuel e dual-fuel - caratterizzati da elevata flessibilità - funzionano con diversi carburanti e gas o impiegano vettori energetici che richiedono un'accensione pilota. Rappresentano soluzioni di transizione a basse emissioni di carbonio, utilizzabili dai clienti in attesa che le alternative a zero emissioni siano disponibili su larga scala.
Tra i motori dual-fuel, il Man H4576 può funzionare con diesel convenzionale o olio vegetale idrotrattato (HVO). Attualmente in fase di sviluppo, il nuovo motore di Liebherr usa l'ammoniaca verde come fonte primaria di energia e il diesel o l'idrogeno per l'accensione.
Idrogeno: forte spinta alla decarbonizzazione
Systems & Components punta le luci anche sui motori a combustione a idrogeno. Questi attirano sempre più interesse poiché, grazie all'efficienza, alla robustezza e alle basse emissioni, promettono di accelerare la decarbonizzazione delle applicazioni off-road. Inoltre, richiedono gli stessi sistemi di stoccaggio e la medesima infrastruttura delle celle a combustibile e possono essere immessi sul mercato in tempi rapidi, integrati in diverse applicazioni in piccola serie.
"Per i motori a idrogeno, è possibile utilizzare oltre il 90% delle tecnologie di sviluppo e produzione già esistenti. Questo ci permette di preservare ampie parti della nostra catena del valore, compreso il mercato dei ricambi" afferma Jan-Oliver Röhrl, executive vice president Commercial Vehicles and Off-Road di Bosch.
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"Per avviare la produzione in serie del motore a idrogeno Deutz TCG 7.8 H2, abbiamo dovuto adattare solo il banco prova. Il modello viene assemblato sulla stessa linea di produzione dei propulsori diesel - spiega Petra Mayer, coo di Deutz AG. Basato su una piattaforma motore Deutz già esistente, il sei cilindri TCG 7.8 H2 eroga una potenza di 220 kilowatt e funziona in modo silenzioso, ma anche neutrale per quanto riguarda le emissioni di CO2".
Motore a idrogeno Deutz TCG 7.8 H2 esposto ad Agritechnica 2023
(Fonte foto: AgroNotizie)
Il motore a idrogeno Man H4576 condivide circa l'80 percento dei componenti con il modello diesel D3876, da cui deriva, e presenta dimensioni quasi identiche, risultando facilmente integrabile nelle macchine esistenti.
Le modifiche principali riguardano l'alimentazione e la combustione dell'idrogeno, il sistema di controllo e la regolazione dei gas di scarico. Man H4576 si distingue dal D3876 per i pistoni con diametro aumentato a 145 millimetri e la cilindrata maggiore (16,8 litri). La potenza sviluppata è di 368 kilowatt (500 cavalli), equivalente a quella di un motore diesel da 12,4 litri.
I primi passi dei mezzi agricoli verso la transizione
Molti produttori rendono le macchine esistenti più rispettose dell'ambiente e meno impattanti sul clima attraverso l'uso di carburanti rinnovabili, come l'HVO e l'etanolo, entrambi prodotti da rifiuti e materiali di scarto.
I carburanti HVO, che offrono emissioni di CO2 ridotte fino al 90% rispetto al diesel, sono tra le opzioni più promettenti a breve termine per l'integrazione nei mezzi agricoli. Esempi di motori già utilizzabili con HVO sono gli AGCOPower dei trattori Fendt 900 e 700 Vario Gen7.
L'etanolo, grazie all'alto numero di ottano, è particolarmente adatto per i propulsori a combustione di alta potenza. Ad esempio, il concept di motore John Deere da 9 litri, lanciato ad Agritechnica 2023, funziona con carburanti rinnovabili e a base alcolica.
Fendt 942 Vario con motore AGCOPower alimentato con carburanti HVO
(Fonte foto: AgroNotizie)
Parallelamente, altre aziende del settore stanno sviluppando iniettori e componenti compatibili con vari carburanti alternativi. L'iniettore Bosch AFI-LP supporta l'iniezione diretta di idrogeno e l'iniezione (nel collettore o diretta) del metanolo. Ulteriore novità di Bosch è un iniettore diretto per idrogeno che funziona senza lubrificazione aggiuntiva. Queste soluzioni offrono ai produttori di motori la massima flessibilità nel percorso verso un futuro a emissioni zero.
"Il dibattito sulle tecnologie di trazione alternative a basse emissioni non lascia indifferenti i costruttori di macchine operatrici mobili. Gli ingegneri dei reparti R&D prestano un'attenzione crescente anche ai motori per impieghi gravosi, mirando a rispettare gli standard emissivi in tutte le classi di potenza e a ridurre al contempo i consumi di carburante" afferma Petra Kaiser, Brand Manager di Systems & Components.
