D.M. Giordano
L'EFFICIENZA ENERGETICA DEI TRATTORI DA VIGNETO E FRUTTETOENERGY EFFICIENCY OF NARROW TRACTORS [Tesi di dottorato]
Università degli Studi di Milano, 2018-01-15

Il trattore agricolo è una macchina complessa, progettata per fornire potenza ad un numero consistente di attrezzi diversi sotto forma meccanica, idraulica e modernamente anche pneumatica ed elettrica. Il tutto viene fornito all’operatore per il tramite di un motore endotermico (tipicamente a ciclo Diesel), che sfrutta l’energia chimica contenuta nel combustibile, trasformandola in lavoro meccanico. Il continuo aumento del costo del gasolio, unitamente ad una maggiore attenzione ai problemi ambientali, hanno aumentato notevolmente l’attenzione degli agricoltori ai consumi. Proprio per questo, negli ultimi anni molte organizzazioni nazionali ed internazionali hanno cercato di definire dei metodi per calcolare un indice di efficienza energetica (EEI) anche per i trattori, similmente a quanto già fatto, ad esempio, per le automobili o per diverse tipologie di elettrodomestici. In particolare, l’efficienza energetica di un qualsiasi sistema rappresenta la capacità di sfruttare l’energia ad esso fornito per soddisfarne i fabbisogni. Minori sono i consumi relativi al soddisfacimento di questo fabbisogno, e migliore risulta l’efficienza energetica del sistema. Nel settore della meccanizzazione agricola, diverse nazioni (Spagna, Corea, Turchia) hanno introdotto dei programmi per la definizione di questo indice, basandosi su dati già disponibili, come quelli delle prove del Codice 2 OCSE o delle prove di omologazione del motore endotermico. La DLG (una associazione di agricoltori tedeschi), invece, ha messo in opera un sistema diverso, basato su prove in pista che cercano di simulare dei cicli di lavoro reali, tipici dell’agricoltura centro-europea. Tuttavia, storicamente sia i codici OCSE che questi nuovi protocolli di prova hanno riguardato nella gran parte dei casi i trattori standard; viceversa, i trattori specializzati, impiegati nei vigneti, frutteti, nell’orto-floro-vivaistica e nella manutenzione del verde non hanno potuto finora godere delle medesime attenzioni. Scopo di questo lavoro è quindi quello di costruire una metodologia per poter calcolare un Indice di Efficienza Energetica anche per i trattori da vigneto. Una prima fase del lavoro ha visto l’analisi dell’operatività dei trattori da vigneto, per poter definire quali cicli lavorativi rilevare in quanto maggiormente impattanti. Si è quindi proceduto all’analisi, per diversi motivi solo parziale, di questi cicli reali di campo, analizzando le potenze trasmesse dal trattore alla macchina operatrice e (ove possibile) anche i consumi. Successivamente questi dati sono stati elaborati per costruire dei cicli teorici facilmente riproducibili in laboratorio, per il tramite di banchi prova appositi (freno motore in particolare). La ridotta collaborazione dei costruttori non ha però permesso di replicare in laboratorio questi cicli creati. Si è quindi deciso di tentare un’altra strada, ovvero utilizzare dei dati di prove motore già liberamente disponibili, ovvero quelli relativi alle prove Codice 2 OCSE. Nel periodo 2011-2015, su un totale di 278 test report emessi, solo 11 purtroppo erano relativi a trattori da vigneto e frutteto. Analizzando i report si è valutata la corrispondenza tra potenza rilevata nelle prove in campo e potenza rilevata nel test Codice 2, verificando inoltre la compatibilità della modalità di prova (con riguardo alla posizione dell’acceleratore). I diversi cicli sono stati quindi parificati a 4 diverse condizioni di prova del Codice 2 OCSE. I dati relativi ai consumi specifici (espressi in g/kWh) sono stati quindi analizzati introducendo un impegno temporale previsto per la singola operazione, espresso come percentuale del tempo totale di lavoro, questo in quanto l’agricoltore non utilizza il trattore per un’unica operazione, ma per più operazioni. L’agricoltore può inoltre variare le percentuali di utilizzo del trattore per la singola operazione, ricalcolando quindi sulla effettiva operatività aziendale l’Indice di Efficienza Energetica complessivo. Come spesso succede, però, un singolo numero, soprattutto se non immediatamente confrontato con altri, non dice molto all’utilizzatore finale. Si rende quindi indispensabile, come effettuato in molti altri casi, una definizione delle diverse classi energetiche, per poter facilmente confrontare i risultati ottenuti dal foglio di calcolo sopra indicato. Si è deciso di optare per l’introduzione di 7 classi, dalla A alla G, differenziate tra di loro per un intervalli di 30 g/kWh. Si tratta di una decisione puramente arbitraria, e ovviamente soggetta a futuri adeguamenti, anche in base al ridotto campione di trattori che è stato in questo momento analizzato. In conclusione, il progetto sviluppato durante questa tesi ha lo scopo principale di offrire all’utilizzatore di trattori specializzati diversi indici riguardanti l’efficienza energetica (e quindi, indirettamente, i possibili costi di gestione) dei trattori stessi in diverse condizioni operative, tipiche del settore viticolo e frutticolo. Futuri approfondimenti del lavoro dovranno sicuramente riguardare tutte le parti di questo lavoro. Si dovrà infatti implementare l’analisi reale delle diverse lavorazioni, con una misurazione puntuale delle potenze assorbite da diverse attrezzature (anche della stessa tipologia ma con capacità operative differenti), ricreando dei cicli teorici più affidabili possibili. Inoltre, la fase critica sarà quella per l’ottenimento dei dati reali da prove di laboratorio riferite ai cicli, e non più ai soli dati del codice 2. Si ritiene poi importante anche ottimizzare il database, creando un software apposito con un database periodicamente aggiornato, e in grado di guidare l’agricoltore nella compilazione del suo “uso tipico”. Inoltre, è ovvio che il consumo di combustibile, per quanto sia uno dei fattori principali che guidano l’agricoltore nella scelta del trattore, non è sicuramente l’unico. Dal punto di vista ambientale potrebbe essere utile analizzare anche le emissioni di gas in atmosfera, misurandole con l’apposita sensoristica (opacimetri, sonde lambda, etc.) durante le prove di laboratorio. Questi dati, confrontati tra loro su di un utilizzo medio ragionato, potrebbero essere utilizzati anche come base per l’erogazione di sussidi in agricoltura: come già avviene in molti altri settori o in altri paesi, dove le macchine maggiormente efficienti (sia come consumi che come emissioni) sono finanziate dai Piani di Sviluppo Rurale, soggette a defiscalizzazioni o comunque oggetto di contribuzione pubblica.

diritti: info:eu-repo/semantics/openAccess
In relazione con info:eu-repo/semantics/altIdentifier/hdl/2434/534042
PESSINA, DOMENICO
tutor: D. Pessina ; coordinatore: D. Bassi
BASSI, DANIELE
Settore AGR/09 - - Meccanica Agraria


Tesi di dottorato. | Lingua: Italiano. | Paese: | BID: TD18002921