Strumentazioni e metodologie per il rilievo in campo delle prestazioni e la verifica di alcuni parametri di sicurezza di macchine operatrici agricole

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1 Strumentazioni e metodologie per il rilievo in campo delle prestazioni e la verifica di alcuni parametri di sicurezza di macchine operatrici agricole Dr. Agr. Roberto FANIGLIULO, Ph.D. Unità di ricerca per l ingegneria agraria 1

2 Gruppo di lavoro interno al CRA-ING attivo nel settore delle prove per il rilievo delle caratteristiche funzionali e di sicurezza delle macchine motrici ed operatrici e degli pneumatici di uso agricolo. In tale contesto sono state sviluppate metodologie, attrezzature e strumentazioni utilizzabili sia su appositi banchi prova che in condizioni di reale operatività in campo. 2

3 Strumentazioni e metodologie per il rilievo in campo delle prestazioni e la verifica di alcuni parametri di sicurezza di macchine operatrici agricole L attività di testing del CPMA è finalizzata ad offrire direttamente ai costruttori un servizio di supporto scientifico e ricerca finalizzata, per analizzare le prestazioni operative e la sicurezza d uso di prototipi e macchine innovative, al fine di indicare soluzioni per miglioramenti e modifiche. 3

4 Strumentazioni e metodologie per il rilievo in campo delle prestazioni e la verifica di alcuni parametri di sicurezza di macchine operatrici agricole AGRICULTURAL MACHINERY FUNCTIONAL AND SAFETY TESTING SERVICE TEST REPORT No POWER HARROW: DMR 3000 MANUFACTURER: MASCHIO GASPARDO S.P.A. Via Marcello, Campodarsego (PD) (EXTENSIONS: B DMR 4000; C DMR 3500; D - DM 3000; E DM 3500; F DM 4000;03.061G DMR 3000 COMBI; H DMR 3500 COMBI; I - DM 4000 COMBI; L DM 3000 COMBI; M DM 3500 COMBI; N DM 4000 COMBI) Tale attività è finalizzata anche ad effettuare le prove necessarie alla certificazione ENAMA, ente committente delle stesse, il quale, sulla base dei Rapporti di Prova redatti dal CPMA, emette i propri certificati, riconosciuti in sede europea tramite l ENTAM (European Network for Testing of Agricultural Machinery). Rome, October

5 Strumentazioni e metodologie per il rilievo in campo delle prestazioni e la verifica di alcuni parametri di sicurezza di macchine operatrici agricole LAB N 1141 Al fine di assicurare la qualità dei risultati ottenuti, il CPMA ha attuato e mantenuto un Sistema di Gestione per la Qualità che ha ottenuto da ACCREDIA, dal 2010 al 2014, l accreditamento come Laboratorio in regime di Qualità per una serie di prove gestite in conformità alle prescrizioni della norma UNI CEI EN ISO/IEC 17025:2005 Requisiti generali per la competenza dei laboratori di prova 5

6 L ATTIVITA DI TESTING CONDOTTA DAL CENTRO PROVE MACCHINE AGRICOLE 6

7 Livelli di pressione sonora emessi dalla macchina Sistema strumentale per la misura dei livelli (ponderato A, L pa, e di picco ponderato C, L pc,picco ) al posto di lavoro ed in altre postazioni di macchine ed attrezzature agricole (con utensili di lavoro in movimento). Normative di riferimento: UNI EN ISO : UNI EN ISO 11201:2010 Analizzatore in frequenza portatile; calibratore acustico; capsula microfonica; sonda di temperatura e pressione atmosferica 7

8 Livello di potenza sonora emesso dalla macchina Sistema per la determinazione della potenza sonora, a partire dai livelli di pressione sonora (> 80 db(a), D.Lgs 17/10) emessi da macchine ed attrezzi agricoli. Normativa di riferimento: UNI EN ISO :2013 UNI EN ISO 3744:2010 La prova prevede la misurazione dei livelli temporali medi di pressione sonora emessi dalla macchina L pi(st) (ponderati A o in banda di frequenza) misurati in 10 postazioni microfoniche dislocate su una superficie di misurazione emisferica che ingloba la macchina stessa. 8

9 Livelli di pressione sonora all orecchio del conducente Sistema strumentale per la misura dei valori del livello continuo equivalente di pressione acustica ponderata A (L paeq,te ) e della pressione acustica istantanea massima ponderata C (ppeak), calcolati in terzi d ottava nell intervallo di frequenza compreso tra 20 Hz e 20 khz. Normativa di riferimento: ISO 1999:2013 Da tali valori si calcolano i livelli di esposizione personale giornalieri (L EX,8h ) per l operatore (D.Lgs. 81/08 e s.m.i.) Soundbook acquisitore/ela boratore di segnale ad otto canali con speciale software 9

10 Vibrazioni trasmesse al sistema mano-braccio Sistema per il rilievo delle vibrazioni trasmesse al sistema mano-braccio da attrezzature portatili. Normative di riferimento: UNI EN ISO 22867:2012 UNI EN ISO :2004 Soundbook acquisitore/elaboratore di segnale ad otto canali con speciale software; n 2 accelerometri triassiali; n 3 microaccelerometri; adattatore per il fissaggio degli accelerometri; calibratore 01/12/

11 Vibrazioni trasmesse al corpo intero Sistema per il rilievo ed elaborazione delle vibrazioni trasmesse al corpo intero da trattrici agricole e macchine semoventi. Normative di riferimento: UNI ISO :2008 UNI EN 1032:2009 Soundbook acquisitore/elaboratore di segnale ad otto canali con speciale software; n 1 accelerometro triassiale piezoelettrico da sedile; n 2 accelerometri triassiali estensimetrici; calibratore 01/12/

12 Idoneità protezioni di sicurezza Camere di lancio per la verifica dell idoneità delle protezioni di sicurezza di macchine rasaerba, trinciatrici e falciatrici contro la proiezione accidentale di materiale. Normative di riferimento: UNI EN ISO :2012 ISO :2012 UNI EN ISO /3:

13 Strumentazioni e metodologie per il rilievo in campo delle prestazioni e la verifica di alcuni parametri di sicurezza di macchine operatrici agricole Rilievo delle prestazioni di macchine per la lavorazione del terreno Protocollo di prova ENAMA n. 03, rev

14 Strumentazioni e metodologie per il rilievo in campo delle prestazioni e la verifica di alcuni parametri di sicurezza di macchine operatrici agricole Rilievo delle prestazioni di macchine per la semina del terreno Protocollo di prova ENAMA n. 04, rev

15 Strumentazioni e metodologie per il rilievo in campo delle prestazioni e la verifica di alcuni parametri di sicurezza di macchine operatrici agricole Rilievo delle prestazioni di attrezzature combinate per la lavorazione e la semina del terreno Protocollo di prova ENAMA n. 06, rev.1 15

16 Strumentazioni e metodologie per il rilievo in campo delle prestazioni e la verifica di alcuni parametri di sicurezza di macchine operatrici agricole Rilievo delle prestazioni di macchine per la distribuzione dei concimi minerali Protocollo di prova ENAMA n. 07a, rev.1 16

17 Rilievo delle prestazioni di altre tipologie di macchine 17

18 Rilievo delle prestazioni di pneumatici ad uso agricolo Progettato e realizzato nelle officine del CRA-ING, consente lo svolgimento di prove di trattività di una coppia di pneumatici agricoli in condizioni ripetibili. Sensibilizzato con celle di carico ed encoder, consente la misura di forza di trazione, slittamento, e il carico statico e dinamico gravante sugli pneumatici in prova E dotato di un sistema di frenatura oleodinamico a controllo elettronico. 18

19 Rilievo delle prestazioni di operatrici ad uso forestale Rilievo della potenza richiesta alla p.d.p. del trattore e del consumo di combustibile nel corso della cippatura di tronchi Cippatrice a tamburo con gru di carico 19

20 Rilievo delle prestazioni di operatrici ad uso forestale Rilievo della potenza richiesta alla p.d.p. del trattore e del consumo di combustibile nel corso della cippatura di tronchi Pezzatrice a coclea tagliente 20

21 ATTREZZATURE, IMPIANTI E STRUMENTAZIONI IN DOTAZIONE AL CENTRO PROVE MACCHINE AGRICOLE 21

22 Sistema integrato per il rilievo delle prestazioni Il sistema CPMA è basato su più elementi fondamentali: Motrici attrezzate e sensorizzate (58, kw) in base alla richiesta di potenza delle operatrici 22

23 Sistema integrato per il rilievo delle prestazioni Il sistema CPMA è basato su più elementi fondamentali: Sistema originale di acquisizione dati a microprocessore interamente progettato e sviluppato nei laboratori del CRA-ING, affiancato da un sistema di gestione remota a radiofrequenza. 23

24 Sistema integrato per il rilievo delle prestazioni Il sistema CPMA è basato su più elementi fondamentali: Laboratorio mobile di controllo, in tempo reale, delle prove in corso ed elaborazione immediata dei risultati ottenuti. Gestisce i dati trasmessi dal sistema d acquisizione. 24

25 Banco prova trattori I trattori sono sottoposti a verifiche alla presa di potenza per l individuazione delle curve caratteristiche del motore ( 260 kw), che rilevano le variazioni di potenza, coppia motrice, consumo orario e specifico di combustibile al variare del carico resistente opposto da un freno dinamometrico elettromagnetico. Un motore elettrico (30 kw) consente il rilievo dell assorbimento di potenza delle funzioni del motore. 25

26 Banco prova trattori Rilievo al banco delle prestazioni di combustibili alternativi e di lubrificanti di origine vegetale durante il rilievo delle curve del motore, e quindi in condizioni di carico, per simulare situazioni gravose di lavoro 26

27 Sensoristica ed attrezzature Torsio-tachimetro Encoder Cella di carico Rilievo forza di trazione con veicolo dinamometrico zavorrato 27

28 Strumentazioni per il rilievo dei parametri di valutazione della qualità del lavoro svolto Sonda carotatrice con cilindri normalizzati (100 cm 3 ) Software per analisi d immagine 28

29 Strumentazioni per il rilievo dei parametri di valutazione della qualità del lavoro svolto Penetrologger portatile da campo Profilometro laser (applicazione CRA-ING) 29

30 Strumentazioni per il rilievo dei parametri di valutazione della qualità del lavoro svolto Profilometro laser (applicazione CRA-ING) Set di setacci normalizzati 30

31 Definizione dell efficienza energetica di linee di meccanizzazione agricole e forestali Nel suo complesso, il sistema di prove del CMPA è in grado di definire gli input energetici ed i fabbisogni di lavoro e combustibile di ogni singola operazione e/o macchina operatrice, al fine di individuare linee di meccanizzazione agricola e forestale in grado di migliorare l efficienza energetica di ciascuna linea e di ridurre i costi economici. 31

32 L attività progettuale del CPMA Progetto PTO PTO Metodologie e strumentazioni per per il il rilievo rilievo delle delle prestazioni di di trattori agricoli in in condizioni operative, ed ed integrazione delle delleprove previste dai dai codici codici standard OCSE OCSE n. n. 2 e Coordinatore Dr. Dr. D. D. Pochi. Pochi. Finanziamento MIPAAF, D.M. D.M. n. n del del 20/03/2008. Progetto APENET Monitoraggio e ricerca ricerca in in apicoltura. Coordinatore Dr. Dr. M. M. Lodesani. Finanziamento MIPAAF con con D.M. D.M. n. n /7303/08 del del 29/12/2008. U.O. U.O. CRA-ING (Coordinatore Dr. Dr. D. D. Pochi) Pochi) Interventi finalizzati alla alla riduzione della della dispersione di di polveri polveri durante la la semina semina del del mais mais conciato. Progetto Collezioni A-OR A-OR Mantenimento di di collezioni, banche dati dati ed ed altre altre attività ordinarie di di rilevante interesse pubblico. Coordinatore Dr.ssa Dr.ssa F. F. D Andrea. Finanziamento MIPAAF con con D.M. D.M. n. n /7301/08 del del 23/12/2008. U.O. U.O. CRA-ING (Coordinatore Dr. Dr. D. D. Pochi) Pochi) Aggiornamento delle delle strutture del del Centro Centro Prove Prove Macchine Agricole del del CRA-ING utilizzate in in attività di di certificazione, in in riferimento ai ai criteri criteri di di qualità qualitàiso ISO

33 L attività progettuale del CPMA Progetto INTRAC "Integrazione tra tra gli gli aspetti aspetti ergonomici e di di sicurezza nei nei trattori agricoli". Coordinatore Dr. Dr. C. C. Bisaglia. Finanziamento MIPAAF, D.M. D.M. n. n /7303/11 del del 9/6/2011. U.O. U.O. CRA-ING (Coordinatore Dr. Dr. D. D. Pochi) Pochi) Interventi finalizzati alla alla riduzione della della dispersione di di polveri polveri durante la la semina semina del del mais mais conciato. Progetto AGRIVOL Sistema a trazione elettro funicolare.. Coordinatore Dr. Dr. D. D. Pochi. Pochi. Finanziamento MIPAAF con con D.M. D.M. n. n del del 30/04/2012. U.O. U.O. CRA-ING (Coord. Dr. Dr. R. R. Fanigliulo) Prestazioni dinamico-energetiche e qualità qualitàdel del lavoro lavoro svolto svolto dal dal sistema di di trazione elettro-funicolare. Progetto BIT BIT 3 3 G Bioraffineria di di III III generazione integrata nel nel territorio" (coordinatore Dr. Dr. L. L. Capuzzi, Novamont). Finanziamento MIUR, MIUR, Decreto Direttoriale n. n. 257/Ric del del 30/05/2012 (Cluster Tecnologico Chimica Verde). O.R.4g O.R.4g (Coordinatori Dr. Dr. C. C. Bisaglia, D. D. Pochi). Pochi). Test Test e validazione di di biolubrificanti. 33

34 SVILUPPO PROTOTIPI ENAMA. Selezione tecnica per per la la concessione di di contributi allo allo sviluppo di di linee linee di di meccanizzazione innovative. Anno Anno Progetto di di sviluppo della della macchine innovativa Motovangatrice semovente. Convenzione tra tra CRA-ING ed ed AGROTEC del del 25/07/2008. Responsabile scientifico Dr. Dr. R. R. Fanigliulo. 34

35 SVILUPPO PROTOTIPI ENAMA. Selezione tecnica per per la la concessione di di contributi allo allo sviluppo di di linee linee di di meccanizzazione innovative. Anno Anno Progetto di di sviluppo della della macchine innovativa La La seminatrice da da minima lavorazione.. Convenzione tra tra CRA-ING e MASCHIO GASPARDO del del 15/02/2012. Responsabile scientifico Dr. Dr. R. R. Fanigliulo. 35

36 SVILUPPO PROTOTIPI ENAMA. Selezione tecnica per per la la concessione di di contributi allo allo sviluppo di di linee linee di di meccanizzazione innovative. Anno Anno Progetto di di sviluppo della della macchine innovativa Macchina operatrice per per la la trinciatura a campo campo aperto aperto di di residui residui colturali e la la loro loro redistribuzione uniforme e in in sicurezza per per gli gli operatori.. Convenzione tra tra CRA-ING e NOBILI NOBILI del del 16/03/2012. Responsabile scientifico Dr. Dr. R. R. Fanigliulo. 36

37 Grazie per l attenzione Unità di ricerca per l ingegneria agraria 37