MECCANIZZAZIONE E GESTIONE DEGLI INTERVENTI DI RESTAURO Prof. Danilo Monarca a.a. 2012/13 Meccanizzazione Parte 1 1 MECCANIZZAZIONE FORESTALE E SICUREZZA CANTIERI Prof. Ing. Danilo Monarca Dip. DAFNE 0761 357357 monarca@unitus.it Svolgimento esami: Prova orale Tesina su argomento da definire Dispense Esercitazioni 2 Restauro - Dispensa 1 1
COMPITI DELLA FORESTA La foresta deve assolvere tre compiti: Protezione dell ambiente Produzione di legname Fornitura di servizi sociali 3 LAVORI CHE SI SVOLGONO IN BOSCO 1. Lavori volti alla costituzione e ricostituzione del soprassuolo (rimboschimenti e piantagioni, cure colturali, diserbi, decespugliamenti ) 2. Lavori che comportano l utilizzazione del materiale legnoso 3. Costruzione di strade, piste ed altre infrastrutture 4. Sistemazione di bacini montani 5. Lavori relativi all uso sociale dei boschi (parchi attrezzati) 4 Restauro - Dispensa 1 2
MECCANICA E MECCANIZZAZIONE MECCANICA MECCANIZZAZIONE ASPETTI PROBLEMATICHE ingegneristico n scelta delle macchine qualitativo n utilizzazione delle macchine ambientale OBIETTIVI - ottimizzazione FINALITA - studio delle macchine dell impiego in funzione: in funzione: n dell ambiente della destinazione n della capacità di lavoro della composizione n della tempestività del principio di funzionamento n della manodopera disponibile del modo di operare in campo n dell impegno finanziario delle prestazioni n della convenienza economica 5 MECCANIZZAZIONE I VINCOLI TECNOLOGICI ECONOMICI COLTURALI STRUTTURALI POLITICI -Sicurezza -Durabilità e affidabilità -Semplicità d uso -Prestazioni -Fonti energetiche disponibili -Convenienza -Assistenza > ricambi -Disponibilità e costo manodopera - Richiesta e prezzo legname -Impianti idonei -Legislazioni ± favorevoli -Incentivi finanziari o non -Superfici di impiego elevate -Pendenze -Infrastrutture e disponibilità AMBIENTALI -Protezione del bosco 6 Restauro - Dispensa 1 3
I DATI DELL ULTIMO CENSIMENTO ISTAT In Italia le aziende agricole e zootecniche sono 1.620.884. Le Regioni col maggior numero di aziende sono la Puglia, la Sicilia, la Calabria, la Campania e il Veneto, dove opera il 55 per cento del totale delle aziende nazionali. La superficie agricola utilizzata (SAU) dalle aziende è in media di 7,9 ettari, in aumento rispetto al 2000 (5,5 ettari). La superficie delle aziende non è utilizzata esclusivamente per la produzione agricola, ma può essere in parte dedicata all'arboricoltura da legno oppure occupata da boschi, fabbricati, strade, stalle, ecc. La SAU (Superficie Agricola Utilizzata) in Italia è di 12, 9 milioni di ettari e costituisce il 75,3 per cento della superficie complessiva delle aziende. 7 I DATI DELL ULTIMO CENSIMENTO ISTAT In Italia la quasi totalità delle aziende agricole (95,4 per cento) è a conduzione diretta, cioè il conduttore oltre ad occuparsi degli aspetti gestionali lavora lui stesso nell'azienda. Il capoazienda è nel 69,3 per cento dei casi un uomo. Egli ha spesso (72,4 per cento dei casi) più di 50 anni e un livello di istruzione pari o inferiore alla terza media (71,5 per cento dei casi). Le aziende che utilizzano esclusivamente manodopera salariata sono una piccola minoranza (4,1 per cento) e sono più diffuse nelle Regioni in cui le aziende stesse sono più numerose: Veneto, Sicilia e Puglia 8 Restauro - Dispensa 1 4
I DATI DELL ULTIMO CENSIMENTO ISTAT Il 71,8 per cento delle aziende agricole, diffuse soprattutto nelle regioni centrali e meridionali del Paese, ha terreni esclusivamente di proprietà. Queste sono anche più spesso le aziende con una superficie agricola (SAU) mediamente più piccola. Valle d'aosta, Piemonte e Lombardia sono le sole Regioni dove la percentuale di aziende con terreni tutti di proprietà è inferiore al 50 per cento. In Italia le aziende informatizzate sono ancora poche, appena il 3,8 per cento del totale, pari a 60.945 unità. Il 76 per cento di esse si colloca nell area centro-settentrionale del Paese.In termini relativi le Regioni leader sono lalombardia, le Province autonome di Trento e Bolzano e l Emilia-Romagna. 9 La superficie agraria è utilizzata prevalentemente (54 per cento) per la coltivazione di seminativi (cereali, leguminose, patate, ortive, ecc.); la coltivazione delle legnose (olivo, vite, frutti e agrumi) ne impegna il 19 per cento, i prati permanenti e pascoli il 27 per cento. Le Regioni con la maggior quota di superficie agricola utilizzata dedicata ai seminativi sono l'emilia- Romagna, la Lombardia e la Sicilia, quelle con la maggior quota dedicata alle coltivazioni legnose sono la Puglia, la Sicilia e la Calabria. La Regione più importante per superficie dedicata a prati permanenti e pascoli è la Sardegna. 10 Restauro - Dispensa 1 5
La superficie boschiva INFC l patrimonio forestale italiano è aumentato di circa 1,7 milioni di ettari negli ultimi 20 anni raggiungendo oltre 10 milioni e 400 mila ettari di superficie, con 12 miliardi di alberi che ricoprono un terzo dell'intero territorio nazionale. La superficie forestale nazionale è pari a 10.467.533 ha, corrispondente al 34.7% della superficie territoriale. Il Bosco rappresenta l 83.7% della superficie forestale complessiva, le Altre terre boscate il 16.3%. I distretti territoriali con la maggiore percentuale di superficie forestale sono Alto Adige, Trentino, Friuli Venezia Giulia, Liguria, Toscana, Umbria, Abruzzo, Calabria e Sardegna. Il Bosco, con una estensione stimata pari a 8.759.200 ha, copre il 29.1% dell intero territorio nazionale. 11 La superficie boschiva I distretti più densamente boscati sono la Liguria e il Trentino, con un grado di copertura percentuale rispettivamente di 62.6 e 60.5%, mentre le Regioni meno ricche di boschi risultano essere la Puglia (7.5%) e la Sicilia (10.0%). Le Altre terre boscate, la cui estensione risulta di 1.708.333 ha (16.3% della superficie dell intero Paese), sono costituite per il 58.0% dagli Arbusteti, cui concorre considerevolmente la categoria forestale della Macchia e degli arbusteti mediterranei. Le categorie forestali più diffuse a livello nazionale sono i Querceti di rovere, roverella e farnia, le Faggete e i Boschi di cerro, farnetto, fragno e vallonea, che superano ciascuna il milione di ettari. 12 Restauro - Dispensa 1 6
FATTORI CONDIZIONANTI LA MECCANIZZAZIONE 1. INDIRIZZI PRODUTTIVI - Superficie Agricola (S.A.U.) italiana = 12.900.000 ha - Superficie Forestale = 10.500.000 ha 2. FORMA DI CONDUZIONE AZIENDALE - 34% aziende capitalistiche - 66% coltivatori diretti 3. AMPIEZZA DELLE AZIENDE 4. FRAMMENTAZIONE - 37% delle aziende superficie unitaria - 63% composta da più corpi 5. CONDIZIONI OROGRAFICHE - 26,5% az. in pianura - 48,0% az. in collina - 25,5% az. in montagna 13 ELEMENTI DA CONSIDERARE 1. AMPIEZZA DELL AZIENDA 2. DIMENSIONE DEGLI APPEZZAMENTI 3. FRAMMENTAZIONE 4. VIABILITA AZIENDALE 5. INDIRIZZI PRODUTTIVI 14 Restauro - Dispensa 1 7
COSTI DI ESERCIZIO OBIETTIVI: - Identificare strumenti di calcolo - sistemi di analisi FINALITA : -Scegliere un parco macchine e il cantiere di lavoro che consentono la: MINIMIZZAZIONE DEI COSTI in quanto: ogni macchina ha una sua produttività ogni macchina ha un costo d impiego Per ottenere le finalità bisogna studiare l ORGANIZZAZIONE DEL LAVORO : ottimizzare l impiego della MANODOPERA e delle MACCHINE migliorare la PRODUTTIVITÀ e l efficienza del LAVORO 15 PERIODI DI ESECUZIONE DEI LAVORI Lavori indifferibili, vincolati a date precise In base al periodo si distinguono: Lavori differibili, non vincolati a date precise Parametri di VALUTAZIONE Pu = n o (h) periodo utile Nh U N utilizzazione ottimale n= giorni esecuzione lavori (d) o=orario giornaliero (h/d) Nh= durata fisica (h) N= durata economica (anni) D>Pu>U u = U / D (%) coeff. impiego macchina U= utilizzaz. n ore lavorate D= disponibilità di ore della macch. all anno 16 Restauro - Dispensa 1 8
Si distinguono, pertanto, una SUPERFICIE LAVORABILE: S = Cr x U (ha/anno) SUPERFICIE DOMINABILE: S = Cr x Pu (ha/anno) ed una Cura di ogni operatore è di far sì che la superficie dominabile S sia la massima possibile, in ragione delle prestazioni della macchina e dei giorni che può lavorare. UTILIZZAZIONE TRATTRICE U = 1000xCa CsxPr Ca = consumo annuo di combustibile (kg/a) Cs = consumo specifico (g/kwh) Pr = potenza assorbita all albero motore (kw) Pr = α x Pα dove Pα = potenza nominale (kw) α = 0,35 0,65 (0,5) α = 0,50 0,70 (0,6) α = 0,25 0,35 (0,3) α = 0,30 0,50 (0,4) α = 0,40 0,60 (0,5) α = 0,25 0,55 (0,5) α = 0,25 0,35 (0,3) lavorazioni terr. motofalciatura falciat. e rangh. semina mietitrebbiatura imballatura trasporti* *In tal caso si tiene conto solo delle ore in cui il motore è stato in moto. 17 RISULTATI DELLE RICERCHE Utilizzazione media annua di una trattrice = 35 60 h/ha Su 100 ore di lavoro: 6 10% Aratura 10 14% Lavor. colturali terreno 20 24% Concimaz., semina, trattam. 30 35% Raccolta 22 24% Trasporti Sul tempo totale di impiego: 30 40% richiede lo sviluppo di elevate potenze 60 70% richiede basse potenze. La spesa media di energia è di circa 500 1.000 kwh/ha 18 Dirompimento del terreno: elevate potenze; elevato peso aderente. Preparazione del terreno: medie e basse potenze; discreto peso aderente. Concimazione, diserbo, semina: 1/2 medie potenze, 1/2 basse potenze; modesto peso aderente. Raccolta e carico: alte potenze. Fienagione: basse potenze e peso aderente. Trasporti: basse potenze; sufficiente peso aderente. Si definisce rendimento medio operativo o coeff. di utilizzazione della potenza nominale il rapporto: Potenza utilizzata dal trattore r 0 Potenza nominale Restauro - Dispensa 1 9
CAPACITA DI LAVORO DELLE MACCHINE ha h t t ha h 19 CAPACITA REALE DI LAVORO Si definisce Capacità reale di lavoro Cr la quantità di lavoro, espressa in ha/h, che la macchina realmente effettua in campo: Cr = Ve x Le x Ru x 0,1 [ha/h] con Ve (velocità di avanzamento) in km/h ed Le (larghezza di lavoro) in m; Ru rappresenta il rendimento di utilizzazione (adimensionale). La = Cr VexRux 0,1 Siano: Ao = Superficie da lavorare (ha); Pu = Periodo utile di lavoro (h). Per poter lavorare la superficie Ao nel periodo utile Pu, la macchina dovrà avere una capacità di lavoro pari almeno a: Cr = ed una larghezza di lavoro: La = Ao Pu Cr V x Rux 0,1 Si definisce La la larghezza agronomica, vale a dire la larghezza operativa della macchina che soddisfa la condizione agronomica di compiere il lavoro entro il periodo utile. 20 Restauro - Dispensa 1 10
ANALISI DEI TEMPI DI LAVORO (PROPOSTA C.I.O.S.T.A.) T U =T O +T R +T PL +T M = Tempo di utilizzazione o esecuzione dove: T O = tempo operativo; T R = tempi di ristoro o riposo ordinario T PL = tempi di preparazione sul luogo T M = tempi morti = T ME +T MI T ME = tempi morti evitabili = T MT = t.m. per ritardi T MD = t.m. per ozio T MIt = t.m. per trasferimenti T MI = tempi morti inevitabili = T MF = t.m. per rotture T ML = t.m. per ingolfamenti, slittamenti T MA = t.m. per cause personali T O = tempo operativo = T E = tempo effettivo di lavoro netto o utile T A = tempi accessori di lavoro T A = T AV +T AS +T AC = t. per svolte e manovre + t. per rifornimenti + t. per manutenzione ordinaria e regolazioni sul campo 21 Si definiscono: Definendo ora: - R O = T E /T O = coeff. operativo; - R C = T O /T U = coeff. di efficienza del cantiere. R O x R C = T E /T O x T O /T U = T E /T U = R U = coeff. di utilizzazione della macchina. - T PH = t. di manutenzione preliminare (in officina); - T I = t. per trasferimenti (al di fuori del tempo di lavoro); si ottiene il tempo di lavoro totale (T T ): T T = T U + T PH + T I R G = T U /T T = coefficiente di efficienza giornaliera. 22 Restauro - Dispensa 1 11
L ECONOMIA DELLE MACCHINE La scelta deve essere rivolta alla determinazione di: 1) quantità di capitale da investire; 2) composizione ottimale del parco macchine e delle dimensioni delle singole macchine. La categoria delle decisioni può essere: a) decisioni sulla base di analisi parziali; b) decisioni sulla base di analisi globali (bilanci aziendali). Alternative da confrontare: modalità di esecuzione seguita in precedenza; noleggio della macchina (ove possibile); acquisto della macchina (tipo, dimensione, numero). Le macchine sono investimenti caratterizzati dal fatto di fornire un flusso di servizi ragionevolmente ipotizzato annualmente costante; sono fattori a logorio parziale. 23 PROCESSO DI DEPREZZAMENTO Progressiva perdita del valore economico Principali cause: Uso: provoca logorio fisico, diminuisce l efficienza (manutenzione). Agenti fisici naturali: azione di degrado (ricovero). Eventi avversi accidentali: incendi, incidenti, ecc. (manutenzioni straordinarie, assicurazioni). Obsolescenza: deprezzamento dovuto al superamento tecnologico (durata economica) L ammortamento consiste in un procedimento di ripartizione del deprezzamento complessivo subìto dal fattore nei diversi anni della sua durata. 24 Restauro - Dispensa 1 12
25 COSTO DI ESERCIZIO DELLE MACCHINE Il costo di esercizio di una macchina è composto dalla somma di due aliquote: Costi fondamentali (Cfa) o fissi; Costi di utilizzazione (Cuh) o variabili. COSTI FONDAMENTALI O FISSI (si esprimono in euro/anno) (Cfa) Sono composti da: a) Quota annua di ammortamento Qa Chiamato V 0 il valore iniziale a nuovo della macchina e V r il valore residuo, dopo un periodo di N anni di impiego, la quota che ogni anno è necessario accantonare per reintegrare il capitale iniziale macchina può essere calcolata con la relazione semplificata: Qa V Vr 0 N (se si trascura il valore residuo la formula diventa Qa = V 0 /N) Il criterio seguente si applica in presenza di un fondo di ammortamento: r Qa ( V V ) 0 r ( n 1 r ) 1 26 Restauro - Dispensa 1 13
b) Quota annua per interessi Qi Questa quota viene solitamente calcolata supponendo un deprezzamento lineare della macchina durante tutto il periodo di impiego. Fissato quindi un saggio di interesse medio annuo i, si ottiene: (se V r = 0, l espressione diventa: Qi = 0,5 x V 0 x i ) V V r Qi i 0 2 c) Quota annua per le spese varie Qv Questa voce di spesa normalmente si calcola come una percentuale (k) del prezzo a nuovo della macchina; la percentuale può variare dallo 0,5% al 2,5% Qv k V 0 Riassumendo si ha: Cfa = Qa + Qi + Qv 27 COSTI DI UTILIZZAZIONE O VARIABILI (si esprimono in euro/ora) (cuh) Sono composti da: a) Spese per riparazioni e manutenzioni q rs e q m r V qrs 0 Nh r = coeff. di riparazione V 0 = prezzo di acquisto Nh = durata fisica q m M = coeff. di manutenzione (=1/8-1/10) M = mercede oraria manodopera b) Spese per consumi di energia, combustibili, lubrificanti, pneumatici q c Energia elettrica: q c = (n kwh x Costo kwh)/h = n kw x Costo kwh Per un calcolo preventivo del consumo medio di combustibile dei motori, si considera, orientativamente, un utilizzo medio di circa i 2/3 della potenza massima, con un consumo specifico medio pari a circa: c s = 200-220 g/kwh per i motori Diesel; 280-300 g/kwh per i motori a Benzina. Per il consumo dei lubrificanti si considera un consumo c l di circa 2-4 g/kwh della potenza massima. 2 q' c P maxc sc q' ' carb cpmax clc lubr q' '' c cpneum/ durata 3 28 Restauro - Dispensa 1 14
c) Spese per la manodopera q o Per queste spese vanno specificate le attribuzioni e le qualifiche degli operai impiegati al servizio della macchina. Riassumendo si ha: c uh = q r + q c + q o e le spese di utilizzazione annue Cua sono date pertanto da: C ua = cuh x U ( /a) con U = numero di ore di utilizzazione annue. Il costo totale di impiego annuo sarà, pertanto: Ca = Cfa + Cua = Cfa + cuh x U ( /a) 29 restauro- 1 COSTO UNITARIO MEDIO per ora di utilizzo: Cfa ch cuh U [ /h] COSTO TOTALE DI IMPIEGO ANNUO: Ca = Cfa + Cua = Cfa + cuh x U [ /a] 30 Restauro - Dispensa 1 15
STUDIO DELLA CONVENIENZA ECONOMICA DELLA MECCANIZZAZIONE Convenienza in confronto al costo del noleggio Confronto tra cantiere 1 caratterizzato da macchine semplici che impegnano molta manodopera e cantiere 2 che effettua la stessa operazione impiegando però macchine composte (più costose) e meno manodopera 31 CALCOLO DELLA SUPERFICIE DI INDIFFERENZA Costi per unità di superficie: Costi per unità di prodotto: Con R p in kg/ha o t/ha o m 3 /ha 32 Restauro - Dispensa 1 16
DETERMINAZIONE GRAFICA DELLA SUPERFICIE DI INDIFFERENZA /ha T= tariffa del contoterzista S= superficie di lavorazione /ha= costo per la lavorazione So= superficie d indifferenza T So S (ha) 33 Vo = 3.000 l Vo = 4.500 34 Restauro - Dispensa 1 17
MODELLO BASE trincia legna fino a 25 cm Ø velocità di avanzamento 0-5 km/h attacco a 3 punti ISO di II cat. centrale fisso moltiplicatore 1000 giri/min con ruota libera e albero passante presa di forza 1 3/8 Z=6 trasmissione singola 5 cinghie cofano regolabile idraulicamente slitte regolabili in altezza 0-10 cm protezione ant.: catene e placche protezione post.: catene rotore standard: utensili forestali liberi Restauro - Dispensa 1 18
Dal costo al prezzo P = M + N + T + MO + S + SG + U Dove M = prezzo dei materiali N = prezzo dei noli T = prezzo dei trasporti MO = prezzo della manodopera S = spese relative alla sicurezza SG= spese generali (13-15%) U = utile appaltatore (10%) Restauro - Dispensa 1 19