DiSAAA-a Università di Pisa L EVOLUZIONE DELLA TRATTRICE AGRICOLA

DiSAAA-a Università di Pisa L EVOLUZIONE DELLA TRATTRICE AGRICOLA

ATTIVITA AGRICOLE DA SEMPRE CONDIZIONATE DALL UTILIZZO DI: ATTREZZATURE UTENSILI MACCHINE DiSAAA-a Università di Pisa L uomo tenta di riprodurre da sempre (con sistemi più o meno semplici ) il lavoro svolto manualmente per ovviare alla fatica, ridurre i tempi di intervento, aumentare la superficie coltivata, contenere i costi delle operazioni agricole

DiSAAA-a Università di Pisa Inizialmente il ruolo preminente delle applicazioni agricole è quello di ridurre l enorme fatica degli addetti ed in minor misura di diminuire i tempi di lavoro (rispetto all effettuazione di lavorazioni manuali). A partire dal 1800 si ha un primo sviluppo della meccanica agraria in seguito ad invenzioni fondamentali tra cui è possibile citare: i motori endotermici (ciclo otto, 1876 e diesel, 1892) realizzati a fine secolo.

DiSAAA-a Università di Pisa Motore Barsanti-Matteucci (1852)

DiSAAA-a Università di Pisa A partire dagli anni 20-30 inizia una lenta diffusione delle trattrici dotate di motore endotermico dopo gli insuccessi legati all impiego delle LOCOMOBILI dotate di motore esotermico. Sono pochi esemplari lenti e pesanti che vengono utilizzati per trazione (arature) e per applicazioni aziendali a punto fisso (trebbiatura cereali, imballatura paglia, etc.).

DiSAAA-a Università di Pisa Locomobile a Vapore Best

DiSAAA-a Università di Pisa McCormick Titan prodotto in serie dal 1915 al 1922 (da Bedosti, 2001) JD Waterloo Boy (da Bedosti, 2001) Trattore Pavesi P4 (1917) con telaio articolato e 4RM (da Biondi, 1999)

DiSAAA-a Università di Pisa Trattore Fordson Mc Cormick Farmall (dotato di PTO) Sollevatore idraulico e attacco a tre punti

DiSAAA-a Università di Pisa Negli anni 50 le operazioni meccanizzate erano scarse o nulle e molti lavori erano svolti manualmente (anche senza animali). La macchina diventò successivamente alla fine del decennio uno strumento indispensabile per gli imprenditori agricoli per ridurre i tempi di lavoro e far fronte all esodo rurale e per diminuire la fatica degli addetti. Non si parlava certo di comfort e di sicurezza, ne tantomeno di tutela dell ambiente. Spesso non si capiva e non si riteneva importante come e perché la macchina funzionasse; l essenziale era che svolgesse al meglio le proprie funzioni.

DiSAAA-a Università di Pisa Landini testacalda prodotti in Italia dal 1920 al 1950

DiSAAA-a Università di Pisa A partire dagli anni 60 si assiste ad un progressivo aumento della potenza delle motrici cui fa seguito l adozione di sistemi ad alto input: - lavorazioni profonde (aratura) - elevato numero di passaggi per ridurre la zollosità e preparare il letto di semina - impiego massiccio della chimica di sintesi (concimi+p.f.) utilizzando macchine molto inefficienti

DiSAAA-a Università di Pisa Nel 1973 abbiamo una prima inversione di tendenza in seguito alla prima crisi petrolifera ( austerity ): - necessità di risparmio energetico -> lavorazioni alternative all aratura profonda - ancora nessuna attenzione al comfort ed alla sicurezza - ancora nessun attenzione alla tutela dell ambiente La meccanizzazione è ancora vista in chiave produttivistica

DiSAAA-a Università di Pisa MF 35 equipaggiato con motore diesel perkins tre cilindri Trattori DT 4RM Landini e Same

DiSAAA-a Università di Pisa A partire dagli anni 80 c è un deciso cambiamento, si comincia a parlare di eco-compatibilità e di sostenibilità: - tutela dell ambiente e della salute dei consumatori, - ergonomia, sicurezza e comfort degli addetti, - conservazione della fertilità del terreno, - ricerca di soluzioni a basso costo, - introduzione di tecnologie sofisticate basate su elettronica (sensori, hardware e software, GPS).

DiSAAA-a Università di Pisa Cabina ergonomica

DiSAAA-a Università di Pisa Trattore New Holland dotato di trasmissione full power shift Crescente attenzione alla cabina di guida ed al benessere dell operatore Precision farming Trattore Fendt Vario

DiSAAA-a Università di Pisa 1889 primi trattori con motori endotermici; 1900-1909 diffusione dei primi trattori sia con ruote metalliche che con i cingoli; 1910-1919 forte impulso alla meccanizzazione agricola dovuto alla prima guerra mondiale: Telaio rigido a trave unica Telaio articolato Introduzione della presa di potenza

DiSAAA-a Università di Pisa 1920-29 Introdotti trattori a tre ruote (tricicli) Motori a testa calda (in Europa) Primi tentativi di introduzione del motore diesel Diffusione della presa di potenza 1930-39 Primi motori diesel di serie su trattori cingolati ed a ruote Pneumatici agricoli Attacco a tre punti e sollevatore idraulico a controllo dello sforzo

DiSAAA-a Università di Pisa 1940-49 Presa di potenza indipendente; Convertitore idraulico di coppia su cingolati; Controlli idraulici per l azionamento degli attrezzi; Prime produzioni di trattori DT (doppia trazione inseribile) 1950-59 Comparsa dei motori turbo e incremento della potenza; Diesel raffreddati ad aria; Diffusione trattori DT in Europa; Servosterzo; Cambio semiautomatico; Convertitore idraulico di coppia escludibile; Primi pneumatici radiali. Norme OCSE di omologazione dei trattori

DiSAAA-a Università di Pisa 1960-69 Sterzo idraulico (idroguida); Omologazione dei trattori secondo codice della strada; Prime esperienze di cingoli pneumatici; Sistemi idraulici a centro chiuso; Norme OCSE di omologazione delle strutture di protezione Sistema elettrico basato su alternatore 1970-79 Ricerca su risparmio di combustibile e combustibili alternativi; Preminenza motori diesel con intercooler; Obblighi di strutture di strutture di protezione per il guidatore; Diffusione delle cabine; Diffusione commerciale trattori 4RM (Same-Landini-Fiat) Valutazione della rumorosità.

DiSAAA-a Università di Pisa 1980-89 Diffusione di sistemi elettronici di controllo; Diffusione di trattori reversibili con PTO ed attacco a tre punti anteriore; Comparsa di cabine moderne (condizionate, insonorizzate e dotate di dispositivi anti-vibrazione); Sistemi idraulici a centro chiuso e a sensibilità di carico; Ergonomia del posto di guida e dei comandi; Trattori a ruote con velocità di 40 km/h; Trattori cingolati con unica leva di sterzo idraulico o con cingoli in gomma e sospensioni pneumatiche (velocità max 30 km/h).

DiSAAA-a Università di Pisa 1990-2013 Trattori e ruote con telaio tradizionale a longheroni longitudinali; Trattori a ruote con sospensioni sulle quattro ruote o solo sull assale anteriore; Ottimizzazione del funzionamento del sollevatore idraulico mediante applicazioni elettroniche; Trattori con assale anteriore sterzante, per ridurre l angolo di sterzata; Diffusione cambi di velocità sotto carico (PowerShift, Full PowerShift), trasmissione DirectDrive (doppia frizione); Trasmissione a variazione continua (CVT) e idrostatica; Dispositivi elettronici e agricoltura di precisione; Trattori autonomi e robot.

DiSAAA-a Università di Pisa Evoluzione consistenza delle motrici agricole in ITALIA: anni 40-50 30.000 trattori 1 trattore x 700 ha e per 250 addetti anni 60 60.000 trattori 1 trattore x 70 ha e per 25 addetti anni 70 600.000 trattori 1990 1.200.000 trattori 2000 2.000.000 trattori 1 trattore x 7 ha e per 1 addetto La SAU intanto si è dimezzata (da 24 a circa 12 milioni di ha). Gli addetti diminuiscono di più di 5 volte

DiSAAA-a Università di Pisa DISPONIBILITA SUL MERCATO DI TRATTORI A DIVERSO CONTENUTO TECNOLOGICO: PRODUZIONE ON DEMAND IN BASE ALLE RICHIESTE DEGLI UTILIZZATORI; COESISTENZA TRA PASSATO E PRESENTE.

DiSAAA-a Università di Pisa EVOLUZIONE DELLA TRATTRICE AGRICOLA: tipologia motore ed emissioni trasmissione organi di collegamento alle operatrici ed erogazione della potenza sicurezza ed ergonomia organi propulsione e sostegno manovrabilita impiego di sensori, elettronica, gestione in agricoltura di precisione

Tipologie di trattore

Trattori a due ruote motrici (2RM)

Trattori a quattro ruote motrici (4RM)

Trattori a quattro ruote motrici (4RM)

Trattori a cingoli

Trattori specializzati

Trattori specializzati isodiametrici

Trattori semicingolati

- Il cingolo gommato, montato su una ruota anteriore guidacingolo di tipo pneumatico, offre interessanti prestazioni rispetto alle soluzioni convenzionali.

TRATTORINO SNODATO

Trattori per gestione del verde (compact tractor unità motrici polivalenti, da Piccarolo, 2000)

Lawn tractors e Trattori compatti

Riders

Altri mezzi (es transporter)

Standard europei per l emissione di NOx e PM dei motori Diesel (Normativa Tier 4) da Bellentani et al. 2011

Trasmissione a variazione continua (CVT) - Fendt Trasmissione TRASMISSIONE: meccanica power shift elementare (HI-LO) power shift a gamme power shift totale trasmissione a variazione continua (CVT) Trasmissione PowerShift

Trasmissione della potenza Funzioni trattore moderno Le funzioni che può svolgere un trattore

Trasmissione della potenza Schema trattore moderno

Organi di collegamento - Attacco a 3 punti rapido

COLLEGAMENTO ALLE OPERATRICI ED EROGAZIONE DELLA POTENZA

Sicurezza ed ergonomia - ROPS

Sicurezza ed ergonomia - ROPS

Sicurezza ed ergonomia

Sicurezza ed ergonomia Sedile con regolazioni (a) ed assetto confortevole (b) Disposizione ottimale dei comandi e delle segnalazioni visive Sistemi di regolazione in altezza del sedile

Sicurezza ed ergonomia

Organi di propulsione e sostegno Cingoli semicingoli Trattore equipaggiato con semicingoli Il cingolo gommato, montato su una ruota anteriore guidacingolo di tipo pneumatico, offre interessanti prestazioni rispetto alle soluzioni convenzionali.

ORGANI DI PROPULSIONE E SOSTEGNO PNEUMATICI A SEZIONE LARGA Posteriore Anteriore

IMPIEGO RUOTE GEMELLATE E DI RULLI GOMMATI ANTERIORI Gemellatura larga Gemellatura stretta

Organi di propulsione e sostegno

Organi di propulsione e sostegno - traffico controllato

Manovrabilità Guida reversibile

Manovrabilità Super Steer

consumo combustibile (kg/ha) capacità operativa 0,8 0,75 0,7 0,65 0,6 0,55 capacità operativa TN75D TN75S Super Steer 0,5 50 100 150 200 250 300 media operazioni lunghezza appezzamento trinciatura consumo di combustibile falciatura 13,5 12,5 11,5 10,5 9,5 Ricerche condotte presso l Università di Pisa nel 1999 (trattrici New Holland serie TN) TN75D TN75S 8,5 50 100 150 200 250 300 lunghezza appezzamento Incremento della CL +4-20% semina sarchiatura erpicatura aratura Riduzioni consumi 3-15% TEMPI DI VOLTATA 0 5 10 15 20 25 30 tempo di voltata (s) 72/94 TN75S TN75D

Sensori ed elettronica - Sensori di rilevamento dello slittamento

Sensori ed elettronica Un calcolatore è in grado di controllare con grande precisione la posizione dell attrezzo regolandola in funzione dello sforzo di trazione o dello slittamento delle ruote

Sensori ed elettronica - Agricoltura di precisione

Sensori ed elettronica - Trattori autonomi

Resourceful and Heterogeneous robot fleets for Effective weed management Actions Precision Agriculture based on Collaborative Robotics for Sustainable, effective Weed Management GPS 2. Actuation System High level decision making Low level actuation 1. Mission Planner 3. Perception System Vision system Laser scanner DGPS antena Aerial 5. Communication System 6. GUI 4. Mobile Unit Base Station NMP FP7-2009 RHEA (Rhea: Demeter s Mother, the Greek Goddess of agriculture)

Rasaerba autonomi