Riassunto analitico
Un trattore è un mezzo agricolo che viene impiegato per una moltitudine di operazioni differenti, su superfici diverse e con carichi molto variabili. È quindi necessario che l’operatore configuri il mezzo in maniera adeguata all’attività da svolgere; operazione che richiede una buona esperienza pregressa.
Eventuali errori nella configurazione danno inevitabilmente luogo a una perdita di efficienza, che con le grandi potenze in gioco nell’agricoltura moderna, possono portare a sensibili aumenti di costi e di emissioni inquinanti.
Tutto ciò è in netto contrasto con i target moderni, che invece richiedono un’attenta ottimizzazione di ogni processo produttivo in modo da poter minimizzare l’impatto ambientale e allo stesso tempo massimizzare i profitti.
In letteratura sono disponibili numerosi studi di criteri per massimizzare l’efficienza di trazione del trattore, basati però su parametri ingegneristici misurabili solo con strumentazioni complesse. Per questo motivo risultano difficilmente attuabili sul campo.
L’obiettivo di questa tesi consiste nell’analizzare i dati sperimentali riguardanti la trazione del trattore e identificare grazie ad essi un modello per prevedere se il veicolo è configurato correttamente per la lavorazione da svolgere.
È stato quindi sviluppato un flusso di lavoro che permette di prevedere se la configurazione è adatta a svolgere efficientemente la lavorazione, partendo da alcuni parametri di lavoro semplicemente misurabili (come la velocità di avanzamento, larghezza e profondità di lavoro, carico statico sugli assali…).
Il primo passaggio riguarda la stima della forza al gancio necessaria a compiere la lavorazione. A questo scopo è stata sviluppata una formula simile a quella impiegata nella normativa di riferimento.
Il secondo passo consiste invece nel comprendere come questa forza resistente influenzi il trattore e alcuni suoi parametri fondamentali, come il coefficiente di tiro. A questo scopo sono stati sviluppati due diversi modelli di trasferimento di carico.
I modelli sono stati successivamente validati utilizzando dati reali provenienti da prove sul campo. I dati sono relativi a due macchine operatrici differenti (un aratro e un ripuntatore) e sono state raccolte da due campi differenti. Il trattore di prova era equipaggiato da opportuni sensori in grado di misurare le forze scambiate tra le ruote e il suolo, celle di carico sul sollevatore a tre punti e un ricevitore GPS.
Come ultima cosa sono stati analizzati i principali rendimenti di interesse nel campo della trazione al fine di individuare un valore di coefficiente di trazione (o un suo intervallo) in grado di massimizzare il rendimento. In questa fase è stato individuato quindi un ampio intervallo di funzionamento ottimale, che può essere utilizzato come criterio per la configurazione.
Gli argomenti trattati in questa tesi si sono dimostrati utili in quanto potrebbero permettere di prevedere qualora il trattore stia operando in condizione di efficienza, e in caso contrario come agire sulla zavorra per adeguarlo. La strategia trattata potrebbe essere quindi implementa in un traction advisor.
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