Valutazione delle prestazioni operative

• Classificazione della macchina ed accertamenti preliminari

La macchina da esaminare deve essere classificata ed identificata in base agli organi lavoranti di cui è dotata ed alle funzioni che svolge a carico del terreno.

La profondità di lavoro, lo spessore dello strato lavorato ed il sovralzo relativi alle macchine che operano su terreno sodo devono essere determinati con appositi strumenti quali il profilometro a lettura automatica della distanza mediante dispositivo laser o ultrasuoni. Oltre a rilevare il profilo superficiale del terreno, questo strumento, opportunamente posizionato, consente anche di avere, in un’unica strisciata, le differenze di livello fra la superficie non lavorata, il fondo di lavorazione e la superficie dopo la lavorazione. Per profondità di lavoro deve intendersi la distanza del fondo della lavorazione dalla superficie del terreno non lavorato. Lo spessore dello strato di terreno lavorato sarà dato invece dalla distanza dal fondo della lavorazione alla sommità della superficie lavorata. Il sovralzo sarà dato dalla differenza tra spessore dello strato lavorato e profondità di lavoro.

• Capacità di lavoro teorica

La capacità di lavoro teorica delle macchine sarà determinata su base di lunghezza nota, misurata mediante rotella metrica in acciaio (All. 1) in parcelle poste all’interno del banco prova e sarà calcolata dal prodotto tra larghezza effettiva e velocità di lavoro, utilizzando la nota formula:

C

= b

v

/ 10 [ha

h

]

Clt = capacità di lavoro teorica [ha/h]

be = larghezza effettiva di lavoro [m]

I tempi sulla base potranno essere determinati manualmente tramite cronometri elettronici o tramite sistemi automatici di rilevamento (fotocellule, segnali radio, etc.).

• Consumi di combustibile

La quantità di combustibile consumata dalla trattrice durante lo svolgimento della prova di lavorazione del terreno all’interno dell’appezzamento sopra specificato (e quindi nel periodo corrispondente al tempo in moto) dovrà essere determinata in riferimento all’unità di tempo (ora). A questo proposito, occorre distinguere fra il consumo orario rilevabile effettivamente durante il lavoro, che definiremo

consumo orario effettivo (Che) e il consumo orario risultante, oltre che dal lavoro, anche dall’effetto delle voltate, che indicheremo come consumo orario operativo (Cho).

o Consumo orario effettivo

Il metodo prevede l’utilizzo di uno specifico misuratore di consumo da inserire nel circuito di alimentazione del trattore e in grado di misurare il volume (normalmente in cm3) di combustibile consumato nell’intervallo di tempo necessario a percorrere, lavorando, la base misurata di prova. Dal valore ottenuto, riferito all’unità di tempo (s) si ricaverà il consumo orario in l/h. Moltiplicando questo valore per la massa volumica (kg/l) del gasolio si otterrà il consumo orario in kg/h

In sostanza avremo:

C

= 3,6

.

c

/ T

[l

h

]

dove:

Chev = consumo orario di combustibile in volume [l . h-1]

ceb = consumo effettivo sulla base misurata [cm3]

Tb = tempo necessario a percorrere, in lavoro, la base misurata (s).

Il consumo orario di combustibile espresso in termini di massa deve altresì essere calcolato moltiplicando (Chev) per la massa volumica del gasolio (γg):

C

= C

. γ

[kg

h

]

dove:

Chem = consumo orario di combustibile in unità di massa [kg

. h-1] Chev = consumo orario di combustibile in volume [l . h-1]

γg = massa volumica del combustibile [kg . l-1].

o Consumo orario operativo (Cho)

Questa misura, come la capacità operativa, è influenzata dalla forma della parcella di prova che determina il numero di voltate necessarie. Pertanto, anche qui vale quanto detto sull’utilizzo di parcelle

di prova aventi forma e dimensioni costanti. In questo caso, il calcolo del consumo orario operativo risulterà dal rapporto fra il volume di gasolio globalmente consumato per lavorare l’intera parcella (comprese le voltate) e il tempo impiegato nell’operazione.

Il consumo orario operativo in volume, Chov, sarà:

C

= 3,6

.

c

/ T

[l

h

]

dove:

cop = consumo totale sulla base misurata [cm3]

Tp = tempo necessario alla lavorazione della parcella di prova (s).

Anche in questo caso il consumo in termini di massa si ottiene dalla relazione:

C

= C

.γ

[kg

h

]

dove:

Chom = consumo orario operativo in unità di massa [kg

. h-1] Chov = consumo orario operativo in volume [l

. h-1] γg = massa volumica del combustibile [kg

. l-1].

Il consumo di combustibile per unità di superficie (Cha) potrà essere calcolato come prodotto tra Chom e

To:

C

= C

. T

[kg

ha

]

dove:

Cha = consumo per ettaro di combustibile in unità di massa [kg . ha-1]

Chom = consumo orario operativo in unità di massa [kg . h-1]

To = tempo operativo di lavoro [h

. ha-1]

• Forza di trazione

Deve essere determinata per tutte le macchine operatrici caratterizzate da azioni “statiche” a carico del terreno. Per la determinazione dovrà essere utilizzata una strumentazione “standard” costituita da una cella di carico di appropriato campo di misura. Questa emette segnali in tensione che raggiungono un data logger o un computer portatile e che vengono acquisiti in tempo reale tramite software dedicati. Il valore medio della forza di trazione esercitata dalla trattrice e necessaria al corretto funzionamento della macchina operatrice a velocità costante dovrà essere riportata nella documentazione. Nel caso di macchine trainate la cella di carico può essere interposta direttamente fra trattore e operatrice tramite una barra di traino realizzata in modo da supportare la cella stessa. Massima attenzione dovrà essere rivolta a che l’insieme cella-barra di traino assuma posizione orizzontale lungo l’asse longitudinale del sistema trattore-operatrice. Nel caso delle macchine portate, l’utilizzo dell’attacco a tre punti non consente di interporre direttamente la cella di carico. Per la misura dello sforzo di trazione è

necessario utilizzare un ulteriore idoneo mezzo di trazione (un altro trattore, un camion, ecc) da anteporre al trattore su cui è montata l’operatrice in prova; analogamente a quanto descritto a proposito delle macchine trainate, i due mezzi sono collegati mediante una barra di trazione sensibilizzata.

Lo sforzo di trazione netto, Ftrz , esercitato dal trattore per azionare l’operatrice potrà ora essere

calcolato dalla differenza:

F

= F

– F

[daN]

Lo sforzo di trazione così ottenuto può essere positivo o negativo: in quest’ultimo caso esso si esplica cioè come una spinta che l’operatrice esercita nei confronti del trattore. In tali condizioni si dovrebbe riscontrare un analogo andamento negativo dello slittamento.

Un metodo diverso, molto più versatile, è stato proposto da RAGNI e SANTORO (1996a, 1996b) e POCHI et al. (1996), che consiste nella sensibilizzazione dell’attacco a tre punti ai fini di una valutazione delle forze indotte nel collegamento motrice-operatrice. Il sistema si differenzia da quello sopra citato per il fatto che tutta la catena di acquisizione, elaborazione e memorizzazione dati è idoneo a fornire un quadro completo delle caratteristiche funzionali di accoppiamenti tradizionali ed in reali condizioni operative. La sensibilizzazione dell’attacco rappresenta la naturale evoluzione dei numerosi sistemi descritti in letteratura; il rilevo delle forze applicate dal trattore è effettuato con celle di carico piezoelettriche triassiali, che consentono la misura diretta delle componenti lungo tre assi ortogonali (Figura 74).

Figura 74: (sinistra) Attacco a tre punti sensibilizzato (RAGNI e SANTORO, 1996 a, b); (destra) Attacco a tre punti sensibilizzato (Centro Prove DLG, 2004)