Volume: il mais

Sezione: coltivazione

Capitolo: macchine per la coltivazione

Autori: Luigi Bodria, Marco Fiala

Macchine per la preparazione del letto di semina

La tecnica colturale tradizionale comprende un’aratura medioprofonda, che comporta il rivoltamento della fetta al fine di interrare i residui colturali organici della precedente coltura e i fertilizzanti organici e minerali, seguita da una serie di operazioni di finitura, per portare il terreno al voluto livello di amminutamento. Negli anni più recenti, tuttavia, a fronte delle crescenti esigenze di abbattere i costi di produzione dei processi agricoli, si è progressivamente sviluppata una certa tendenza verso tecniche colturali meno impegnative in termini energetici e ambientali che prevedono una minore profondità di aratura (lavorazione a due strati), fino a tecniche di lavorazione ridotte (minimum tillage) e di semina su sodo. L’impiego di queste nuove tecniche e tecnologie consente, rispetto a quelle convenzionali, risparmi compresi fra il 40 e il 60% in termini economici e fino all’80%, dal punto di vista energetico. Le operazioni per la preparazione del terreno pre-semina si articolano in due gruppi: lavori di rottura (fondamentalmente tuttora coincidenti con l’aratura e/o la ripuntatura) e lavori di preparazione del letto di semina. I lavori di rottura consistono nell’operare una prima disgregazione dello strato coltivato allo scopo, sia di interrare i residui della coltura precedente, sia di ripristinare un’adeguata porosità del terreno che permetta la diffusione e l’accumulo dell’acqua e lo sviluppo dell’apparato radicale. La macchina fondamentale per i lavori di rottura è costituita dal tradizionale aratro a versoio, la cui azione può interessare uno strato di terreno più o meno profondo, da circa 20 cm nei lavori superficiali, a oltre 35 cm nei lavori profondi. Le operazioni che un aratro a versoio deve compiere avanzando nel terreno sono quelle necessarie a: tagliare dallo strato non ancora lavorato una fetta continua di terra, sollevarla, rivoltarla facendole compiere una rotazione di circa 135° e lasciandola, quindi, cadere di lato, inclinata di 45°. La fetta risulta di sezione rettangolare, con un rapporto ottimale teorico fra altezza e larghezza pari a 1/1,41. Si tratta, tuttavia, di un’astrazione teorica che non tiene conto delle diverse caratteristiche fisico-meccaniche dei vari terreni, dell’influenza del rapporto terra-acqua, dell’azione di disgregamento dovuta al contatto con gli organi dell’aratro e della presenza della vegetazione. In pratica, nei terreni tenaci ci si avvicina abbastanza a questa formulazione teorica, ma più in generale il rivoltamento e le proporzioni della fetta variano secondo la natura del terreno stesso e della profondità di lavoro da valori di 1,25 (aratura ritta) a valori di 2,00 (aratura rovesciata). All’aratro, poi, pur nelle sue varie versioni, sono andate sostituendosi e/o integrandosi macchine diverse basate su organi di lavoro sia fissi, che si limitano a disgregare il terreno senza rivoltarne gli strati (coltivatori o chisels), sia mossi dalla presa di potenza (p.d.p.) della trattrice (coltivatori rotativi). I lavori di preparazione del letto di semina hanno la funzione di: eliminare le erbe infestanti e provvedere allo sminuzzamento ulteriore del terreno, spianandone e regolarizzandone la superficie. Il tutto, al fine di portare il terreno stesso nelle condizioni fisiche più favorevoli alla successiva operazione di semina. Questi due gruppi di operazioni – rottura e preparazione del letto di semina – possono essere svolti in tempi differiti fra loro e rispetto alla semina stessa, oppure contemporaneamente, mediante macchine a operazioni riunite in associazione alla semina.

Rottura del terreno
La rottura del terreno viene fondamentalmente effettuata a mezzo di aratri a versoio, ma in particolari condizioni si possono utilizzare soluzioni alternative, con macchine a organi rotanti azionati dalla presa di potenza della trattrice. Gli aratri, con il costante sviluppo tecnologico delle trattrici, che ha reso disponibile una sempre maggiore potenza di trazione, si sono progressivamente evoluti, dal tradizionale aratro trainato, ad aratri portati polivomeri, anche di tipo reversibile. Nella coltivazione del mais vengono generalmente impiegati aratri polivomere portati o, all’aumentare del numero dei corpi lavoranti, semiportati, accoppiati a trattori a quattro ruote motrici. Una soluzione recente è l’aratro fenestrato, caratterizzato da una riduzione della superficie del versoio, al fine di ridurre la resistenza di attrito con il terreno. È possibile così ridurre la forza di trazione dell’815%. La regolazione della profondità di lavoro avviene a mezzo del sollevatore idraulico e, in caso di aratri semiportanti, di un martinetto idraulico che regola la posizione della ruota di appoggio posteriore. I moderni polivomere sono dotati di sistemi idraulici di regolazione che consentono sia di operare entro e fuori il solco mantenendo il corretto assetto dell’insieme trattore-aratro, sia di variare la larghezza di lavoro mediante bure articolata. Possono, inoltre, essere dotati di dispositivi non-stop che, mediante intermediari deformabili, consentono agli organi di lavoro di sollevarsi in presenza di ostacoli interrati. Al fine di ridurre gli elevati costi economici ed energetici connessi con l’aratura profonda ed evitare la formazione di suole di lavorazione per effetto della compattazione del terreno da parte delle ruote della trattrice e della pressione del vomere dell’aratro, si è sviluppata, in alternativa all’aratura tradizionale, la tecnica della lavorazione a due strati. Tale tecnica, costituita da una ripuntatura profonda seguita da un’aratura superficiale, consente, da un lato, di smuovere il terreno in profondità, mantenendo gli effetti positivi dell’aratura convenzionale e, dall’altro, grazie alla maggiore larghezza di lavoro e velocità delle macchine utilizzate, di realizzare risparmi, in termini di spesa energetica e di produttività del lavoro, dell’ordine di 20-30%. I ripuntatori possono operare a profondità comprese fra 60 e 80 cm e consentono di ridurre del 40% circa la spesa di energia necessaria per unità di volume di terreno lavorato, rispetto a quella richiesta da un aratro convenzionale operante a pari profondità.

Preparazione del letto di semina
A tale scopo si usano, fondamentalmente, due tipi di macchine: gli erpici (di varia forma e tipologia, anche combinati fra loro) e le zappatrici. Gli erpici hanno la funzione di completare il lavoro dell’aratro e, più precisamente, amminutare, livellare e pulire dalle erbe infestanti il terreno arato preparandolo, così, a ospitare la semente. Nella produzione attuale, l’erpice – che si presenta oggi quasi sempre di tipo portato – può distinguersi in diverse categorie, ciascuna delle quali meglio si adatta a particolari tipi di lavoro e a specifici terreni. In particolare, si hanno modelli: a utensili rigidi o elastici; a telaio rigido o snodato; con organi di lavoro fissi rotanti, folli sul proprio asse o a denti azionati dalla p.d.p., che vengono generalmente accoppiati con rulli costipatori. La categoria che prevede organi di lavoro rotanti per reazione dei denti sul terreno comprende erpici a lame radiali ed erpici con rotori dentati. In terreni di medio impasto o di limitata tenacità, si impiegano in generale erpici a denti elastici o a denti rotanti folli in grado di operare a velocità dell’ordine di 12-13 km/h. Nel caso di terreni a elevata zollosità che richiedono un’azione di frantumazione più energica, vengono utilizzati erpici a dischi che offrono anche un apprezzabile interramento della biomassa vegetale. Nel caso di terreni particolarmente tenaci o qualora sia richiesto un più elevato grado di amminutamento, è possibile ricorrere all’impiego di erpici a utensili mossi dalla p.d.p. i cui denti possono essere dotati di moto rotativo o oscillante. Le zappatrici possono essere impiegate sia su terreni lavorati particolarmente tenaci per le lavorazioni secondarie di preparazione del letto di semina, sia per la lavorazione primaria per la semina diretta su terreno sodo. Lo sminuzzamento e il rimescolamento del terreno sono tanto maggiori quanto più elevato è il rapporto fra la velocità di rotazione degli organi lavoranti, variabile fra valori dell’ordine dei 100 e 400 giri/min, e la velocità di avanzamento, in genere pari a 3-5 km/h. A causa dell’elevato valore della potenza assorbita (15-30 kW per metro di larghezza di lavoro), i modelli con larghezza di lavoro superiore ai 2 m sono azionati dalla p.d.p. unificata a 1000 giri/min, al fine di ridurre il valore della coppia trasmessa.

Macchine combinate
L’esigenza di applicare, da un lato, tecniche di coltivazione più economiche in termini generali ed energetici e, dall’altro, meno invasive in termini ambientali, sta generando una crescente attenzione verso l’agricoltura conservativa, ovvero verso tecniche colturali che non inducano trasformazioni tali da modificare nel tempo le caratteristiche generali dell’ambiente e del terreno. L’obiettivo, quindi, è di ridurre l’impatto dei processi agricoli sia sulla naturale composizione del suolo, sia sulla sua struttura e sulla biodiversità, favorendo la conservazione dell’umidità, limitando l’erosione e il calpestamento. A tal fine le tecniche tradizionali di lavorazione profonde con interramento dello strato superficiale, possono essere sostituite con sistemi semplificati che comportano un ridotto numero di passaggi e che disturbano meno la struttura del terreno. Si parla in ordine di intensità decrescente, di lavorazione ridotta e di semina su sodo, quest’ultima nel caso del mais di secondo raccolto, applicata soprattutto nelle semine autunnali. La lavorazione ridotta è costituita da una rottura degli strati superficiali del terreno (5-15 cm) per creare le condizioni favorevoli allo sviluppo del seme. A tale fine vengono impiegate attrezzature semplici, costituite da un telaio su cui sono disposte combinazioni di attrezzi (dischi, denti, organi rotanti, rulli ecc.) scelti in funzione delle caratteristiche e delle tipologie dei suoli. Se si ha una elevata presenza di residui colturali, può anche essere effettuato un leggero rivoltamento del suolo, utilizzando aratri a versoio, che operano a profondità limitate (≤ 15 cm) e ad elevate velocità, seguito dalla semina su terreno affinato da un organo accoppiato con la seminatrice stessa. Nel caso della semina su sodo, vengono utilizzate attrezzature combinate in cui gli organi lavoranti, che operano solo nelle zona interessata del solco di semina, sono accoppiati direttamente con una seminatrice di precisione di tipo pneumatico. Gli organi lavoranti possono essere piccole zappatrici rotative azionate dalla p.d.p., che provvedono alla lavorazione di una striscia di pochi centimetri, al centro della quale avviene la deposizione del seme. In qualche caso sono presenti anche organi discissori che provvedono a fessurare il terreno a una profondità di 10-15 cm. Altre soluzioni prevedono come organi lavoranti dei dischi a bordo ondulato o ancore elastiche che provvedono all’apertura del solco prima degli elementi seminanti. Naturalmente l’impiego di tali tecniche richiede terreni strutturati, ben livellati, con buon drenaggio e sgrondo delle acque, al fine di evitare dannosi ristagni idrici.

Macchine per fertilizzazione, semina e irrigazione

Fertilizzazione
I fertilizzanti organici si distinguono in solidi (letame: prodotto palabile formato da deiezioni e lettiera, con contenuto di sostanza secca > 14%) e in liquidi (liquame: prodotto pompabile formato da deiezioni e acqua, con sostanza secca < 14%). I fertilizzanti minerali, invece, si distinguono sia per i diversi componenti chimici, sia per l’aspetto fisico che può essere fluido o, più diffusamente, solido (granuli, scaglie, polveri). L’utilizzazione dei fertilizzanti organici avviene sempre mediante lo svolgimento delle operazioni di: carico, trasporto e distribuzione, eseguite in successione con macchine operatrici diverse in taluni casi raggruppate in un complesso unico. La dose da distribuire (kg/ha) è sempre legata, oltre che alle esigenze agronomiche della coltura, al contenuto in elementi nutritivi (N, P, K) del fertilizzante e alla verifica del rispetto di vincoli legislativi relativi alla vulnerabilità del suolo ai fini dell’inquinamento delle acque. Il letame viene di norma stoccato nel centro aziendale su piattaforme all’aperto in prossimità dei locali di allevamento e caricato sulle macchine per la distribuzione nei campi mediante pale e caricatori azionate idraulicamente e montate anteriormente alla trattrice, oppure mediante piattaforme gommate dotate di benna e accoppiate a punto fisso con la trattrice. Di uso frequente movimentatori semoventi dotati di braccio telescopico, impiegati in azienda per il carico/scarico di altri materiali. I liquami, invece, provenienti dai locali di allevamento, sono stoccati in vasche all’interno delle quali – per evitare la separazione della fase liquida dalla solida e la conseguente formazione di una crosta superficiale – sono sottoposti a operazioni di omogeneizzazione, ottenuta mediante dispositivi a pale, azionati elettricamente o dalla p.d.p. della trattrice. Per l’effettuazione della concimazione minerale trovano impiego gli spandiconcime, caratterizzati da due sistemi di distribuzione: per reazione centrifuga e per azione pneumatica. Recentemente introdotti (e di grande interesse in termini di controllo ambientale) sono i sistemi elettronici per la regolazione della dose distribuita. Nel caso del liquame tali sistemi sono anche abbinati a sensori per la determinazione, in tempo reale, del contenuto in elementi fertilizzanti (N e P) presenti nel liquame stesso. La portata del sistema di distribuzione viene calcolata in base alla velocità di avanzamento della trattrice, della larghezza di lavoro prescelta, mantenendo automaticamente i valori voluti di dose per ettaro. Tale sistema può essere collegato a un dispositivo GPS (Global Positioning System) che, stabilendo la posizione georeferenziata dello spandiliquame nell’appezzamento, permette la variazione della dose distribuita in relazione alle esigenze “locali” nonché la registrazione dei dati di funzionamento, indispensabili per il rispetto dei limiti delle quantità distribuite fissate per il territorio interessato.

Semina
Le moderne tecniche di lavorazione del terreno, se applicate correttamente per le specifiche condizioni pedologiche, rappresentano un’efficace alternativa alla aratura profonda tradizionale, con una interessante riduzione dei costi di produzione. Tuttavia, cambiare le modalità di lavorazione significa adeguarsi a un sistema colturale che influenza le successive operazioni, a partire dalla semina. Se, infatti, con le lavorazioni tradizionali si ottiene un letto di semina perfettamente preparato per accogliere il seme e favorirne la germinazione, con le tecniche più moderne precedentemente illustrate tale perfezione è difficilmente raggiungibile. Lavorare meno e più superficialmente porta, infatti, a un letto di semina più grossolano, zolloso e con la presenza di residui colturali. Da qui l’evoluzione anche della moderne seminatrici da mais che, adeguandosi alle nuove necessità, presentano una serie di dispositivi e accorgimenti che garantiscono una semina precisa e regolare in tutte le condizioni di terreno. Le seminatrici di precisione provvedono, mediante elementi seminatori indipendenti per ogni fila di semina, alla deposizione dei semi singoli di mais mantenendo costante la distanza sulla fila. Attualmente i modelli più diffusi sono quelli a distribuzione pneumatica. In tali seminatrici, la distribuzione dei semi è assicurata da una leggera depressione (0,03-0,04 bar) creata da un ventilatore centrifugo aspirante azionato dalla p.d.p della trattrice, che agisce sui dischi distributori, ciascuno dei quali munito di fori equidistanti di diametro leggermente inferiore a quello dei semi di mais. Durante la rotazione, ogni foro trattiene un solo seme, rilasciato quando viene meno l’effetto aspirante, in corrispondeza del tubo adduttore. La semina pneumatica ben si adatta a semi di calibro diverso e consente elevate velocità di lavoro senza problemi di lesione ai semi. Quasi tutte prevedono come optional l’equipaggiamento con dispositivi spandiconcime che depongono il fertilizzante minerale a monte dei semi e di microgranulatori per la distribuzione, a valle dei semi, di un geodisinfestante. I prodotti, dosati mediante sistemi diversi (meccanici o pneumatici), cadono in uno o più tubi adduttori attraverso i quali raggiungono la superficie del terreno o gli assolcatori della seminatrice. Le larghezze di lavoro delle moderne seminatrici raggiungono 9 m, permettendo nel mais di lavorare fino a 12 file contemporaneamente. Le seminatrici operano con velocità avanzamento di 8-10 km/h, mentre gli assorbimenti complessivi di potenza sono di 4,0-5,0 kW/fila.

Irrigazione
Il mais è una delle colture con il maggiore fabbisogno di acqua e, pertanto, in caso di piovosità limitata o mal distribuita, è necessario compiere tempestivi interventi di irrigazione per evitare fenomeni di squilibrio tra acqua necessaria alla pianta e disponibilità idrica offerta dal terreno. Naturalmente, è opportuno fare ricorso a tecniche di uso razionale dell’acqua al fine di contenere il consumo di una risorsa che va diventando sempre più scarsa nel tempo. Di comune impiego nella coltura del mais è l’irrigazione a pioggia (o per aspersione) che, a parità di esigenze della coltura, comporta mediamente consumi di acqua inferiori alla metà di quelli propri del classico sistema per scorrimento. L’impianto relativo prevede un’opera di presa dell’acqua; una condotta di adduzione; una o più condotte di erogazione, uno o più irrigatori. L’opera di presa è generalmente rappresentata da una stazione di pompaggio, ossia da un gruppo motore-pompa che provvede a fornire all’acqua l’energia di pressione necessaria a vincere la prevalenza di mandata. L’acqua viene spinta, così, nelle condotte di adduzione, e portata a sistemi di distribuzione di tipo fisso, semifisso o mobile dove sono posti degli irrigatori, in genere di tipo dinamico (o ruotante). Questi sono costituiti da una lancia che termina con un opportuno boccaglio e che ruota attorno a un asse verticale, a giri completi (360°) o secondo un angolo predefinito. L’esigenza di tempestività ed economicità degli interventi hanno portato allo sviluppo di impianti di tipo mobile che comportano un basso impiego di manodopera e offrono un elevato livello di automazione delle operazioni. La soluzione più comunemente impiegata è costituita dagli irrigatori giganti semoventi o rotoloni. Il sistema è costituito da una tubazione flessibile, con lunghezza variabile da 100 a 700 m e avvolta su una bobina montata su un carrello a ruote gommate, alla cui estremità è posto un irrigatore mobile ad alta pressione portato da un carrello. Un motore idraulico a turbina, azionato dalla stessa acqua di irrigazione che giunge dalla stazione di pompaggio a una pressione dell’ordine di 10 bar, provvede all’azionamento della bobina. Una volta posizionato l’impianto e collegato all’opera di presa, il tubo viene interamente srotolato, trainando il carrello dell’irrigatore. Una volta avviata l’irrigazione, il motore idraulico aziona la bobina che riavvolge lentamente il tubo, riportando l’irrigatore alla posizione iniziale. La velocità di movimento dell’irrigatore è regolabile mediante un variatore continuo al fine di ottenere il necessario valore di intensità di pioggia. Si tratta di impianti che si sono grandemente diffusi negli ultimi anni per il loro costo contenuto e la loro elevata maneggevolezza che consente grande tempestività di intervento. Un solo operatore, infatti, è in grado di posizionare l’impianto che provvede a irrigare una superficie di 5-6 ha. Più complessi sono gli impianti ad ala piovana mobile ad avanzamento automatico che possono essere a moto circolare (pivot) oppure a moto rettilineo (rainger). Il sistema a moto circolare consiste in una intelaiatura metallica, portante la tubazione di distribuzione con relativi irrigatori, composta da più elementi di lunghezza variabile da 25 a 50 m, montati su ruote e azionati da motori elettrici. Tali elementi vengono uniti fra loro, collegando le tubazioni con giunti flessibili, e formano ali di lunghezza variabile (fino a 1500 m). Un’estremità dell’ala viene collegata al punto centrale di alimentazione dell’acqua in pressione e il movimento rotatorio viene ottenuto regolando opportunamente la velocità delle ruote dei tralicci di supporto dei diversi elementi, che risulta progressivamente crescente all’aumentare della distanza del centro di rotazione. Anche gli irrigatori, di tipo a bassa-media pressione, devono fornire una portata di acqua crescente, all’aumentare della distanza dal centro, al fine di garantire una intensità di pioggia uniforme su tutta la superficie circolare coperta dall’impianto. La soluzione a moto rettilineo si basa su un carrello semovente montato su quattro ruote pneumatiche, al quale sono collegate due ali laterali (disposte perpendicolarmente alla direzione di avanzamento) composte da elementi mobili analoghi a quelli precedentemente descritti nel sistema pivot. Il complesso è azionato da un motore diesel che provvede, sia all’autodislocamento del carrello e alla produzione di energia elettrica per l’alimentazione dei motori di avanzamento dei tralicci di supporto delle ali, sia all’azionamento della pompa che preleva l’acqua da un canale a fianco del quale la macchina avanza. Si tratta di una soluzione che offre bassi costi di esercizio, ma elevati costi di investimento per l’acquisto delle attrezzature e, pertanto, la sua utilizzazione è limitata ad aziende di adeguate dimensioni e con fabbisogni idrici particolarmente elevati.

Macchine per la distribuzione dei fitofarmaci

Le operazioni di diserbo e di controllo dei parassiti vengono effettuate per mezzo di macchine irroratrici, che svolgono la funzione di polverizzare in gocce finissime e distribuire in modo uniforme, la voluta quantità di liquido contenente il principio attivo. Le macchine sono costituite da un telaio sul quale sono montati: il serbatoio principale, destinato a contenere la miscela da distribuire e il circuito idraulico. Quest’ultimo ha il compito di regolare la portata di liquido e trasportarlo agli ugelli erogatori, dove avviene la polverizzazione meccanica per effetto dell’espansione del liquido in pressione attraverso il foro degli ugelli stessi. Nel caso del mais le tipologie usate sono quelle a ventaglio e a getto deviato, che derivano il loro nome dalla forma e dalla distribuzione del getto prodotto. Gli ugelli a ventaglio, dotati di foro di uscita a sezione ellittica, generano un getto con un angolo di apertura, crescente all’aumentare della pressione, compreso fra 80° e 110°, con un diagramma di distribuzione di tipo triangolare, mentre quelli a getto deviato presentano un orifizio circolare che indirizza il getto contro una parete che lo devia verso terra. Dispositivi antigocciolamento provvedono ad arrestare il flusso di liquido quando viene arrestata la distribuzione al termine dell’appezzamento, per evitare dannose dispersioni del prodotto nell’ambiente. Di fondamentale importanza per questo tipo di macchine sono i dispositivi di regolazione e controllo, sia per la corretta erogazione del liquido e la buona riuscita del trattamento, sia e soprattutto, al fine di evitare la distribuzione incontrollata nell’ambiente dei prodotti impiegati. I sistemi di regolazione meccanici tradizionali più comuni sono di due tipi: a pressione costante e a ritorno proporzionale, ma una sempre maggiore diffusione vanno progressivamente trovando i dispositivi di tipo elettronico, che consentono di realizzare una regolazione con distribuzione proporzionale all’avanzamento (DPA). I sistemi di regolazione a pressione costante sono quelli maggiormente impiegati e si basano su un regolatore di pressione, con molla di taratura, che controlla il flusso di ritorno del liquido al serbatoio. Ai fini dell’uniformità di distribuzione longitudinale, pertanto, è necessario che il conduttore mantenga rigorosamente costante la velocità di avanzamento. Nei sistemi di regolazione a ritorno proporzionale, è mantenuto costante il rapporto fra la portata di ritorno e quella di distribuzione, che varia proporzionalmente al regime di rotazione del motore. Quindi, se la marcia selezionata non viene modificata e in assenza di slittamento delle ruote motrici, la quantità di prodotto distribuita per unità di superficie rimane costante. I sistemi di regolazione a distribuzione proporzionale all’avanzamento (DPA), che nel passato richiedevano sistemi meccanici complessi e ingombranti, stanno oggi trovando sempre maggiore diffusione grazie al rapido sviluppo delle tecnologie elettroniche e informatiche. Sono essenzialmente costituiti da un sensore per la misura delle portate di distribuzione, da una valvola motorizzata di controllo della portata distribuita e da un dispositivo di misura della velocità di avanzamento della macchina, che nella versione più sofisticata è di tipo “radar”. Le informazioni lette dai sensori giungono ad un dispositivo di controllo, nel quale l’operatore ha impostato la larghezza di lavoro e la dose per ettaro voluta, che provvede a regolare opportunamente l’apertura delle valvole motorizzate al fine di adeguare la portata e di mantenere così sempre costante la dose erogata, indipendentemente dalla velocità di lavoro.

Macchine per la raccolta

Le modalità di raccolta del mais si differenziano in modo sostanziale in relazione alla tipologia di prodotto; esistono, infatti, macchine operatrici specifiche e funzionalmente predisposte per raccogliere il mais in forma di: trinciato integrale, granella, miscuglio granella-tutoli.

Raccolta di trinciato integrale per l’insilamento
La raccolta del mais ceroso (silomais) si basa sull’impiego di falcia-trincia-caricatrice (FTC), operatrici in grado di preparare in campo il prodotto trinciato, predisponendolo per il suo trasporto e insilamento, previa adeguata compressione della massa, in sili orizzontali nei quali è conservato, in condizioni di anaerobiosi. Le FTC oggi disponibili sul mercato sono di tipo: portato, trainato, semovente. Nel caso, assai diffuso, di FTC portate ad accoppiamento posteriore, dovendosi la trattrice muovere in retromarcia, deve presentare il sistema a guida reversibile e un gruppo cambio dotato di inversore; quelle ad accoppiamento anteriore necessitano, invece, di trattrici dotate di sollevatore e p.d.p. anteriori, allestimento peraltro frequentemente riscontrabile nei trattori di medio-elevata potenza; queste macchine non richiedono la preventiva “apertura del campo” e impiegano trattori con potenza dell’ordine = 100-130 kW. Le FTC semoventi (equipaggiate con motori di potenza pari a 200450 kW e con trasmissione idrostatica che permette di adeguare in modo continuo la velocità di avanzamento dell’operatrice, migliorandone anche la manovrabilità) sono le operatrici più interessanti per la produzione di silomais in aziende zootecniche di grandi dimensioni o in dotazione ad aziende agro-meccaniche; esse, infatti, con testate 4-6 file consentono produttività di lavoro di 50-100 t/h.

Raccolta della granella
La granella di mais viene raccolta con la mietitrebbiatrice, macchina polivalente che realizza, con una sola passata in campo, l’intero ciclo di lavoro, dal taglio della pianta alla trebbiatura, alla separazione e pulizia della granella; essa provvede, altresì, all’immagazzinamento temporaneo del prodotto in apposite tramogge periodicamente svuotate, lasciando la biomassa residuale in campo. L’operatrice è sempre di tipo semovente (potenza motrice = 200-350 kW), costituita da: testata di raccolta specifica (spannocchiatrice), organi di trebbiatura e separazione, organi di pulizia e movimentazione della granella, unità motrice e organi di regolazione e controllo. La testata della spannocchiatrice è caratterizzata da una serie di spartitori carenati che delimitano le file di raccolta (da 4 a 8); fra ciascuna coppia di spartitori si trova una coppia di rulli orizzontali scanalati e controrotanti (rulli mungitori). Lo stocco delle piante viene preso fra i rulli e tirato verso il basso, fino a provocare il distacco delle spighe in corrispondenza di una coppia di lame pareggiatici, orizzontali e poste immediatamente al di sopra dei rulli mungitori, mentre gli stocchi sono trascinati velocemente verso il basso e trinciati da dispositivi (coltelli orizzontali) posti sotto ogni spartitore e distribuiti sul terreno. In alcuni modelli, ai lati della testata sono presenti coclee coniche che agevolano l’operazione ed evitano il ribaltamento delle piante all’esterno. Sopra le lame pareggiatrici scorre una coppia di catene dentate che portano le spighe verso il convogliatore a coclea, posto trasversalmente alla testata e dotato di profili contrapposti, che fa affluire le spighe al centro della testata, dove – mediante un apposito convogliatore-elevatore a elementi retrattili di larghezza analoga al battitore – sono introdotte negli organi trebbianti, interni alla macchina. In caso d'ingolfamento degli organi trebbianti è possibile invertire il moto della coclea. Tutti i dispositivi che costituiscono la testata di raccolta (la cui massa è notevolmente superiore a quella per frumento) sono assemblati in una piattaforma metallica, incernierata al telaio e sostenuta da pistoni idraulici che consentono di variarne l'altezza rispetto al terreno, adeguandola all'altezza di taglio e allo stato (in piedi o allettato) della coltura. È ormai generalizzato l'impiego di sistemi elettronici di controllo automatico della posizione longitudinale e trasversale della testata, che viene costantemente adeguata alla conformazione del terreno nonché di sensori (particolarmente utili in casi di scarsa visibilità) posti all’estremità degli spartitori che rilevano la posizione degli stocchi e “guidano” la mietitrebbiatrice tra le file. Dato che le larghezze superano abbondantemente quelle consentite dal Codice della Strada, durante il trasferimento su strada, la testata viene ripiegata idraulicamente, di norma, in tre sezioni. Gli organi di trebbiatura e separazione, nella versione classica, sono costituiti da un battitore a flusso tangenziale e da una serie di scuotipaglia. Il battitore è costituito da un rotore, provvisto di barre trasversali, rotante all’interno di una griglia fissa (o controbattitore) che lo avvolge per circa 120°, con maglie larghe 20-25 mm). Il distacco delle cariossidi dal tutolo avviene principalmente per attrito, ed è tanto più energico quanto maggiore è la velocità del battitore e minore è la distanza battitore-controbattitore. Questi parametri vanno accuratamente settati nella preparazione della mietitrebbiatrice e, grazie ai sofisticati sistemi elettronici di controllo, costantemente monitorati durante il lavoro affinché siano ridotte al minimo le perdite (≤ 3,0-3,5%) e i danni (≤ 3,54,0%) alla granella. Dopo l’azione del gruppo di trebbiatura, la massa di materia organica, rappresentata dalla granella separata e da parti minute di steli e tutoli, attraversa il controbattitore e cade al piano preparatore che la invia al sistema di pulizia. Le brattee/tutoli e le parti non trebbiate, invece, vengono inviate alla separazione a mezzo di un deflettore e di un tamburo spagliatore (o post-battitore) che opera una seconda separazione fra la restante granella e l’altra biomassa; da qui il flusso di materiale giunge a 4-8 scuotipaglia con funzione di ulteriore separazione della granella residuale. Essi consistono in una serie di cassetti longitudinali in lamiera (superficie complessiva: 3,5-4,5 m2/m di larghezza di battitore), inclinati di 20-30° e rivestiti superiormente da griglie. Sono fissati ad alberi a gomiti, che li scuotono in modo da rimescolare il materiale facendolo contemporaneamente avanzare verso la parte posteriore della macchina, dove viene scaricato a terra. La granella che cade dalle griglie scorre lungo i cassetti e viene così anch’essa convogliata al piano preparatore; se il flusso di materiale è eccessivo, l’efficienza di separazione diminuisce, provocando perdite troppo elevate, immediatamente rilevabili con moderni sensori piezoelettrici posti nella parte terminale della mietitrebbiatrice. È da rilevare che, nell’attuale panorama costruttivo, sono disponibili diverse soluzioni tecniche basate su dispositivi che lavorando in concomitanza con gli scuotipaglia, mirano a migliorare ulteriormente l’efficienza di separazione. Il battitore assiale è una soluzione alternativa che riunisce, all’interno di un unico elemento, le funzioni di trebbiatura e di separazione. Il sistema di trebbiatura è costituito da una griglia all’interno della quale ruota un tamburo dotato di rilievi in grado di far avanzare il prodotto verso l’uscita. Nella prima sezione del battitore avviene la trebbiatura, mentre nella seconda si realizza la separazione. L’alimentazione del prodotto al battitore può essere tangenziale o, più frequentemente, assiale; ciò condiziona il posizionamento del sistema trebbiante che, nei due casi, risulta, rispettivamente, trasversale o longitudinale. Poiché la trebbiatura avviene più per frizione che per impatto, la richiesta di energia è circa doppia rispetto a quella necessaria per un sistema di trebbiatura tangenziale, determinando una azione meccanica più intensa sui residui colturali. D’altra parte, nei modelli assiali si verifica una interessante riduzione delle rotture di granella mentre la produttività per unità di volume della macchina risulta incrementata rispetto a quella dei modelli convenzionali. In termini generali, quindi, se i rotori assiali presentano alcune limitazioni per la raccolta dei cereali a paglia, offrono indubbi vantaggi nella trebbiatura del mais. Gli organi di pulizia hanno lo scopo di pulire la granella separata dal controbattitore e dagli scuotipaglia e sono costituiti da un piano preparatore, crivelli e ventilatore. Il piano preparatore consiste in una lamiera inclinata oscillante che regolarizza il flusso della granella e lo invia a 2 crivelli sovrapposti. Questi ultimi vibrano per effetto di un meccanismo a eccentrici. I sistemi di pulizia attuali funzionano in modo ottimale solo quando operano in condizioni di perfetta orizzontalità; per ovviare a questo inconveniente sono state messe a punto soluzioni diverse a scala crescente di complessità, fino a prevedere il montaggio dell’intero cassone di pulizia su un sistema autolivellante che lo mantiene perfettamente orizzontale fino a pendenze del 20% o l’adozione di sistemi di autolivellamento automatico dell’intera mietitrebbiatrice basato sull’impiego di pistoni idraulici (anche a funzionamento automatico, comandati da un sensore di pendenza) in corrispondenza delle singole ruote. Le pendenze superabili in perfetta orizzontalità sono del 20% e dell’8% procedendo rispettivamente secondo le linee di livello o a rittochino. Fra i due crivelli agisce un ventilatore centrifugo con portata d’aria regolabile tramite comando elettroidraulico dalla cabina, che asporta le particelle più leggere lasciando cadere la granella, più pesante. Le parti che non vengono allontanate dalla prima ventilazione sono raccolte e convogliate tramite coclea, al gruppo battitore-griglia per essere sottoposte a una seconda trebbiatura. Al di sotto del crivello inferiore, un trasportatore a coclea eleva la granella al serbatoio di raccolta (capacità: 3-4 m3/m di larghezza del battitore) che, a sua volta, è periodicamente scaricato, mediante un’altra coclea di elevata portata (50-100 dm3/s) alloggiata in apposito condotto laterale alla macchina, su un carro a sponde alte posto al servizio della mietitrebbiatrice. Il numero di carri da prevedere per l’ottimizzazione del cantiere di trasporto è dipendente dal tempo di riempimento del serbatoio della mietitrebbiatrice e dai tempi di trasferimento e scarico della granella in azienda. Per quanto riguarda gli organi di movimentazione e i dispositivi di controllo, l’unità motrice che fa capo al motore è costituita da un telaio in profilati metallici che appoggia su due assi: quello anteriore, sul quale sono applicate le ruote motrici gommate e quello posteriore che si scarica sulle ruote direttrici. Per la protezione dell’operatore, tutte le macchine dispongono di cabine insonorizzate con un livello di rumore inferiore agli 80 dB, con sistemi antivibranti, aria condizionata, sedile ammortizzato e ampie vetrature. Nelle attuali cabine si dispone poi di sistemi di informazione e di segnalazione (mediante display digitali, avvisatori acustici ecc.) di eventuali anomalie di funzionamento nonché di dispositivi di regolazione (o controllo automatico) computerizzati sulle macchine di grande dimensioni che contemplano: il monitoraggio del regime di rotazione degli organi lavoranti, atto a prevenirne ingolfamenti; l’indicazione delle perdite di granella, rilevate da appositi sensori; la guida automatica delle testate da mais; il livellamento automatico del gruppo di pulizia, su terreni in pendenza; la misurazione della superficie lavorata, della quantità di prodotto raccolto, della resa produttiva media della coltura. In termini operativi, larghezze di lavoro, velocità d’avanzamento e capacità di battitura sempre più elevate, regolazioni da effettuare in modo sempre più preciso per adattarsi alle variazioni del prodotto, scarico del serbatoio molto rapido sono alcuni aspetti particolarmente studiati sulle mietitrebbiatrici moderne.

Raccolta del miscuglio granella-tutoli e delle spighe intere
Il miscuglio granella-tutoli – altrimenti noto come “pastone” – si ottiene impiegando FTC oppure mietitrebbiatrici; in entrambi i casi le operatrici devono essere munite di apposita testata spannocchiatrice. Nelle FTC, oltre alla testata spannocchiatrice, è necessario applicare, nella parte posteriore dell’organo trinciatore, una apposita griglia con la funzione di completare la frantumazione del prodotto trinciato. Le maglie di questa griglia hanno dimensioni diverse a seconda della granulometria che si vuole ottenere nel miscuglio. Notevole è l’usura dell'organo trinciatore e frequenti possono essere gli ingolfamenti provocati dalla presenza della griglia. Più funzionale è, invece, il cantiere che utilizza mietitrebbiatrici opportunamente trasformate (mediante la sostituzione dei crivelli e delle griglie scuotipaglia) e regolando sia il regime di rotazione del battitore, sia la distanza controbattitore-battitore. Attualmente, essendo praticamente scomparsa la forma di conservazione con essiccazione naturale delle spighe in gabbioni aperti (ungheresi), la raccolta della granella in spiga intera interessa soltanto la filiera della produzione del mais da seme e viene effettuata con raccoglispighe-sfogliatrici, macchine specifiche in grado di ridurre al minimo i danni alle cariossidi, deleteri per la germinabilità del seme. Esse operano il distacco della spiga dallo stocco, eliminando successivamente le brattee e convogliando le spighe in una tramoggia propria o su rimorchio. La testata spannocchiatrice di cui sono dotate, che si differenzia da quella delle mietitrebbiatrici per la mancanza delle lame pareggiatrici e la presenza di rulli mungitori – ai quali è deputato il distacco – mostra risalti a profilo elicoidale; la maggior superficie di contatto tra rulli e spighe facilita una prima parziale sfogliatura delle spighe stesse. La separazione completa delle brattee avviene su un apposito piano di sfogliatura costituito da una serie di coppie di rulli controrotanti, generalmente in gomma. Sopra il piano di sfogliatura, disposti trasversalmente rispetto ai rulli, agiscono dei dispositivi a palette o spazzole in gomma che hanno la funzione di allineare le spighe, disponendole in un unico strato a diretto contatto con i rulli. La controrotazione di questi ultimi comporta lo strappo delle brattee che cadono verso il basso mentre le spighe sfogliate sono inviate ai contenitori. Sul piano di sfogliatura e in prossimità dell’elevatore di carico delle spighe spesso agisce un ventilatore per eliminare le impurità. Le raccoglispighe-sfogliatrici si presentano nelle versioni trainate (1-2 file), portate (1-3 file) e semoventi (4 file) e possiedono capacità reali di lavoro che variano da 0,2-0,4 ha/h per i modelli di piccola dimensione a 0,6-1,2 ha/h per le portate (posteriormente su trattori a guida reversibile) e le semoventi.


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