La presentazione fornisce un focus sulla meccanizzazione nelle imprese (dati sul parco macchine, trend sulle nuove tecnologie ecc.) e strumenti per la scelta delle trattrici più efficienti (metodo e criteri).

1. La meccanizzazione nelle imprese e strumenti per
la scelta delle trattrici più efficienti
Incontro COLDIRETTI
13-17-20 dicembre 2021
CarloCarnevali

2. Definizione di Efficienza Energetica
Il termine “Efficienza energetica” viene definito nei documenti ufficiali degli organismi
internazionali, (www.worldenergy.org) come tutte le modifiche che portano ad una riduzione del
consumo energetico per lo svolgimento di un determinato servizio come il riscaldamento,
l’illuminazione, il movimento, ecc. Tale riduzione del consumo energetico non deve
necessariamente essere associata a modifiche di natura tecnica ma può derivare anche da un
migliore modello organizzativo.
In sintesi questo concetto può essere definito come:
«Produrre di più con meno energia»

3. Variabilità prezzo del petrolio barile
Programmi messi in atto con i limiti di
emissioni di CO2

4. Unione Europea, settore automotive:Direttiva 1999/94CE
Lo scopo della direttiva è «di garantire che siano fornite ai consumatori informazioni relative al consumo di carburante ed
alle emissioni di CO2 delle autovetture nuove in vendita o in leasing nella Comunità, affinché i consumatori possano effettuare
unascelta consapevole.»
Tale Direttiva, di carattere volontario, offre la possibilità che «per ciascuna marca di autovettura sia esposto un poster
(o in alternativa uno schermo di visualizzazione) con l'elenco dei dati ufficiali relativi al consumo di carburante ed alle emissioni
specifiche di CO2 di tutte le autovetture nuove esposte o messe in vendita o in leasing presso o tramite tale punto vendita. Questi
valoridevonoessereaffissi in posizione evidente erispettare il formato».

5. Unione Europea settore automotive: Direttiva 1999/94 CE
Tipo di carburante Ordine Modello Emissione di CO2 Consumo di carburante
Benzina 1
2
…
Diesel 1
2
….
Esempiodi postersecondola Direttiva1999/94/CE

6. La Direttiva 1999/94 CE offre anche la possibilità di classificare i modelli di vetture
in base al consumo di carburante ed alle emissioni di CO2 in categorie.
Generalmente le categorie usate sono 7 (da A con minori emissioni a G con maggiori
emissioni di CO2).
Unione Europea settore automotive: Direttiva 1999/ 94CE

7. Seguono esempi di etichette per il settore automotive, nei quali sono riportati i consumi di
carburante e le emissioni di CO2 impiegati nei vari paesi dell’Unione Europea nonché
esempi di classificazione in funzione del consumo di carburante e/o emissioni di CO2.
Belgio Germania Spagna UK

8. REGOLAMENTO (UE) 2017/1369,obbligatorietà nei Paesi UE
In altri settori merceologici, la Commissione Europea con il Regolamento (UE) 2017/1369, ha istituito
per i «prodotti connessi all'energia («prodotti») immessi sul mercato o messi in servizio ... l'etichettatura … e la
fornitura di informazioni … relative all'efficienza energetica, il consumo di energia e di altre risorse da parte dei prodotti
durante l'uso, nonché informazioni supplementari sugli stessi, in modo da consentire ai clienti di scegliere prodotti più
efficienti al finedi ridurre il consumodi energia».

9. REGOLAMENTO (UE) 2016/ 1628 e 2018/ 985
Per quanto riguarda le macchine agricole e forestali in Europa, non è stata emanata ad oggi
alcuna normativa che obblighi il costruttore a fornire indicazioni sull’efficienza energetica
delle stesse.
È, invece, obbligatoria l’osservanza dei Regolamenti (UE) 2016/1628 e 2018/985 per il
controllo delle emissioni inquinanti necessarie all’ottenimento dell’omologazione delle
macchine agricole semoventi.

10. REGOLAMENTO(UE) 2016/1628 e 2018/985
Nel seguente prospetto sono riportati i livelli di emissioni inquinanti divisi per fascia di potenza da
adottarsi negli Stati Membri nel corso degli anni.

11. Efficienza energetica del trattore
Il trattore è il mezzo di lavoro maggiormente impiegato in agricoltura.
Il Codice 2 dell’OCSE definisce come trattore agricolo e forestale:
Trattori semoventi, con almeno due assi o cingoli, progettati per svolgere le seguenti operazioni,
principalmente per fini agricoli e forestali:
• trainare rimorchi;
• trasportare, trainare o spingere attrezzi o macchinari agricoli e forestali e, se necessario,
fornire energia per azionarli con il trattore in movimento o fermo.

12. Dalla definizione dell’OCSE si evince che:
o La molteplicità di funzioni differenziano notevolmente il trattore dal mondo automotive;
o L’ambiente di utilizzo è nettamente diverso (strada, terreno agricolo o forestale);
o I trattori agricoli hanno sollevatori idraulici e prese di potenza (PTO) che condizionano nettamente
i consumi e la destinazione della potenza (kW) del motore
NO
NO
SI SI
SI
SI

13. Efficienza energetica del trattore - introduzione
In funzione dei diversi impieghi del trattore nei diversi ambienti di lavoro l’energia prodotta dal motore
viene impiegata per l’azionamento dei diversi organi di lavoro, per il funzionamento di sistemi ausiliari (es.
vedi accessori in cabina) nonché per il dislocamento dello stesso (slittamento delle ruote, ecc.)

14. Progetto Efficient 20
L’Unione Europea ha adottato degli impegni in materia di lotta ai cambiamenti climatici
e promozione delle energie rinnovabili, mirando a ridurre di almeno il 20% le emissioni
di gas serra e raggiungere la quota del 20% di energie rinnovabili nel consumo
energetico nell’UnioneEuropea entro il 2020.
Il progetto “EFFICIENT20” finanziato dall’Agenzia Europea per le energie intelligenti
ha l’obiettivo di dimostrare la fattibilità, nel settore agricolo, dell’obiettivo europeo di un
risparmio energetico del 20% entro il 2020, in particolare sul risparmio di gasolio
agricolo che rappresenta più del 50% di tutta l’energia consumata in agricoltura.

15. Come raggiungere un risparmio del 20%
Dal 5 al 10 %

16. Evoluzione del trattore
Inizi 1900
Dopo il 2015
V
olta ad aumentare:
• La produttività
• L’efficienza
• La sicurezza

17. TRATTORI AGRICOLI
efficienza energetica
L’efficienza energetica è un importatane argomento in fase di ricerca e sviluppo dell’industria
agromeccanica.

18. Trasmissioni
Elettrificazione Trazione
Aree di sviluppo
Motori

19. Motori e
Prestazioni
I parametri più importanti per le prestazioni:
• Potenza(kW)
• Coppia(Nm)
• Consumo di carburante orario (kg/h)
• Consumo di carburante specifico (g/kWh)
P = F r 2n
60

20. Curve di Potenza
Motori nuovi
Motorivecchi

21. Curve di Coppia
Motori nuovi
Motorivecchi

22. Coppia e Potenza –Bilancio
energetico

23. 2,0
4,0
6,0
14,0
12,0
10,0
8,0
16,0
18,0
28,0
26,0
24,0
22,0
20,0
1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2000 2100 2200 2300 2400 2500 2600
Giri del motore (rev/min)
Consumo
orario
(kg/h)
200
225
250
350
325
300
275
375
400
525
500
475
450
425
Consumo
specifico
(g/kWh)
Consumo orario
Consumo
specifico
Curve
consumi

24. Motori
Evoluzione potenza specifica [CV / litro]
1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010
41
61
81
109
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
21,2
50
35
26
+ 265%
+ 235%
Motore Diesel Auto
Motore Diesel Agricolo

25. Sistemi SCR
Sistemi DPF
Riduzione emissioni
e migliori
combustioni
Sistemi EGR

26. Componenti aggiuntivi sul trattore
Filtro
antiparticolat
o
Serbatoi
o urea

27. • Maggiore massa per aumentare la forza di trazione.
• Quadruplicata la dimensione del pneumatico,
mentre la pianta a terra è duplicata.
• Trattori moderni hanno un maggiori impatto
sul terreno.
Evoluzione nella
trazione

28. Alcuni elementi della
trazione
Cingoli al posto di ogni ruota Sistemi automatici di gonfiaggio

29. Zavorre
Un corretto montaggio e gestione delle zavorre migliora
il consumo di carburante

30. Elettrificazione
• Componenti elettriche (anche motori) aiuta la gestione del mezzo
agricolo.
• Aree di maggior interesse di component elettriche:
• Ausiliarie (ventola, compressori, alternatore, ….)
• implementazioni (assali di guida dei rimorchi, …..)
• Durante la trazione attraverso la combinazione di diversi motori elettrici.

31. L‘elettronicanell‘industriaagricola
- Impulso essenziale che guida
l’innovazione nel campo dell’ingegneria
per l’agricoltura.
- Necessario standardizzare isistemi per la
compatibilità con i prodotti di altri
costruttori e un progresso complessivo.

32. Agricoltura di precisione

33. Indice Efficienza Energetica (EEI) dei trattori agricoli e forestali:
• Identificare procedure di prova internazionali per le prestazioni
• Codice 2 OCSE
• Collezionare dati delle prove
• Prove alla presa di potenza (PTO power)
• Prove di consumo carburante su pista (Drawbar fuel consumtpion test)
• Definire un indice EEI
• EEI ENAMA
• Stabilire una classificazione Energetica
• 5 diverse classificazioni
Introduzione Indice Efficienza Energetica ENAMA

34. - Consumo di carburante (OECD): quantità di carburante usato durante uno specifico
periodo da un veicolo / macchina
- Consumo orario (OECD): quantità di carburante consumato in volume (l/h) o massa
(kg/h), durante un’ora di prova
- Consumo specifico di carburante (OECD): la massa di carburante consumato per unità di
lavoro (g/kWh)
- Energia specifica (OECD): lavoro per unità di volume di carburante consumato (kWh/l)
- Specific volumetric fuel consumption (SVFC): volume di carburante consumato per
unità di lavoro (l/kWh)…. (R. D. Grisso), “SVFC is themost commonmeasureof theenergy
efficiency of a tractor.…. SVFCis generally not affected by the engine size and can be
used to compare energy efficiencies of tractors having different sizes and under
different operating conditions”.
Principali definizioni usate nell’identificazionedell’EEI

35. Durante la prova alla PTO è prevista una prova di consumo di carburante definita «5 extra points».
Significato Settaggio Operazione tipica
(1) power obtained at rated
engine speed in the main test
maximum power at rated engine speed in the main
test
(2) high power at max. speed 80% of power obtained in point (1) at maximum
speed setting
Heavy drawbar work
(3) high power at 90% speed 80% of power obtained in point (1) with governor
control set to 90% of rated engine speed
Heavy drawbar or PTO work at standard speed
(4) low power at
90% speed
40% of power obtained in point (1) with governor
control set to 90% of rated engine speed
Light PTO or drawbar work
(5) high power at 60% speed 60% of power obtained in point (1) with governor
control set to 60% of rated engine speed
Heavy drawbar or PTO work at economy
PTO speeds or automatic engine speeds, near
the most economical operating range of
engine
(6) low power at 60%
speed
40 % of power obtained in point (1) with governor
control set to 60 % of rated engine speed
Light drawbar or PTO work at reduced speeds
Dati utilizzati –prova Codice 2 alla PTO

36. La prova di trazione si divide in due parti:
1) «Drawbarpower»:rilievo max potenza (kW) e max trazione (kN) alle diverse velocità.
2) «Fuelconsumption»:misura del consumo di carburante alla velocità di 7,5 km/h e tra 7 e 10 km/h.
Da rilevare Settaggio
(1) maximum drawbar power available in the selected gear/speed setting at rated speed
(2) a pull equal to 75 per cent of the pull corresponding to maximum power at rated speed
(3) a pull equal to 50 per cent of the pull corresponding to maximum power at rated speed
(4) reduced engine speed in a higher gear/speed setting, which is able to develop the same pull and travelling speed
as in 2)
(5) reduced engine speed in the same gear/speed setting used in 4) with the same pull and travelling speed as in 3).
Dati utilizzati –prova Codice 2 di trazione

37. - Sono utilizzati i valori medi di SVFC (l/kWh) dei «5 extra points» alla prova PTO e
della prova di trazione (fuel consumption test)
- Tutti i dati della potenza sono corretti in base a fattori ambientali standardizzati
(pressione 99 kPa, temperatura 25 °C) in base alla ISO 15550
- I valori medi di SVFC (l/kWh) vengono confrontati con quelli della potenza alla
PTO a “rated speed”
- L‘efficienza della trasmissione durante la prova di trazione viene considerata ma
non si fa distinzione tra i diversi tipi di trasmissione
Indice di Efficienza Energetica ENAMA –Paramenti e
considerazioni iniziali

38. Metodologia Indice Efficienza Energetica (EEI)
L’indice ENAMA è diviso in due parti principali
La prima parte è composta dalla media degli «SVFC» ottenuti ai 6 punti («5 extra points» più il
consumo ottenuto a rated speed) rilevati durante la prova PTO:
𝐶6𝑃 =
∑6
𝑆𝑉𝐹𝐶
𝑖=1 𝑖
6
(A)
1
2
4
5
6
3
20
10
0
30
40
50
60
70
800 1000 1200 1400 2200 2400 2600
1600 1800 2000
Engine speed (min-1)
Power
(kW)

39. Metodologia Indice Efficienza Energetica (EEI)
La seconda parte dell’indice tiene in considerazione l’efficienza della trasmissione, correggendo i
dati della potenza (kW) in base ai valori di slittamento (%) rilevati durante le prove
Questi nuovi valori sono espressi dalla seguente formula
𝑃𝐶𝐷 =
𝑃𝐷
1−𝑆𝑙 𝑖𝑝%
(B)
nella quale PD è la Potenza rilevata durante la prova di trazione
e slip% il relativo slittamento

40. La prova di trazione «fuel consumption» viene effettuata in due diverse velocità: a 7,5 km/h e un’altra
tra 7 e 10 km/h. Per tali marce si calcola la media dei relativi SVFC (l/kWh)
𝐶7𝐷 = 𝑖
∑5
𝑆𝑉𝐹𝐶𝑖
=1 5
(C) e 𝐶10𝐷 = 𝑖
∑5
𝑆𝑉𝐹𝐶𝑖
=1 5
(D)
Un possibile sviluppo potrebbe essere quello di attribuire un fattore di moltiplicazione ad una delle
due velocità per dare maggior peso ad un tipo di lavoro piuttosto che a un altro
Metodologia Indice Efficienza Energetica (EEI)

41. Con i risultati di (A), (C) e (D) è possibile costruire l’indice ENAMA che è dato dalla seguente media
𝐶𝐴𝑃𝐷 =
𝐶6𝑃+ 𝐶7𝐷+𝐶10𝐷
3
(F)
Indice Efficienza Energetica (EEI) - ENAMA

42. Indice ENAMA applicato ai risultati delle prove di 212 trattori approvati OCSE
rapportato ai rispettivi «rated power (kW)» (linea di regressione del modello)
Classificazione trattori agricoli in base a EEI - ENAMA
y =
0,4180
3e-
0,0012
3x
R² = 0,50541
0,55
0,50
0,45
0,40
0,35
0,30
0,25
0,20
0 50 100 300 350 400
CADP
150 200 250
Power at rated engine speed at PTO test (kW)

43. Rappresentazione dei risultati ottenuti su 212 modelli di trattori divisi in 5 aree
5 Aree di classificazione dei 212
trattori
0,55
0,50
0,45
0,40
0,35
0,30
0,25
0,20
0 350 400
CADP
50 100 150 200 250 300
Power at rated engine speed at PTO test (kW)
y = 0,41 8025e-
0,0
01232x
R² = 0,5054
1
2
E
D
C
B
A
35
94
58
13
A B C D
12
E
Distribuzione

44. L’accuratezza del modello ENAMA viene dimostrata confrontando i risultati ottenuti con quelli ottenuti
utilizzando il modello Spagnolo, basato sui Codici OCSE
Il confronto è stato fatto con i risultati delle prove di 86 modelli di trattori presi a campione
𝐶𝑘𝑡 =
𝐶𝑘
3
1 +
1 1
𝑙𝑠 ℎ𝑠
+ (b)
(b) Classification of Agricultural TractorsAccording to the Energy Efficiencies of the Engine and the
Transmission based on OECD tests; J.Ortiz-Cañavate, J.Gil-Sierra, J.Casanova-Kindelán, V
.Gil-Quirós
Accuratezza modello ENAMA

45. Analizzando graficamente i risultati dei tre modelli:
(F) ENAMA
(b) Spagna
otteniamo le seguenti rette di regressione e relativi valori R2
(F) y = 0,416027e-0,001122x R² = 0,409349
(b) y = 0,430387e-0,001457x R² = 0,484722
0,25
0,3
0,35
0,45
0,4
0 50 250 300 350
Index
results
100 150 200
Power at rated engine speed at PTO test (kW)
Linee di regressionedei tre modelli
(b)
(F)
Accuratezza modello ENAMA

46. Conclusioni e considerazioni finali
L’indice CAPD può essere utilizzato per classificare i trattori agricoli e forestali in base
alla loro efficienza energetica utilizzando i risultati delle prove dei Codici 2 dell’OCSE,
prendendo in considerazione sia l’efficienza del motore che della trasmissione.
I risultati dell’indice ENAMA sono stati comparati con i risultati dell’indice Spagnolo
con una correlazione lineare R2 di «0,758» (strong uphill, positive, linear relationship)

47. GRAZIE
PER
L’ATTENZIONE
progettoenagri@enama.it
Il Progetto Enagri è stato realizzato con il contributo
del Ministero delle Politiche Agricole Alimentari Forestali e del Turismo