N.B.: Le informazioni di seguito riportate si riferiscono all’epoca di realizzazione del progetto.
Descrizione
Istituto di Ingegneria Agraria
Via Celoria, 2
20133 MILANO
Tel. centr. 02 50316846
Fax : 02 503 16845
Indirizzo web: http://users.unimi.it/iia/ingag.html
Presentazione
L’Istituto di Ingegneria Agraria ha avuto, specie negli ultimi 35 anni, un progressivo sviluppo, divenendo policattedra, allo scopo di meglio rispondere alle crescenti esigenze didattiche e di ricerca delle applicazioni dell’ingegneria all’agricoltura.
Di conseguenza l’attività didattica e di ricerca si è diversificata in quattro settori concernenti:
1. la meccanica agraria;
2. la meccanizzazione agricola;
3. l’energetica e la fisica applicata;
4. l’edilizia rurale e la pianificazione del territorio rurale.
Localizzazione e struttura
La sede dell’Istituto si estende su circa 1000 m² (uffici e laboratori). La biblioteca è ricca di oltre 6200 volumi e di 110 riviste nazionali e internazionali. Inoltre, l’Istituto dispone di:
– un’officina di circa 200 m², dove è possibile anche svolgere prove meccaniche;
– un laboratorio per la prova di componenti di macchine mungitrici presso l’azienda sperimentale dell’Università (Landriano);
– un laboratorio, in corso di realizzazione, di circa 600 m², per prove di trattori, macchine agricole operatrici e macchine e impianti per industrie agro-alimentari presso l’azienda agricola sperimentale dell’Università a Cornaredo (MI);
– un laboratorio per le prove di attrezzature meccaniche e di dispositivi elettronici avanzati a Segrate (MI);
– un laboratorio GIS/CAD per la pianificazione e progettazione territoriale.
L’Istituto dispone inoltre presso l’azienda agricola didattico-sperimentale dell’Università a Borgo Adorno (AL), ad ordinamento zootecnico con allevamento intensivo di capre, di un sistema energetico integrato basato sulla combinazione di: un sistema solare per l’essiccazione dei foraggi, una microcentrale idroelettrica (15 kW) ed un generatore eolico (3 kW).
A supporto dell’attività didattica e sperimentale di campo, infine, l’Istituto ha una serie di convenzioni con aziende agricole private in Lombardia ed Emilia, oltre a quelle proprie dell’Università, presso le quali vengono svolte esercitazioni per gli studenti e prove sperimentali su attrezzature diverse.
Attività istituzionale
Unitamente ai compiti didattici propri degli insegnamenti impartiti, l’Istituto svolge un’articolata attività di ricerca e sperimentazione volta, da un lato, all’aggiornamento costante della qualità didattica, e dall’altro allo sviluppo dell’agricoltura e dell’industria nazionale costruttrice di macchine, impianti e componenti edilizie.
L’attività in questione è assicurata principalmente tramite finanziamenti che provengono da: Ministero dell’Istruzione, Università e della Ricerca; Ministero delle Politiche Agricole; CNR; ENEA e Regione Lombardia. Inoltre, contratti di ricerca vengono attivati su temi specifici con Enti pubblici e con Società private. Contratti di ricerca sono inoltre in corso con l’Unione Europea.
L’insieme dell’attività svolta sfocia in:
· lavori scientifici e/o sperimentali, pubblicati su riviste nazionali o internazionali con referi;
· note di sintesi e divulgazione, pubblicate su riviste nazionali di larga diffusione;
Molto attiva è la partecipazione dell’Istituto, con memorie scritte, a congressi nazionali e internazionali.
Attività di normazione
Nel settore normativo, l’Istituto collabora con il C.T.I. (Comitato Termotecnico Italiano), l’U.N.I. (Ente Nazionale Italiano di Unificazione), la CUNA (Commissione Unificazione Nazionale Autoveicolo) e il C.E.N. (European Committee for Standardization) per l’armonizzazione delle norme relative agli impianti termotecnici, alle macchine agricole e agli impianti agro-industriali. Collabora, inoltre, con l’OCSE sulla definizione di norme per l’accertamento delle prestazioni dei trattori agricoli e di suoi componenti.
In particolare, in ambito CEN, l’Istituto partecipa ai lavori di due Comitati Tecnici:
· TC 144 “Trattori e macchine agricole e forestali” – wg 1 :”Requisiti comuni di sicurezza” – (Prof. E. Gasparetto);
· TC 153 “Macchine per l’industria agro-alimentare” – (Prof. L. Bodria)
Omologazione e Certificazione
Per conto di vari Ministeri Italiani, l’Istituto svolge attività di certificazione e omologazione per: la definizione delle prestazioni di trattori, motori e macchine agricole; la verifica della rispondenza di componenti meccaniche alle vigenti norme di sicurezza (cabine e telai di sicurezza per trattori; organi di macchine operatrici; ecc.); le caratteristiche dei lattometri impiegati per i controlli funzionali di bovini, bufalini e ovi-caprini, seguendo codici e metodologie di prova nazionali (CONAMA) e internazionali (CE, OCSE, ISO, SAE, OSHA, ICAR).
L’attività di omologazione e certificazione (responsabili: E. Gasparetto; D. Pessina) interessa, ai fini dell’abilitazione alla circolazione stradale, tutti i veicoli agricoli circolanti su strada, quali trattori, mietitrebbiatrici, operatrici semoventi e rimorchi. Essa riguarda inoltre verifiche di strutture di sicurezza contro il ribaltamento per trattori agricoli. Per quanto concerne l’attività di certificazione, si effettuano verifiche in relazione al DPR 459/96 “Direttiva Macchine”. Circa le caratteristiche dei lattometri (responsabili: F.Sangiorgi; G. Provolo), vengono periodicamente effettuate prove di certificazione di modelli elettronici e di modelli tradizionali.
Attività internazionale
Sono frequenti i contatti e gli scambi con Università e centri di ricerca di paesi industrializzati e un’attività di collaborazione con organizzazioni internazionali (UE, UNIDO, UNDP) per progetti a favore di Paesi in via di sviluppo.
L’Istituto è membro fondatore dell’EurAgEng e dell’European Union Club of Advanced Engineering for Agriculture; è stato uno dei membri fondatori del “Club of Bologna” per la definizione di strategie di sviluppo nella meccanizzazione agricola; partecipa all’attività C.I.G.R. (International Commission of Agricultural Engineering).
L’Istituto partecipa a un progetto SOCRATES/ERASMUS in collaborazione con le Università di Vienna, Hohenheim, Berlino, Salonicco e Aberdeen e con il Royal Agricultural College di Cirencester, nell’ambito del quale sono previsti scambi di studenti per lo svolgimento del tirocinio pratico-applicativo e delle tesi di laurea.
L’Istituto, infine, è impegnato in un costante scambio di ricercatori e borsisti, per quanto riguarda sia proprio personale che svolge stages di specializzazione all’estero per periodi di 3-12 mesi, con borse di studio del Governo Italiano e/o dell’Unione Europea, sia ricercatori stranieri che trascorrono periodi di studio presso l’Istituto, nell’ambito degli scambi culturali promossi dal Governo Italiano e da Organizzazioni Internazionali.
Linee di ricerca della U.O.
Le attività di ricerca condotte presso l’Istituto coprono i seguenti settori:
· realizzazione di prototipi: macchine a trazione elettrica per apprestamenti protetti; macchine ad azionamento elettrico per la raccolta della frutta; laminatori per paglia; prove di verifica funzionale e taratura di irroratrici in aziende agricole;
· ricerche e prove su macchine agricole: trattori, motocoltivatori, macchine per la lavorazione del terreno, irroratrici, pneumatici, ergonomia, sicurezza, motori a biocombustibili, macchine per la raccolta, macchine e impianti di mungitura;
· tecnologie avanzate per l’automazione e la regolazione delle operazioni: GPS (Global Positioning System) per la localizzazione delle macchine in campo; sistemi automatici di riconoscimento delle macchine e registrazione delle operazioni svolte; agricoltura di precisione; sistemi di visione per la localizzazione dei trattamenti e l’automazione delle operazioni di cernita; tecnologie innovative per la valutazione della qualità dei prodotti ortofrutticoli; robotica; tecnologie per l’agricoltura di precisione;
· energetica e fisica applicata: applicazioni del flusso anulare ascendente; analisi energetiche delle filiere agro-industriali; produzione e applicazione di combustibili di origine vegetale; tecnologie di risparmio energetico; utilizzazione alternativa dei prodotti agricoli; studio dei sistemi passivi per il trasporto dei prodotti freschi; diffusione di micro inquinanti;
· modellistica e informatica: valutazione di tecniche per la raccolta e la conservazione dei foraggi; scelta del parco macchine aziendale; approccio multicriteriale per la scelta di macchine agricole; simulazione del comportamento del parco macchine aziendale; sistema esperto per la gestione dei reflui zootecnici; piani di concimazione; pianificazione delle attività colturali in relazione all’inquinamento atmosferico; informatizzazione degli allevamenti;
· edilizia rurale: dimensionamento delle sale di mungitura; metodologie di recupero di edifici esistenti, controllo ambientale; gestione della sicurezza;
· sistemi agricoli: analisi dei sistemi agro-industriali per filiere, con particolare attenzione alle problematiche proprie dell’ingegneria agraria;
· pianificazione del territorio rurale: sistemi informativi e GIS per il territorio rurale; telerilevamento applicato al territorio rurale; scenari alternativi di sviluppo del territorio rurale; metodi di analisi e valutazione delle risorse agricole e ambientali; agricoltura ed aree verdi in area metropolitana; progettazione e gestione del verde urbano.
Obiettivi dell’U.O.
Le macchine agricole operatrici semoventi di grande dimensione hanno sempre sofferto di carenze legislative per la regolamentazione delle loro prestazioni, dovute essenzialmente al rapido evolversi del settore. E’ necessaria quindi una sperimentazione su vasta scala, per stabilire il grado di rischio di queste macchine, alla luce dei criteri generali stabiliti dalla Direttiva Macchine e dalle norme ad essa correlate.
In particolare, con la presente ricerca si è voluto approfondire l’influenza che il livello sonoro e le vibrazioni hanno sulla salute e sull’ergonomia di operatori a bordo di macchine agricole semoventi. Le tipologie delle macchine a cui l’indagine è particolarmente rivolta riguarda sostanzialmente il settore cerealicolo-zootecnico (mietitrebbiatrici, falciatrinciacaricatrici, carri miscelatori semoventi ecc.), non trascurando però di esaminare anche alcune altre semoventi che, per le loro particolarità costruttive, possono creare problemi ergonomici relativamente ai fattori citati, quali alcune raccoglitrici di prodotti (ortaggi e altre colture) di pieno campo (pomodoro, patate, tabacco, ecc.).
Per quanto riguarda il rumore, lo scopo è stato ovviamente quello di stabilire se esistono, nelle varie condizioni d’uso, potenziali danni alla salute dell’operatore, con il successivo studio, in caso positivo, di eventuali possibilità di intervento. Le alternative possibili sono due, cioè di intervenire direttamente sulle fonti di rumore, e/o proteggere passivamente il conducente isolandolo rispetto alle sorgenti sonore. Nel secondo caso si adottano cabine chiuse e insonorizzate oppure, in alternativa, vengono usati i cosiddetti “Dispositivi di Protezione Individuale” (DPI, cuffie e tamponi).
Poiché su alcune operatrici semoventi è prevista la presenza continuativa di altri operatori a bordo oltre al conducente, che devono svolgere specifiche mansioni, è stata indagata l’utilità di utilizzo dei DPI, tramite la comparazione dei risultati ottenuti dalle rilevazioni dei livelli sonori con le attenuazioni di un’elevata varietà di DPI presenti sul mercato. Lo scopo è stato quello di verificare l’adattabilità dei veri DPI in riferimento ai livelli sonori delle macchine considerate, confrontando i risultati ottenuti con i limiti delle norme dedicate in vigore.
Anche il parametro vibrazionale a cui sono esposti gli operatori a bordo delle macchine sopracitate è stato oggetto di uno studio approfondito. I risultati ottenuti sono stati successivamente comparati con i limiti di percezione definiti nelle normative attualmente in vigore, per individuare situazioni di pericolo per la salute dell’operatore. Le macchine sono state provate con tutti gli organi lavoranti in moto, a regime nominale, senza carico, ma con il veicolo non in movimento. Questa condizione unisce al tangibile vantaggio di essere facilmente ottenibile e riproducibile, l’innegabile inconveniente di essere poco realistica, poiché quasi tutte le macchine agricole si muovono sul campo (se è richiesta la presenza a bordo di almeno un’unità operativa significa in pratica che le macchine in questione non lavorano a punto fisso) e quindi sono soggette anche alle vibrazioni (a bassa frequenza) dovute all’impatto con le irregolarità del terreno degli organi adibiti all’appoggio, alla mobilità e alla propulsione (i pneumatici, ad es.). Inoltre, molto spesso le vibrazioni prodotte dagli organi lavoranti che si muovono a vuoto sono (a volte di gran lunga) superiori a quelle rilevabili quando la macchina è in lavoro a contatto con il prodotto. In altre parole, il prodotto causa un naturale smorzamento delle vibrazioni, assorbendo parte dell’energia prodotta. Queste due ultime particolarità di funzionamento, peraltro, vanno la prima a diminuire e la seconda ad incrementare i livelli rilevati in tale situazione rispetto alle reali condizioni operative e, pertanto, presumibilmente i due effetti si compensano, in qualche misura.
I dati ricavati hanno dato origine ad un banca dati che, oltreché servire da base scientifica per organismi normativi, potranno essere di utilità progettuale per i costruttori delle macchine, al fine di migliorare il prodotto.
Inoltre, sempre sulla base delle informazioni ricavate, sono state redatte delle linee guida comportamentali, al fine di evitare, o quantomeno limitare, i più comuni errori nella conduzione delle macchine e per avvertire gli operatori dei più ricorrenti pericoli, in tema di ergonomia e sicurezza, ai quali sono esposti durante l’espletamento della loro attività.
Attività svolta nell’ambito del progetto SicurA
Componenti dell’U.O.
1 – Prof. Domenico Pessina (prof. associato)
c/o Istituto di Ingegneria Agraria
Via Celoria, 2
20133 MILANO
Tel- 02 503 16876
Fax 02 503 16845
e-mail: domenico.pessina@unimi.it
sito web: http://web.tiscali.it/profpessina
2 – Dott. Davide Facchinetti (dottorando di ricerca)
c/o Istituto di Ingegneria Agraria
Via Celoria, 2
20133 MILANO
Tel- 02 503 16878
Fax 02 503 16845
e-mail: davide.facchinetti@unimi.it
