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MECCANICA AGRARIA
REGGIO DI CALABRIA
Dati Generali
Periodo di attività
Syllabus
Obiettivi Formativi
L'insegnamento si propone di fornire agli studenti le conoscenze teoriche e applicative relative alla meccanizzazione delle utilizzazioni forestali, con particolare riferimento alle macchine, alle attrezzature e ai sistemi impiegati nelle operazioni di abbattimento, allestimento, concentramento, esbosco e trasporto del legname.
Al termine del corso lo studente sarà in grado di:
- descrivere il funzionamento delle principali macchine forestali e dei relativi sistemi meccanici, idraulici ed elettronici;
- selezionare le macchine e le attrezzature più idonee in funzione delle caratteristiche del cantiere forestale;
- valutare le prestazioni tecnico-operative delle macchine attraverso l'analisi della produttività, dei consumi e dei costi di esercizio;
- applicare criteri di sicurezza e sostenibilità nella progettazione e gestione delle operazioni forestali;
- interpretare le innovazioni tecnologiche della meccanizzazione forestale, con particolare riferimento alla sensoristica, ai sistemi ISOBUS e alla digitalizzazione dei cantieri forestali.
Prerequisiti
• Fisica (utile);
• Selvicoltura (importante).
Non sono previste propedeuticità obbligatorie.
Metodi didattici
L'insegnamento prevede:
• lezioni frontali supportate da presentazioni multimediali;
• analisi di casi di studio;
• discussione di casi reali di utilizzazioni forestali;
• attività dimostrative con macchine forestali, ove disponibili.
• seminari tenuti da professionisti ed esperti del settore, ove disponibili.
• attività di didattica attiva ed esperienziale, quali flipped classroom e quiz interattivi, finalizzate a sviluppare la capacità di interpretare le caratteristiche tecniche delle macchine forestali e di valutarne le prestazioni operative.
L'attività autonoma dello studente comprende:
• lo studio individuale dei testi consigliati e del materiale didattico fornito durante il corso;
• la preparazione delle esercitazioni e delle attività proposte nell'ambito dell'insegnamento.
Verifica Apprendimento
- descrivere il funzionamento delle principali macchine forestali e dei relativi sistemi meccanici, idraulici ed elettronici;
- interpretare le caratteristiche tecniche delle macchine e delle attrezzature forestali;
- analizzare le prestazioni operative mediante la valutazione della produttività, dei consumi e dei costi di esercizio;
- descrivere le operazioni di utilizzazioni forestali;
- applicare criteri di scelta delle macchine in funzione delle caratteristiche del cantiere forestale e delle condizioni operative;
- discutere gli aspetti relativi alla sicurezza, all'innovazione tecnologica e alla sostenibilità della meccanizzazione forestale.
La durata della prova orale è mediamente compresa tra 20 e 30 minuti.
La valutazione finale è espressa in trentesimi e tiene conto dei seguenti elementi:
- correttezza, completezza e livello di approfondimento delle conoscenze acquisite;
- capacità di applicazione dei concetti teorici a situazioni operative reali;
- utilizzo appropriato della terminologia tecnica;
- capacità di ragionamento, analisi critica e collegamento tra gli argomenti;
- chiarezza e proprietà espositiva.
Testi
Meccanica agraria e meccanizzazione agricola
Biondi, P. (1999). Meccanica agraria. Torino: UTET.
Bodria, L., Pellizzi, G., Piccarolo, P. (2013). Meccanica e meccanizzazione agricola. Bologna: Edagricole – Il Sole 24 Ore.
Pellizzi, G. (2001). Meccanica e meccanizzazione agricola. Bologna: Edagricole.
Renius, K. T. (1989; edizioni successive). Fundamentals of Tractor Design. Dordrecht: Springer.
Meccanizzazione forestale
Hippoliti, G. (1997). Appunti di meccanizzazione forestale. Firenze: Studio Editoriale Fiorentino.
Hippoliti, G. (2000). Meccanizzazione forestale. Bologna: Edagricole.
Spinelli, R. (2001). Meccanizzazione forestale intermedia. Bologna: Edagricole.
Utilizzazioni forestali
Hippoliti, G. (1994). Le utilizzazioni forestali. Firenze: CUSL.
Hippoliti, G., Piegai, F. (2000). Tecniche e sistemi di lavoro per la raccolta del legno. Arezzo: Compagnia delle Foreste.
Agricoltura di precisione e meccatronica
Casa, R. (2017). Agricoltura di precisione. Metodi e tecnologie per migliorare l'efficienza e la sostenibilità dei sistemi colturali. Bologna: Edagricole – New Business Media.
Speich, H. (2020). La meccatronica nelle macchine agricole. Dal digitale al Precision Farming. Milano: Tecniche Nuove.
Collana Edagricole – Meccanizzazione Forestale e Sicurezza (U.N.I.F.)
Baldini, S. (a cura di) (2016). Uso in sicurezza della motosega nelle operazioni di abbattimento ed allestimento degli alberi. Bologna: Edagricole – Tecniche Nuove.
Baldini, S. (a cura di) (2020). Concentramento ed esbosco per via aerea. Bologna:
Baldini, S. (a cura di) (2022). Ergonomia e primo soccorso nei cantieri forestali, verde urbano e sistemazioni idrauliche. Bologna: Edagricole – Tecniche Nuove.
Testi complementari
Bolli, P., Scotton, M. (1987). Lineamenti di tecnica della meccanizzazione agricola. Bologna: Edagricole.
Bibliografia essenziale (consigliata per l'esame)
Bodria, Pellizzi, Piccarolo – Meccanica e meccanizzazione agricola (Edagricole, 2013).
Hippoliti – Meccanizzazione forestale (Edagricole).
Hippoliti, G., & Piegai, F. (2000). Tecniche e sistemi di lavoro per la raccolta del legno. Arezzo: Compagnia delle Foreste.
Spinelli – Meccanizzazione forestale intermedia (Edagricole, 2001).
Casa – Agricoltura di precisione (Edagricole, 2017).
Collana Edagricole–U.N.I.F. (2016–2022) dedicata a sicurezza, esbosco, macchine complementari, ergonomia e organizzazione dei cantieri forestali. Edagricole – Tecniche Nuove.
Contenuti
L'insegnamento si propone di fornire le conoscenze teoriche e applicative relative alla meccanizzazione delle utilizzazioni forestali, approfondendo i principi meccanici e funzionali delle macchine e delle attrezzature impiegate nelle operazioni di raccolta, movimentazione e trasporto del legname. Il corso analizza l'evoluzione delle tecnologie impiegate nel settore forestale, con particolare riferimento ai criteri di scelta ed impiego delle macchine in funzione delle caratteristiche del soprassuolo, delle condizioni stazionali e degli obiettivi gestionali. Sono approfonditi i principi della meccanica applicata alle macchine forestali, i sistemi di trasmissione della potenza, gli impianti oleodinamici, gli organi di lavoro e i sistemi di controllo, evidenziandone il funzionamento, le prestazioni e i limiti operativi. Si valuteranno le prestazioni tecnico-operative delle macchine forestali mediante l'analisi della produttività. Vengono inoltre affrontati gli aspetti relativi alla sicurezza delle macchine e degli operatori, alla normativa tecnica di riferimento e agli effetti della meccanizzazione sulla sostenibilità ambientale delle operazioni forestali. Il corso introduce i temi connessi alle più recenti innovazioni tecnologiche, tra cui l’ISOBUS, l'elettronica di bordo, i sistemi di monitoraggio delle prestazioni, la sensoristica e le applicazioni della digitalizzazione e della precision forestry nei moderni cantieri forestali. Le lezioni teoriche sono integrate da attività di didattica attiva ed esperenziale come flipped classroom e quiz interattivi finalizzati all'interpretazione delle caratteristiche tecniche delle macchine e alla valutazione delle loro prestazioni operative.
PROGRAMMA DEL CORSO
PARTE I – MECCANIZZAZIONE FORESTALE
1. Introduzione alla meccanizzazione forestale
Livelli e sistemi di meccanizzazione. Classificazione delle macchine forestali. Relazione tra sistema colturale, caratteristiche del soprassuolo e scelta della meccanizzazione.
2. Motori per macchine forestali e trattrici
Motori a benzina e diesel. Curve caratteristiche di coppia e potenza. Consumo specifico di combustibile. Sistemi di alimentazione, sovralimentazione e controllo delle emissioni. Valutazione delle prestazioni del gruppo motopropulsore.
3. Trattrici
Evoluzione della trattrice agricola e forestale. Caratteristiche costruttive e funzionali della trattrice. Classificazione delle trattrici in funzione della destinazione d'uso. Telaio, assali, dispositivi di collegamento, presa di potenza e sollevatore idraulico. Tipologie, criteri di scelta, gestione e corretto impiego della trattrice in relazione alle condizioni operative e ambientali.
4. Trasmissione della potenza
Trasmissioni meccaniche, idrostatiche e idromeccaniche applicate alle macchine forestali e alle trattrici. Frizioni, cambi, riduttori, differenziali, assali e sistemi di trazione integrale. Criteri di scelta delle trasmissioni in funzione delle condizioni operative.
5. Impianti oleodinamici
Principi dell'oleodinamica applicata alle macchine forestali e alle trattrici. Pompe, motori idraulici, distributori, valvole di regolazione, accumulatori e cilindri oleodinamici. Circuiti aperti e chiusi. Analisi del rendimento degli impianti.
6. Attrezzature e macchine forestali
Caratteristiche costruttive e funzionali degli organi di lavoro impiegati nelle operazioni forestali. Le funi, motoseghe, pinze forestali, verricelli, gru idrauliche, argani e sistemi di movimentazione del materiale legnoso, feller-buncher, harvester, skidder, forwarder, rimorchi forestali, teleferiche e gru a cavo, scortecciatrici, cippatrici.
7. Mobilità e stabilità delle macchine
Interazione macchina-terreno. Trazione, aderenza, pressione specifica al suolo. Stabilità longitudinale e trasversale. Influenza della pendenza e delle condizioni del terreno sulle prestazioni operative.
8. Prestazioni operative
Produttività delle macchine forestali e delle trattrici impiegate nelle operazioni meccanizzate. Metodi di rilievo dei tempi di lavoro. Disponibilità tecnica, affidabilità e utilizzazione.
9. Sicurezza e normativa
Normativa relativa alle macchine forestali e agricole. Marcatura CE. Dispositivi di protezione. Valutazione dei rischi nelle operazioni meccanizzate. Ergonomia del posto di guida della trattrice e delle macchine operatrici. Cenni di normativa generale in materia di igiene e sicurezza del lavoro con particolare riferimento all'uso di attrezzature di lavoro semoventi con operatore a bordo (D.Lgs. n. 81/2008). Responsabilità dell'operatore. Dispositivi di protezione individuale (DPI): protezione dell'udito, delle vie respiratorie, indumenti di protezione contro il contatto con prodotti fitosanitari e altri DPI specifici per le attività forestali. Modalità di utilizzo in sicurezza e principali rischi: analisi dei rischi connessi all'impiego delle trattrici e delle macchine forestali, con particolare riferimento al rischio di capovolgimento, alla stabilità statica e dinamica, ai contatti accidentali con organi in movimento e superfici calde, ai rischi legati alla mobilità della macchina, alle corrette procedure di avviamento, spostamento, collegamento alle macchine operatrici, azionamento e manovra.
10. Innovazione tecnologica
Nozioni di elettrotecnica, motori elettrici e trattrici ibride/elettriche. Caratteristiche dei sistemi di propulsione elettrica e ibrida. Meccanizzazione per la precision forestry. Sensoristica di prossimità applicata alle macchine per la gestione del verde. Monitoraggio remoto, telemetria, elettronica di bordo, sistemi ISOBUS per il collegamento della trattrice con le macchine operatrici e applicazioni dell’automazione alle macchine forestali.
PARTE II – UTILIZZAZIONI FORESTALI
11. Organizzazione del cantiere forestale
Concetto di utilizzazione forestale. Fasi operative del lavoro forestale. Organizzazione del cantiere in funzione: del tipo di bosco; delle caratteristiche del soprassuolo; della morfologia del territorio; della destinazione del materiale legnoso. Sistemi tradizionali e sistemi altamente meccanizzati.
12. Abbattimento forestale
Tecniche di abbattimento
13. Allestimento del legname
Operazioni successive all'abbattimento: sramatura; depezzatura; classificazione degli assortimenti.
14. Concentramento del legname
Definizione e finalità del concentramento.
15. Esbosco
Definizione di esbosco e differenza rispetto al concentramento e al trasporto. Principali sistemi di esbosco: per strascico; per semistrascico; per sollevamento totale. Criteri di scelta del sistema di esbosco in funzione di: pendenza; distanza; terreno; quantità di materiale.
RISULTATI ATTESI
Conoscenza e comprensione
Al termine dell'insegnamento lo studente sarà in grado di:
• descrivere i principi meccanici che regolano il funzionamento delle principali macchine forestali;
• conoscere le caratteristiche costruttive e funzionali dei sistemi di trasmissione della potenza e degli impianti oleodinamici;
• comprendere il funzionamento degli organi di lavoro impiegati nelle operazioni di abbattimento, allestimento ed esbosco;
• conoscere i criteri tecnici per la scelta delle macchine in funzione delle condizioni operative;
• comprendere gli aspetti relativi alla sicurezza, all’innovazione tecnologica e alla sostenibilità della meccanizzazione forestale.
Capacità di applicare conoscenza e comprensione
Al termine dell'insegnamento lo studente sarà in grado di:
• selezionare le macchine e le attrezzature più idonee in relazione alle caratteristiche del cantiere forestale;
• interpretare le caratteristiche tecniche riportate nelle schede delle macchine forestali;
• valutare le prestazioni operative attraverso l'analisi di produttività, consumi e costi di esercizio;
• effettuare semplici dimensionamenti e verifiche funzionali dei principali sistemi meccanici e oleodinamici;
• applicare criteri di sicurezza nella scelta e nell'impiego delle macchine forestali.
Autonomia di giudizio
Lo studente sarà in grado di valutare criticamente differenti soluzioni di meccanizzazione, confrontandone prestazioni, affidabilità, sostenibilità, sicurezza e convenienza economica, individuando le tecnologie più idonee alle diverse condizioni operative.
Abilità comunicative
Lo studente acquisirà la capacità di utilizzare una terminologia tecnica appropriata per descrivere il funzionamento delle macchine forestali, interpretare documentazione tecnica e discutere criticamente le prestazioni dei diversi sistemi di meccanizzazione.
Capacità di apprendimento
Lo studente svilupperà la capacità di aggiornare autonomamente le proprie conoscenze sulle innovazioni tecnologiche del settore, consultando manuali tecnici, norme di riferimento, documentazione scientifica e pubblicazioni specialistiche, al fine di seguire l'evoluzione della meccanizzazione delle utilizzazioni forestali.
Altre informazioni
Le slide utilizzate durante le lezioni non saranno rese disponibili agli studenti, in quanto costituiscono un supporto alla spiegazione del docente e non sostituiscono il materiale di studio.
La partecipazione alle attività didattiche, l'elaborazione di appunti personali e la consultazione dei testi consigliati rappresentano elementi fondamentali del processo di apprendimento.
Eventuale materiale didattico integrativo e le comunicazioni relative all'insegnamento saranno forniti direttamente dal docente.