Meccanizzazione agricola, pianificazione e gestione dei processi meccanizzati

Meccanizzazione dei processi agricoli

Pianificazione e gestione dei processi meccanizzati

La meccanizzazione agricola definizioni e numeri: Per svolgere la coltivazione di 1ha di frumento in età preistorica il tempo necessario era di 1000 ore, con una produzione di 300 kg/ha. In epoca romana con lo sviluppo dell’aratro a chiodo la produzione raggiunse i 700 kg/ha con 500 ore di lavoro necessarie, un raddoppiamento dell’efficienza del cantiere. Oggi con cantieri di aratura moderna si ha una produzione di 6 tonnellate con 15 ore di lavoro.

Lo sforzo bellico per la prima guerra mondiale costrinse l’Italia ad una rapida industrializzazione, questo condusse all’incremento del numero delle macchine agricole. Questo processo di meccanizzazione fu successivamente favorito dell’esodo di manodopera dalle campagne verso le città durante gli anni del boom economico che rese la meccanizzazione sempre più importante. Tra i fattori di sviluppo dell’agricoltura moderna possiamo considerare: il miglioramento genetico, lo sviluppo della concimazione di sintesi e della meccanizzazione.

Inizialmente i vantaggi derivanti dall’introduzione delle macchine erano immediatamente evidenti, soprattutto in termini di tempo e di fatica. Successivamente si è passati al progressivo adattamento delle scelte aziendali in funzione delle macchine. Ad esempio si sono accorpati gli appezzamenti riducendo i tempi morti. In corrispondenza di questo periodo sono stati sviluppati i primi testi di riferimento per la meccanizzazione. Su queste basi si è sviluppata progressivamente una visione sistemica dell’azienda agraria. L’analisi dei sistemi meccanizzati vera e propria prevede l’analisi della struttura del parco macchine e del cantiere di lavoro.

La meccanizzazione ha in primo luogo sostituito la trazione animale e successivamente la trattrice è stata accoppiata con le diverse macchine operatrici rendendola un mezzo sempre più polivalente. Oggi visto l’elevato grado e l’importanza che ha assunto la meccanizzazione è necessaria l’analisi dei sistemi di meccanizzazione. Lo scopo attuale della meccanizzazione è quello di ottimizzare il rapporto benefici/costi per favorire la competitività dell’impresa fornendo strumenti adeguati a potenziare le capacità decisionali dell’imprenditore. A questo fine è importante individuare i centri di costi dell’azienda e di ottimizzarli.

Approcci per lo studio della meccanizzazione

• Lo studio del comportamento della macchina in funzione dell’operazione da svolgere nel rispetto delle esigenze biologiche della coltura e della sicurezza e comfort dell’operatore oltreché la salvaguardia dell’ambiente.
• Studio del comportamento operativo della realtà produttiva in cui si inserisce con particolare riferimento a diversi aspetti: tecnici, strutturali, economici, sociali ed ambientali.

La meccanizzazione agricola studia gli effetti dell’impiego delle macchine nell’ambito di specifici contesti produttivi agricoli. Le prime macchine operatrici erano a vapore con motori esotermici e la trasmissione del moto avveniva tramite cinghia-puleggia. Si trattava di macchine pesantissime impossibilitate all’autodislocamento in campo che sviluppavano pochi CV a fronte di diverse tonnellate di peso. Con lo sviluppo dei motori a ciclo Otto e Diesel si hanno le prime macchine agricole mobili. Il primo trattore a trazione Diesel è stato realizzato dai fratelli Cassani, i quali sono anche i realizzatori del primo trattore a trazione integrale. Successivamente sono stati sviluppati anche i pneumatici e l’attacco a tre punti.

Fasi dell'evoluzione della meccanizzazione agricola italiana

La prima fase dell’evoluzione della meccanizzazione agricola italiana è stata quella nel periodo compreso tra il 1945 e il 1955, si tratta della motorizzazione dell’agricoltura. In questa fase la macchina prescinde dall’aspetto organizzativo dell’azienda. Le strutture aziendali quindi non necessitano di adattamento alle macchine. L’utilizzazione media annua della trattrice in questo periodo era di 1000 ore/y.

La seconda fase è quella che va dal 1955 al 1975, con la diffusione della monocoltura e l’adeguamento aziendale (accorpamento degli appezzamenti e ripensamento della viabilità aziendale). Si comincia a studiare l’organizzazione del lavoro con numeri reali. In questa fase arriva anche il sostegno dei prezzi dallo stato e contemporaneamente gli addetti calano da 7 milioni a 3 milioni. L’utilizzazione media annua era di 500 ore/y.

La terza fase è quella che va dal 1975 ad oggi. Le macchine hanno raggiunto livelli tecnologici elevatissimi anche per quanto concerne sicurezza e comfort. Si è sviluppato enormemente il fenomeno del contoterzismo. L’elevato livello tecnologico impone un elevato livello di qualificazione del personale. Il mercato è globalizzato e le aziende devono rispondere alle politiche comunitarie. La sensibilità alle tematiche ambientali comporta un aggravio di costi per l’imprenditore agricolo. Lo sviluppo delle nuove tecnologie come l’agricoltura di precisione, le quali sono ormai mature, possono comportare un grande risparmio per l’impresa, in particolare quella agromeccanica. Attualmente gli addetti sono sotto il milione, 800k circa. Le aziende efficienti hanno 400 ore/y come media di utilizzo del trattore.

Dal 1975 è cresciuto costantemente sia il numero di trattori che la loro potenza media, l’acquisto di macchine sempre più potenti è stato in parte sostenuto dai contributi statali. Spesso questi capitali investiti sono stati scarsamente redditizi a causa della forte svalutazione dei macchinari impiegati per un numero di ore annue limitato. L’incremento di potenza in questo lasso temporale è giustificato dalla diminuzione di addetti. L’aumento del numero di macchine è stato comunque così considerevole che si sono raggiunti valori prossimi ai 1,5 trattori per addetto. Analogamente all’incremento delle trattrici si è assistito ad un incremento assoluto ancora superiore per quanto concerne le macchine operatrici, almeno fino al 1990, dopodiché con la riduzione dei contributi pubblici a fondo perduto l’acquisto di macchine si è stabilizzato a causa della mancanza di liquidità delle aziende agricole.

La modern regulation (Regolamento europeo che prevede l’armonizzazione e l’incremento dei dispositivi di sicurezza obbligatori) sta conducendo attualmente ad una svendita dei trattori da parte dei produttori. Le norme più stringenti in termini di sicurezza incrementeranno il costo dei trattori con l’entrata in vigore di questo regolamento.

L’unacoma è l’equivalente di confindustria per il settore agricolo. L’uma è l’unione macchine agricole, si tratta dell’ente erogatore del gasolio a prezzo agevolato, queste associazioni assieme all’istat sono le fonti dei dati relativi alle macchine agricole e al settore primario in generale.

L’agricoltura italiana è prevalentemente composta da aziende di piccola superficie. I trattori con potenza superiore ai 100 kW sono in netta minoranza, la potenza medio-piccola è quella preponderante a livello nazionale. Si tratta di trattori con potenza compresa tra 40 e 60 kW e polifunzionali. L’agricoltura italiana è prevalentemente svolta su colture specializzate come vite e orticole che necessitano appunto di macchine specializzate, multifunzionali e di potenza limitata. Un numero analogo a quello dei trattori è rappresentato da macchine piccole, e quasi a livello hobbystico come motocoltivatori ecc.

Le macchine per la distribuzione dei prodotti fitosanitari sono molto diffuse sempre per la elevata rappresentanza della nostra agricoltura specializzata. Circa l’80% dei trattori prodotti in Italia viene esportata. L’Italia è tra i più grandi produttori al mondo, quasi la metà dei trattori acquistati nel nostro paese sono importati dall’estero. Spesso si tratta di macchine acquistate dalle aziende nazionali che hanno delocalizzato la produzione.

Il valore del comparto meccanico italiano è molto elevato, si aggira attorno ai 6 miliardi di €, il valore dei ricambi è in costante crescita vista la stazionarietà delle vendite complessive. (L’isobass è una centralina che regola automaticamente il regime di giri ed il sollevamento per mantenere costante lo sforzo e ottimizzare i consumi.)

In Italia il tasso di sostituzione dei trattori è dell’1%, pertanto le macchine evolute sono in minoranza nelle nostre aziende. In Italia vi è un trattore ogni 9 ha, mentre in Francia questi sono 22 e in Spagna addirittura 29. L’elevato numero di macchine agricole, determina la necessità di ottimizzare economicamente l’impiego delle stesse. In Italia molto numerose sono le aziende con meno di 2 ha, queste incidono infatti per il 45% del totale. Questa diffusione delle microaziende è dovuto alla forte specializzazione e redditività che le caratterizza e consente loro di ovviare alla superficie ridotta. (Il trend sta comunque cambiando come ci insegna il buon Pretolani)

Il contesto aziendale

La modellistica gestionale è la simulazione e valutazione del comportamento delle attività di una struttura produttiva in cui interagiscono risorse umane, tecnologie e sistemi viventi. Questi modelli sono impiegati per abbreviare di molto i tempi di analisi e per poter valutare a priori scenari diversi modificando diversi parametri. La simulazione permette di aiutare a prendere decisioni, ma costituiscono solo indicazioni.

Il nostro sistema di riferimento è l’azienda agricola, una struttura produttiva complicata, per l’elevato numero di interazioni con fattori esterni, e distribuita nello spazio e nel tempo. La struttura aziendale è composta da siti funzionali. L’esito della simulazione può essere per questo motivo piuttosto sfumata.

Per valutare l’aspetto meccanico bisogna considerare le macchine ed impianti disponibili ed offerte dal mercato. Da valutare poi la modalità di uso delle macchine e degli impianti in relazione all’ambiente produttivo. I siti funzionali sono aree in cui si svolgono le diverse attività e che devono essere individuati a priori. Il sistema oggetto di studio nel quale si inserisce la componente meccanica è suddiviso tra entità controllabili e non controllabili. Le entità non controllabili sono quelle (clima, terreno, mercato, politiche) non possono essere modificate ma solo gestite dall’imprenditore. Le entità controllabili possono essere in parte costanti ed in parte da determinare in funzione della destinazione produttiva. In ogni caso si tratta di entità completamente misurabili.

Individuare i confini di un’azienda agricola in termini modellistici non è facile siccome trattasi di un sistema di estrema complessità. La somma delle due distinte entità ne influenza le prestazioni. Spesso l’assenza di bilancio e di stime di produzione precise nelle aziende italiane rende difficoltoso valutare correttamente i risultati ottenuti dall’impresa.

Le risorse (R) comprendono: fondo, manodopera, fattori di logorio parziale in dotazione all’azienda. Le risorse sono fattori soggetti ad un logorio parziale, la loro adozione comporta investimenti e/o profonde modifiche delle strutture aziendali (ad esempio l’accorpamento della superficie). Il loro valore decresce nel tempo. La dotazione di beni biologici, strumentali ed umani necessari al conseguimento delle produzioni rientrano in questa categoria. Data la lunga durata di questi fattori sono necessari interventi per la manutenzione.

Le merci (M) sono fattori a logorio totale e prodotti (beni e servizi). Le merci sono entità a logorio totale, hanno una durata pari all’annata agraria, si tratta ad esempio di prodotti e sottoprodotti animali e vegetali, oltre che i beni a fecondità semplice impiegati nella produzione come concimi, agrofarmaci, medicinali ecc.

Le azioni (A) sono i processi che combinano PA e R, consumano e generano M. Le azioni sono le modalità dinamiche con cui risorse e merci vengono utilizzate e combinate nell’ambito dei processi. Mettono in relazione merci e risorse per fornire prestazioni, le quali possono essere positive e negative. Spesso il calcolo delle prestazioni nel nostro ambito è sommario e sbrigativo data l’assenza di obbligo di bilancio.

Le prestazioni (P) sono indici di comportamento del sistema sotto diversi aspetti. La TUPLA a cui tutto si riduce è FARM= <PA, R, M, A, P>.

Le attività produttive sono quindi rappresentabili formalmente attraverso tuple o insiemi di elementi omogenei. Se si considerano ad esempio le risorse la sua tupla può essere quella mostrata nell’immagine successiva:

Per la sola risorsa macchine è possibile individuare una ulteriore suddivisione sotto forma di tupla R = <TR, MO, macSM>. Ovvero trattore, macchine operatrici e semoventi. A loro volta questi 3 gruppi possono essere suddivisi nel numero di macchine afferenti ad ogni categoria TR={TR ... TR }.1 t

L’attività produttiva si riferisce essenzialmente alla produzione aziendale di beni e servizi. Un’azienda agricola può avere più indirizzi produttivi, definibili come la categoria di beni verso cui è orientata parte della produzione aziendale. La multifunzionalità è tipica di aziende con più indirizzi produttivi. Questo può essere un vantaggio a livello economico. Ad esempio gli indirizzi produttivi possono essere:

• SA e SP (seminativi annuali e poliennali)
• AF e AL (arboricoltura da frutto e da legno)
• ZL e ZC (zootecnia da latte e da carne)
• TF (trasformazione integrale come cantina o oleificio o parziale come essiccazione e catena del freddo)
• SZ (servizi come contoterzismo o agriturismo)

Spesso, in passato, l’azienda agricola si limitava al cancello, ovvero alla produzione finale, oggi invece è maggiormente presente la fase di trasformazione e di servizi come la vendita diretta o l’agriturismo. Considerando un’azienda a seminativi annuali a monocoltura si ha un diagramma di flusso molto semplice, fattori e merci in ingresso ad un solo sottosistema attraverso il quale sono processati e come output avrò solo i prodotti (granella e paglia), il flusso ovviamente è monodirezionale. Già nel caso di seminativi annuali misti potrò avere più sottosistemi monodirezionali come nel caso precedente e senza connessione tra di essi. Questa è una strategia interessante per compensare eventuali perdite derivanti dal mercato sfavorevole per una singola coltura.

Un sottosistema seminativo potrebbe anche avere un reimpiego, come ad esempio il sovescio dell’ultimo taglio, e quindi connessione tra i sottosistemi. Situazione identica per quanto riguarda le aziende miste tra seminativi e arboree. Le aziende vitivinicole hanno invece tipicamente due sottosistemi con flussi monodirezionali ma con una connessione tra essi (posso in parte trasformare l’uva e vendere il vino prodotto e in parte vendere solo l’uva). Nel caso dell’azienda foraggero zootecnica la connessione tra i due sottosistemi è elevata, la prestazione è tipicamente solo quella derivante dai bovini da latte. La complessità può essere aumentata nella speranza che P divenga sempre maggiore, sempre in relazione alle risorse disponibili.

La spesa per la meccanizzazione può variare dal 15 al 50% delle spese complessive, quindi si tratta di una risorsa fondamentale. La risorsa fondo agricolo è quella fondamentale. Definisce la strutturazione ed organizzazione spaziale delle aree in cui si attuano i processi agricoli e zootecnici. Posso suddividere gli appezzamenti dell’azienda in una lista e ad ognuno posso associare specifiche proprietà come le caratteristiche logistiche e strutturali, funzionali, pedologiche e colturali. Posso ottimizzare con questi sistema e con l’ausilio di tecnologie GIS la gestione di questa risorsa in funzione di contributi PAC e per il PUA.

Spesso il layer catastale non ha nulla a che vedere con la sistemazione messa in atto negli anni dall’agricoltore, questo causa problematiche a livello di compravendita siccome lo stesso terreno può essere suddiviso in diverse parcelle catastali. L’unità di misura dei PUA è basata sulla particella catastale. Questo conduce a problematiche notevoli per la distribuzione dei reflui in maniera corretta. Lo studio di mappe georeferenziate prodotte per l’azienda associata a sistemi di rilevamento della posizione consente attuare una gestione avanzata della meccanizzazione. Posso così conoscere la quantità di lavoro svolta dalle mie macchine e ritrovare i centri di costo. Queste tecniche consentono inoltre di eseguire una programmazione razionale e semplice delle rotazioni colturali.

Struttura delle azioni

L’azienda agricola è quindi essenzialmente composta da un insieme di colture. Queste a loro volta possono essere viste come un insieme di operazioni che sono determinate dalle diverse tecniche colturali adottate. Le operazioni sono la combinazione di risorse (macchine e lavoro) che comportano il consumo di merci (fattori), i cui effetti comportano modificazioni nello stato delle colture e/o dell’ambiente che le ospita. Chiaramente gli effetti di ogni risorsa impiegata, le quali hanno un determinato costo, devono essere positivi.

Idealizzando un ciclo colturale su una retta abbiamo che ogni coltura parte da una situazione di terreno nudo, la cui durata temporale è molto variabile in funzione della coltura e della messa in atto della stessa. Successivamente dalla messa a dimora alla raccolta si ha il periodo della coltura in atto entro il quale ho una sigmoide di sviluppo della vegetazione. Conclusa la coltura precedente si ha nuovamente una situazione con terreno nudo e la chiusura del ciclo.

Le operazioni meccaniche si inseriscono in tutte le fasi del ciclo, a partire dalle lavorazioni del terreno come l’aratura e l’erpicatura, fino agli interventi a coltura in atto come interventi fitosanitari e di fertilizzazione.