Lavora con noi Stampa Acquisti
Lavora con noi Stampa Acquisti
Motori brushless nell'automazione industriale

Oltre alla luce, all’acqua e agli oligoelementi, le piante necessitano solo di sei nutrienti: fosforo, potassio, magnesio, calcio, zolfo e azoto. L’ultimo di questi, indicato con il simbolo chimico N, è il più importante in termini quantitativi. È necessario, tra gli altri scopi, per la formazione di composti proteici e clorofilla, oltre che per la crescita di germogli e foglie.

L’azoto è il principale costituente dell’atmosfera terrestre, dov’è presente in abbondanza nella sua forma gassosa elementare (N2). Sfortunatamente, la maggior parte delle piante non è in grado di utilizzarlo in tale stato, potendo assorbire l’azoto dal terreno solo attraverso le radici, mentre ne hanno bisogno sotto forma di ammonio (NH4+) o di nitrato (NO3–).

I composti di nitrato costituiscono la maggior parte dei fertilizzanti che permettono all’agricoltura moderna di raggiungere alte rese. Applicati al momento giusto e nella giusta quantità, possono essere assorbiti quasi completamente dalle piante e convertiti in sostanze nutritive e biomassa. I problemi collaterali possono sorgere solo se una quantità eccessiva di nitrato finisce nei campi. Prima o poi, il nitrato in eccesso si infiltra nelle falde freatiche con la pioggia.  

Ottimizzazione del modello di spargimento

Il metodo convenzionale di spargimento dei fertilizzanti minerali su un campo prevede i cosiddetti spandiconcime a doppio disco: il fertilizzante cade dal contenitore del serbatoio situato dietro il trattore su due dischi che ruotano orizzontalmente. Il movimento rotatorio espelle i grani fino a una distanza di 25 metri verso sinistra e verso destra mentre la macchina attraversa il campo. Benché questo sistema permetta di fertilizzare grandi aree in un breve lasso di tempo, la distribuzione viene eseguita a velocità fissa e calcolata in base alla superficie totale. Si tratta di un modello di spargimento è impreciso: nel caso di campi di forma irregolare, nei pressi delle curve e lungo i bordi delle strade ci sono inevitabilmente strisce che ricevono troppo o troppo poco fertilizzante. Inoltre, l’espulsione del fertilizzante attraverso la forza centrifuga funziona in modo affidabile solo con grani di fertilizzante di dimensioni e qualità uniformi.

Motori brushless nell'automazione industriale

«Siamo in grado di evitare tutti questi inconvenienti con i nostri spandiconcime ad alta precisione della serie Aero», dice Maximilian Zimmer, team leader per lo sviluppo dell’elettronica alla RAUCH Landmaschinenfabrik di Sinzheim (nella regione tedesca del Baden). «In questo sistema, il granulato non viene espulso su una vasta area, ma, attraverso un sistema di tubi, atterra sul campo nella giusta quantità e viene poi finemente disperso. Durante questo processo, la macchina può escludere aree specifiche che non richiedono fertilizzanti».

Sistema di dosaggio con sezioni commutabili

Alla base di questa fertilizzazione di precisione troviamo il sistema di dosaggio MultiRate che, secondo quanto affermato dal produttore, è «il primo sistema al mondo di dosaggio e distribuzione di fertilizzante granulato per una nutrizione delle piante precisa e su piccola scala» per spandiconcime pneumatici. Permette di accendere e spegnere individualmente trenta sezioni di spargimento. Allo stesso tempo, la quantità applicata può essere regolata singolarmente per ogni sezione. Ciò consente una riduzione fino al 23% dell’uso di fertilizzanti per unità di superficie e un aumento significativo della resa.

Il granulato di fertilizzante arriva sul campo attraverso trenta tubi individuali, e viene dosato con precisione in strisce da 1 a 1,2 metri di larghezza. Ogni singolo ingresso utilizza una tecnologia sofisticata: attraverso imbuti multipli il fertilizzante viene condotto verso sei alberi di dosaggio con cinque segmenti ciascuno.

Questi componenti sono controllati mediante bus CAN e sono dotati di ruote a camme che dividono il granulato in piccole porzioni. Il granulato viene poi accelerato da un flusso d’aria e trasportato all’uscita.  

Motori brushless nell'automazione industriale

La velocità del motore controlla la quantità di fertilizzante

Ogni segmento della ruota a camme è mosso da un motore piatto brushless FAULHABER della serie 4221…BXT con un riduttore speciale specifico per il cliente e può essere azionato individualmente. «La velocità del motore controlla la quantità di fertilizzante applicata», spiega Maximilian Zimmer. «La macchina può così assicurare, per esempio, che la quantità per unità di superficie sia sempre la stessa in un tragitto in curva anche se ogni uscita percorre un raggio diverso. Se, nel caso di campi dalle geometrie irregolari, le file si sovrappongono o la macchina arriva sul bordo di un percorso, le singole uscite possono essere spente automaticamente e riaccese in seguito. In questa situazione le dinamiche del motore sono fondamentali, perché il motore deve raggiungere la velocità specificata in modo preciso con un ritardo praticamente nullo e fornire una coppia elevata».

Questa potenza proviene da un azionamento estremamente compatto, con un diametro di soli 42 millimetri e una lunghezza di 49 millimetri compreso il riduttore, il tutto inserito in robuste carcasse in acciaio e alluminio. L’unità può quindi sopportare le inevitabili vibrazioni meccaniche che si verificano in agricoltura. Inoltre, grazie a una gamma di temperature compresa tra meno 10 e più 60 gradi centigradi, è in grado di resistere senza problemi a fenomeni climatici estremi.

Tenere conto della qualità variabile del terreno

Il sistema di dosaggio MultiRate azionato dal motore FAULHABER permette di realizzare un’«agricoltura di precisione» nel vero senso della parola. Le tracce, ovvero i segni lasciati dalle ruote del trattore, così come i piccoli biotopi o altre aree non agricole che possono trovarsi in mezzo ai campi, sono esclusi dalla fertilizzazione.

Inoltre, la quantità di fertilizzante può essere adattata con precisione ai diversi tipi di terreno di un campo. «La qualità del terreno è registrata dettagliatamente in mappe applicative digitali», spiega Maximilian Zimmer. «Utilizzando tali mappe e i dati GPS, il controllo della macchina può adattare l’applicazione del fertilizzante alle circostanze in modo completamente automatico».

Oltre alla distribuzione di fertilizzante, gli spandiconcime Aero possono essere utilizzati per la consociazione, ad esempio con la colza o l’erba senape, permettendo di legare i nutrienti, proteggere il terreno e contribuirne al miglioramento. La qualità del granulato di fertilizzante svolge un ruolo meno significativo rispetto a quanto avviene con gli spandiconcime a disco: la macchina può dosare con precisione e può applicare accuratamente il fertilizzante anche in presenza di un’alta percentuale di frantumazione e polvere.

Maximilian Zimmer riassume: «Questa tecnologia di precisione non solo protegge l’ambiente e in particolare le falde freatiche, ma permette anche di ridurre i costi. L’azienda agricola ottiene una resa maggiore utilizzando meno fertilizzante e, con un granulato di qualità inferiore, il costo del fertilizzante può risultare significativamente inferiore».

Lo spandiconcime Aero ha vinto il premio per la tecnologia ambientale (Umwelttechnikpreis) nella categoria della tecnologia di misurazione e controllo, Industria 4.0, assegnato dal Land del Baden-Wuerttemberg nel novembre 2021.

Prodotti

Servomotori C.C. piatti brushless
4221 ... BXT H
Tecnologia a rotore esterno, con carcassa
Scheda tecnica (PDF)
Caratteristiche principali
Diametro:
22 ... 42 mm
Lunghezza:
14 ... 22 mm
Tensione nominale:
6 ... 48 V
Velocità fino a:
10000 min⁻¹
Coppia fino a:
134 mNm
Potenza di uscita continua fino a:
100 W
Serie 4221 ... BXT H
Ulteriori informazioni

Contenuti raccomandati

Qui troverete dei contenuti esterni di YouTube relativi all'articolo. Cliccateci sopra per guardarli.

Acconsento alla visione di contenuti esterni. Sono consapevole che i miei dati personali potrebbero essere condivisi con piattaforme di terzi. Per maggiori informazioni fare riferimento alla nostra Informativa privacy policy.