Gli spandiconcime centrifughi

Per la distribuzione dei concimi chimici e minerali le macchine più utilizzate sono gli spandiconcime a dischi, che offrono un’elevata capacità di lavoro e grande compattezza d’insieme. La loro evoluzione tecnologica ha fatto passi da gigante negli ultimi 20 anni e le case costruttrici offrono attrezzature in grado di adeguare la distribuzione alle più diverse condizioni d’impiego

La fertilizzazione delle colture agricole è una tecnica nota fin dal neolitico, e fino alla metà dello scorso secolo la si attuava quasi esclusivamente mediante l’utilizzo di matrici organiche, che erano tuttavia disponibili in quantità piuttosto scarse rispetto alla vastità dei terreni arabili. A partire dalla metà circa dello scorso secolo, la messa a disposizione da parte dell’industria chimica di grandi quantità di concimi minerali e di sintesi, ha permesso sia un notevole incremento delle rese, che delle superfici coltivabili.

A seguito della nascita dell’esigenza di distribuire concimi in queste nuove forme, si passò immediatamente alla prototipazione delle prime macchine spandiconcime. Oggigiorno, dato che la fertilizzazione si attua prevalentemente con concimi commercializzati in forma granulare e ottenuti tramite sintesi chimiche oppure di origine minerale, è prassi distribuirli prevalentemente mediante macchine dedicate. Eccezion fatta per le macchine spandiletame e spandiliquame utilizzate per le matrici organiche palabili e non, non c’è dubbio che i concimi minerali e di sintesi chimica siano tuttora molto più frequentemente usati rispetto ad essi, e quindi che le corrispondenti macchine per la loro distribuzione, nella gran parte dei casi di tipo centrifugo, siano assai diffuse sul territorio.

Queste macchine sono inoltre state oggetto in questi ultimi anni di una notevole evoluzione tecnica, tesa a renderne la distribuzione sempre più precisa, anche perché con i ridotti margini di guadagno derivanti dalla classica cerealicoltura, è ormai ben noto a tutti quanto sia importante ridurre gli sprechi dei fattori di produzione per conservare almeno un minimo margine di guadagno.

 

Le macchine

Il principio di funzionamento degli spandiconcime centrifughi si basa sulla forza impressa ai granuli che vengono lasciati cadere su uno o più dischi che ruotano ad altissima velocità, sui quali sono montate radialmente alcune palette di lancio, che impattando con i granuli conferiscono loro una forte accelerazione tangenziale (e quindi una notevole velocità) che li proietta a determinate distanze dal punto di impatto con la paletta, per farli finire poi a terra dopo aver percorso una traiettoria parabolica e trasversale alla direzione di avanzamento dell’attrezzatura. Il cuore della macchina è appunto il disco rotante e deve garantire il lancio del prodotto con il minimo shock possibile per il granulo di fertilizzante, onde evitare frammentazioni dello stesso e creare polverosità; il tutto per assicurare una distribuzione accurata e una copertura ottimale.

 

Monodisco

Con gli spandiconcime monodisco, i granuli di concime, a seguito del loro contatto con il disco di distribuzione e le relative alette, subiscono una brusca accelerazione e vengono scagliati verso l'esterno con una velocità iniziale di 8-12 m/s. L'area interessata dalla distribuzione è rappresentata da un settore circolare con centro sull'asse di rotazione del disco e raggio pari alla distanza massima percorsa dai granuli. In condizioni operative ottimali, il diagramma di distribuzione della macchina è di tipo triangolare, con una lieve asimmetria tipica. Per ottenere una buona uniformità di distribuzione trasversale è necessario effettuare una sovrapposizione fra due passaggi contigui dello spandiconcime compresa fra il 50% e il 25% della gittata massima. Le larghezze di lavoro che ne conseguono risultano generalmente comprese fra 8 e 15 m.

 

Doppio disco

L’organo di distribuzione è costituito da due dischi, che sono tra loro controrotanti. Ciò permette di limitare la tipica asimmetria di distribuzione propria delle macchine a disco singolo. Il diagramma di distribuzione che ne risulta è di forma semi-ellittica. Per ottenere una buona uniformità di distribuzione trasversale l’effettiva larghezza di lavoro deve essere compresa fra il 50 e il 70% della gittata massima e, generalmente, risulta compresa tra i 12 e i 20 m. Il sistema di regolazione della dose può essere per gravità o per estrazione forzata. In quest'ultimo caso, su alcune macchine sono previsti già nell’allestimento basico dei dispositivi di regolazione che permettono di mantenere automaticamente una distribuzione sempre proporzionale alla velocità di avanzamento. In questo caso esistono sia sistemi a controllo meccanico che elettronico.

Gli obiettivi da perseguire con la fertilizzazione sono sostanzialmente due, il primo è dosare correttamente l’apporto dei principi nutritivi sull’unità di superficie, mentre il secondo (e più difficile da raggiungere) è quello di effettuare una distribuzione il più possibile uniforme sull’intera superficie trattata. Sebbene nel primo caso l’obiettivo sia abbastanza facile da centrare nel secondo è necessario effettuare una corretta sovrapposizione tra le varie passate, che dipende dalla conformazione spaziale del diagramma di distribuzione.

Sebbene il distribuire l’esatta quantità di fertilizzante per ettaro risulti un obiettivo abbastanza semplice da centrare, così non è quando ci si va a riferire ad unità di superfici molto più ridotte, come il metro quadrato o i suoi sottomultipli, e questo è un problema non solo per l’ottimizzazione della distribuzione del prodotto (e quindi per la minimizzazione degli sprechi), ma anche per tutte le problematiche ambientali ad esso connesse (inquinamento delle falde da nitrati in primis). è anche importante sapere che, sebbene un recente studio promosso dalla Commissione Europea abbia quantificato in circa 1 milione di t/anno la quantità di azoto che viene persa a causa di modalità applicative inadeguate, altri recenti studi hanno dimostrato che in Italia circa il 60% delle superfici coltivate viene ancora fertilizzata ricorrendo agli spandiconcime monodisco, alcuni dei quali possono essere più impegnativi da regolare per ottenere una perfetta distribuzione al suolo, soprattutto per via della forma del loro diagramma di distribuzione.

Ad ogni modo l’ottenimento di una perfetta uniformità di distribuzione sulle piccole superfici è quasi sempre una chimera, anche se è molto più facile avvicinarsi alla perfezione con i modelli a disco doppio rispetto a quelli con disco singolo. In entrambi i casi, comunque, nell’effettuazione delle regolazioni della macchina è ben noto che ci si debba giocoforza accontentare del miglior compromesso possibile, anche perché una parte delle problematiche connesse con l’ottenimento (e il mantenimento nel tempo) di un perfetto diagramma di distribuzione sono imputabili non alla macchina ma al prodotto da distribuire, che alle volte risulte essere non proprio uniforme nella sua granulometria.

Le più recenti innovazioni messe in campo dai costruttori hanno migliorato significativamente la capacità di lavoro degli spandiconcime centrifughi, grazie all’applicazione di dispositivi che hanno permesso di aumentare (controllandolo in tempo reale) il flusso del fertilizzante dalla tramoggia verso il distributore. Inoltre, gli sforzi si sono concentrati sull’ottimizzazione della caduta del fertilizzante sul disco rotante alettato. In tal modo, grazie ad appositi sensori e all’immancabile centralina elettronica, ora è possibile regolare dal posto di guida sia la larghezza di lavoro che l’effettiva quantità di prodotto distribuita per unità di superficie. Un altro importante passo è stato quello di mettere a punto macchine in grado di operare in modalità DPA (Distribuzione Proporzionale all’Avanzamento) cioè in grado di mantenere costante la dose (in kg/ha) anche al variare della velocità di avanzamento.

 

Le più recenti innovazioni

Ulteriori obiettivi hanno riguardato la diminuzione del prodotto fuori bersaglio (ad esempio curando maggiormente la distribuzione effettuata nelle zone perimetrali degli appezzamenti), ma soprattutto l’adozione di tecniche di distribuzione a rateo variabile, ovvero con distribuzione di dosi differenziate in funzione della produttività riscontrata nelle varie zone degli appezzamenti. Inizialmente, la dose da distribuire veniva determinata basandosi quasi esclusivamente sulla produttività del campo desunta in fase di raccolta da mietitrebbiatrici equipaggiate con sensori di resa, che veniva georeferenziata tramite GPS.

Operando in questo modo è stato possibile ottenere delle mappe grafiche con produttività differenziata, che permettevano di intervenire in modo sito-specifico con il successivo piano di concimazione, ovvero aumentando o diminuendo la dose di concime in base alle indicazioni agronomiche generali. Per la distribuzione di concime a rateo variabile è fondamentale che il cantiere disponga di un sistema di navigazione satellitare e che parimenti lo spandiconcime sia adeguatamente predisposto. Da questo punto di vista, si prestano bene i trattori e le attrezzature ISOBUS compatibili, che permettono di semplificare il controllo e la gestione dello spandiconcime con un unico terminale a bordo del trattore, senza essere costretti ad installare centraline aggiuntive.

Grazie alla progressiva diminuzione dei costi dei dati telerilevati (via satellite o con aerei, droni o elicotteri) la distribuzione “di precisione” dei concimi è ormai diventata una realtà consolidata, ma sul mercato sono disponibili da qualche tempo diversi sensori che permettono di rilevare lo “stato di salute” della coltura in tempo reale, grazie all’analisi della radiazione solare riflessa dalla coltura anche utilizzando appositi sensori ottici collocati sulla parte anteriore del trattore. Si tratta in questo caso di una notevole semplificazione operativa, poiché prescinde dalla preparazione preventiva delle mappe di prescrizione.