Meccanizzare e innovare il fico d'India etneo - Portale dell'innovazione

• I PRIMI RISULTATI DELLA SPERIMENTAZIONE
Meccanizzare e innovare
il fi co d’India etneo
▪
Ridurre i costi, nonché la fatica
e i rischi di chi coltiva il fi co
d’India, aumentando il livello
tecnologico nella coltivazione
e nel post-raccolta.
È questo l’obiettivo, in parte
raggiunto, della sperimentazione
qui presentata
▪
di Giacomo Blandini,
Giampaolo Schillaci
Gli studi condotti e le prove effettuate
riguardano la meccanizzazione
delle operazioni
di raccolta, la potatura, la
«scozzolatura» e alcuni aspetti del postraccolta
del fi co d’India. L’intento è stato
quello di contribuire alla riduzione dei
costi, della fatica degli operatori e dei rischi
ai quali sono sottoposti, nonché di
incrementare il livello tecnologico delle
coltivazioni, in modo da favorire anche
per questa via la permanenza dei più giovani
in agricoltura.
La raccolta
Obiettivo. Si intende pervenire allo
sviluppo di un’attrezzatura agevolatrice
in grado di ridurre drasticamente l’impiego
delle scale e la necessità per l’operatore
di addentrarsi nella pianta.
Criteri generali e situazione attuale.
La raccolta del fi co d’India avviene
manualmente; i frutti sono recisi
con un coltello a lama ricurva, tagliente
e sprovvisto di punta. Per garantire una
più lunga durata del frutto si asporta una
porzione del cladodo.
Prove effettuate. È stato costruito
e provato un prototipo di operatrice ad
azionamento pneumatico. Il sistema è
azionato con portata alla testata di 200
litri al minuto; è composto da una lama
con sezione di taglio leggermente arcuata
e da una gabbia, posta superiormente
alla lama, che imprigiona il frutto da
raccogliere. La gabbia si apre sul lato an-
MECCANICA
teriore grazie a uno sportellino il quale,
mosso da uno stelo rigido, viene chiuso
per imprigionare il frutto e, successivamente,
sollevato al momento di rilasciarlo
entro il paniere. L’attrezzo viene azionato
tramite la leva di comando posta
sull’impugnatura. Quando lo sportello
anteriore della gabbia si richiude, il frutto
viene imprigionato e la lama scatta recidendo
il frutto alla base, assieme alla
necessaria porzione di pala. L’operatore
rilascia poi la leva di comando consentendo
l’apertura dello sportello; in tal
modo, la lama si ritira e lascia cadere il
frutto nel contenitore.
Conclusioni. Per mettersi al pari con
i cantieri convenzionali, occorrerà incrementare
la produttività degli addetti
alla raccolta agevolata di almeno tre volte,
passando dagli attuali 7,4 frutti/minuto
per operatore ai 21. L’attrezzo utilizzato
è promettente, poiché si ritiene
possibile porlo in grado di operare un
taglio appropriato e un effi cace prelievo
del frutto.
Una volta accresciuta l’affi dabilità della
macchina, sarà possibile eff ettuare prove
continuative, mediante le quali verifi car-
Secondo gli ultimi dati disponibili (Istat, 2006) la coltivazione del fi co d’India, praticata quasi esclusivamente in Sicilia, interessa oltre
8.600 ha per una produzione complessiva di 80.000 t
S

S MECCANICA
La potatura (a) viene tradizionalmente eseguita a mano, come
pure la raccattatura (b) dei residui da sottochioma
ne l’utilità, innanzitutto per la raccolta
dei frutti che crescono nelle parti più alte
e più interne delle piante.
La potatura
Obiettivi. Gli obiettivi delle prove consistono
nella verifi ca di cantieri di macchine
idonei a operare sul fi co d’India,
al fi ne di ridurre i costi e la fatica degli
operatori.
Criteri generali
e situazione
attuale.
La potatura del fi -
co d’India viene
ritenuta un’operazioneessenziale
e ricorrente ed è attualmente eff ettuata
a mano, con seghetti portati all’estremità
di aste.
Per ragioni fi tosanitarie viene lasciata
una piccola porzione di cladodio sull’articolo
sottostante.
Attrezzature utilizzate. Per l’esecuzione
delle prove è stata utilizzata
un’attrezzatura pneumatica costituita
da un motocompressore carrellato, con
motore a 4 tempi della potenza di 1,8 kW
e portata d’aria di 300 L/minuto al regime
di 3.000 giri/minuto.
Come utensile sono stati provati più seghetti,
tutti a moto alterno con asta di
prolunga telescopica della lunghezza di
1,3-2,1 m, lama da 20 cm, cilindro e corpo
deviatore da 15 cm e corsa del cilindro di
3 cm. Un aspo ad avvolgimento manuale
reca circa 100 metri di condotta.
Le prove. Le prove sono state eff ettuate
su appezzamenti diff erenti per età
delle piante, sesto d’impianto e sviluppo
della chioma, scelti in tre aziende
diff erenti ubicate in zone a forte vocazione
per la coltura.
I rilevamenti mostrano che i tempi ne-
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Riguardo alla scozzolatura sono
stati provati quattro diversi utensili
pneumatici, senza riuscire a evitare
del tutto danni alla vegetazione
a
b
cessari ad eff ettuare ciascun taglio con
il seghetto pneumatico siano minori del
30% rispetto all’attrezzatura manuale. Ne
deriva che, anche se l’intervento agevolato
richiede tempi leggermente maggiori
per il posizionamento dell’operatore, il
valore medio del coeffi ciente di utilizzazione
in campo (Ru) oscilla dall’88% al
93%, con appena il 5% di diff erenza tra
intervento agevolato e manuale, a testimoniare
le ridot-
te perdite di tempo
in campo nella
potatura agevolata,
nonché i vantaggi
in termini
di minori tempi
unitari impiegati
per il taglio dei rami.
In defi nitiva, la riduzione complessiva
del tempo di lavoro ottenuta con i seghetti
pneumatici si aggira sul 25%.
Considerazioni e prospettive.
Al termine della sperimentazione si può
aff ermare che le prove condotte hanno
dimostrato una sensibile utilità della potatura
agevolata con il crescere
dell’età dell’impianto, e dunque
della mole delle piante e
che tale pratica può essere in
defi nitiva adottata.
Occorre però scegliere con
cura le lame da utilizzare, perché
la maggior parte di quelle
reperibili in commercio mostrano
una fl essibilità che le
rende inidonee, mentre i denti
tendono spesso ad occludersi.
Un eventuale prosieguo delle
prove dovrà meglio evidenziare
le caratteristiche delle lame
Utensile montato su asta:
permette di raggiungere
parti della chioma altrimenti
inaccessibili
e la velocità di azionamento ottimale per
la migliore autopulizia e, in defi nitiva,
per un taglio di migliore qualità in minor
tempo.
Le operazioni specifi che
della coltura
Obiettivi. Le attività condotte hanno
inteso aff rontare la meccanizzazione delle
operazioni della coltivazione del fi co
d’India ritenute specifi che: scozzolatura,
diradamento, despinatura. L’intento
è quello di ridurre i costi di produzione
e la fatica degli addetti, nonché d’incrementare
il livello di meccanizzazione per
favorire l’interesse dei giovani e con questo
la loro permanenza in azienda.
Criteri generali e situazione attuale.
La scozzolatura consiste nella
completa asportazione dei fi ori, dei frutti
e della quasi totalità dei giovani cladodi
(lasciandone una percentuale intorno
al 10-15% allo scopo di garantire la produzione
dell’annata successiva), emessi

durante il normale fl usso primaverile.
La pianta reagirà producendo un nuovo
fl usso fi orifero e frutti qualitativamente
più pregiati. Attualmente l’operazione è
eseguita a mano, calzando guanti in gomma
spessa per proteggersi dalle spine, e
agendo molto delicatamente per non danneggiare
il cladodio. Viene eff ettuata con
l’ausilio di scale a tre appoggi.
In alcuni casi, per i frutti più lontani,
si utilizza un utensile a forma di rastrello
posto all’estremità di un lungo manico.
Il diradamento dei frutti è un’operazione
eseguita negli impianti non sottoposti
a scozzolatura, ove pertanto la produzione
è composta
da frutti detti «primofiore»
(o «nostrale»).
Si eff ettua
manualmente o con
l’ausilio di attrezzi
rudimentali.
La despinatura
in campo viene effettuata
solo sulle produzioni «agostane»
ricorrendo a una sorta di scope di
rafi a.
Le prove. Per l’esecuzione della scozzolatura
sono stati realizzati quattro
utensili azionati pneumaticamente e
tutti montati su un’asta di prolunga.
Il primo è formato da un corpo cilindrico
di materiale plastico, sul quale sono
fi ssati, opposti fra loro, due ponticelli
metallici ricoperti di gomma al fi ne di
ammortizzare gli eventuali urti contro
la superfi cie della pala; durante il lavoro
il cilindro ruota intorno al proprio asse
e i ponticelli provocano il distacco della
vegetazione. Un secondo attrezzo consiste
in un corpo cilindrico sul quale sono
stati avvitate radialmente due serie di 4
denti, lunghi 10 cm, distanziati 4 cm e
riuniti in coppie.
Le prove in post-raccolta mostrano
l’importanza delle condizioni
di raccolta sulla sensibilità dei frutti
agli urti subiti durante il trasporto
e lungo la linea di lavorazione
Un ulteriore utensile è composto da
un’appendice metallica digitiforme ricoperta
di gomma e azionata da un pistoncino
a moto alterno il quale, tramite
un fi ssaggio con camera eccentrica, determina
la rotazione di un certo angolo
provocando l’abbattimento della vegetazione.
Infi ne è stata provata una spazzola
rotante.
Per il diradamento sono state provate
le stesse attrezzature sviluppate per la
scozzolatura, invece per la despinatura
è stata provata una spazzola rotante.
Conclusioni e prospettive. In merito
alla scozzolatura, dalle prove eff ettuate
in campo con
gli utensili, è emersa
la difficoltà di
operare ottenendo
sia il completo abbattimento
della vegetazione
da asportare
sia l’assenza di
danni al cladodio.
Gli impatti degli utensili, inoltre, provocano
una notevole dispersione dei glochidi
nell’aria, causando inconvenienti
agli operatori.
In un eventuale prosieguo dovrà perfezionarsi
un utensile in grado di eliminare
sia le imprecisioni connesse al brandeggiamento
dell’asta, probabilmente percorrendo
il bordo della pala, con l’asta,
servendosene a mo’ di guida, sia la dispersione
dei glochidi, riducendo la velocità
del moto dell’utensile.
In merito al diradamento, accertata
l’insoddisfacente prestazione degli
utensili costruiti per la scozzolatura, lo
sviluppo di strumentazioni autonome è
ostacolato dal limitato impiego annuo e,
in defi nitiva, dal limitato interesse degli
operatori; lo stesso si registra per la despinatura
in campo, a causa dell’aumen-
MECCANICA
L’utilizzo di un utensile montato su un’asta di prolunga permette all’operatore di restare distanziato dalla chioma ricca di spine
tata effi cacia delle spazzole istallate sulle
linee di condizionamento.
Il post-raccolta
Obiettivi. La ricerca ha inteso valutare
la suscettibilità dei frutti al danneggiamento
da urto durante la lavorazione
post-raccolta in linea, anche in relazione
alle condizioni ambientali al momento
della raccolta, allo scopo di ridurne
l’incidenza.
Criteri generali e situazione attuale.
Negli ultimi anni la crescente
richiesta di prodotti di qualità ha reso
usuale il condizionamento mediante linee
di lavorazione per le operazioni di
despinatura, selezione, cernita, calibratura
e confezionamento. Mentre transitano
in linea i frutti subiscono urti con pareti,
fondo e fra di loro. La letteratura esistente
e le esperienze precedenti dimostrano
che le intensità e gli eff etti di tali urti si
cumulano sino a incidere sull’aspetto del
frutto e/o sulla sua shelf life.
Le prove sulla linea. Le linee di
condizionamento sono state rilevate e
poi studiate utilizzando un misuratore
di impatti IS100. Lo strumento, inserito
più volte insieme ai frutti in lavorazione,
registra gli urti subiti durante l’intero
processo.
La forma sferica dell’IS100 consente di
simulare con approssimazione il comportamento
dei frutti durante l’avanzamento
lungo la linea, ma fornisce comunque
indicazioni sul numero medio
di urti, sulla loro distribuzione in classi
di accelerazione e sulle zone delle linee
ove più elevato è il rischio di danno.
Le prove in laboratorio. In laboratorio
si è provveduto a sottoporre
un consistente numero di frutti di
fi co d’India di varietà gialla ad urti di
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• supplemento a L’Informatore Agrario
S
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S MECCANICA
caratteristiche note e da altezze paragonabili
a quelle presenti nelle linee di
condizionamento.
Si è adoperato un pendolo, già usato
presso il dipartimento di ingegneria
agraria dell’Università di Catania per
prove analoghe su arance, costituito da
un’asta alla cui estremità, tramite apposite
fasce, vengono fi ssati i frutti; gli impatti
avvengono nella zona equatoriale.
Al perno di rotazione, in cui ricade il
baricentro dell’asta, è collegato un encoder
assoluto a 12 bit (Baumer electric,
modello BAV 0G.24K4096-6-5) il cui segnale,
acquisito tramite una PC card ed
elaborato real time con il soft ware LabView,
consente di misurare anche l’angolo
di rimbalzo e quindi la percentuale
di energia assorbita dai frutti rispetto a
quella somministrata.
Conclusioni. I rilievi eff ettuati sulle
linee di confezionamento di fi chi d’India
mediante la sfera sensorizzata IS100
mostrano che, fi ssata una soglia di registrazione
di 10 g, il numero di urti per
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Il cantiere meccanizzato per la potatura agevolata
Una linea di lavorazione del fi co d’India. Le prove
condotte hanno evidenziato l’importanza di ridurre
il numero di urti tra frutto e frutto e tra questi e parti
della linea
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ogni ripetizione può variare da circa 20
a quasi 70, in ragione della lunghezza e
della complessità della linea. Poiché le
successive prove di laboratorio hanno
mostrato una chiara infl uenza degli urti
sull’insorgere di danni anche gravi nei
frutti, un loro contenimento e una loro
attenuazione durante i processi post-raccolta
sono d’obbligo al fi ne di preservare
la commerciabilità del prodotto.
I punti più critici del processo sono
l’alimentazione della linea per ribaltamento
delle cassette e i salti alla fi ne dei
nastri trasportatori che collegano due
macchine consecutive. Inoltre, le prove
di urto in laboratorio hanno evidenziato
che né il calo percentuale di massa, né la
durezza dei frutti dopo otto settimane di
conservazione possono essere considerati
indici di danno da urto.
Varia sensibilmente, invece, la percentuale
di frutti con danni esteriori, sia in
relazione alle loro condizioni al momento
della raccolta, sia alle caratteristiche
degli urti subiti. Relativamente al primo
aspetto, i frutti raccolti in
condizioni di elevata umidità,
dovuta alle prime ore
della giornata, presentano
una tendenza al danneggiamento,
con il passare del
tempo, superiore a quella dei
frutti raccolti in condizioni
più asciutte, confermando
così le indicazioni avute
dagli operatori.
In relazione al secondo, i
frutti che hanno subito impatti
presentano probabilità
di danneggiamento signi-
fi cativamente superiori rispetto
al testimone, vicine
al 60% nel caso di frutti che
hanno subito 10 urti. Tenu-
to conto poi che nella sola zona urtata,
estesa circa al 20-25% dell’intero frutto,
si hanno percentuali di danni medi e gravi
del tutto simili a quelle che interessano
il rimanente 75-80% del frutto, si può
concludere che le condizioni d’urto esaminate
con le prove di laboratorio sono
tali da comportare danni che pregiudicano
la commerciabilità del prodotto.
Conclusioni e prospettive
Per la raccolta agevolata del fi co d’India
il prototipo ad azionamento pneumatico
appositamente costruito, pur
mostrandosi effi cace, in un eventuale
prosieguo dovrà essere velocizzato, aumentando
la produttività del lavoro di
tre volte.
Le sperimentazioni condotte in merito
alla potatura agevolata del fi co d’India
mostra l’effi cacia, i risparmi di tempo
e fatica ottenuti con seghetti a moto alterno
azionati pneumaticamente, avendo
cura nella scelta delle lame fra quelle
poste in commercio.
La maggiore attenzione è stata rivolta
alla scozzolatura, provando quattro diversi
utensili pneumatici, senza riuscire
ad evitare del tutto danni alla vegetazione;
in un eventuale prosieguo si ritiene
di dover sviluppare un utensile in grado
di attenuare il fenomeno del brandeggiamento
e la cui velocità di azione sia
controllabile. Le prove condotte hanno
mostrato che il diradamento dei frutti
richiede strumenti il cui sviluppo autonomo
è reso allo stato attuale non conveniente
per via della ridotta aliquota della
produzione assoggettata a tale pratica.
Per quanto attiene infi ne alla despinatura
in campo, l’interesse è modesto per
l’effi cacia delle despinatrici istallate sulle
linee di lavorazione.
Le prove sul post-raccolta del fi co d’India
mostrano l’importanza delle condizioni
di raccolta sulla sensibilità dei
frutti agli urti subiti durante il trasporto
e lungo la linea di lavorazione; inoltre,
evidenziano la necessità di ridurre i dislivelli
sulla linea, di curare la copertura
delle macchine con materiali assorbenti
e di non caricare la linea con un numero
eccessivo di frutti allo scopo di ridurre
gli urti fra frutto e frutto. •
Giacomo Blandini
Giampaolo Schillaci
Dipartimento di ingegneria agraria
Sezione meccanica, Università di Catania
giampaolo.schillaci@unict.it
La bibliografi a sarà consultabile all’indirizzo
www.informatoreagrario.it/bancadati

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(1996) - Damage to potatoes during
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presentato all’Ageng’96, Madrid.
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per la meccanizzazione agricola - Subprogetto
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Manfredi E. (1995) - Il futuro della meccanizzazione
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Macchine e motori agricoli, 1-2: 3-10.
Schillaci G. (1986) - Aspetti e problematiche
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MECCANICA
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