Le esigenze di mobilità dell'agricoltura moderna sono sempre più pressanti, con carichi e velocità in gioco continuamente crescenti. L’aspirazione di tutti gli agricoltori è poter viaggiare sempre più velocemente e con carichi maggiori, perché notoriamente quelli di trasferimento sono considerati tempi persi, comunque non dedicati al lavoro di campo.
Anche gli impianti frenanti sono decisivi nell’incremento della sicurezza attiva del trattore agricolo, ed hanno avuto nel tempo una evoluzione enorme. Si è infatti passati in pochi decenni da macchine molto lente, per le quali erano sufficienti dei freni a nastro presenti sul solo assale posteriore, a macchine che per ottenere l’omologazione a 30 km/h necessitavano in sostanza di installare nei semiassi posteriori dei potenti freni multidisco a bagno d’olio.
La componentistica può oggi offrire numerosi dispositivi, dal ROPS fino ai sistemi ergonomici e ai sistemi di frenatura, per la sicurezza dell'operatore. Il trattore agricolo è un veicolo che, per il tipo di impiego e per le condizioni ambientali in cui opera, può risultare pericoloso essendo soggetto al ribaltamento e quindi allo schiacciamento dell’operatore.
I primi trattori infatti avevano ruote in ferro, sedili in ferro (a volte rigidi), ed erano davvero poco maneggevoli (non esisteva il servosterzo), ma si è arrivati in poco più di 100 anni a costruire macchine sulle quali è ormai possibile far si che l’operatore se ne stia comodamente seduto in un ambiente climatizzato, sul quale agiscono gli pneumatici, le sospensioni proprie del trattore, quelle della cabina, e quelle proprie del sedile per smorzare le vibrazioni derivanti dalla marcia su terreni spesso accidentati, e per chi non vuole nemmeno agire su un volante ormai universalmente dotato di servosterzo c’è anche la possibilità di acquistare macchine che grazie al GPS, in campo, sterzano da sole, ed effettuano le lavorazioni mantenendo una precisione nella sovrapposizione tra le varie passate effettuate in campo, ben superiore rispetto a quella che l’operatore più esperto può mantenere basandosi sui propri sensi.
Tipologie di Impianti Frenanti
Gli impianti di frenatura dei rimorchi possono essere meccanici, idraulici o pneumatici. Per l’efficacia della loro azione, sui modelli di elevata portata le soluzioni idraulica e pneumatica sono praticamente d’obbligo. L’impianto meccanico di frenatura equipaggia tipicamente i rimorchi agricoli di minore portata. In pratica, l’organo frenante è il ben noto freno a tamburo, di solito azionato manualmente tramite una leva dedicata, collocata di fianco al posto di guida.
La criticità di questa soluzione è rappresentata soprattutto dalle modalità di azionamento del comando a leva, che deve essere attivata dal conducente con una mano, contestualmente all’azionamento dei pedali per la frenatura del trattore.
Un’interessante evoluzione delle soluzioni meccaniche per l’arresto delle operatrici trainate è il cosiddetto freno ad inerzia. Si tratta di una tipologia di frenatura diffusa soprattutto in Germania, per attrezzature rimorchiate che non richiedono un collegamento diretto con un impianto montato sulla motrice, come ad esempio nel caso delle mietitrebbiatrici che trainano in autonomia la propria testata di raccolta, su un carrello portabarra.
Il principio di funzionamento dell’impianto è basato su freni a comando meccanico e da un timone telescopico. Attraverso la meccanica di quest’ultimo, quando il trattore frena si genera una forza di inerzia (da qui la denominazione) che per mezzo di opportuni tiranti agisce sull’apparato frenante del rimorchio.
La nuova normativa europea per la circolazione delle macchine agricole aprirà di fatto nuovi orizzonti a questa soluzione che, seppur da tempo ben conosciuta, non era mai stata seriamente considerata in precedenza, a causa delle preclusioni che le normative attuali ancora impongono.
Per i trattori la situazione invece si inverte per cui è necessario un intervento di frenatura attiva (come quella idraulica o pneumatica).
Impianti Frenanti Idraulici
Per i trattori sono anche disponibili impianti di frenatura dei rimorchi che sfruttano la pressione dell’olio del circuito idraulico di frenatura del trattore. Questi impianti prevedono un’apposita presa che fornisce olio a una pressione di circa 150 bar e assicura un’azione frenante proporzionale alla spinta esercitata dal conducente sui pedali dei freni.
Gli azionamenti idraulici sono i più vantaggiosi anche perché permettono anche di ripartire in modo semplice la forza frenante sugli assali (quando sull’assale anteriore sono presenti dei freni).
Se l’impianto di frenatura del trattore è di tipo idraulico, la tedesca Bosch Rexroth ha messo a punto un dispositivo ABS che in sostanza agisce sulla modulazione delle valvole che determinano la pressione dell’olio nell’elemento frenante di ogni singola ruota.
I problemi principali per la funzionalità dell’intero sistema riguardano il dover assicurare la necessaria velocità di intervento dell’idraulica e la gestione delle varie situazioni critiche.
Impianti Frenanti Pneumatici
La frenatura pneumatica del rimorchio è molto diffusa in Italia, piuttosto che quella di tipo idraulico, viceversa popolare in altri Paesi, come ad esempio la Germania. In pratica, un compressore azionato dal motore del trattore accumula dell’aria in pressione in un serbatoio dedicato.
Tramite un regolatore comandato dagli stessi pedali della motrice, l’aria fluisce attraverso un semigiunto al rimorchio, dove un servodistributore provvede ad azionare gli organi frenanti.
Mentre in Italia è molto utilizzata la presa a innesto doppio combinato che utilizza una tubazione di alimentazione collegata all’innesto sinistro e quella di comando che è allocata in quello destro, all’estero sono invece diffusi gli impianti a due vie che prevedono un innesto colorato di giallo per fornire aria al distributore del rimorchio, e un innesto rosso che serve per caricare il serbatoio e alimentare i freni. Quando invece il rimorchio è dotato di un impianto a una sola via si utilizza l’innesto aggiuntivo colorato di nero.
Gli impianti misti di tipo automatico-pneumatico sono prodotti generalmente da ditte specializzate e funzionano con pressioni massime nell’ordine dei 7-8 bar.
Sistemi Avanzati di Frenatura
Diversi costruttori di rimorchi di grande portata offrono già modelli con frenatura pneumatica e idraulica dotati di ABS. La Zaccaria di Montese (MO) ha messo a punto una soluzione interessante, che permette ai rimorchi a 2 o 3 assi ravvicinati (i cosiddetti dumper) che ne sono dotati di essere accoppiati a motrici che operano con impianti misti automatici sia di tipo idraulico che pneumatico.
Pur funzionando in modo autonomo, sia il cilindro idraulico che quello pneumatico agiscono sul medesimo stelo che muove le leve collegate agli organi frenanti. Contrariamente a quanto si potrebbe pensare, l’ABS aumenta di molto la sicurezza in frenata non a pieno carico, quanto piuttosto con il rimorchio vuoto; infatti, se la massa è ridotta, le ruote dell’attrezzatura trainata in frenata si bloccheranno immediatamente, provocando pericolosi sbandamenti, specie nella percorrenza di traiettorie curve.
Tale situazione è enfatizzata proprio a causa della tipica regolazione della forza frenate sui rimorchi, che ovviamente viene tarata sempre per il mezzo a pieno carico.
Premiata con la medaglia d’argento all’Agritechnica del 2007, è un’innovazione che garantisce una migliore manovrabilità anche su terreni difficili e condizioni disagevoli con rimorchi a due e 3 assi ravvicinati.
In pratica, il raggio di sterzata non è gestito passivamente in modo meccanico come di solito avviene, ma attivamente tramite un giroscopio (montato sul trattore), che trasmette il segnale ad un trasduttore di posizione angolare sull’asse, dove alcuni cilindri idraulici pilotano l’angolo di sterzata ottimale.
I vantaggi sono molteplici, e riguardano: una tenuta di strada migliorata anche su percorsi in pendenza e dissestati; una maggiore stabilità in frenata; una ridotta usura degli pneumatici (specie nelle curve strette); un più alto livello di sicurezza in caso di guida in pendenza; una miglior distribuzione dei pesi a terra tramite gli pneumatici; la possibilità di muoversi sia in marcia avanti che indietro senza problemi anche su dossi o cunette.
La tedesca Knorr-Bremse ha sviluppato nel 2011 per i rimorchi Jumbo di Pöttinger il Trailer-EBS TEBS G2.1, un dispositivo frenante elettronico composto da un insieme di sensori, dalle componenti pneumatiche dell’apparato frenante e dall’immancabile centralina. Il cuore del dispositivo è l’ABS, il noto sistema che evita il bloccaggio delle ruote in caso di sovra-frenata o in presenza di una superficie stradale a scarsa aderenza, impedendo così pericolosi sbandamenti del veicolo.
I rimorchi dotati di TEBS G2.1 possono essere trainati sia da trattori convenzionali che con ABS ed EBS.
Manutenzione e Controlli Periodici
Oltre ai di freni di servizio, utilizzati durante la marcia, sui trattori vi è anche un freno di stazionamento (o di parcheggio) che si utilizza per la sosta in sicurezza del veicolo. Mentre i primi vengono comandati tramite un pedale, per quelli di stazionamento si utilizza di solito una leva manuale o un comando elettroidraulico (che sui trattori più evoluti si aziona automaticamente quando si arresta il motore).
In entrambi i casi è opportuno effettuare scrupolosi controlli periodici. Riguardo invece ai tubi flessibili, ad una accurata ispezione visiva va aggiunta un attento controllo delle deformazioni interne, che è però difficile da effettuare senza smontare le stesse, e che può comunque essere sostituito da una valutazione di mantenimento della funzionalità pregressa.
Nel caso si verifichino delle frenate irregolari, spesso ciò è dovuto agli elementi flessibili che possono col tempo occludersi in alcune posizioni di lavoro.
I materiali d’attrito hanno avuto anch’essi una notevole evoluzione, dai materiali a base d’amianto - comunemente diffusi fino agli anni ’80 - si è infatti passati a componenti che dovevano assicurare le stesse prestazioni fisico-meccaniche con una tossicità per l’uomo inferiore.
Alcuni trattori sono oggi dotati anche del cosiddetto “freno motore”, un dispositivo presente da molto tempo sugli autocarri, e che permette di rallentare senza intervenire sui pedali dei freni di servizio. Si tratta di un dispositivo che permette di “strozzare” (parzializzare) il flusso dei gas di scarico agendo su di un apposito pedale (o dispositivo a mano) che comanda la chiusura di una valvola a farfalla che causa una diminuzione del regime del motore. Agendo sul comando viene anche chiusa la mandata di combustibile.
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