Studio per il miglioramento tecnologico di pali in castagno locale da utilizzare negli impianti frutticoli dell area GAL

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1 COOPERAZIONE PER LO SVILUPPO DI NUOVI PRODOTTI, PROCESSI E TECNOLOGIE NEL SETTORE FORESTALE PSR PSL MISURA Studio per il miglioramento tecnologico di pali in castagno locale da utilizzare negli impianti frutticoli dell area GAL Relazione tecnico-scientifica delle attività svolte 1

2 INDICE 1. Presentazione del progetto Pag Introduzione Pag Soggetti partecipanti Pag Obiettivi del progetto Pag Sintesi delle attività svolte Pag Apporti dei componenti per la realizzazione del progetto Pag Risultati conseguiti Pag Sottoprogetto 1 Costituzione e gestione della struttura organizzativa e procedure di gestione del progetto Pag Sottoprogetto 2 Prove per l introduzione di innovazioni di processo e di prodotto e prove comparative con paleria di altre essenze legnose Pag. 7 1

3 1. Presentazione del progetto 1.1 Introduzione L evoluzione del contesto frutticolo della bassa Val Pellice ha comportato nel tempo profondi mutamenti nell architettura degli impianti e nelle tipologie di sostegno impiegate. La paleria in legno,anche di castagno proveniente dai boschi della fascia pedemontana, è stata molto utilizzata negli anni 60 e 70, con la realizzazione dei primi impianti specializzati. Dagli anni 80 l avvento dei pali in cemento ha progressivamente sostituito il legno, soprattutto a vantaggio delle maggiori garanzie di durata, con significativi mutamenti del paesaggio frutticolo. Tuttavia nell ultimo decennio il legno è tornato in auge, soprattutto a seguito del diffondersi delle coperture antigrandine e della conseguente necessità di pali di lunghezze molto elevate che rendono il palo in cemento molto pesante, complicando le operazioni di posa in opera. Nella maggior parte dei casi però non si tratta di pali di castagno, ma di conifere (prevalentemente pino silvestre), commercializzati da ditte specializzate e di provenienza estera. La regolarità del profilo delle conifere unitamente all abbandono dei boschi cedui locali, con piante non tagliate da diversi decenni con dimensioni tali da renderle non idonee alla produzione di paleria, hanno praticamente relegato il castagno ad usi molto sporadici. Solo recentemente si assiste ad una ripresa dell impiego di questo tipo di pali. I pali più utilizzati sono di legno di conifere (pino marittimo e pino silvestre). Tuttavia molto spesso questi pali non risultano sempre all altezza delle aspettative dei frutticoltori. Quasi sempre si tratta della parte terminale del tronco, sicuramente meno resistente e durevole rispetto alla base; non di rado una parte di quelli messi a dimora nei nuovi impianti frutticoli si spezza alla base dopo soli 3-4 anni, oppure a seguito delle sollecitazioni del carico da grandine nel caso di eventi grandinigeni di forte intensità, costringendo i frutticoltori a complicate operazioni di sostituzione (fatte quando ormai il frutteto è in produzione). Per incentivare l utilizzo dei pali in castagno locale, verificandone alcuni aspetti tecnicoeconomici a confronto con i pali di conifere più comunemente usati. 2

4 1.2 Soggetti partecipanti Scuola Teorico Pratica Malva Arnaldi-Bibiana Ente di ricerca e sperimentazione operante nei settori agricolo e forestale. In quest ultimo ambito sono state realizzate le seguetni attività: - Studio per la riqualificazione del paesaggio agrario e forestale (GAL Escartons e Valli Valdesi) -Corso ingegneria naturalistica (Gal escartons e Valli Valdesi) Chiavia Fratelli S.n.c. di Chiavia Danilo e Elio-Villar Pellice La ditta si è costituita nel 2008, proseguendo l attività di famiglia. Si occupa di abbattimento piante prevalentemente per la produzione di legna da ardere ed in minor misura per l ottenimento di pali grezzi in castagno semplicemente appuntiti e non scortecciati. Complessivamente vengono lavorati oltre 5000 q all anno di legname, dei quali circa il 10% destinato alla produzione di paleria. Azienda agr. Cascina Serabial di Bricco Cinzia- Lusernetta Soggetto gestore di superfici forestali di castagno localizzate nel Comune di Lusernetta. L azienda, oltre ad una decina di ettari di bosco ceduo di castagno e castagneti da frutto situati in località Pavarina di Lusernetta, coltiva circa 6 ha a frutteto (melo, kiwi, drupacee) nel corpo fondiario adiacente alla sede aziendale. 3

5 1.3 Obiettivi del progetto Gli obiettivi raggiunti dal progetto sono stati i seguenti: Generali: promuovere l incremento dell utilizzazione di pali di castagno ottenuti dai boschi cedui dell area GAL, a vantaggio del recupero di una razionale gestione dei boschi stessi; favorire un maggiore livello di raccordo tra proprietari di boschi cedui di castagno, aziende di prima trasformazione ed utilizzatori finali, coinvolgendo nel progetto anche aziende frutticole del territorio ed effettuando le prove direttamente presso i nuovi impianti frutticoli in corso di realizzazione Specifici: individuare ed evidenziare caratteristiche di elevato pregio nella paleria ottenuta da legno di castagno locale rispetto ai pali in legno di conifera di provenienza esterna all area GAL; affinare il processo di produzione dei pali in castagno apportando alcune significative innovazioni tese a migliorarne le performance. favorire la diffusione delle conoscenze ottenute nella fase di ricerca e sviluppo con la realizzazione di opportuni strumenti divulgativi Operativi: testare alcune innovazioni di processo (immersione in rame, trattamento termico) finalizzate alla produzione di prototipi e verificare le performance degli stessi con prove di posa in opera effettuate direttamente presso le aziende frutticole; effettuare prove comparative di resistenza alla flessione per evidenziare la resistenza alle sollecitazioni trasversali esterne (vento, carico da grandine) verificare la variazione di resistenza del palo indotta da alcune innovazioni di processo finalizzate ad aumentare la durata dei pali (trattamento termico). verificare la sostenibilità economica delle innovazioni proposte attraverso un approfondita analisi dei costi 4

6 2. Sintesi delle attività svolte 2.1 Apporti dei componenti per la realizzazione del progetto Scuola Teorico Pratica Malva Arnaldi-Bibiana Soggetto capofila, si è occupato del coordinamento del progetto e della realizzazione diretta delle prove sperimentali di innovazione tecnologica di prodotto e di processo, nonché delle verifiche comparative con altre tipologie di pali utilizzate in loco. Chiavia Fratelli S.n.c. di Chiavia Danilo e Elio-Villar Pellice Nel progetto la ditta si è occupata del taglio dei polloni, presso i boschi dell azienda Cascina Serabial, dell esbosco e della prima lavorazione dei pali, che sono poi stati prelevati dalla Scuola Malva per le successive prove sperimentali. Azienda agr. Cascina Serabial di Bricco Cinzia- Lusernetta Nel progetto l azienda ha messoe a disposizione i propri boschi di castagno situati nella collina di Lusernetta (B.ta Pavarina) per la fornitura dei polloni dai quali si sono ottenuti i pali per la sperimentazione. Inoltre all azienda è stata fornita una parte dei pali ottenuti con il progetto. 5

7 3. Risultati conseguiti 3.1 Sottoprogetto 1 Costituzione forma associata di cooperazione e coordinamento del progetto Attività Formalizzazione della forma associata di cooperazione Responsabile: Scuola Malva Arnaldi (G. RE) Partner partecipanti: Scuola Malva Arnaldi, az.agr. Cascina Serabial di Bricco Cinzia, Chiavia F.lli S.n.C. In seguito ad alcuni incontri tra i partner è stata costituita la Forma Organizzata di Cooperazione prevista dal progetto, sottoforma di convenzione sottoscritta da tutti i soggetti attuatori. La stesura del testo della convenzione è stata curata dalla Scuola Malva. Attività 1.2 Coordinamento della forma associata di cooperazione Responsabile: Scuola Malva Arnaldi (G. RE) Partner partecipanti: Scuola Malva Arnaldi, az.agr. Cascina Serabial di Bricco Cinzia, Chiavia F.lli S.n.C. Al fine di monitorare lo stato di avanzamento dei lavori e programmare le attività da realizzarsi nel breve periodo sono stati organizzati alcuni incontri di coordinamento tra i partner: - gennaio 2013, all avvio del progetto, per la calendarizzazione delle prime attività del progetto e la verifica di eventuali criticità nella fase di avvio. - aprile 2013: dopo la fornitura dei pali, per la verifica dello stato di avanzamento del progetto - giugno 2013: per la verifica dello stato di avanzamento lavori e dell avvenuta realizzazione delle innovazioni tecnologiche. Sono state programmate le prove da effettuare sui pali tra l autunno 2013 e la primavera

8 3.2 Sottoprogetto 2 Prove per l introduzione di innovazioni di processo e di prodotto e prove comparative con paleria di altre essenze legnose Attività 2.1- Taglio ed esbosco dei polloni Responsabile e partecipante: Chiavia F.lli S.n.c. Nel mese di dicembre 2012, è stato effettuato un sopralluogo da parte della ditta Chiavia F.lli SNC, con il responsabile del progetto e con l az. Cascina Serabial, nei boschi cedui di proprietà di quest ultima, in località Pavarina di Lusernetta al fine di verificare le condizioni delle ceppaie di castagno ed individuare i polloni più idonei da utilizzare per il progetto. E stata rilevata una notevole diversificazione in termini di diametri e conformazione; sono stati scartati i polloni che presentavano forme eccessivamente irregolari ed un profilo longitudinale non sufficientemente rettilineo. Sono stati individuati circa 400 polloni potenzialmente utilizzabili, in sovrannumero rispetto al fabbisogno de progetto in modo da poter effettuare una successiva cernita dopo l abbattimento, eliminando ulteriormente i pali peggiori. Nei mesi di febbraio e marzo 2013 i fratelli Chiavia hanno effettuato il taglio, l eliminazione delle ramificazioni e l esbosco dei polloni con l ausilio delle attrezzature aziendali. Attività Prima trasformazione e consegna al centro di ricerca Responsabile e partecipante: Chiavia F.lli S.n.c. Nel mese di aprile, presso il magazzino della ditta Chiavia, situato in Lusernetta, sono state effettuate la seconda cernita, eliminando i pali con evidenti difetti di conformazione, e la prima trasformazione, con l accorciamento dei pali a 5 m di lunghezza e la appuntatura degli stessi per favorirne la successiva infissione nel suolo. I pali sono stati suddivisi in pali di testata, con diametri superiori ai 15 cm e pali intermedi, con diametri inferiori al predetto valore. I pali sono poi stati consegnati alla Scuola Malva, con trasporto effettuato con l automezzo aziendale, in due successive tranche. Complessivamente sono stati consegnati alla Scuola Malva 160 pali di castagno, in due successive forniture: 1) 110 pali, peso complessivo kg (peso medio 127 kg) 2) 50 pali, peso complessivo 5000 kg (peso medio 100 kg) 7

9 Fig.1- Prima partita di pali di castagno grezzo affusolati consegnati dalla ditta Chiavia alla Scuola Malva di Bibiana. Fig.2- Seconda partita di pali di castagno grezzo affusolati consegnati dalla ditta Chiavia alla Scuola Malva di Bibiana. 8

10 Attività 2.3 Introduzione di alcune innovazioni di processo Responsabile: Scuola Malva Arnaldi (G. RE) Partner partecipanti: Scuola Malva Arnaldi Sulle partite di pali di castagno sono state effettuate le seguenti operazioni: - suddivisione in base alla colorazione del durame: l analisi del legno non ha permesso di evidenziare significative differenze nella colorazione del durame nelle due tipologie rosso e bianco, ma è stata rilevata una colorazione intermedia, con un area centrale della sezione più colorata e più o meno estesa. - suddivisione in classi di diametro: i pali, sia quelli intermedi che di testata, sono stati suddivisi in 3 cassi di diametro, rilevato a circa 50 cm dalla base, in funzione delle successive prove da effettuare. Successivamente i pali sono stati sottoposti ai seguenti processi: 1) scortecciatura, effettuata direttamente dal personale della Scuola Malva. Una parte dei pali non è stata sottoposta a questa operazione in modo da mantenere dei testimoni con le caratteristiche attualmente più utilizzate. Una parte dei pali è stata completamente scortecciata utilizzando due diverse tecniche per confrontare efficienza e sostenibilità economica dei due processi: a) scortecciatura manuale, con ausilio di coltello a doppio manico (fig. 3) b) scortecciatura meccanica mediante l impiego di una piccola scortecciatrice Quest ultima operazione è stata svolta dalla ditta Odetto Legnami di Luserna San Giovanni. La capacità di lavoro è stata di poco superiore con l ausilio della scortecciatrice (7-8 pali/ora rispetto ai 6 pali/ora rilevati per la scortecciatura manuale. L operazione richiedeva comunque il lavoro di due operatori: l esecutore diretto della scortecciatura ed un secondo operaio per la movimentazione ed il bloccaggio dei pali, indispensabili per la buona riuscita del lavoro. Per il confronto economico si veda l attività 2.6. Durante lo svolgimento di questa operazione è stata evidenziata la presenza di numerose gallerie sottocorticali prodotte dall attività di insetti coleotteri xilofagi responsabili dell alterazione del legno nello strato più esterno (fig.5). La scortecciatura provoca quindi un sensibile effetto di disturbo contribuendo a ridurre drasticamente l attività di questi insetti dannosi. 9

11 Fig. 5- Scortecciatura manuale con l ausilio del coltello a doppio manico Fig. 6- Evidenti tracce di rosure e gallerie da insetti xilofagi sottocorteccia 10

12 Fig. 7- Primo lotto di pali completamente scortecciati 2) Trattamento termico in autoclave. Al fine di verificare l entità della prevista diminuzione di resistenza meccanica dei pali sottoposti a trattamento termico (uno dei processi utilizzati per aumentare la durabilità degli stessi in campo), nell estate 2013 una trentina di pali sono stati consegnati alla segheria Valle Sacra di Castellamonte, unico soggetto in Piemonte ad utilizzare questo processo per il legno, mediante un autoclave realizzata ad hoc (in particolare per arredi esterni e paleria per recinzioni). Il trattamento consiste nel sottoporre i pali ad alte temperature (variabili da 165 a 240 C) per un determinato periodo di tempo. In questo modo si determinano una rapida essiccazione e delle significative variazioni della struttura degli stessi. Le modificazioni che il legno subisce sono essenzialmente da ricondursi agli effetti dell alta temperatura, che porta al deterioramento della componente della materia legnosa più reattiva nei confronti dell acqua (le emicellulose): riducendo i siti disponibili a legare le molecole d acqua, si riduce in modo diretto la quantità di acqua legata al legno e scambiata con l ambiente esterno, attraverso i fenomeni di adsorbimento e 11

13 desorbimento, e quindi la possibilità del legno di subire ritiri e rigonfiamenti che contribuiscono a favorire alterazioni. La riduzione dell umidità riduce gli attacchi fungini e l eliminazione di alcuni composti termolabili riduce la suscettibilità agli attacchi di insetti xilofagi a vantaggio di una maggiore durabilità. Con la consulenza tecnico scientifica del dr Zanuttini dell Università di Torino ed il confronto con il dr Mossano della Segheria di Castellamonte sono stati definiti i parametri tecnici da utilizzare per il trattamento nel caso specifico, ricercando il miglior compromesso tra l aumento della durabilità e la limitazione alla riduzione della resistenza meccanica: temperatura di 190 C per una durata di 2gg. I pali sono stati riconsegnati alla Scuola Malva dopo il trattamento, con una colorazione decisamente imbrunita (fig. 8) rispetto alla situazione pre-trattamento. L imbrunimento del legno si è verificato all interno dell intera sezione trasversale a testimonianza dell effettiva e completa efficacia raggiunta dal trattamento con i parametri preventivamente stabiliti. Fig. 8- Pali sottoposti al trattamento termico al momento della restituzione alla Scuola Malva 12