Stefano Berti VALORIZZAZIONE DEL LEGNAME DI CASTAGNO

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1 Stefano Berti VALORIZZAZIONE DEL LEGNAME DI CASTAGNO

2 VALORIZZAZIONE DEL LEGNAME DI CASTAGNO Coordinamento editoriale Gianluca Gaiani Coordinamento tecnico Stefano Berti Testi Stefano Berti Fotografie Stefano Berti, Gianluca Gaiani Copertina Selva castanile in veste autunnale di Marco Dusatti Copyright Testi, disegni e foto dei rispettivi Autori Copyright Regione Lombardia D.G. Agricoltura - ERSAF Ringraziamenti: Si ringraziano la segheria CODARRI di Caronno Pertusella (VA) e la MOROSINI LAMELLARI di Martinengo (BG) per la disponibilità e la competenza. Progetto grafico: Lalla Pellegrino per STUDIO23ESIMO.IT Stampa: per conto di Sole di Vetro srl - Monza Finito di stampare: Novembre 2013 Progetto cofinanziato tramite il FERS Fondo Europeo di Sviluppo Regionale nell ambito del Programma Interreg IIIA Italia Svizzera Progetto I Castagneti dell'insubria. PRESENTAZIONE Come in molte regioni del nostro paese anche in Lombardia la castanicoltura ha rivestito fino all ultima guerra mondiale un ruolo di primaria importanza nell economia silvo-pastorale. Il frutto forniva una importante base alimentare, ancorché di sussistenza, per le popolazioni rurali; i boschi cedui fornivano paleria agricola di vario assortimento, in particolare il palo da vite, oltre a legna da ardere e da lavoro. A partire dai primi decenni del 1900, su tutto il territorio nazionale due gravi agenti patogeni, il Cancro corticale (Mur.) e il Mal dell'inchiostro (Petri), hanno progressivamente degradato e considerevolmente ridotto il patrimonio castanicolo tanto da far temere la completa scomparsa del Castagno dal nostro territorio. Il progressivo abbandono della montagna e la forte contrazione della richiesta di paleria, a vantaggio di surrogati meno costosi, hanno favorito il progressivo degrado dei boschi di Castagno. A questa situazione già fortemente compromessa si è aggiunta la comparsa del Cinipide, introdotto alla fine del secolo scorso in Italia e osservato per la prima volta in Piemonte nel Tuttavia l interesse per questa pianta e per i suoi boschi non si è mai spento, anzi negli ultimi anni si assiste ad una crescente attenzione verso il Castagno. È verosimile anche prevedere una ripresa della richiesta di paleria, del resto già in atto, non solo come paleria agricola ma anche per opere di arredo e interventi di ingegneria naturalistica. Il legname di Castagno sembra poi essere stato riscoperto anche dal settore mobiliero per le sue caratteristiche tecniche e anche per la sua bellezza. Non possiamo però nascondere che i boschi di Castagno del nostro territorio giacciono in uno stato di pesante abbandono che ne ha fortemente compromesso la qualità degli assortimenti ritraibili. Per questo motivo risulta oggi fondamentale agire contemporaneamente in due direzioni: da una parte recuperare le selve castanili con interventi selvicolturali mirati e dall altra trovare sbocchi economicamente convenienti per il legname proveniente da questi interventi. Proprio in questa ultima direzione si è mossa la ricerca svolta da ERSAF nell ambito del progetto INTERREG I Castagneti dell Insubria e presentata in questo volume. L augurio è che questa pubblicazione possa fornire idee e valide alternative per l impiego del legname di castagno proveniente da interventi di diradamento. Francesca Ossola - ERSAF

3 La coltivazione del castagno, tradizionalmente finalizzata alla produzione di frutti, ma anche di fusti utilizzati per paleria, ha la possibilità di fornire altri importanti prodotti tra cui spiccano indubbiamente il legname da lavoro, la legna da ardere (anche se talvolta non particolarmente gradita per l'eccessivo "scoppiettio"), il tannino. Le notevoli proprietà tecnologiche del legno di castagno sono da tempo conosciute: apprezzato per le qualità estetiche, per la sua stabilità dimensionale accompagnata da buone resistenze meccaniche, per la sua durabilità naturale grazie anche alla notevole presenza di tannini che ne ha fatto il legname maggiormente utilizzato all'esterno, specialmente se a contatto con il terreno. Di conseguenza, tradizionalmente il legno di castagno è impiegato per travature, paleria agricola, tavolame per falegnameria, doghe per botti, manici per utensili e varia oggettistica con un mercato che nel tempo si è però sempre più ridotto; parimenti si è ridotto anche l'uso del legno di castagno dedicato all'estrazione di tannini utilizzati nella concia e in applicazioni alimentari e farmacologiche. Allo scopo di stimolare il recupero e la gestione ordinaria delle formazioni castanicole, oltre che di promuovere l'uso di una risorsa rinnovabile e così importante per il territorio, è stata realizzata una sperimentazione in accordo con la Comunità Montana Lario Orientale Val San Martino, l Ente Regionale della Lombardia per i Servizi all Agricoltura e alle Foreste e il CNR IVALSA mirata a valutare la possibilità di valorizzare il legname di castagno proveniente da interventi selvicolturali mediante la produzione di semilavorati su scala industriale. La sperimentazione, basata sulla verifica della reale possibilità di incrementare l utilizzazione del legname di castagno prodotto localmente, ha preso in considerazione: l l individuazione di una valida alternativa per la valorizzazione industriale di assortimenti di castagno disponibili ma scarsamente richiesti attualmente dal mercato; l la messa a punto di soluzioni innovative in grado di esaltare le proprietà tecnologiche del legno di castagno ritraibile da interventi selvicolturali. VALORIZZAZIONE 4 DEL LEGNAME DI CASTAGNO Collaborazioni: Segheria Codarri, Morosini Lamellari, Gianluca Gaiani per produzione PLM; Michela Nocetti, Paolo Burato, Paolo Pestelli, Benedetto Pizzo per prove IVALSA 1

4 VALORIZZAZIONE INDUSTRIALE DI ASSORTIMENTI DI CASTAGNO DISPONIBILI Per questa parte della sperimentazione è stata individuata la produzione industriale di un semilavorato già conosciuto nel settore dell'arredamento, il pannello di legno massiccio (PLM), particolare tipo di pannello ottenuto dall'unione, mediante incollaggio, di elementi di legno massiccio, denominati liste o lamelle, a loro volta costituiti da più pezzi di legno, privati dei loro difetti e giuntati in corrispondenza delle loro estremità, mediante giunto a minidita (finger joint). Possono essere impiegati spezzoni di legno massiccio fino ad una lunghezza minima di 150 mm e, grazie al suo particolare aspetto e ai vantaggi tipici dei pannelli a base di legno (ampie dimensioni, uniformità di caratteristiche, assenza di difetti, stabilità dimensionale idoneità alle lavorazioni automatizzate, ridotte perdite nelle successive lavorazioni, ecc.), il PLM ha trovato un suo specifico campo di impiego nell'industria del mobile e dell'arredamento. Allo stato attuale, i complementi d'arredo realizzati con il PLM trovano impiego esclusivamente per interni, non per manufatti da esporre alle intemperie, e ciò in ragione della tipologia di adesivi e specie legnose impiegate. 3 4 presenza di grossi nodi e ferite.(foto 1 e 2). Tali difetti hanno reso difficile la segagione oltre a ridurre sensibilmente la resa (Foto 3 e 4); altro fattore negativo riscontrato è stato l'insorgere di grandi fessurazioni passanti durante la segagione, evidentemente frutto di tensioni esistenti all'interno del tronco e liberatesi al momento del passaggio della lama (Foto 5 e 6). Tutte le tavole ottenute sono state Il legname necessario per la sperimentazione, tronchi di castagno per circa 171 q allo stato fresco, è stato ricavato da interventi selvicolturali effettuati all'interno della Comunità Montana Lario Orientale Val San Martino e trasportato presso la Segheria Codarri (Caronno Pertusella, VA) dove è avvenuta la segagione in tavole di spessore pari a 32 mm e la successiva loro essiccazione artificiale. In generale i tronchi approvvigionati, con diametri vari e comunque superiori a 18 cm, presentavano basse caratteristiche qualitative per la presenza di biforcazioni, andamenti non rettilinei, 5 6 successivamente sottoposte ad un processo di essiccazione in essiccatoio tradizionale al termine del quale è stato possibile calcolare la resa di lavorazione (dal tronco alla tavola essiccata) e che è risultata pari a 53%. 1 2 Le tavole essiccate sono state trasportate presso Morosini Lamellari (Martinengo,BG), per la fabbricazione di pannelli di legno massiccio. 2 3

5 Il processo di produzione ha previsto le seguenti fasi: l MULTILAMATURA OTTENENDO LISTELLI DI 50 MM DI LARGHEZZA E 30 MM DI SPESSORE l FRESATURA PER LA REALIZZAZIONE DEI GIUNTI A MINIDITA l BONIFICA l INCOLLAGGIO DEI GIUNTI E DELLE LISTE ELIMINANDO I DIFETTI PIÙ IMPORTANTI l CALIBRATURA Al termine della lavorazione sono stati prodotti 41 pannelli con dimensioni 121 x 300 cm e spessore pari a 19 mm oltre ad un pannello. 4 5

6 Durante le varie lavorazioni non sono state osservate particolari problematiche ed il prodotto finito, in base alla norma UNI EN (Pannelli di legno massiccio - Classificazione in base all'aspetto delle facce - Latifoglie) può essere inserito nella classe A (la migliore) dimostrando la validità della scelta produttiva da un punto di vista puramente tecnico. SOLUZIONI INNOVATIVE IN GRADO DI ESALTARE LE PROPRIETÀ TECNOLOGICHE DEL LEGNO DI CASTAGNO Sfruttando le naturali doti di resistenza meccanica, di durabilità nel tempo e di resistenza alle intemperie del legno di castagno, è stata verificata la possibilità di individuare soluzioni innovative che permettano di utilizzare, anche in questo caso, assortimenti di piccole dimensioni e/o di modesta qualità tecnologica disponibili localmente. Esistono diversi casi in cui, con il medesimo approccio, assortimenti di castagno non appetibili dal mercato sono stati utilizzati per proporre ad esempio innovazione nell arredo urbano o nel settore delle barriere fonoassorbenti per contenere il rumore in prossimità di strade. Per contro le rese di lavorazione (% di volume), riferite all'intero processo produttivo, si attestano intorno al 10% passando dal tronco allo stato fresco al pannello finito. Rispetto a precedenti sperimentazioni condotte su legname ritratto da cedui invecchiati di castagno di altra provenienza, a parità di processo di trasformazione, dove erano state ottenute rese del 17% per diametri medi di 22 cm, e rese del 20% per diametri medi di 25 cm, il valore ottenuto risulta significativamente più basso. Ciò è essenzialmente dovuto all'estrema difettosità dei tronchi utilizzati e, fermo restando la validità del processo produttivo in grado di valorizzare comunque il materiale di castagno altrimenti difficilmente utilizzabile, l'effettiva applicazione e quindi il trasferimento in un contesto industriale deve necessariamente passare attraverso una valutazione economica che garantisca la sostenibilità della proposta. Nella presente sperimentazione si è optato per verificare la possibilità di utilizzare il legname di castagno di piccole dimensioni e/o di modesta qualità per produrre travetti cavi destinati ad impieghi strutturali. Questa soluzione è stata già ipotizzata, sviluppata e sperimentata in Austria, Svizzera e Germania su materiali di conifera, con risultati tecnicamente molto interessanti ed esteticamente pregevoli, anche se applicata sporadicamente. Concettualmente, il principale vantaggio tecnologico di ricorrere alla costruzione di un travetto cavo risiede nella possibilità di invertire la posizione relativa di midollo e corteccia, nell ambito della produzione di un elemento portante originato da una porzione di tronco rastremato, ed ha una base razionale: 6 7

7 l l l gli smussi rimangono vicini all asse neutro dell elemento (se sottoposto a flessione) e quindi hanno una minore influenza sulla resistenza; le parti di midollo possono essere eliminate, parzialmente o totalmente, con la segagione e la piallatura; la stabilità dimensionale migliora nettamente perché nel processo, oltre alla snervatura conseguente alla segagione e lamellazione, si ottengono 4 superfici esterne subradiali. vità e un esempio di elemento strutturale efficiente ed esteticamente preferibile ai prodotti concorrenti (legno massiccio a sezione piena, elementi bilama, KVH, lamellare). Tale situazione probabilmente deriva dal fatto che il prezzo di produzione e vendita, non competitivo rispetto a quello dei prodotti concorrenti citati a causa di un doppio ciclo di piallatura e pressatura, ne abbia fatto calare la domanda da parte del mercato. Sulla base di queste premesse si è ritenuto di verificare in laboratorio la possibilità di utilizzare elementi di castagno particolarmente difettosi, e non utilizzabili altrimenti con finalità strutturali, per realizzare alcuni travetti cavi, due dei quali sono stati sottoposti a prove di comportamento meccanico. La fabbricazione è avvenuta utilizzando comuni macchine da falegnameria oltre ad uno strettoio per eseguire l'incollaggio tra i vari elementi. Esistono alcune domande di brevetto che descrivono il prodotto, il processo e i connettori idonei per giuntare le aste in un sistema reticolare, ma solo quest ultimo aspetto parrebbe essere attualmente coperto. Allo stato attuale, non sono stati trovati produttori attivi di travetti cavi; per lo meno, non ne risultano che lo pubblicizzino come prodotto tipico o significativo dell azienda. Si ricorda però che alcune aziende in passato lo facevano, considerandolo una no- In estrema sintesi, dal materiale di castagno, mediante segagione, sono state ottenute aste che, previa stagionatura naturale e piallatura delle due sezioni longitudinali corrispondenti alle facce esterne, sono state riposizionate a formare un travetto in cui le porzioni originariamente esterne, l'alburno, gli eventuali smussi erano localizzati nella parte centrale del travetto stesso. Le aste sono state incollate fra di loro, prima a coppia (bilama) e poi secondo la composizione descritta, realizzando due travetti sperimentali, con sezione 10 x 10 cm e lunghezza di 200 cm; per un campione è stato utilizzato un adesivo per usi strutturali monocomponente a base poliuretanica, per l'altro un adesivo per usi strutturali a base epossidica. I due travetti sono stati sottoposti a prove meccaniche per determinare la resistenza 8 9

8 a ed il modulo di elasticità in flessione in conformità alla normativa tecnica UNI EN 408:2012 Strutture di legno - Legno strutturale e legno lamellare incollato - Determinazione di alcune proprietà fisiche e meccaniche. PROVE MECCANICHE SU TRAVETTI CAVI DI CASTAGNO E CONFRONTO CON CASTAGNO MASSICCIO TRAVETTO CAVO sezione 10X10 mm fm Egl Elo 1 ADESIVO EPOSSIDICO 47, ADESIVO POLIURETANICO 43, CASTAGNO MASSICCIO sezione 80x80 mm(130 pz) e 50x100 mm(170 pz) fm Egl Elo MEDIA 49, DEVIAZIONE STANDARD 12, Nel prospetto seguente sono riportati i risultati ottenuti distintamente per i due travetti e per confronto i valori ricavati da una ampia sperimentazione condotta precedentemente presso i laboratori IVALSA su travi di castagno massiccio della medesima provenienza. I valori sperimentali di flessione statica (fm) ed i moduli di elasticità a flessione globale (Egl) e locale (Elo) sono stati corretti per dimensioni e umidità del legno al momento della prova in applicazione della citata norma. Pur con la limitatezza del numero di prove effettuate, e che richiedono opportuni approfondimenti anche in considerazione della preparazione non standardizzata dei campioni e l'utilizzo di adesivi di diversa natura, i valori di comportamento meccanico dei travetti cavi sperimentati rientrano nel campo di variazione delle prove precedentemente realizzate su elementi di castagno massiccio; non si sono inoltre osservate diversità in funzione del tipo di adesivo impiegato. In considerazione dei confortanti risultati emersi dalle prove sperimentali, è stata fatta un'analisi sulle attrezzature necessarie per realizzare travetti cavi in un'ottica di produzione industriale. E' stato previsto un impianto di media produttività (5-10 m3/giorno) e sono state fatte due ipotesi in funzione di un diverso livello di automazione; l'ordine di grandezza del costo di investimento è di Euro a seconda del livello di automazione. Nello schema seguente sono riportate le attrezzature dell'impianto ipotizzato: 10 11

9 l variante A che prevede una maggiore automazione e 2 presse dedicate; l variante B con scarico manuale ed una sola pressa per bilama e travetto. E' necessaria una maggiore manualità di movimentazione e i cicli di pressatura per il bilama e per il travetto cavo utilizzano la stessa pressa. I tempi di produzione sono più lunghi e la produttività è naturalmente minore rispetto alla variante A. SCHEMA DI IMPIANTO PRODUTTIVO DI TRAVETTI CAVI 9 10 CONCLUSIONI Alla luce della sperimentazione effettuata, entrambe le soluzioni testate: produzione di pannelli di legno massiccio e di travetti cavi, sono in grado di valorizzare il legname di castagno proveniente da interventi selvicolturali. Da un punto di vista della trasformazione industriale il materiale analizzato non ha presentato particolari difficoltà di lavorazione o assemblaggio. A Nel caso dei pannelli di legno massiccio, l analisi delle rese di lavorazione ha evidenziato, però, che a causa delle modeste caratteristiche qualitative dei tronchi, soprattutto non linearità e presenza di grandi nodi e ferite, i valori produttivi sono molto bassi. L'alto valore estetico e le altre proprietà del semilavorato possono compensare in parte questa carenza ma, per rendere veramente sostenibile anche economicamente la proposta, occorre intervenire sulla filiera di approvvigionamento, sulla promozione del prodotto e sul riconoscimento di un valore aggiunto in chiave ambientale e gestionale. B Per quanto riguarda le soluzioni innovative sperimentate in grado di esaltare le proprietà tecnologiche del legno di castagno, i travetti cavi per usi strutturali possono rappresentare una scelta da consigliare. Fermo restando la necessità di investimenti per attivare linee produttive a livello industriale, il sistema è in grado di utilizzare legname di castagno altrimenti non utilizzabile per fini strutturali, potendo contare su un prodotto finale interessante per nicchie di mercato attente a valenze aggiuntive (estetica, stabilità dimensionale, maggiore resistenza ) quali quelle delle strutture reticolari di prestigio e/o di elevata efficienza. A favore di tale soluzione è da sottolineare che la tecnologia di connessione per questo tipo di applicazioni è sufficientemente sviluppata e testata, con primarie aziende che se ne sono occupate, e che mantengono attivi i relativi brevetti. 1 TRONCATRICE CON SPINTORI LATERALI IN USCITA 2 LINEA DI GIUNZIONE - può essere una soluzione automatica (come nel disegno A) o semi automatica (un secondo operatore impegnato nel carico della pressa) 3 VIA A CATENE MOTORIZZATA 4 RULLIERA DI CARICO SCORNICIATRICE/PIALLATRICE 5 SCORNICIATRICE/PIALLATRICE 6 GRUPPO INCOLLAGGIO A PIOGGIA/RULLI (in funzione del tipo di adesivo) 7 PRESSA PER CREARE IL TAVOLONE BILAMA 8 VIA A RULLI PER SCARICO PRESSA (con possibilità di riportare i semilavorati in zona scorniciatura/piallatura) 9 PRESSA PER TRAVETTO CAVO VIA A RULLI PER SCARICO PRESSA (con possibilità di riportare i semilavorati in zona scorniciatura/piallatura) RULLIERA DI SCARICO TRAVETTI FINITI (ripiallati) A conclusione, occorre sottolineare che la sostenibilità socio-economica-ambientale di un territorio non può prescindere dalla valorizzazione delle risorse locali e che tale valorizzazione non può essere affidata ad un unico sistema produttivo. La diversificazione e la complementarietà, abbinate alla realizzazione di "filiere corte, rappresentano le soluzioni in grado di stimolare il recupero e la gestione ordinaria delle formazioni castanicole. In questa ottica anche le trasformazioni industriali sperimentate possono dare un valido contributo

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