2. Materiali, metodi, organizzazione che il gruppo di lavoro si è dato.

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1 Area 2 Produzione di legno fuori foresta. Sottoprogetto 2.1 Arboricoltura da legno con specie di pregio a cicli medio-lunghi. Scheda Assortimentazione e valorizzazione del legname di noce e ciliegio proveniente da diradamenti. 1. Obiettivi Vari finanziamenti erogati negli ultimi anni dalla Comunità Europea (a partire dal Regolamento CEE 2080/92 e da alcune azioni previste dai PSR delle Regioni italiane) hanno favorito la realizzazione, su molti terreni agricoli, di nuovi impianti di arboricoltura a ciclo medio-lungo con latifoglie nobili, quali ciliegio, noce, querce, frassini ecc., indirizzandoli principalmente verso la produzione di legname di pregio. A queste iniziative, tuttavia, in aggiunta a una scarsa esperienza sugli aspetti colturali, non corrisponde un adeguata conoscenza scientifica relativamente alle caratteristiche tecnologiche del legno delle specie usate e alle possibilità di utilizzo del tondame proveniente dai necessari interventi intercalari. Per le peculiarità legate ai suddetti impianti, il materiale oggetto di studio può, infatti, presentare proprietà tecnologiche diverse rispetto a quelle tradizionalmente riconosciute e attribuibili al legname delle stesse specie legnose ma di produzione forestale. Gli assortimenti ricavabili dai diradamenti effettuati negli impianti di arboricoltura con specie a turni medio-lunghi non trovano inoltre, al momento, un impiego remunerativo tale da coprire almeno in parte i costi dei suddetti interventi che, di conseguenza, vengono spesso omessi o non eseguiti correttamente in termini temporali, compromettendo a volte il corretto sviluppo dell intero impianto. Ciò è essenzialmente dovuto al loro diametro limitato, alla presenza di numerosi difetti, in alcuni casi alla scarsa duramificazione del legno e al fatto che lo stesso mercato della legna da ardere non sempre offre, localmente, un adeguato sbocco commerciale a questo tipo di prodotti. La possibilità di valorizzare tale massa intercalare tramite impieghi alternativi rappresenta invece uno stimolo per convincere i proprietari ad effettuare quelle pratiche colturali indispensabili a favorire un miglior sviluppo delle piante rilasciate e il buon esito finale dell'investimento. Sulla base di tali premesse, con il tema affrontato nell ambito del presente sottoprogetto si è inteso fornire un contributo alla soluzione di alcuni degli aspetti critici evidenziati, effettuando una serie di indagini tecnologiche di base sul legno delle principali specie usate, prove sperimentali sulle modalità pratiche per ricavare semilavorati direttamente all imposto (con un impianto di segagione ad hoc appositamente acquistato), l analisi delle caratteristiche qualitative del materiale ricavabile dai diradamenti (sia in termini di tondame che di segati ritraibili dalla suddetta lavorazione) nonché formulando alcune ipotesi di valorizzazione tramite l individuazione o la realizzazione di semilavorati o prodotti finiti ottenibili dal materiale in esame. 2. Materiali, metodi, organizzazione che il gruppo di lavoro si è dato. Relativamente al I anno di attività sono stati presi contatti con proprietari e gestori piemontesi di impianti di arboricoltura da legno ed effettuati sopralluoghi con professionisti e funzionari regionali per costituire una rete di impianti sperimentali, è stato eseguito il collaudo e la messa a punto dell impianto di segagione acquistato dal partner ISSA e sono state effettuate prove di lavorazione in campo e di classificazione del materiale legnoso in collaborazione con il gruppo di ricerca dell IVaLSA CNR di Firenze e con un impresa locale munita dello stesso modello di sega mobile. Le prove sono state effettuate impiegando legname di ciliegio proveniente da secondi diradamenti, ovvero da piante, di età compresa tra quindici e venti anni, derivanti dagli impianti sperimentali effettuati nell opera di restauro forestale delle discariche minerarie dell Enel situate nella zona del 1

2 Valdarno in provincia di Arezzo. Sono state parimenti usate piante di noce di più giovane età, ricavate da primi diradamenti in un impianto piemontese sito in prossimità dell impresa privata che ha effettuato la segagione. Il legname, abbattuto da circa tre mesi, è stato allestito in lunghezze variabili ed i toppi sono stati misurati e classificati. Tuttavia, poiché la vigente normativa internazionale ed europea sui metodi per la misurazione e valutazione delle caratteristiche del tondame è stata redatta per materiale proveniente da tagli di maturità e quindi non era applicabile alle peculiarità del caso in esame, si è reso opportuno adottare un metodo speditivo (per attributi) che, attraverso l analisi di un certo numero di parametri, permettesse di suddividere il legname in segabile e non, nell ottica di poterlo lavorare con la sega a nastro trasportabile messa a disposizione nell ambito del progetto. Per le stesse ragioni, anche la classificazione dei segati ottenuti non ha potuto essere effettuata secondo i principi riportati nelle normative predisposte per tali assortimenti, per cui si è pensato di seguire il sistema americano basato sui tagli netti (ovvero sulla percentuale di superficie priva di difetti visibile esteriormente) che è ben consolidato e risultava più adatto alla valorizzazione del materiale in oggetto. Per quanto riguarda il II anno, è stata effettuata una caratterizzazione tecnologica di base del legno di ciliegio e noce mediante prove di laboratorio su provini di piccole dimensioni e privi di difetti, che sono stati ricavati dalle tavole diametrali ottenute con la segagione dei fusti di cui sopra. La valutazione ha riguardato 17 toppi di noce (da piante di 7 anni) e 38 toppi di ciliegio (da piante di circa 20 anni). Per una corretta analisi del materiale è stato fatto riferimento alla vigente normativa tecnica che regola questo tipo di indagine e che consente di adottare criteri uniformi, standardizzati a livello internazionale, circa la consistenza del campionamento, le dimensioni dei provini da realizzare ed i protocolli per l effettuazione delle prove di laboratorio. Le grandezze fisiche indagate sono state: massa volumica al 12% di umidità del legno, densità basale (che esprime il rapporto tra la massa misurata allo stato anidro ed il volume allo stato fresco), ritiri dimensionali (radiale, tangenziale e volumetrico) e coefficiente di nervosità (dato dal rapporto tra il ritiro tangenziale e quello radiale). Per definire le caratteristiche meccaniche è stato invece fatto ricorso a tre tipi di prove tradizionali: determinazione della resistenza e modulo di elasticità a flessione statica, determinazione della resistenza a compressione assiale, determinazione della durezza superficiale con il metodo Brinell. Attraverso un accurata ricerca bibliografica, i risultati ottenuti sono stati confrontati con i dati reperiti in letteratura, che tuttavia si riferiscono al legno di piante mature non provenienti da impianti di arboricoltura da legno. Per l importanza che essi rivestono dal punto di vista applicativo, nel caso del noce sono state esaminati anche alcuni parametri inerenti l aspetto superficiale. Infine, nel III anno è stata effettuata una verifica della possibilità di impiego del legno di noce e ciliegio allo scopo di individuare le trasformazioni più idonee a valorizzarne le caratteristiche. In particolare è stato compiuto uno studio sulle applicazioni del materiale legnoso di piccole dimensioni e qualità secondaria, sono stati realizzati sfogliati di noce per accertarne l idoneità alla produzione di componenti per l industria della sedia e sono state eseguite prove preliminari di trattamento termico ad alta temperatura su segati di noce e ciliegio al fine di valutarne gli effetti e le potenziali soluzioni applicative. A causa della giovane età degli impianti di arboricoltura da legno a cicli medio-lunghi realizzati con le latifoglie in oggetto presenti sul territorio regionale, non è stato invece possibile effettuare la dimostrazione in campo con l impianto di segheria mobile che era stata originariamente programmata per favorire il trasferimento dei risultati ottenuti. 3. Risultati raggiunti sia sul piano scientifico sia su quello dell'innovazione. Le prove effettuate con la sega trasportabile modello Timber Queen della ditta Pezzolato, hanno fornito interessanti risultati soprattutto per quanto riguarda la praticità e facilità d uso della 2

3 macchina. Infatti, a fronte di un costo di acquisto non eccessivo, essa consente la produzione di segati direttamente all imposto. A riprova di quanto detto, negli ultimi anni si è notato un notevole aumento delle ditte costruttrici di queste apparecchiature. Per contro, le maggiori problematiche sono legate agli aspetti di omogeneità e qualità del materiale legnoso di partenza; la possibilità di ottenere semilavorati di un certo valore commerciale e rese di lavorazione accettabili non è infatti legata a vincoli nell uso della macchina, che non comportano particolari problematiche, quanto alle caratteristiche del materiale legnoso disponibile. Nel caso di studio, quasi il 30% del tondame non soddisfaceva i requisiti minimi di idoneità alla segagione, mentre la produttività registrata è compresa tra 1-2 m3/h di tondame lavorato; una quantificazione più attendibile di entrambi i parametri richiede tuttavia un maggior approfondimento e una conferma con materiale più idoneo e un campionamento più esteso. La classificazione dei segati ottenuti ha evidenziato alcuni aspetti di criticità, già riscontrati all atto della valutazione del tondame, che riguardano la presenza di eccessivi difetti (in particolare nodi e alburno). Poiché le norme comunemente in vigore sono risultate eccessivamente selettive e quindi inadatte a valutare le reali possibilità di impiego dei segati ottenuti, è stato proposto di classificare questo tipo di assortimento predisponendo norme ad hoc o facendo riferimento alla normativa americana NHLA (National Hardwood Lumber Association), la quale si basa sulla percentuale di legno netto (cioè privo di difetti) che costituisce il semilavorato. Questo approccio è sembrato compatibile con la valutazione del materiale legnoso in esame che per una sua valorizzazione richiede di essere sezionato al fine di eliminarne le porzioni qualitativamente non adatte e ricavarne elementi di dimensioni minori, da utilizzare successivamente per la realizzazione di prodotti di limitata larghezza e lunghezza o per ricomporlo in semilavorati di maggior valore aggiunto. Relativamente alla caratterizzazione tecnologica di base, il legno di noce ha evidenziato una massa volumica ad umidità normale leggermente inferiore ai valori bibliografici di riferimento; il ritiro radiale è simile a quanto riscontrato da altri autori, mentre i ritiri lineari sono risultati più elevati, in particolare quello tangenziale che influenza anche il ritiro volumetrico ed il coefficiente di nervosità. Quest ultimo, in quanto rapporto tra i ritiri tangenziale e radiale, è indice della stabilità dimensionale del legno nei confronti di eventuali deformazioni indotte da variazioni di umidità; essendo comunque inferiore a 2 esso è da considerarsi di valore ridotto e tale da far ritenere il legno in questione poco nervoso. Sempre in modo generalizzato, i valori medi delle caratteristiche meccaniche sono risultati sensibilmente inferiori a quelli riportati in bibliografia, ad eccezione della durezza Brinell. Inoltre, i dati raccolti hanno manifestato una variabilità superiore a quella attesa, con coefficienti di variazione delle singole proprietà molto elevati. Analoghi risultati sono emersi nel caso del ciliegio che, rispetto ai dati di confronto, ha parimenti evidenziato un maggior ritiro tangenziale e coefficiente di nervosità, mentre ha fatto registrare migliori caratteristiche di resistenza a flessione e di durezza. Si ritiene peraltro che quanto emerso sia attribuibile alla considerevole presenza di legno giovanile, (caratterizzato da un comportamento anomalo, che giustifica i risultati registrati, e percentualmente abbondante in piante derivanti da interventi di secondo diradamento) e dalla scarsa duramificazione che, com è noto, determina tra l altro una riduzione delle prestazioni del legno. A tal proposito, le migliori proprietà meccaniche del ciliegio sono presumibilmente dovute anche al fatto che in tal caso il materiale proveniva da piante di maggior età. Dal momento che nell uso corrente del legno oggetto di studio, le caratteristiche estetiche rappresentano un requisito quasi sempre più importante delle sue prestazioni meccaniche, sul materiale in esame è stata effettuata una valutazione di tipo qualitativo. A questo riguardo l analisi visiva delle caratteristiche estetiche del legno di noce, eseguita durante le fasi di segagione, ha messo in evidenza una colorazione (tonalità e luminosità) particolarmente chiara, comprendente una limitata porzione di durame tendente al grigio, che può rappresentare un elemento di valorizzazione e di pregio per gli assortimenti ritraibili. Anche in questo caso i risultati sono legati a processi di duramificazione scarsi o incompleti, per cui l alburno viene a interessare una porzione considerevole della sezione trasversale. Commercialmente, peraltro, sono maggiormente apprezzati 3

4 piallacci e segati di colore chiaro e omogeneo ( noce biondo ) rispetto a semilavorati dal colore più intenso ( noce colore ), in quanto i primi evidenziano una migliore attitudine alla finitura (dal momento che il loro colore può eventualmente essere modificato più facilmente con la verniciatura) e consentono di realizzare prodotti che soddisfano meglio gli attuali gusti del mercato. Infine, il materiale in oggetto ha evidenziato caratteristiche morfologiche (tessitura mediamente fine, fibratura diritta e anelli di accrescimento di larghezza regolare), tali da conferire un gradevole aspetto alle superfici longitudinali tangenziali e radiali, anche perché la struttura anatomica tipica dei legni a porosità diffusa, come appunto il noce e il ciliegio, determina una regolare distribuzione degli elementi cellulari all interno dell anello con la formazione di tessuti particolarmente omogenei. I risultati emersi dalle sperimentazioni effettuate al III anno, seppur preliminari, hanno permesso di verificare l idoneità alla produzione di sfogliati con tondame di noce di lunghezza limitata, in vista di un loro potenziale impiego nel comparto della sedia, ma parimenti importanti sono stati i riscontri avuti a seguito del trattamento termico ad alta temperatura effettuato a carico dei segati di entrambe le specie in esame. Gli effetti che tale processo induce in termini di omogeneizzazione del colore, riduzione dell apparenza di taluni difetti e miglioramento di alcune proprietà del legno, aprono ad esempio nuove interessanti prospettive per future applicazioni nel settore dei pavimenti e per la valorizzazione tecnico-economica degli assortimenti derivanti dai secondi diradamenti in impianti di noce e ciliegio. 4. Conclusioni, considerazioni sull'esperienza, esigenze motivate di eventuali prosecuzioni, identificazione responsabile e partecipanti (nome, qualifica, ente, telefono, mail) Attualmente la giovane età degli impianti e le dimensioni ridotte degli assortimenti di risulta dai diradamenti non sembrano offrire opportunità alternative dall allestimento di legna da ardere o dalla valorizzazione energetica in impianti a cippato (ove il mercato lo consente). In quest ultimo caso sono però spesso necessarie attrezzature specializzate che richiedono elevati investimenti ed estese superfici per assicurare un adeguata continuità e remuneratività del lavoro. A medio termine (10-15 anni), invece, è verosimile che la necessità di effettuare ulteriori diradamenti fornirà l opportunità di ricavare anche legname con migliori caratteristiche dendrometriche e, conseguentemente, maggiori potenzialità di valorizzazione commerciale. La trasformazione in loco offre l opportunità di ottenere semilavorati direttamente fruibili dal proprietario dell impianto per l autoconsumo o destinabili al mercato per la realizzazione di assortimenti da falegnameria, arredi, recinzioni rustiche o altri impieghi. Relativamente alle caratteristiche tecnologiche di base del legno di noce e ciliegio, i valori riscontrati appaiono in linea con quelli della letteratura e sono generalmente compresi nell intervallo di variazione dei dati medi riconosciuti al legno delle due specie. Nella valutazione di eventuali semilavorati o prodotti finalizzati a valorizzare il materiale proveniente da diradamenti occorrerà tuttavia fare adeguata attenzione alla considerevole presenza di legno giovanile e alla sua scarsa duramificazione. La maggior ampiezza degli anelli di accrescimento non sembra invece incidere in maniera significativa sulle proprietà, prestazioni e aspetto estetico del legno che, a completa maturità, non dovrebbe risultare particolarmente diverso da quello già noto al mercato. Alcuni processi di lavorazione o impieghi non tradizionali, così come certi trattamenti innovativi del legno, potrebbero rappresentare soluzioni interessanti per individuare nuovi sbocchi di mercato e applicazioni remunerative più adatte a valorizzare le caratteristiche tecnologiche del materiale analizzato. Vari aspetti tecnici relativi a queste ultime possibilità richiedono tuttavia di essere verificati con maggior attenzione e dettaglio tramite ulteriori indagini e sperimentazioni. - Identificazione del Responsabile e dei Partecipanti alla ricerca 4

5 COGNOME E QUALIFICA ENTE /SOCIETÀ TEL. NOME Roberto Zanuttini Professore associato Dipartimento Agroselviter, roberto.zanuttini@unito.it (responsabile scientifico) Università di Torino Guido Boetto Tecnico laureato Dipartimento Agroselviter, guido.boetto@unito.it Università di Torino Corrado Cremonini Assegnista di ricerca Dipartimento Agroselviter, corrado.cremonini@unito..it Università di Torino Antonio Nosenzo Ricercatore Dipartimento Agroselviter, Università di Torino antonio.nosenzo@unito.it Paolo Cielo Dottore forestale, dottore di ForTeA studio associato, ricerca in Scienze del legno Torino fortea@fortea.eu Paolo Settembri Dottore forestale ForTeA studio associato, Torino fortea@fortea.eu Alessandro Capuzzo Perito industriale Legno Toro, Azeglio (TO) capuzzo@compensatitoro.com Stefano Berti Ricercatore IVALSA-CNR, berti@ivalsa.cnr.it Sesto Fiorentino (FI) Michele Brunetti Borsista IVALSA-CNR, michele.brunetti@ivalsa.cnr.it Sesto Fiorentino (FI) Nicola Macchioni Ricercatore IVALSA-CNR, Sesto Fiorentino (FI) macchioni@ivalsa.cnr.it - finanziamenti complessivamente ottenuti dal sottoprogetto nel triennio 1) PERSONALE VOCI DI SPESA I ANNO II ANNO III ANNO TOTALE a) Missioni in territorio nazionale 1.807, ,00 712,00 (riferibili al personale indicato nel quadro 26 modello D e al quadro 45 modello E) b) Missioni e stages all'estero (idem come sopra e quadro 46 modello E) c) Altre spese per personale, consulenze e 2.582, , ,00 incarichi professionali (riferibili anche a parte del personale indicato al quadro 26 e a quello del quadro 27 e 48 modello E) TOTALE PARZIALE 4.389, , , ,88 2) SPESE PER MATERIALI E NOLEGGI: (spese per colture alleva menti, macchine, laboratori e serre) a) spese per materiali 516, ,00 b) noleggi (5) TOTALE PARZIALE 516, , ,46 3) SPESE GENERALI (forfetarie non superiori al 10% della somma delle voci 1 e 2) 258,23 258,00 450,00 5

6 4) ATTREZZATURE TECNICO- SCIENTIFICHE E AZIENDALI (solo IRSA) (elencare) (allegare preventivi e verbale di congruità) TOTALE PARZIALE 258,23 258,00 450,00 966,23 TOTALE 5.164, , , ,57 - finanziamenti eventualmente ricevuti da altre fonti, oppure indicazione dei sostegni non finanziari ricevuti (per esempio aree sperimentali rese disponibili dalle Regioni): cercare di monetizzare queste informazioni, perché serviranno al CRA per calcolare l'entità dei contributi aggiuntivi raccolti dal sottoprogetto Nel corso del triennio non sono stati ufficialmente ricevuti altri finanziamenti. Tuttavia, la disponibilità alla collaborazione, spesso disinteressata e generosa, da parte di vari soggetti coinvolti nella presente ricerca ha reso possibile l esecuzione di una serie di indagini che altrimenti non avrebbero potuto essere effettuate con le sole risorse disponibili. In particolare, sono state messe a disposizione gratuitamente o a costi contenuti piante di noce e ciliegio, sono state eseguite prove di sfogliatura, di trattamento termico e verniciatura, è stato realizzato un prototipo di sedia, sono stati effettuati trasporti. In prima approssimazione, in termini di valore l insieme di quanto sopra potrebbe essere quantificato in almeno elenco delle pubblicazioni edite dai gruppi di lavoro che hanno partecipato al sottoprogetto, poster e di qualunque altro documento: questo è il catalogo ufficiale, non si accettano elenchi di documenti editi ma non presenti nel catalogo ufficiale Bosco F. (2002). Indagini preliminari sulle caratteristiche del legno di noce europeo proveniente da diradamenti in impianti di arboricoltura da legno. Tesi di laurea in Scienze forestali e ambientali, discussa l 8/11/2002 presso la Facoltà di Agraria dell Università degli Studi di Torino. Relatore prof. Zanuttini. Avondetto F. (2003). Prove preliminari sull impiego di una segheria mobile in impianti di arboricoltura da legno. Tesi di laurea in Scienze forestali e ambientali, discussa il 14/02/2003 presso la Facoltà di Agraria dell Università degli Studi di Torino. Relatore prof. Zanuttini. Di Giulio M. (2003). Indagine preliminare su alcune caratteristiche del legno di ciliegio proveniente da impianti di arboricoltura. Tesi di laurea in Scienze forestali e ambientali, discussa il 14/11/2003 presso la Facoltà di Agraria dell Università degli Studi di Torino. Relatore prof. Zanuttini. Zanuttini R., Boetto G., Cremonini C. (2004). Caratteristiche tecnologiche del legno di ciliegio proveniente da diradamenti. Poster presentato al Convegno di presentazione del progetto RISELVITALIA, Milano 16 settembre

7 Zanuttini R., Settembri P., Boetto G. (2004). Classificazione e segagione in campo di legname di ciliegio proveniente da diradamenti. Poster presentato al Convegno di presentazione del progetto RISELVITALIA, Milano 16 settembre Zanuttini R., Brunetti M. (2005). Valorizzazione del legname di noce e ciliegio proveniente da diradamenti. Relazione presentata al Convegno: Nuove indicazione per la realizzazione e la conduzione di piantagioni da legno a ciclo medio-lungo organizzato nell ambito della Fiera Flormart-Forestry, Padova, 18 febbraio Atti non pubblicati. Zanuttini R., Cielo P., Cremonini C., Poncino D. (2005). Segagione in campo e classificazione di assortimenti di ciliegio provenienti da diradamenti in impianti di arboricoltura da legno. Poster session. In Atti del V Congresso Nazionale SISEF Foreste e società: cambiamenti, conflitti, sinergia, Grugliasco (TO) settembre Zanuttini R., (2006). Le latifoglie di pregio: aspetti tecnologici, impieghi, prospettive commerciali. Relazione presentata al Convegno: L arboricoltura da legno con latifoglie di pregio in Piemonte organizzato dalla Regione Piemonte presso la sede dell Università del gusto di Pollenzo (CN), Pollenzo, 19 gennaio Atti non pubblicati, copia della presentazione disponibile in formato.pdf sul sito Internet della Regione Piemonte. Zanuttini R., Cremonini C., Brunetti M., Berti, S. (2006). Caratterizzazione del tondame di noce e ciliegio. Sherwood n 120, marzo 2006: Cremonini C., Ruffinatto F., Zanuttini R. (2007). Preliminary results about the valorisation of some Italian timbers from plantations thinning. Relazione presentata al COST E44 Training School on Plantation Timber - New Challenges. University of West Hungary, Sopron, May Borio F. (2007). Trattamento termico del legno ad alta temperatura. Tesi di laurea in Scienze forestali e ambientali, discussa il 13/07/2007 presso la Facoltà di Agraria dell Università degli Studi di Torino. Relatore prof. Zanuttini. - elenco delle pubblicazioni in corso di stampa, poster o di altra documentazione che si prevede di completare dopo il 31 agosto a cura di tutti i gruppi di lavoro che hanno partecipato al sottoprogetto, con l'abstract di ciascuno di essi Berti S., Zanuttini R., (2006). Possibili utilizzazioni del materiale proveniente da diradamenti. Relazione presentata al Convegno: L arboricoltura nella filiera del legno pregiato organizzato dalla Regione Lombardia presso la sede della Facoltà di Agraria dell Università di Milano, Cornaredo (MI) 5-6 ottobre Atti in corso di stampa. Brunetti M., Cremonini C., Crivellaro A., Feci E., Palanti S., Pizzo B., Santoni I., Zanuttini R. (2007). Thermal treatment of hardwood species from Italian plantations: preliminary studies on some effects on technological properties of wood. Articolo accettato per la presentazione orale nella Sessione Product Development all ISCHP (International Scientific Conference on Hardwood Processing) che avrà luogo il settembre 2007 a Quebec City in Canada. 7