Non solo abbattimento e allestimento: nello stesso momento è possibile anche scortecciare il legname! La tecnologia messa a punto nell’ambito della filiera dell’eucalipto, sta infatti trovando sempre più spazio anche nelle foreste tedesche. Finora gli aggregati degli Harvester erano concepiti per danneggiare il meno possibile la corteccia e per evitare di incidere nel tronco. Apportando delle modifiche agli aggregati meccanici impiegati nella raccolta del legname, con l'utilizzo di speciali rulli scortecciatori, chiamati “Debarking Heads”, è ora possibile rimuovere la corteccia direttamente nei popolamenti boschivi già al momento dell’abbattimento degli alberi, in modo da lasciare la stessa all'interno del bosco. Ciò permette di ridurre al minimo il prelievo di importanti elementi nutritivi dall'ecosistema boschivo, contribuendo nel contempo alla lotta agli scolitidi della corteccia. Il legno scortecciato, infatti, non rappresenta più un substrato che favorisce le infestazioni. Ma questo metodo è efficace e può essere adottato anche nel resto delle foreste dell'Europa centrale? I ricercatori tedeschi hanno esaminato tale problematica.
Anche l'industria forestale, notoriamente tradizionale e conservatrice, si trova sempre più spesso confrontata con dei cambiamenti. Molti sono dovuti a necessità e nuovi bisogni che provengono dall’esterno del settore.
La situazione iniziale
- Utilizzando il legname con la corteccia l’ecosistema forestale viene privato di importanti sostanze nutritive in essa contenute. Questo implica che la quantità di legname che può essere raccolta in modo sostenibile è limitata.
- La commercializzazione della corteccia rimossa in un secondo momento, nella forma di materiale per pacciamatura o di combustibile, costituisce solo una minima parte della catena di valore aggiunto.
- Nel contesto attuale di protezione delle foreste, la lotta contro le infestazioni di scolitidi della corteccia, preferibilmente senza impiego di prodotti chimici, è una priorità. I metodi tradizionali di scortecciamento (a mano o tramite macchinari appositi) sono onerosi e spesso non vengono utilizzati.
- Il legname è sempre più utilizzato quale fonte di energia, anche se la combustione di legno con la corteccia produce quantità proporzionalmente più elevate di ceneri e di polveri sottili.
Quali sono i vantaggi di scortecciare all'interno delle foreste?
In alcune stazioni povere di sostanze nutritive, l’utilizzazione di tronchi interi con la corteccia può a lungo termine comprometterne la fertilità dei suoli. Ciò limita la quantità di legno che può essere raccolta in modo sostenibile. Scortecciare i tronchi subito dopo l'abbattimento, durante la prima lavorazione, rappresenta una soluzione a questo problema poiché permette di lasciare gli elementi nutritivi all'interno dell’ecosistema boschivo. Infatti, la corteccia contribuisce alla formazione di nuovi strati di humus e alla rigenerazione naturale del suolo. Inoltre questo approccio, rispettoso dei cicli nutritivi naturali, metodo presenta ulteriori vantaggi:
- Il volume di materiale legnoso trasportato si riduce, e di conseguenza diminuiscono anche i consumi di carburante e le emissioni associate. Il vantaggio è dunque sia di tipo ambientale, che economico.
- Per l'aspetto connesso con la protezione delle foreste, in caso di infestazioni da parte di scolitidi di alberi ancora in piedi, scortecciare all'interno del bosco significa rimuovere il naturale substrato indispensabile alla riproduzione di questi coleotteri che vivono nella corteccia, senza dover impiegare prodotti chimici. Anche negli alberi già infestati le larve e le pupe vengono rimosse in modo efficace. Il legno scortecciato è dunque più sicuro nell'ambito della lotta a questi insetti, ciò che permette di ridurre in modo significativo i costi delle operazioni di logistica. L’impiego delle Debarking Heads costituisce quindi uno strumento efficace per mantenere gli scolitidi in uno stato di latenza.
- I procedimenti di scortecciatura eseguiti in magazzino potrebbero essere completamente eliminati, con un conseguente risparmio di tempo e di denaro. Oltre a ciò, il legname privo di corteccia può essere venduto come legna da energia di prima scelta, in quanto produce meno cenere e rilascia meno polveri sottili.
Fig. 2. Grazie alla scortecciatura eseguita in bosco, la corteccia rimane all’interno dell’ecosistema boschivo. Foto: KWF
Una possibile soluzione
La tecnologia dello scortecciamento di alberi ha avuto origine nel contesto della lavorazione eseguita nelle piantagioni di eucalipto, nelle quali viene correntemente impiegata da oltre 25 anni. Una caratteristica delle piante di eucalipto è la scarsa aderenza della corteccia al tronco a seguito dell'abbattimento. Per questo motivo l'eucalipto viene scortecciato immediatamente subito dopo essere stato abbattuto. I suoi tronchi scortecciati vengono impiegati principalmente per la produzione di pasta di cellulosa. Eventuali danni al tronco non hanno una grande importanza: è invece fondamentale che il legname sia privo di corteccia almeno per il 97%.
Una tale tecnica di scortecciamento funzionerebbe anche nelle foreste dell’Europa centrale? In Germania, contrariamente a quanto avviene nelle piantagioni sudamericane, il legname non viene raccolto nell’ambito di tagli rasi, durante i quali i danni al popolamento boschivo non hanno praticamente alcuna rilevanza. Inoltre, la gamma dei diametri degli alberi che si abbattono è solitamente molto più ampia e spesso vengono utilizzate due o più specie arboree per ogni zona boschiva tagliata. In generale, dunque, le condizioni di impiego sono decisamente diverse e difficilmente paragonabili.
Progetto di ricerca
Per chiarire tutte queste questioni, nel 2014 in Germania è stato lanciato il progetto "Debarking Heads". Il Consiglio di fondazione del KWF (Kuratorium für Waldarbeit und Forsttechnik e.V) e la Facoltà di Tecnologia Forestale della Scuola Universitaria professionale HSWT (Hochschule Weihenstephan- Triesdorf), hanno unito le loro risorse per studiare i risultati dell'utilizzo di aggregati per Harvester adatti allo scortecciamento in bosco.
Un successivo progetto di follow-up, che terminerà nel 2020, avrà lo scopo di esaminare nel dettaglio la catena logistica e l'influsso di altri fattori (come i danni durante la fase di stoccaggio del legname scortecciato), connessi con l'efficienza economica. Il progetto è finanziato dal Ministero Federale tedesco dell'Alimentazione e dell'Agricoltura.
I test sono stati effettuati in diverse regioni, utilizzando aggregati meccanici scortecciatori di diversi produttori, impiegati su differenti specie arboree e in diversi periodi dell'anno. I ricercatori hanno esaminato non solo gli aspetti tecnici, ma anche quelli ambientali ed economici.
Massima rilevanza pratica possibile
Grazie alla partecipazione di diversi partner industriali, come i rappresentanti di segherie, gli acquirenti e i trasformatori di legname da industria, l'approccio è stato sviluppato con la massima attenzione per gli aspetti pratici.
I partner hanno esaminato l'intera filiera produttiva, dai processi di prima lavorazione eseguiti con abbatti-allestitrici (Harvester), al trasporto del materiale legnoso in segheria – in sintesi dall'albero in piedi fino alla tavola finita. Oltre a verificare l'efficienza dei vari processi di lavorazione, con le relative produttività e i costi connessi, l'attenzione si è concentrata anche sulla protezione di popolamenti boschivi trattati, sulle sollecitazioni alle quali sono sottoposti sia i macchinisti e gli operatori coinvolti, che gli aggregati meccanici impiegati per la scortecciatura. I partner si sono interessati in particolare alla valutazione del legname scortecciato dal punto di vista delle esigenze di tutta la filiera di lavorazione del legno.
Ricerche svolte in Germania
Come funziona il processo di scortecciamento all'interno di un popolamento boschivo? Con un adattamento dei cilindri che provvedono all’avanzamento dei tronchi, (rulli con staffe diagonali al posto dei rulli a spuntoni), e conseguente modifica delle lame incaricate della sramatura dei tronchi, si possono raggiungere buoni risultati anche con le macchine abbatti-allestitrici convenzionali. Il fusto legnoso viene trascinato all’interno dell'aggregato con movimenti rotatori, senza essere danneggiato. La misurazione e il taglio di sezionamento vengono effettuati durante il passaggio finale. La qualità della scortecciatura dipende dell’effetto combinato della pressione esercitata sul tronco e dai suoi movimenti di trascinamento e di rotazione. Il macchinario deve dunque necessariamente essere adeguato alle specifiche condizioni presenti nel popolamento boschivo trattato: specie arborea, diametro (DPU degli alberi) e alla stagione.
Fig. 3. Confronto tra i rulli convenzionali a spuntoni e quelli con staffe diagonali impiegati per lo scortecciamento. Foto: KWF
I test eseguiti in Germania sono stati effettuati con aggregati modificati montati su Harvester prodotti da vari fabbricanti (Ponsse, John Deere, Logmax/Komatsu). La lavorazione dei fusti legnosi, eseguita tramite tre passaggi attraverso l’elemento scortecciante, si è dimostrata efficace:
- nel primo passaggio (eseguito in direzione della chioma) il fusto viene tirato attraverso la testa dell’aggregato senza eseguire tagli di sezionamento, eseguendo la sola asportazione dei rami.
- Nel secondo passaggio (in direzione della base del tronco) viene asportata la maggior parte della corteccia. A questo scopo può essere necessario che l'aggregato afferri il tronco, oppure che l'aggregato effettui il secondo passaggio senza afferrarlo.
- Nel terzo passaggio (con movimento in direzione della chioma) il tronco, se necessario dopo essere stato afferrato dall’aggregato, viene misurato e sezionato in funzione degli assortimenti legnosi previsti.
Primi risultati ottenuti
Le ricerche hanno dimostrato che è più efficace scortecciare in estatepiuttosto che in inverno. Le percentuali di legname scortecciato, in termini di superficie hanno raggiunto il 100% sul legname fresco, e sono stati in media del 90% nel caso di specie conifere.
Nei tronchi danneggiati da scolitidi, i risultati dei test indicano un grado di scortecciamento dell'80% circa. Sono le esigenze del proprietario del bosco e quelle dell'industria di lavorazione del legno a stabilire la necessità di uno scortecciamento parziale o totale.
Il metodo di lavorazione del legname descritto richiede circa il 30% del tempo in più rispetto ai procedimenti tradizionali. I costi per la scortecciatura ammontano a circa 3-5€ al metro cubo.
La qualità della scortecciatura nelle prove sul legname fresco può essere classificata da buona a molto buona.
Mentre i rulli dotati di staffe utilizzati incidono meno profondamente nei tronchi rispetto a quelli a spuntoni generalmente impiegati per lo scortecciamento, i danni causati dalle lame di sramatura regolate in modo più limitato sono maggiori rispetto a quelli che si verificano quando i tronchi non vengono scortecciati.
Con le specie arboree abete rosso, douglasia e larice può accadere che lunghe strisce di corteccia si incastrino tra il tronco e la rotella di misurazione, interferendo con il macchinario. Durante lo scortecciamento del pino silvestre, del faggio e della quercia eseguito durante il periodo vegetativo questo accade meno frequentemente. In casi0 simili l’aggregato scortecciatore perde la sua facoltà di misurazione, non riconoscendo più in quale parte del tronco esso è posizionato e quale spessore è stato asportato con l'ultimo taglio. Se ciò dovesse accadere, l'operatore deve far uscire il tronco dalla testa scortecciatrice, riposizionarlo e far ripartire da zero l'intera operazione. Il problema è dunque di facile soluzione, ma richiede un po' più di tempo e aumenta leggermente il consumo di carburante e la percentuale di legno scartato.
La produttività totale calcolata in metri cubi solidi per ora di macchinario si riduce di circa il 10% a causa del passaggio supplementare nella scortecciatrice. Naturalmente ci sono altri fattori che influenzano la produttività durante la lavorazione con un Harvester, quali la dimestichezza che ha l'operatore con il macchinario e con i processi lavorativi, le condizioni del terreno, il momento durante la giornata e durante l’anno, le condizioni meteo e l’indice di snellezza h/d degli alberi scortecciati.
I tronchi scortecciati devono essere lasciati essiccare per 4-5 giorni all’interno del popolamento boschivo per evitare che durante il loro esbosco scivolino fuori dal gruppo di tronchi agganciati oppure che rotolino fuori dalle cataste.
L’aggregato scortecciatore montato sull’Harvester può essere utilizzato anche per la normale movimentazione dei tronchi, senza eseguire la rimozione della corteccia. In questo modo i rulli di trascinamento non devono essere continuamente sostituiti. Gli effetti a lungo termine in termini di usura dei macchinari non sono comunque ancora stati chiariti.
Durante i test finora eseguiti non si sono riscontrati specifici danni al popolamento boschivo rimanente, eccedenti a quelli prodotti durante in normale impiego in bosco delle macchine abbatti-allestitrici. Tuttavia è presumibile che questo metodo di lavorazione possa causare dei danni al bosco giovane, laddove le aree boschive in fase di rinnovazione sono già ben insediate ed estese. Comunque i popolamenti in fase di rinnovazione non sono finora ancora stati considerati nell’ambito delle presenti ricerche.
Il consumo di carburante per metro cubo lavorato aumenta, incidendo in modo significativo sulla “impronta ecologica” dell'intero processo di lavorazione del legname, anche se ciò non grava eccessivamente sul bilancio del singolo imprenditore forestale. Il consumo supplementare di carburante del macchinario durante il processo di scortecciatura è però probabilmente compensato dal risparmio ottenuto nelle fasi successive di esbosco, stoccaggio e di trasporto del legname, in considerazione dei volumi e delle masse inferiori. Esaminando comunque l'intera filiera e la logistica si potrebbe addirittura prospettare un risparmio in termini assoluti per metro cubo di legname prodotto.
Un problema nell'impiego di legname già scortecciato potrebbe comunque verificarsi a seguito di un prolungato stoccaggio all’interno del bosco, in quanto eventuali colorazioni del legname potrebbero influenzare negativamente la sua commerciabilità e lavorabilità.
Tutto sommato, si può sostenere che emergono già numerosi vantaggi rispetto alla procedura convenzionale.
In Germania sono attualmente in uso più di 30 aggregati montati su Harvester di diversi fabbricanti, che sono stati modificati per eseguire, contemporaneamente alla normale lavorazione dei tronchi, il procedimento di scortecciatura qui presentato. Anche se la tecnologia ha ancora certamente dei margini di sviluppo, la possibilità di scortecciare il legname direttamente nei popolamenti boschivi ha sicuramente risvolti interessanti e vantaggiosi per l'economia forestale, che si abbinano a un ottimo potenziale in termini di protezione delle foreste.
Quali sviluppi futuri?
Saranno effettuate ulteriori prove con gli aggregati per Harvester modificati da diversi fabbricanti e nei diversi periodi dell'anno e su differenti specie arboree. I dati saranno raccolti e analizzati con lo scopo di ottimizzare ulteriormente i processi di lavorazione, e, se necessario, saranno apportate ulteriori modifiche tecniche.
Per quanto riguarda il grado di scortecciatura saranno effettuate ulteriori indagini, dalle quali si potranno trarre conclusioni anche a proposito dei quantitativi di corteccia che rimangono all’interno dei popolamenti boschivi.
Saranno determinati e calcolati i fattori economici, sarà rilevata la distribuzione della corteccia all’interno dei popolamenti forestali, raccogliendo così indicazioni e raccomandazioni su quando, per quali specie e diametri di alberi o per quale scopo si dovrebbe utilizzare in modo efficace ed economico questi aggregati per eseguire la scortecciatura con gli Harvester.
Traduzione: Fulvio Giudici, Sant‘Antonino