Quali criticità vi siete proposti di risolvere?
Il progetto nasce nel 2012, con un bando per sviluppare delle macchine intelligenti per migliorare l’agricoltura forestale. Ci siamo chiesti se fosse possibile sviluppare un sistema che aiutasse nella stima delle cubature e nella valutazione della qualità del legname.
Solo quest’attività valutativa, infatti, è estremamente onerosa in termini di tempo necessario ed è svolta con un doppio passaggio: sia da chi vende che da chi acquista il legname.
In termini pratici, solo l’attività di stima incide tra i 6 e i 10 euro al metro cubo sul prezzo finale del legname (stima dei tecnici della Provincia di Trento), ossia oltre il 10% per il legname di buona qualità il cui prezzo finale si aggira sugli 80-85 euro al metro cubo.
Se poi si considera che sulle Alpi e sugli Appennini si opera in terreni scoscesi, dove sarebbe impossibile fare entrare grossi macchinari industriali senza effetti altamente distruttivi e che, rispetto ai Paesi scandinavi, in Italia si pratica la selvicoltura naturalistica che preleva solo le piante mature e lasciando sul posto quelle giovani, è evidente che abbiamo un problema di competitività del sistema.

Che soluzioni avete trovato?
Abbiamo sviluppato un processore forestale intelligente con cui, grazie alla tecnologia RFID (Radio-Frequency IDentification), è possibile etichettare il legname ben prima che arrivi in segheria, dove oggi è una tecnologia già impiegata.
Questa etichettatura consente di valutare la qualità del legname già nel bosco e stoccarlo a bordo strada separando le qualità: in questo modo i lotti possono essere venduti a segherie o fabbriche specializzate che magari vogliono una sola qualità di legname.
Non solo, l’efficienza del sistema si riverbera anche sui costi di abbattimento, selezionando solo i fusti che interessano o che sono richiesto dal mercato, riduce i costi di trasporto e anche quelli di stoccaggio.

Le fasi del processo

Un progetto che prevede la mappatura del bosco…
Oggi la mappatura di un bosco si fa con le ricognizioni aeree, che offrono stime ancora poco raffinate.
Noi siamo partiti dall’inventario forestale eseguito dalla Provincia di Trento, integrandolo con le immagini satellitari e quelle effettuate con spettrofotometri installati su droni sia con telecamere che con visori a infrarosso.
Poi abbiamo costruito un modello tridimensionale della copertura arborea e dell’orografia del terreno e anche una stima della massa legnosa, utilizzando anche i dati raccolti con il sistema LIDAR, un laser scanner impiegato sottochioma che riesce a ricostruire i tronchi ancora in piedi, geo-referenziando il tutto.
Inserendo i dati nel modello informatico è possibile conoscere il volume complessivo del legname e il suo valore teorico.

Laser Scanner LIDAR

Quindi è possibile valutare la singola pianta …
È possibile eseguire la rastremazione del singolo tronco e procedere con la stima del valore della pianta in piedi e la valutazione degli assortimenti, assegnando a ogni albero un’etichetta con un codice univoco che collegata all’albero riprodotto nel database.
Il selvicoltore, quindi, marca le piante con sistemi visivi e con etichette elettroniche, anche se è pensabile che in un prossimo futuro si possa fare la “martellata” direttamente sul software.
Già in questa fase si può simulare quale taglio ottimale ottenere con ogni fusto, magari preferendo una maggiore qualità oppure con tagli per massimizzare la quantità.
E con la tecnologia RFID, con cui è stato etichettato il tronco, è sufficiente avere con sé uno smartphone per associare la pianta digitale del nostro modello, con la pianta reale.

Fin qui la pianificazione, però resta ancora la fase di taglio.
L’ingegnerizzazione del bosco consente di ottimizzare moltissime fasi del processo.
Abbiamo un tronco riconoscibile, di cui conosciamo tutti i dati “in piedi”: localizzazione, dimensioni, tipologia, ecc.
La ricerca è quindi proseguita sviluppando dei prototipi di macchine da taglio.
In questa fase sperimentale abbiamo testato diversi tipi di sensori, fino a 16, con caratteristiche, costi, capacità di resistere agli impatti molto diversa.

I sensori sulla tagliatrice

Abbiamo testato telecamere iperspettrali sensibili a varie bande, tra cui l’infrarosso vicino (NIR), sensori ottici e sensori sonori per avere dati utili alla catalogazione della qualità, per avere indicazioni di taglio del tronco così da togliere eventuali marciumi.
Abbiamo installato anche sensori di taglio sulla motosega, per valutare lo sforzo e stimare la durezza del legno. Abbiamo, infine, provato un sensore che dà l’indice di ramosità del tronco.
Una mole di dati notevole di dati utili per trasformare il fusto nel tronco tagliato con le caratteristiche qualitative desiderate.
Finito il taglio, la sega automatizzata applica una seconda etichetta al tronco per tracciare e conservare le informazioni raccolte in questa fase (marciumi, numero di rami, consistenza del legno, ecc.) mandandole alla centrale operativa.
Dalla centrale si può già vendere il legname di cui conosco praticamente tutto, direttamente a bordo strada. Non sono più necessarie tutte le operazioni di assortimentazione in bosco o in piazzale, poiché il legname è già posto in cataste di omogene.

Progettare il lavoro in bosco

Resta il problema di far uscire la legna dal bosco
La mappatura consente anche di pianificare le teleferiche forestali. Conosciamo il profilo del suolo e il profilo del bosco, coi dati che abbiamo possiamo farci aiutare dal sistema a progettare le teleferiche.
Davanti al pc posso progettare il numero di scarpe che voglio per ottimizzare il trasporto del legname, magari massimizzando le quantità raggiungibili, oppure concentrando le linee là dove il legno ha una qualità maggiore o una tipologia interessante per il cliente.

Un grande valore è la tracciabilità dell’intera filiera
Sì, oltre l’ottimizzazione dei costi e della possibilità di vendere meglio il legname, questo sistema garantisce la certezza del tracciamento del singolo tronco dal bosco fino a diventare un asse e fino a diventare mobile.
Si tratta di dare ulteriore valore al legname per chi cerca la filiera corta, o vuole legname di provenienza legale garantita, o compra legno da foreste sostenibili e via dicendo.

Dalle vostre valutazione si possono effettivamente ridurre i costi?
Abbiamo realizzato delle stime estremamente prudenziali e nei nostri calcoli abbiamo sempre preferito scegliere le valutazioni più svantaggiose per SLOPE, assegnando poco o nessun valore a quelle attività che generano un beneficio, ma che sono difficilmente quantificabili e poco oggettive.
Nonostante ciò, il costo al metro cubo si riduce di 10€ al metro cubo, cioè da 80 a 70 euro, valutate su un bosco in Provincia di Trento.
Voglio ribadire, però che le soluzioni trovate facilitano, organizzano, migliorano tutte le fasi e quindi, anche se avessimo riscontrato una parità di costo tra i due sistemi, il vantaggio di SLOPE è senza dubbio notevole.

I costi con il sistema tradizionale

I costi con il sistema SLOPE

La proprietà dei boschi è parcellizzata. Voi proponete un sistema che, a prima vista, sembra adatta a grandi aziende o chi ha vaste superfici …
Noi proponiamo uno strumento tecnico e come tale va visto nelle singole situazioni.
Così com’è stato pensato giò va bene per un ente pubblico, penso alla Provincia di Trento, oppure a grandi privati come la Magnifica Comunità della Val di Fiemme.
Il piccolo privato, invece, dovrebbe consorziarsi o aggregarsi o vendere a grandi clienti. Indubbiamente serve un cambio di approccio, ma se i grandi committenti iniziano a impiegare questo sistema è plausibile che i piccoli si adeguino vedendone i positivi riscontri.

È un sistema valido anche per altri ambienti e altre tipologie vegetali?
Sì, senz’altro. La sperimentazione è stata fatta sulle Alpi e con l’abete rosso (Picea abies (L.) H.Karst., 1881) perché potevamo confrontare i dati storici con quelli della nuova proposta, ma il modello sviluppato si può applicare anche altrove.
Probabilmente ci potrà essere la necessità di qualche adattamento, per esempio alcuni sensori lavorano meglio con le conifere rispetto alle latifoglie, ma nulla che invalidi il sistema.
Forse la difficoltà maggiore è data dal fatto che in Appennino c’è meno fustaia, meno coltivazione forestale a fini industriali, ma rendendo più efficiente e competitiva la silvicoltura potrebbe far cambiare anche questo aspetto.

L’analisi dei costi: SLOPE System Techno- economic Evaluation Report III