Produttività, costi e qualità nell’approvvigionamento di cippato ad uso energetico. Un’indagine su dieci cantieri della Magnifica Comunità di Fiemme.

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1 INTRODUZIONE 
La filiera delle biomasse legnose a scopi energetici, o filiera legno-energia, riveste oggi un ruolo 
di fondamentale importanza nell ambito delle politiche di sviluppo delle energie rinnovabili. La filiera 
legno-energia si basa su quanto il territorio locale pu  offrire secondo il principio della sostenibil it  
ambientale e della valorizzazione delle risorse forestali locali (Francescato e Antonini, 2004). Per 
questo motivo, nel contesto nazionale, le biomasse legnose a fini energetici sono da sempre 
intimamente legate al territorio con un rapporto di interdipendenza e di reciproca valorizzazione 
(Francescato, 2002): da un lato il territorio fornisce le biomasse come materia prima, dall altro la 
promozione di queste ultime contribuisce alla tutela e alla manutenzione dello stesso (ITABIA, 
2002).  
L organizzazione e il coordinamento della filiera legno-energia sono aspetti di base per il 
successo  della stessa: infatti, uno dei limiti piø evidenti che in passato ha frenato lo sviluppo di un 
impiego razionale delle risorse legnose a fini energetici Ł stato proprio l assenza di una 
strutturazione completa delle filiere e il mancato coordinamento tra la logistica degli 
approvvigionamenti (Ciccarese et al., 2003), la commercializzazione e l impiego finale della 
biomassa. Attualmente le tecnologie piø avanzate e le innovazioni di gestione dei processi 
produttivi, assieme alla necessit  di ridurre i cre scenti costi sostenuti per coprire i fabbisogni 
energetici,  stanno motivando l interesse a livello nazionale ed europeo verso le energie rinnovabili.  
 
L impiego delle biomasse legnose a fini energetici ha visto un marcato interesse proprio a 
partire dal settore forestale . Questa crescita di interesse Ł stata favorita da alcune evoluzioni tra 
cui: 
- l introduzione di innovazioni di processo nell organizzazione dei cantieri e della logistica 
delle utilizzazioni forestali (Cavalli, 2008);  
- una meccanizzazione forestale che ha visto nuove innovazioni di prodotto e il 
miglioramento in termini di produttivit  ed ergonom ia di molte macchine e attrezzature 
(Cavalli, 2008);  
- la diffusione di impianti a biomasse ad alta efficienza nella produzione di energia termica 
ed elettrica, anche su piccola e media scala (Cavalli et al. 2007b). 
 
La filiera di approvvigionamento di biomassa ad uso energetico Ł connessa alla domanda di 
cippato da parte delle centrali che ne fanno utilizzo e alla reperibilit  di materiale nel territorio 
circostante. La fornitura del servizio di cippatura ad opera delle imprese forestali pu  essere 
attuabile solo se resa conveniente da un impiego annuo della macchina tale da consentire la 
sostenibilit  dei costi di produzione e dalla prese nza dei centri di destinazione nei pressi dei siti di 
lavorazione (Cavalli et al., 2007a).  
1.1 LA PRODUZIONE DI CIPPATO 
Secondo la Norma UNI CEN/TS 14961 (2005) il cippato Ł un biocombustibile legnoso che si 
ricava dal processo di cippatura delle biomasse legnose. La cippatura consiste nella riduzione del 
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legno in frammenti irregolari, detti chips, lunghi dagli 8 ai 60 mm (Spinelli, 2000), ad opera di una 
macchine sminuzzatrice (cippatrice). Il materiale destinato alla cippatura Ł solitamente legname di 
poco pregio o non commerciabile (botoli o tondame deprezzati dall attacco di Heterobasidion 
annosum (Fr.) Bref.), legname che pu  essere ricavato dalle cure colturali (diradamenti), da scarti 
di utilizzazioni (ramaglie e cimali) o da scarti di segheria (sciaveri e refili). La cippatura permette 
quindi di impiegare come combustibile materiale legnoso di basso o nullo valore commerciale che 
altrimenti sarebbe problematico da smaltire o gestire .  
La cippatura Ł quindi spesso un alternativa possibile per l utilizzazione di materiale legnoso 
altrimenti senza mercato (Fabiano e Piegai, 2007). Una destinazione razionale di questo materiale, 
previa un attenta valutazione sui costi di approvvigionamento e produzione, pu  incrementare il 
reddito o ridurre la perdita economica dovuta ad interventi di utilizzazione a  macchiatico negativo. 
Secondo Hippoliti e Piegai (2000) e Spinelli (2000), la pratica della cippatura in ambiente 
forestale pu  consentire di ottenere una serie di v antaggi che si riversano sia sul migliore 
sfruttamento dei quantitativi utilizzati con il recupero degli scarti, sia in termini di sicurezza. Infatti la 
pratica della cippatura pu  favorire la scelta dell  esbosco a pianta intera o a fusto parzialmente 
sramato, dato che i residui a bordo strada possono essere facilmente cippati. Questo aspetto 
favorisce una maggiore sicurezza per gli operatori in quanto le operazioni dei cantieri risultando 
altamente meccanizzate, modificano le scelte in fase di pianificazione (esbosco per mezzo di gru a 
cavo, sramatura e depezzatura a bordo strada per mezzo di processori portati su trattore o 
escavatore, cippatura  fissa  su strada e scarico d iretto su autocarro o trattore). 
 
A sfavore della pratica della cippatura del materiale forestale giocano i seguenti elementi: 
- la domanda di cippato forestale non Ł diffusa omogeneamente sul territorio (sia in termini 
quantitativi che di tipologia di utilizzatore) e tantomeno presenta un trasparente indice di 
prezzo di mercato;  
- nell intento di produrre cippato in modo continuativo e competitivo si ha la necessit  di 
disporre di macchine cippatrici innovative e di una certa potenza che siano in grado di 
garantire un lavoro sicuro e produttivo e i costi elevati di queste macchine costringono le 
imprese a cercare di impegnare le macchine per un numero di ore annue sufficiente a 
tenere bassi i costi orari;  
- spesso i cantieri forestali richiedono l impiego della macchina per piccoli quantitativi da 
cippare. Questa situazione non Ł adatta all impiego di macchine di grossa potenza che 
possono essere convenientemente utilizzate solo su consistenti quantitativi di materiale 
da lavorare.  
 
Oltre a questo Ł necessario considerare che le risorse per la produzione di cippato forestale 
hanno solitamente una distribuzione non concentrata in maniera puntuale nel territorio e non sono 
costanti nel tempo (Fedel, 2008). Il materiale da cippare si distribuisce quindi in modo 
disomogeneo su diversi piazzali di deposito o imposti nei pressi delle superfici forestali (Grigolato, 
2007; Gronalt e Rauch, 2007; Spinelli et al., 2007). Questo aspetto richiede una pianificazione 
razionale dell approvvigionamento al fine di rendere efficaci tutte le varie fasi lavorative: dalla 
utilizzazione e predisposizione del materiale a bordo strada, alla cippatura fino alla organizzazione 
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della logistica dei trasporti e dello stoccaggio. ¨  quindi evidente che le problematiche proprie 
dell approvvigionamento di cippato forestale proveniente dal bosco sono radicalmente diverse 
rispetto a quelle dell approvvigionamento di cippato proveniente dal comparto di prima lavorazione 
(segherie). 
Oltre che alla fattibilit  del cantiere e ai probab ili costi di approvvigionamento, la possibilit  di 
produrre cippato di origine forestale dipende anche dalle esigenze di qualit  dell utilizzatore. Per 
piccoli impianti con alimentazione a coclea la pezzatura Ł il principale fattore di criticit  (Hartman n 
et al., 2001), a differenza dei grandi impianti industriali, i quali utilizzano anche cippato di qualit  
piø scadente acquistandolo ad un prezzo inferiore . La qualit  del cippato Ł uno dei fattori sul quale  
sempre di piø viene stabilito il prezzo finale di vendita, il quale varia appunto a seconda del tipo di 
acquirente. Per questo motivo cresce l importanza di poter valutare a priori le caratteristiche del 
prodotto che si andr  ad ottenere, in modo da piani ficare e indirizzare le operazioni di 
approvvigionamento di cippato verso una logistica di filiera efficace e remunerativa. 
La qualit  del cippato viene valutata in base a due  parametri principali: lo stato  igrometrico e le 
dimensioni delle scaglie secondo la Norma UNI CENT/TS 14774-1 (2005) e la Norma UNI CEN/TS 
15149-1 (2006). Queste caratteristiche variano a seconda del tipo di cippatrice utilizzata (Spinelli et 
al., 2004), della specie legnosa, del tipo di materiale lavorato (rami, fusti o scarti di segheria) e del 
periodo di essicazione che questo subisce prima della lavorazione. Altri fattori meno significativi 
che influenzano la qualit  del cippato sono: l usur a delle lame, la griglia di calibrazione utilizzata 
sulla cippatrice e la presenza di materiale non idoneo alla cippatura. 
1.2 OBIETTIVI 
L azienda forestale della Magnifica Comunit  di Fie mme (MCF) svolge un attivit  di cippatura 
nei territori di sua propriet  ed estende questo se rvizio mediante appalti conto terzi. La 
determinazione del costo orario della cippatrice, la quantificazione della sua produttivit  e la 
valutazione della tipologia di materiale da lavorare, sono prerogative fondamentali in sede di 
progettazione preliminare dell intervento di cippatura. Alla luce di tali considerazioni il seguente 
studio nasce dall esigenza della MCF di valutare dettagliatamente la sua attivit  di cippatura al fine  
di pianificare in modo piø efficace le operazioni di approvvigionamento di biomassa ad uso 
energetico.  
 
In particolare sono stati individuati i seguenti obiettivi: 
- la determinazione della produttivit  della cippat rice in contesto alpino, attraverso lo studio di 
dieci cantieri differenziati per organizzazione e tipologia di materiale lavorato; 
- l individuazione dei costi orari d impiego della macchina e valutazione sulla convenienza 
dell approvvigionamento di cippato; 
- la determinazione della classificazione merceologica e qualitativa del cippato in relazione al 
tipo di materiale;  
- la definizione di scenari d impiego tipici. 
  
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2 MATERIALI E METODI 
2.1 LA FILIERA FORESTA - LEGNO DELLA MAGNIFICA COMUNIT  DI FIEMME 
La Magnifica Comunit  di Fiemme (MCF) Ł un azienda agricolo-forestale che gestisce un 
patrimonio silvo-pastorale di 19.566 ettari di terreno di cui 12.579 coltivati a bosco, con una 
provvigione totale media di circa 350 m3/ha. Ogni anno nelle foreste di propriet  della MCF  si 
tagliano circa 46.000 metri cubi di legname da opera. L utilizzazione ed il trasporto del prodotto 
legnoso avvengono mediante l affidamento a ditte specializzate della valle (circa una trentina). A 
questi si aggiungono la sessantina di operai della MCF che vengono impiegati nei lavori di 
manutenzione del patrimonio (strade, edifici rurali, ecc.), nelle cure colturali e nei primi diradamenti. 
Il legname viene condotto alla segheria di propriet  della Magnifica Comunit  di Fiemme, situata a 
Ziano di Fiemme (TN), dove viene impiegato per la produzione di tavole, materiali di imballaggio, 
travature o materiale destinato alle cartiere.  
Dal 2005 con l acquisto di una cippatrice (modello Jenz HEM 560 D) si Ł attivato il settore di 
recupero delle biomasse legnose di scarto a fini energetici, il quale ha attivato una filiera foresta   
legno   energia. La scelta dell avvio di questa att ivit  nasce dalle opportunit  offerte dal territori o 
circostante; nel circondario della valle di Fiemme infatti negli ultimi anni sono stati installati tre 
impianti di teleriscaldamento a biomasse legnose (Cavalese, Predazzo e S. Martino di Castrozza) 
con una domanda di circa 85.000 metri steri di cippato annui. La breve distanza tra gli impianti di 
combustione e le foreste diventa quindi uno dei presupposti economici piø importanti per operare in 
maniera integrata, sotto un attenta organizzazione di tutte le fasi della filiera. Oltre a questo si Ł 
aggiunta la necessit  di dover impiegare un sistema  di raccolta e cippatura in bosco degli scarti e 
dei prodotti legnosi meno pregiati non oggetto di vendita e la possibilit  di estendere l attivit  di 
cippatura nei confronti di terzi su piazzali di deposito o di segheria. 
 
Tra i fattori che hanno determinato la scelta di questa cippatrice si ricordano in particolare:  
- la possibilit  di garantire elevati livelli di pr oduttivit ;  
- la necessit  di fornire un cippato di qualit , ma  allo stesso tempo, di tenere conto dei 
vincoli imposti dal territorio;  
- l esigenza di un mezzo con pesi contenuti per consentire il montaggio su un autocarro a 
tre assi e favorire una soddisfacente mobilit  nell a rete di viabilit  forestale; 
- la risposta ad un organizzazione attenta e modulabile a seconda del tipo di cantiere e 
dell utilizzo che se ne avr  del materiale (Behmann  in verbis, 2007). 
  
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2.2 LA CIPPATRICE 
2.2.1 Descrizione  
La macchina cippatrice di propriet  della MCF studi ata in questo lavoro Ł una Jenz serie HEM 
560 D. Questa macchina Ł stata progettata per la cippatura di materiale organico derivante da 
attivit  agricole o forestali. La macchina Ł dotata  di un motore endotermico turbo a gasolio 
indipendente, raffreddato a liquido e posizionato sul fianco della zona di cippatura. La trasmissione 
di potenza all albero del rotore Ł di tipo meccanico e avviene tramite cinghie di materiale sintetico 
antiusura unite da una speciale copertura antiusura. Il motore del tipo diesel OM 457 / LA a sei 
cilindri Ł fornito dal costruttore Daimler Chrysler (Mercedes Benz) ed eroga una potenza di 335 
kW. 
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Tabella 2.1. Dati tecnici della cippatrice Jenz HEM 560 D 
Componenti Unit  di misura Valore Descrizione 
Motore    
Costruttore   Daimler Chrysler (Mercedes Benz) 
Tipo   motore diesel OM 457 / LA 
Numero cilindri   6 in serie 
Potenza kW / PS 335 / 455  
Capacit  serbatoio gasolio l 600  
Raffreddamento   acqua / antigelo 
Filtro aria   a secco 
Impianto elettrico V 24  
Batterie V/A 2 x 12  
/110 
collegate in serie 
Dimensioni e pesi    
Larghezza  B mm 2550 pneumatici 385/65 R22,5 
Altezza  H mm 3470 senza gru di carico 
Peso totale macchina t 13,3 t senza gru 
Alimentazione materiale    
Tipo di convogliamento   Rullo ad altezza regolabile 
Tipo di convogliamento inferiore   Nastro ad elementi metallici e un rullo 
dentato 
Larghezza di alimentazione cm 100  
Diametro tronchi cm fino a 56 in caso di legno tenero 
Velocit  di alimentazione m/min 0 - 19,3  
Azionamento   Idraulico 
Rotore trituratore    
Diametro mm 820  
Larghezza mm 1000  
Numero di giri (N) giri/min 697,4  
Ventilatore    
Diametro mm 1000  
Coclea trasportatrice    
Numero di giri (N) giri/min 263,8  
Diametro coclea (D) mm 350  
Rullo di convogliamento inferiore    
Diametro mm 291  
Velocit  periferica (v) m/min 35,9  
Rullo di convogliamento superiore    
Diametro mm 291  
Velocit  periferica (v) m/min 35  
Impianto idraulico    
Pressione di mandata bar 30 - 180  
Pressione di ritorno bar 0,5 - 1,8  
Pressione di intervento valvola 
sicurezza 
bar 180  
Temperatura di esercizio  C 50 - 70  
Capacit  serbatoio olio idraulico l 250  
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Alimentazione del materiale 
Il materiale da triturare viene inserito per mezzo di una gru meccanica nella tramoggia di 
alimentazione. Questo viene trascinato verso la bocca di triturazione tramite un nastro inferiore a 
tapparella in acciaio ed un tamburo superiore di altezza regolabile; entrambi i sistemi sono dotati di 
denti di aggancio per garantire la presa sul materiale, inoltre un rullo superiore esercita una 
notevole pressione sul materiale aumentando la presa e il trascinamento verso il rotore di 
triturazione. 
L inversione del senso di marcia in modo indipendente di entrambi i sistemi di caricamento 
facilita l operazione di riduzione in scaglie  del materiale, specie se di grosse dimensioni, in quanto 
l avanzamento dello stesso materiale verso la camera di triturazione Ł regolato in modo tale da 
consentire una velocit  di avanzamento il piø possi bile costante. 
Il sistema di alimentazione Ł azionato da motori idraulici e la velocit  di rotazione Ł variabile in 
continuo per entrambi i sensi di marcia. 
La tramoggia di alimentazione realizzata in materiale metallico antiurto,  Ł posta ad un altezza 
di 1,5 m dal piano di campagna per favorire il caricamento con la gru. La tramoggia Ł di tipo mobile 
ed Ł comandata idraulicamente nel posizionamento della cippatrice per la fase di trasporto. 
Apparato di triturazione 
All interno dell apparato di triturazione viene triturato il materiale introdotto dal rullo di 
alimentazione. L apparato di triturazione consiste in un rotore, dotato di una serie di coltelli 
inbullonati lungo la sua circonferenza intersecati con due sistemi di controcoltelli fissi. Dietro il 
motore Ł montata una griglia di calibrazione che pu  essere intercambiata, con la funzione di 
recuperare il materiale non completamente triturato. In tutti i cantieri Ł stata utilizzata sempre la 
medesima griglia con maglie di dimensione 80x80 mm.  
Trasporto del materiale triturato 
Il materiale triturato viene asportato tramite la coclea principale situata al di sotto della griglia. 
La coclea trasporta il materiale in modo regolare fino alla centrifuga di espulsione montata 
lateralmente. Anche il materiale disperso viene convogliato alla coclea principale mediante un 
sistema di coclee secondarie. La centrifuga ad alta velocit  infine scaglia il materiale all esterno 
attraverso il tubo di scarico orientabile in modo da permettere il suo posizionamento. Anche la 
gittata dello scarico pu  essere regolata sollevand o o abbassando il tubo di scarico e il clapet di 
uscita. 
Limiti d impiego 
La macchina pu  triturare tronchi fino ad un diamet ro massimo di 56 cm; la larghezza massima 
di alimentazione invece Ł pari a 100 cm. 
Manutenzione 
La sostituzione delle lame di taglio rappresenta il principale intervento di manutenzione. Tale 
operazione Ł possibile solo grazie all allentamento della bulloneria di fissaggio delle lame. Questo 
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comporta tempi relativamente ridotti (10 15 min.) p er sostituire l intero set di coltelli, che pu  
variare da 10 a 20 (solitamente 12). 
Autopulizia del filtro dell aria del motore 
Attraverso una particolare depressione viene creata un aspirazione che esegue la pulizia del 
filtro dell aria motore. Questo esclude il pericolo d intasamento del filtro dell aria in condizioni 
critiche di triturazione. 
Radiocomando: 
I principali comandi della macchina, oltre che dal quadro di comando, possono essere effettuati 
anche da un radiocomando a 12 canali. Grazie al dispositivo IBC (Intelligent Bite Control) Ł 
possibile regolare la velocit  dei nastri di alimen tazione, portando ad un risparmio dei consumi. 
Lubrificazione: 
La macchina Ł munita di un sistema di lubrificazione centralizzato per le parti piø importanti, 
compreso il nastro di avanzamento del materiale nella bocca di alimentazione. Per le restanti 
componenti meccaniche la lubrificazione viene fatta manualmente dall operatore nei punti 
d ingrassaggio. 
Piedi di appoggio: 
La cippatrice Ł stata dotata di un dispositivo PRIS-MAG per il trasporto di carrozzerie 
intercambiabili omologato dal Ministero dei Trasporti, il quale permette di scarrare la stessa 
cippatrice dal telaio dell autocarro. 
 
L allestimento Ł costituito da: 
- quattro cilindri perimetrali preposti al sollevamento e all abbassamento della macchina 
dagli appositi fermi di ancoraggio; 
- cilindro centrale preposto all innesto e al disinserimento della macchina sul telaio 
- fermo di sicurezza; 
- perni laterali per l ancoraggio della macchina al sistema intercambiabile 
- pattini antiusura fissati sul telaio del veicolo; 
- il cuore dell impianto intercambiabile Ł costituito dal gruppo di innesto movimentato del 
cilindro centrale di traslazione. 
 
Il funzionamento Ł reso possibile da un unico sistema idraulico alimentato da una pompa con 
serbatoio dell olio. Con l inserimento della presa di forza viene azionato il dispositivo 
intercambiabile che fa muovere la pompa, la quale fa sollevare con i piedini l intera struttura della 
cippatrice. La motrice pu  quindi procedere in avan ti sfilando il cassone da sotto la macchina 
lasciando la cippatrice sollevata da terra in posizione di sosta. Ci  consente all utilizzatore l uso 
incondizionato della motrice.