L'eco-efficienza delle utilizzazioni forestali in scenari complessi e il ruolo dei sistemi di taglio-esbosco e trasporto sul bilancio carbonico

The interest in sustainable forest management has increased in recent decades. Sustainable forest management is a crucial element in reaching the ambitious climate-neutral goal of the European Union by 2050. Wood-based material and wood-based biofuel are the products that can be obtained by active forest management. Focusing on mountain forest management, the results of climate change are increasingly evident in terms of frequency and magnitude of biotic and abiotic disturbance. If, on one side, the challenge is to reduce the emissions of forest operation, on the other side is more frequent to operate in extraordinary conditions than before and salvage damaged trees after abiotic or biotic forest disturbance. New tools and technology are available to work in extraordinary conditions in mountain forest areas. Furthermore, propulsion systems based on electric or hybrid engines for forest operation machines have been produced. This thesis, based on a collection of six different scientific publications, focuses on the eco-efficiency analysis of forest operations under climate change scenarios, particularly in salvage logging operations after windthrow. A state-of-the-art about windstorm impact on European forests was completed to give a general overview of cause-effect linkage after a windstorm. Focusing on salvage logging operations after Vaia storm in Italy, a case study was conducted to understand the relationship between ground slope and machine tilt when harvesting and extracting timber. Furthermore, productivity and energy efficiency analysis was carried out to better understand the effect of salvage logging on productivity and the role of new propulsion systems in reducing carbon emissions. Wood-chipping activities were considered to take into account all the operations related to salvage logging (harvesting and wood-chipping low-quality wood residues). The evaluation of fuel consumption of wood-chipping activities related to residual low-quality wood was performed according to the mountain road network and forest accessibility. Finally, automatic data collection methodology was applied to assess the efficiency of fully mechanized harvesting systems and evaluate the feasibility of long-term monitoring using machines’ sensors.

L'interesse per la gestione forestale sostenibile è aumentato negli ultimi decenni. La gestione sostenibile delle foreste è un elemento cruciale per raggiungere l'ambizioso obiettivo di neutralità climatica dell'Unione Europea entro il 2050. I materiali a base di legno e i biocombustibili legnosi sono i prodotti che si possono ottenere da una gestione forestale attiva. Concentrandoci sulla gestione delle foreste montane, i risultati del cambiamento climatico sono sempre più evidenti in termini di frequenza e magnitudo dei disturbi biotici e abiotici. Se, da un lato, la sfida è quella di ridurre le emissioni delle operazioni forestali, dall'altro è più frequente operare in condizioni straordinarie rispetto al passato e recuperare gli alberi danneggiati a seguto di un disturbo abiotico o biotico fosrestale. Sono disponibili nuovi strumenti e tecnologie per lavorare in condizioni straordinarie e nelle aree forestali montane. Inoltre, sono stati realizzati sistemi di propulsione basati su motori elettrici o ibridi per le macchine specializzate per l’utilizzazione forestale. Questa tesi, basata su una raccolta di sei diverse pubblicazioni scientifiche, si concentra sull'analisi dell’eco-efficienza delle operazioni forestali in scenari di cambiamento climatico, in particolare nelle operazioni di taglio di recupero dopo un colpo di vento. Inizialmente, è stato condotta una revisione dello stato dell'arte sull'impatto delle tempeste di vento sulle foreste europee per fornire una panoramica generale del collegamento causa-effetto a seguito di una tempesta di vento. Concentrandosi sulle operazioni di taglio di recupero dopo la tempesta Vaia in Italia, è stato condotta un’analisi per comprendere la relazione tra la pendenza del terreno e l'inclinazione delle macchine forestali durante il taglio e l’esbosco del legname. Inoltre, è stata condotta un'analisi della produttività e dell'efficienza energetica per comprendere meglio l'effetto delle operazioni di salvage logging sulla produttività e il ruolo dei nuovi sistemi di propulsione nella riduzione delle emissioni carboniche. Le attività cippatura sono state considerate per tenere conto di tutte le operazioni legate al salvage logging (utilizzazione forestale principale e valorizzazione energetica dei residui legnosi di bassa qualità). La valutazione del consumo di combustibile delle attività di cippatura del legno relative al legno residuo di bassa qualità è stata effettuata in base alla rete stradale e all'accessibilità forestale. Infine, è stata applicata una metodologia di raccolta automatica dei dati per valutare l'efficienza dei sistemi di raccolta completamente meccanizzati e valutare la fattibilità del monitoraggio a lungo termine utilizzando i sensori delle macchine.