ALLEGATO 2  : PROPOSTA DI MASSIMA TITOLO DEL PROGETTO : “ CANAPA INNOVAZIONE MADE IN ITALY”

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“Nuove Tecnologie per il Made in Italy

 

              ALLEGATO 2  : PROPOSTA DI MASSIMA

TITOLO DEL PROGETTO : “ CANAPA INNOVAZIONE MADE IN ITALY”

 Indice :

Premessa

Sezione 1: contenuti di innovazione tecnologica e/o organizzativa (max 15 pagine)

(Caratteristiche tecniche, funzionali e d’innovazione tecnologica e/o organizzativa del programma in termini di):

  1. a) Collocazione del programma rispetto all’area tecnologica di riferimento.

 b) Obiettivi generali e specifici del programma); caratteristiche e prestazioni del prodotto/servizio da sviluppare e le principali problematiche tecnico-scientifiche) e tecnologiche da risolvere per realizzare l’obiettivo e le soluzioni proposte.

 c) Specifica tecnica del prodotto/servizio di cui s’intende realizzare il prototipo) , eventuale scomposizione del prodotto/servizio in termini di sottosistemi e componenti.

 

  1. d) Avanzamento portato dal programma rispetto allo stato dell’arte tecnologico e/organizzativo, alla standardizzazione e replicabilità delle tecnologie sviluppate, ed alla situazione della concorrenza.

 

  1. e) Descrizione sintetica del piano di lavoro: tempistica delle attività, identificazione delle uscite del programma (prodotto/servizio, sistemi, sottosistemi e componenti…).

 

  1. f) Riepilogo dei costi del programma suddivisi per categoria di attività (ricerca industriale, sviluppo sperimentale, innovazione dei processi e dell’organizzazione nei servizi).

 

Sezione 2: ricadute potenziali del programma (max 5 pagine)

(Riportare le informazioni relative alle ricadute e agli impatti attesi in termini di):

a)Impatti su filiere e settori industriali, trasversalità applicativa e potenzialità di mobilitare filiere e  sistemi di imprese, efficacia dell’innovazione nel promuovere l’integrazione interaziendale.

 

  1. b) Valorizzazione delle competenze e delle eccellenze presenti nel sistema produttivo e della ricerca.

Sezione 3: descrizione del partenariato

(Riportare le informazioni relative al partenariato proponente):

  1. a) Profilo dei soggetti partecipanti, descrizione delle rispettive competenze ed esperienze pregresse nelle attività del programma; descrizione delle attività previste per ciascun soggetto partecipante e indicazione del capitale umano e delle infrastrutture tecnologiche dedicate al programma (max 2 pagine per soggetto).
  2. b) Struttura organizzativa del partenariato e indicazione delle modalità di collaborazione per la realizzazione del programma (max 3 pagine).

 Premessa

La presente proposta di massima illustra le caratteristiche di un progetto il cui scopo è quello di approntare un prototipo di prodotto finito nel settore delle  macchine per l’agricoltura , della filiera della meccanica,  da specializzare nella raccolta e trasformazione della canapa, mediante innovazione di impresa (spin off)  alla quale , i componenti del partenariato come da domanda  in allegato 1, forniranno il loro apporto di compagine sociale, una volta conseguitone  l’obiettivo.

Per lo svolgimento di tale percorso di innovazione tecnologica  abbiamo previsto una metodologia microeconomica , di ricerca di marketing , intesa nella sua accezione  “kloteriana”   che comporta, negli ambiti delle tre attività previste dal decreto ministeriale, le seguenti fasi funzionali, illustrate nel dettaglio della loro operatività  nelle pagine che seguono:

  • Ricerca industriale , volta a individuare le premesse tecnologiche (di prodotto e di processo) e di marketing, favorevoli per il posizionamento del marketing mix del prototipo e del conseguente prodotto finito , nel mercato internazione di riferimento .
  • Sviluppo sperimentale, necessario per verificare i risultati pragmatici ed operativi delle analisi svolte con la ricerca industriale  e sperimentarne, nelle varie fasi di “testing”,  con la realizzazione del prototipo di prodotto e le sue implicazioni di  “standardizzazione e replicabilità”,  l’impatto nella filiera dell’arredamento casa .
  • Innovazione di processo e dell’organizzazione dei servizi, quale premessa di spin off per supportare la necessaria e conseguente innovazione delle tecnologie nell’area della produzione e dei processi organizzativo-informatici nell’area dell’amministrazione e del marketing,  verso la nuova impresa che si andrà a costituire al termine della fase di ca. 36 mesi, propedeutica alla sua costituzione.

 

La business idea alla base della proposta di massima

La proposta nasce dalle seguenti considerazioni:

  • “canapulo” e fibra tecnica, con diversi gradi di lavorazione (anche misto grezzo fibra/canapulo) e diverse misure, possono avere già oggi occasioni di mercato in Italia ;
  • i sistemi di raccolta e prima trasformazione sono in questo caso più semplificati ed economici rispetto alla filiera della fibra tessile di qualità;
  • l’ottimale sarebbe un sistema flessibile di taglio e raccolta rispetto alle diverse esigenze del mercato (dalla semplice trinciatura con vendita diretta del trinciato alla falciatura alla raccolta ordinata di bacchette a misura standard);
  • non andrebbero comunque abbandonati gli sforzi fatti nel campo della raccolta e macerazione della fibra lunga perché consentono comunque di ampliare le prospettive di mercato;
  • in questi ultimi anni in diverse zone sono stati realizzati diversi prototipi di taglio e lavorazione in campo che possono soddisfare esigenze complementari.

In Friuli Bioalter srl ha sviluppato con Tonutti una trincia-sfibratrice modificata che ha presentato a Eima09 in grado di raccogliere la canapa senza farla cadere a terra con una rotoimballatrice a rimorchio (novità rispetto alla presentazione di un mese fa). Riduce i volumi di trasporto del 30% e niente problemi di ranghinatura e soprattutto di pulizia (fondamentale poi per i costi successivi di separazione e gli standard di prodotto). Avrebbero trovato inoltre l’impresa disposta a far la separazione successiva (l’impianto vero e proprio di prima lavorazione – Cascamificio Friulano) ma vogliono farlo in house a costi bassi (questa mi sembra l’idea più interessante – consiglio di Tonutti che ha verificato che varie parti di un impianto Van Dommele vengono di fatto realizzate in Italia e vendute dai belgi a 5 volte tanto) e puntano su mobilifici (Fantoni) e un cantiere di Aquileia interessato a realizzare parti in canapa. Inoltre nel capitale Bioalter, oltre a Tonutti, sono entrate Wolagri (Emilia-Rom, rotoimballatrici, sempre del gruppo Tonutti) e Feraboli di Cremona che di fatto realizzerebbe le macchine Bioalter, perché Tonutti ha linee troppo grandi per questo modello. Insomma fanno sul serio e hanno la spinta di Unacoma. Tra l’altro si sono fatti realizzare dei materassini di fibra da Maiano di Prato;

Spapperi, sempre presente a Eima, sarebbe disponibile a proseguire ed è intenzionato a rifare ex novo nei prossimi mesi il prototipo per avere una macchina vera e propria,

 Sezione 1: contenuti di innovazione tecnologica e/o organizzativa (max 15 pagine)

(Caratteristiche tecniche, funzionali e d’innovazione tecnologica e/o organizzativa del programma in termini di):

 Inquadramento tematico

Da oltre un decennio nei paesi sviluppati e più di recente nei paesi asiatici emergenti è cresciuto un notevole interesse per la sostituzione delle materie prime di origine fossile con materie prime fornite dall’agricoltura, meglio se da colture a ciclo annuale e comunque alla condizione che il bilancio della coltura non sia causa di squilibrio ambientale, considerandone le esigenze idriche e più in generale energetiche.

Specifiche direttive e regolamenti dell’Unione Europea favoriscono, anche in attuazione del Protocollo di Kyoto, una percentuale crescente di materiale biodegradabile nelle automobili, negli elettrodomestici, nei materiali per costruzioni e in tutti gli oggetti destinati a diventare a fine ciclo rifiuti ingombranti.[1]

La ricerca di materie prime fornite dall’agricoltura con le caratteristiche indicate sopra si è fino ad oggi concentrata – oltre che sui biocarburanti da cereali e da oleaginose – sulle fibre, il cui consumo in diversi settori è oggi alimentato da sisal, kenaf, cocco provenienti da paesi asiatici e africani e da stoppe di lino derivanti dalla lavorazione a uso tessile del lino prodotto nei paesi del Nord Europa.

In un paese come l’Italia l’interesse non poteva che concentrarsi sulla canapa (e parzialmente sulla ginestra) di cui l’Italia è stata in passato il secondo produttore mondiale per quantità e il primo per qualità (nei tessuti come nei cordami), disponendo delle migliori varietà e rese produttive (v.tabella allegata). Oltre a fornire una notevole biomassa (in alcune regioni la produzione media delle varietà italiane era di 130 q.li/ha, resa uguagliata e spesso superata nei campi sperimentali realizzati negli ultimi anni in Toscana, Piemonte, Emilia, Veneto), la canapa è una pianta di grande adattabilità, tradizionalmente coltivata in tutte le regioni italiane e fino a 1.500 metri di altitudine; coltivata con buona tecnica non richiede irrigazione, né diserbanti; in molte situazioni non richiede neppure concimazione; è pianta rinettante e migliorativa dei terreni, per cui è particolarmente indicata come coltura da rotazione (con i cereali e gli ortaggi) per un’agricoltura che ha bisogno di ridurre il suo impatto ambientale.

 

Coltivazione di canapa a livello mondiale a inizio del  XX secolo (1903-1912)

                                                                       Ettari                        Quintali                       Resa media

                                                                     Coltivati                     prodotti                   per ettaro (q/ha)

 

Russia                                                           686.197                     3.440.579                              5,0

Italia                                                              79.477                        795.000                              10,0

Russia Asiatica                                              66.917                        297.049                               4,5

Ungheria                                                        65.192                       587.954                               9,0

Francia                                                           17.214                        147.266                               8,7

Giappone                                                       13.518                         94.893                                7,1

Serbia                                                            14.025                         67.025                               4,8

Romania                                                         5.678                          19.035                                3,4

Bulgaria                                                          3.015                           9.769                                 3,3

Fonte: S.Capasso, Canapicoltura e sviluppo dei Comuni atellani, Frattamaggiore, 1994

 

Le potenzialità di questa materia prima vegetale del resto sono testimoniate dal crescente sviluppo di iniziative industriali in diversi Paesi. La coltivazione della canapa non è mai cessata in Francia, dove il prodotto degli attuali 8/9mila ha è destinato, per quanto concerne le fibra, alla cartotecnica, mentre il canapulo è destinato a lettiera per cavalli e in piccola parte a materiali per l’edilizia (malte). In Germania la coltivazione della canapa, ripresa da circa 12 anni, è arrivata nel 2008 a circa 2.500 ha di superficie, con fibra destinata per il 60% alla realizzazione di pannelli isolanti per edilizia e per il resto ai pannelli per gli interni delle automobili. Di particolare interesse è il caso del Canada che, partito sulla filiera del seme per alimentazione e cosmesi in seguito alla reintroduzione legale della coltivazione nel 1998, da due anni sta ampliando le filiere agroindustriali anche sui nuovi materiali e ha creato, grazie anche a un accorto sostegno dei governi statali e federali e a una forte collaborazione tra ricerca, impresa e agricoltura, un’Associazione nazionale per il commercio della canapa (CHTA) con l’obiettivo di penetrare innanzitutto sul grande mercato Usa La coltivazione è stata ripresa negli ultimi anni a titolo sperimentale pressoché in tutti i paesi  europei (Spagna,  Inghilterra, Irlanda, Ungheria, Austria, Repubblica Ceca, Grecia), senza tuttavia – come verrà in seguito illustrato – adeguate macchine specifiche per la raccolta e la prima trasformazione.

In Italia la coltivazione della canapa, cessata a metà degli anni Cinquanta per la concorrenza del cotone e delle fibre sintetiche, unita alla onerosità particolare delle lavorazioni richieste da questa coltura, è ripresa soltanto nel 1998 su impulso di Assocanapa Coordinamento Nazionale per la Canapicoltura in Italia. Superate le difficoltà di ordine legale che ostacolavano seriamente la coltivazione, alcuni progetti di ricerca attuati negli ultimi anni o in corso di ultimazione con il contributo di UE, stato, regioni, enti locali, fondazioni bancarie, hanno confermato le grandi potenzialità di questa coltura, in grado di fornire non solo fibra di qualità al settore tessile, come già avveniva in passato, ma cellulosa e lignina in diverse forme e pezzature. L’interesse per tali materiali coinvolge aziende di settori molto diversi:

  • bioedilizia (pannelli isolanti e fonoassorbenti con fibra di canapa in sostituzione della lana di vetro e della lana di roccia, calcestruzzi alleggeriti con canapulo in luogo di polistirolo, altri materiali per intonaci naturali),
  • arredamento (pannelli rigidi per la fabbricazione di mobili; cordami),
  • automotive (pannelli rigidi e pannelli morbidi per l’interno delle automobili, polveri per uso aeronautico);
  • tessuti non tessuti per l’agricoltura e la forestazione e per il settore delle calzature;
  • stoffe da arredamento e da abbigliamento;
  • cellulosa per il settore cartario;
  • olio per vernici, detergenti e coloranti,
  • fibra per il rinforzo di materie plastiche petrolchimiche e di origine naturale (PLA).

 

 

  1. A) Collocazione del programma rispetto all’area tecnologica di riferimento

Rispetto all’area tematica del Made in Italy il programma pertanto si iscrive, a livello di filiera, nel sistema della meccanica e, a livello delle soluzioni tecnologiche, nelle tecnologie dei nuovi materiali.

In particolare la sottoarea di riferimento è la B1) “progetti finalizzati allo sviluppo di prodotti e processi innovativi ecocompatibili, focalizzati sullutilizzo di materie prime rinnovabili, e, congiuntamente, ad alto valore aggiunto in termini di prestazioni per lutente finale”.

I temi progettuali del programma sono:

  1. l’innovazione di prodotto e del processo produttivo finalizzata alla ecosostenibilità nell’intero ciclo di vita del prodotto. L’innovazione riguarda sia le macchine per la raccolta che l’impianto di trasformazione, in quanto prodotti esportabili anche sui mercati esteri, e l’ecosostenibilità del ciclo di vita del prodotto canapa. La canapa è una coltura rinnovabile annualmente, di forte rusticità senza particolari esigenze idriche e di trattamenti fitosanitari. La fibra di canapa ha proprietà naturali di isolamento termico ed acustico, traspirabilità, forte resistenza meccanica e resistenza agli insetti e alle muffe. Tutte caratteristiche per le quali storicamente ha trovato impieghi, oltre che nel tessile, anche nelle velature e nei cordami, nella produzione di carte pregiate (carta moneta, Bibbia di Gutenberg) e di tele per quadri. E oggi, sempre per tali caratteristiche trova crescente impiego, come alternativa ecologica alle lane di vetro e di roccia, nella produzione di pannelli isolanti termici e fonoassorbenti per i settori dell’edilizia e dell’automotive. Il programma inoltre, a differenza di soluzioni sperimentate in anni recenti (es. la cosiddetta “Baby-canapa” in Emilia Romagna), prevede lo sviluppo di tecnologie idonee a valorizzare la fibra delle varietà italiane, coltivate senza arrestarne la crescita con glifosate o altri diserbanti, in modo da rispettare l’ambiente e ottenere massima qualità e rese produttive;

2) applicazione di piattaforme tecnologiche innovative per le filiere del Made in Italy finalizzate alla cooperazione produttiva, specializzate per la gestione degli aspetti di ecosostenibilità. La piattaforma proposta infatti punta su un prodotto potenzialmente tutto Made in Italy (dalla raccolta in campo all’atelier) ed è finalizzata a favorire la cooperazione intra-filiera – tra utilizzatori finali del sistema moda, trasformatori della fibra di canapa, agricoltori e produttori di macchine – rendendo la catena del valore remunerativa per i diversi segmenti coinvolti. Le macchine e l’impianto di separazione sono progettati per adattarsi alle dimensioni di distretti territoriali e per essere facilmente replicabili in termini di costi e capacità produttiva in diversi territori.

 

  1. B) Obiettivi generali e specifici del programma

Il programma pertanto ha l’obiettivo di predisporre una piattaforma tecnologica altamente flessibile per lo sviluppo di prodotti innovativi a base di materiali di canapa, valorizzando le esperienze condotte in questi anni in alcune regioni italiane e proponendo in particolare soluzioni per quello che finora rappresenta l’anello debole per l’avvio di moderne filiere di lavorazione della canapa da fibra in Italia e nel mondo: le macchine di raccolta e prima lavorazione.

Tale piattaforma consentirebbe lo sviluppo di vere e proprie ‘bioraffinerie’ della canapa, ossia di impianti di trasformazione in grado di scomporre e valorizzare le diverse componenti (fibra lunga macerata, fibra tecnica, fibra corta da pettinatura, canapulo di diverse pezzature, polveri, semi e infiorescenze) di questa coltura straordinariamente versatile, che oggi può ritrovare, con tecnologie innovative, impieghi nei settori dell’abbigliamento, arredamento, bioedilizia, automotive, nautica, cartotecnica, industria del mobile, cosmesi, nutraceutica e alimentazione animale, farmacologia

Nello specifico il programma prevede la ricerca, prototipazione e collaudo di:

  1. due soluzioni tecnologiche complementari di raccolta e prima trasformazione della fibra di canapa che consentano la disponibilità di due tipologie di prodotto: fibra tecnica e fibra lunga di qualità;
  2. un impianto di piccole dimensioni di separazione fibra/canapulo per trattare paglia di canapa rotoimballata alla rinfusa depolverizzare e condizionare il canapulo, che sia facilmente replicabile per costi e dimensioni in diverse aree territoriali italiane, in modo da favorire l’integrazione tra fase agricola e fase di prima trasformazione e ridurre i costi economici e ambientali del trasporto della biomassa;

Il programma consentirebbe in tal modo di conseguire diversi obiettivi:

  • fornire al comparto della meccanica agricola italiana un ruolo di leadership internazionale nelle macchine per la raccolta e prima trasformazione di questa coltura, che negli ultimi anni sta attirando un crescente interesse di mercato in diversi Paesi, a partire da Germania, Cina, Polonia, Repubblica Ceca, Gran Bretagna, Argentina e Canada;
  • fornire ad altri importanti comparti del Made in Italy – dall’industria mobiliera all’industria nautica e ai produttori di pannelli isolanti e materiali compositi per l’edilizia e l’automotive – la disponibilità a costi concorrenziali di semilavorati e componenti derivati da una materia prima rinnovabile annualmente, con prestazioni tecniche paragonabili alla lana di roccia e di vetro e alle fibre sintetiche (fibra tecnica) e al legno (canapulo, in particolare per la produzione di pannelli truciolari e MDF e per rivestimenti isolanti e fonoassorbenti);
  • fornire al comparto tessile-moda italiano (abbigliamento e arredamento) la possibilità di lavorare e proporre una fibra ecologica di alta qualità e confort (traspirabilità, isolamento termico, resistenza) e di riappropriarsi in tal modo della leadership di tale fibra, di cui tradizionalmente l’Italia è stata fino agli anni Cinquanta del Novecento il primo esportatore mondiale. L’assenza finora di adeguati sistemi di meccanizzazione per la raccolta e prima lavorazione della fibra lunga di canapa ha reso proibitiva questa possibilità, restringendo il mercato a piccole quantità fornite da Paesi in cui, grazie ad infimi costi di manodopera, il processo di lavorazione si compie tuttora manualmente come da noi 60 anni fa.

 

b 1) Caratteristiche e prestazioni del prodotto/servizio da sviluppare

La piattaforma proposta è articolata nei seguenti sottosistemi:

  1. macchina per taglio e raccolta ordinata della bacchetta di canapa da destinare alla lavorazione della fibra lunga di qualità (sistema A.);
  2. macchina per trinciatura e decorticazione in campo della bacchetta di canapa per la produzione di fibra da destinare a usi tecnici (sistema B.)
  3. impianto di prima trasformazione di rotoballe di canapa e per l’esecuzione di trattamenti di base sui materiali ottenuti (sistema C.)

Comportano la creazione di una filiera che offre al mercato:

  • fibra in diversa lunghezza, purezza, macerazione,  altre condizioni (ad esempio derivante da taglio o da strappo)
  • canapulo in diverse pezzature e condizioni di purezza

Ognuna di queste materie prime, polveri comprese, ha potenzialmente diverse destinazioni produttive.

In generale la loro concezione e progettazione è impostata sui criteri di:

  • semplicità di modelli – la ricerca della semplicità nella concezione dei modelli è la condizione fondamentale per ottenere macchine e sistemi affidabili, economici, flessibili, di facile impiego e di facile manutenzione. La necessità è tanto più sentita in quanto la canapa è di per sé una coltura molto variabile, anche perché facilmente adattabile a situazioni ambientali diverse;
  • idoneità agli usi finali di mercato – il sistema A è concepito sulla base delle specifiche richieste dal settore tessile in fase di pettinatura e filatura della fibra. Il sistema B è concepito soprattutto per impedire che le bacchette cadano sul terreno, in modo da ottenere un prodotto privo di impurità, come richiesto dalle fasi successive di separazione e lavorazione della fibra e del canapulo, riducendo notevolmente le perdite di materiale e i costi di manutenzione di queste fasi. Il sistema C è concepito per consentire agli agricoltori di utilizzare per la raccolta le macchine agricole normalmente in dotazione alle loro aziende e di provvedere alla prima trasformazione mediante un impianto consortile o gestito da un contoterzista. Particolare rilevanza nel programma avranno le fasi di test finale e di valutazione economica di potenziali clienti di mercato sia per la fibra lunga di qualità che per la fibra tecnica e per il canapulo;
  • flessibilità – L’altezza delle piante di canapa di una medesima varietà all’epoca del raccolto può variare da stagione a stagione e da zona a zona e anche essere disomogenea nello stesso campo. Per il sistema A in particolare, che deve tagliare le bacchette in segmenti da circa 1 metro, la possibilità di variare rapidamente all’occorrenza le altezze delle barre falcianti è un fattore critico di successo. E ancora, le condizioni della biomassa possono essere diverse (soprattutto per la presenza o meno di secco), per cui si richiede un sistema di convogliamento che si adatti alle diverse situazione e consenta di evitare inceppamenti/ingolfamenti;
  • economicità – tale criterio è importante per tutte le macchine ma soprattutto per il sistema C. Sul mercato europeo esistono già due soluzioni impiantistiche per la separazione della fibra dal canapulo (v. più avanti), ma i costi minimi di acquisto e installazione di un nuovo impianto in grado di trattare circa 10.000 ton/anno di paglia di canapa (l’equivalente grosso modo di 000 ha di coltivazione) si aggirano sui 3 milioni di euro. Inoltre diverse parti della tecnologia di questi impianti sono di produzione italiana, adattate e rivendute a prezzi molto più alti di quelli originari. L’obiettivo è realizzare un impianto di separazione a costi decisamente più contenuti, alla portata anche di una cooperativa di agricoltori e con tecnologia dichiaratamente Made in Italy. In questa logica, anche i sistemi A e B saranno progettati per essere adeguati all’investimento di un’azienda agricola di medie dimensioni o di un consorzio di agricoltori o di una piccola azienda terzista;

 

b2Principali problematiche tecnico-scientifiche e tecnologiche da risolvere 

Prima di passare a descrivere i singoli prodotti/sottosistemi è opportuna una breve premessa Le diverse varietà ammesse alla coltivazione si distinguono oltre che per l’altezza media e la sezione degli steli, per il contenuto medio in fibra, per la resa media in semente, per l’epoca della fioritura la quale, regolandosi sul fotoperiodo, varia a seconda delle latitudini e dell’epoca di semina. Inoltre in natura la canapa è dioica e cioè circa la metà delle piante sono maschio e l’altra metà sono femmina. Sono state selezionate soprattutto dai francesi varietà monoiche, con piante che portando contemporaneamente fiori maschio e fiori femmina vanno tutte a seme. Nelle varietà dioiche, che sono notevolmente più produttive di biomassa, le piante maschio muoiono e seccano con anticipo di 1 o anche 2  mesi rispetto al termine del ciclo vegetativo delle piante femmina. Nelle varietà da fibra la stessa rappresenta dal 17 al 27 per cento della bacchetta. La sezione degli steli utili può variare da pochi millimetri a 4/5 cm. La resa media in seme può variare da 4 a 10 q.li/ha.

La piattaforma tecnologica necessaria insieme alle indispensabili conoscenze agronomiche per far decollare la produzione di materie prime e semilavorati di canapa è particolarmente complessa perché i processi di lavorazione sono diversi fin dalla fase della raccolta a seconda della destinazione principale della fibra (il prodotto la cui quantità è più ridotta in percentuale sul peso della biomassa ma che ha il più elevato valore aggiunto) e nello stesso tempo perché i macchinari devono il più possibile avere la capacità di adattarsi alle condizioni dei raccolti.  La decisione sul tipo di raccolta da attuare infatti dipende sì dal contratto di coltivazione stipulato dall’agricoltore con il primo trasformatore autorizzato, ma potrà cambiare nel corso dell’annata agraria in conseguenza di fattori che non dipendono dalla sua volontà come avversità climatiche o forti oscillazioni dei mercati delle fibre e delle materie prime.

Rispetto alle caratteristiche indicate possiamo individuare, sistema per sistema, le seguenti problematiche:

 

Sistema A. macchina per taglio e raccolta ordinata della bacchetta di canapa da destinare alla lavorazione della fibra lunga di qualità: l’uso della canapa per fibra tessile di pregio (fibra fine con titolo elevato) è oggi condizionata dalla richiesta delle industre filatrici che usano per la filatura gli impianti per il lino (pianta alta in media da 80 a 120 cm). Pertanto le filature accettano unicamente fibra di canapa di lunghezza analoga.

Per aggirare questo problema, qualche anno fa è stato adottato da Ecocanapa spa in provincia di Ferrara (stabilimento di stigliatura e pettinatura di Comacchio) l’approccio cosiddetto della “Canapa Baby”, ispirato dalla Cooperativa dei coltivatori di canapa francesi di cui ha sostanzialmente utilizzato il know how, consistente nell’impiegare varietà francesi di canapa (più basse delle nostre), coltivate con impianto molto fitto (100 Kg/ha di seme) in modo da ridurne ancora l’altezza a maturazione, e poi disseccate con un defoliante quando hanno raggiunto l’altezza abituale del lino. La canapa viene poi semplicemente tagliata con una barra falciante, lasciata macerare in campo per 20-30 giorni 8come avviene per il lino in Normandia) e rotoimballata. L’approccio “Canapa Baby”, ispirato a motivi di economicità per il primo trasformatore, oltre ai problemi ambientali (impiego di defolianti con conseguente perdita di biodiversità nei terreni) di fatto non ha dato risultati positivi neppure sotto il profilo tecnico-economico:

  • non è remunerativo per gli agricoltori un sistema che riduce a un terzo la resa per ettaro rispetto alle varietà nazionali coltivate in modo naturale e che obbliga a un investimento eccessivo in seme (il cui prezzo può variare da 3,5 a 5,5 euro/kg secondo le annate). Dopo i primi due anni di progetto, le estensioni di canapa in Emilia si sono ridotte da 800 ha a 200 ha;
  • la qualità della fibra delle varietà francesi trattate con nanizzanti è lontana dagli standard qualitativi ottenuti con le varietà italiane coltivate con metodi tradizionali. Nella stessa pianta la fibra è più grossolana e tenace verso il piede e più fine e meno resistente verso la cima;
  • la macerazione in campo della canapa può dare buoni risultati con climi estivi piovosi e ventosi tipici delle zone costiere del Nord Europa, ma dà risultati mediocri con estati sempre più siccitose come quelle che caratterizzano la nostra penisola.

Il programma in oggetto si ispira a un modello alternativo, già proposto nel progetto Canapone finanziato dalla Regione Toscana, finalizzato allo sviluppo di una filiera di prima trasformazione a partire dall’impiego di varietà italiane coltivate con metodi naturali (ossia senza defolianti). La scelta di tale modello, motivata dalle ottime rese quantitative e qualitative delle varietà italiane tradizionali (Carmagnola, Fibranova, CS) e dall’approccio decisamente più rispettoso dell’ambiente e della biodiversità, pone tuttavia problemi tecnici rilevanti per l’automazione della fase di taglio e raccolta. Infatti le varietà suddette possono raggiungere i 4 o 5 metri di altezza e sono dioiche, ossia con individui maschili e individui femminili (circa 50-50% normalmente in un campo) che hanno diverse epoche di maturazione. Pertanto la macchina di taglio e raccolta di tali varietà deve risolvere 4 problemi tecnici principali:

  • un sistema di convogliamento che si adatti alle diverse condizioni della biomassa in campo (spessori, altezze e stadi diversi di maturazione) e che eviti soprattutto l’ammasso e l’avvolgimento delle fibre tagliate sulle parti meccaniche;
  • un sistema di taglio che consenta di tagliare le bacchette alla lunghezza richiesta in filatura (1-1,20 m);
  • un sistema di rilascio sul campo delle bacchette ordinate in andane parallele
  • un sistema di sincronizzazione della velocità delle varie parti descritte che consenta il flusso regolare della biomassa raccolta.

Il requisito di ottenere fasci paralleli della medesima lunghezza depositati in andane ordinate sul campo è fondamentale per evitare eccessive perdite di fibra nelle fasi successive di stigliatura e pettinatura.

 

Sistema B. macchina per trinciatura e decorticazione in campo della bacchetta di canapa per la produzione di fibra da destinare a usi tecnici A tutt’oggi non esistono macchine dedicate per il taglio e raccolta della canapa e normalmente si ricorre alle macchine per foraggicoltura. Tali macchine comportano abitualmente una prima fase di taglio della canapa e di deposito a terra, una fase successiva di ranghinatura con un’altra macchina per radunare la bacchette a terra in andane ordinate e una terza fase  di rotoimballatura. Il materiale così raccolto e poi inviato allo stabilimento di prima trasformazione presenta notevoli impurità, rischiose anche per gli impianti, quali terra, sassi e altri metalli presenti nel terreno. In definitiva, si tratta di un sistema a elevato costo energetico e di manodopera (3 passaggi in campo con 3 macchine diverse) e che offre una materia prima con notevoli impurità.

La proposta del presente programma è impostata su un modello ideato da Bioalter per consentire con un solo passaggio in campo le fasi di taglio, trinciatura, decorticazione e rotoimballatura della canapa. La macchina riduce in tal modo le esigenze di manodopera e fornisce un prodotto disinquinato da residui nel terreno, pronto ad essere destinato ai centri di prima lavorazione. Con la ricerca ci si propone di ottimizzare e sviluppare il modello ideato con soluzioni innovative a livello del taglio, separazione in campo delle fibre, compattazione del materiale (pressatura sfibrato prima di ricadere a terra) finalizzate alla riduzione dei costi, al miglioramento della qualità dei prodotti finali al miglioramento delle rese. Saranno prese in considerazione due principali metodologie per l’essiccamento, la macerazione in campo, la raccolta e i trattamenti del prodotto:

  • taglio delle piante a fine ciclo (agosto-settembre), essiccazione e macerazione a terra per la durata di circa un mese (la biomassa richiede uno o due rivoltamenti con ranghinatore), raccolta, sfibratura e rotoimballatura contemporanee con macchina Bioalter provvista di una adeguata testata di raccolta;
  • raccolta, sfibratura e rotoimballatura contemporanee delle piante preventivamente lasciate essiccare e macerare in campo in piedi (ottobre dicembre) utilizzando la macchina Bioalter in fase di sviluppo e perfezionamento provvista di barra falciante.

 

Sistema C. impianto di prima trasformazione di rotoballe di canapa e per l’esecuzione di trattamenti di base sui materiali ottenuti

In commercio non esistono impianti di prima trasformazione specifici per la canapa. Le lavorazioni avvengono con macchinari in genere datati, studiati e costruiti per altre colture (lino e kenaf in particolare), eventualmente adattati alla canapa per quanto possibile e con impianti altrettanto datati risalenti agli usi cartari delle fibre o realizzati assemblando e modificando macchinari progettati per la lavorazione del lino o del kenaf. La progettazione di una macchina che permetta di lavorare la canapa con separazione delle fibre liberiane dal parenchima corticale e dai tessuti legnosi sottostanti è oggetto di studio in alcuni paesi nel mondo da diversi anni, in quanto la tenacia del legame tra le fibre e i tessuti legnosi rende difficile la separazione  per via meccanica con ciclo automatico. Il know-how tuttora a disposizione è limitato alla conoscenza delle resistenze alla frantumazione della parte legnosa ed al taglio della fibra, in relazione ai diversi tipi utensili impiegati e alla loro energia di impatto, sia nel caso di un precedente trattamento di idrolisi enzimatica anaerobia (macerazione), che  in caso di idrolisi aerobia (macerazione in campo). A tale scopo la realizzazione della macchina, principalmente orientata alla produzione di fibra tecnica, con un grado di purezza superiore al 95%, deve essere effettuata per segmenti operativi, rispettando la sequenza di lavorazione e affinamento della fibra.

La realizzazione dell’impianto proposto utilizzerà in particolare nozioni ricavate da una recente esperienza di costruzione di un primo prototipo rudimentale, fatta nel  progetto in via di conclusione “Canapa: da una pianta antica materie prime per industrie moderne”, realizzato da Assocanapa e CNR-IMAMOTER con un modesto finanziamento della Regione Piemonte. Non saranno trascurate neppure tecnologie proprie di settori industriali, come la cardatura.

 

  1. C) Specifica tecnica dei tre sistemi proposti

Sistema A. macchina per taglio e raccolta ordinata della bacchetta di canapa da destinare alla lavorazione della fibra lunga di qualità: La finalizzazione del progetto consiste nella costruzione di un prototipo di macchina sulla base delle considerazioni fatte con conseguente prova in campo delle possibili soluzioni tecniche da provare su diverse condizioni di raccolta al fine di provare la macchina sulle diverse condizioni di lavoro. Il  macchinario si presenterà come un mezzo semovente composto da un telaio in tubolare, struttura porta testata, testata di raccolta, 4 ruote motrici con cabina comandi e postazione operatore. La macchina raccoglie piante di canapa su una larghezza di cm. 180/200 c.a. ogni passata. L’operazione principale è il taglio delle piante che avviene per mezzo di nr. 2 barre falcianti poste in posizioni regolabili rispetto al fusto della canapa, con altezza del taglio variabile tali da separare la parte centrale dalle radici e dal fiore apicale. Adattabile alle varie altezze di canapa e su ogni tipo di terreno. Per mezzo di un dispositivo rotante a catena con denti a scomparsa il fusto tagliato viene prima piegato  nel mezzo e successivamente raccolto e posto in andane a lato macchina in maniera molto precisa.

La movimentazione avviene per mezzo di un motore termico da 50/60 Kw (marca da stabilire), flangiato a una pompa idraulica a portata variabile su 4 motoruote indipendenti tra loro. La sterzatura della macchina dovrà avvenire su un solo asse anteriore o posteriore tramite assistenza idraulica. I vari servizi del buon funzionamento della macchina avverranno anche questi con assistenza idraulica. Il posizionamento dei componenti su progetto deve tener conto del baricentro macchina più in basso e centrato possibile rispetto agli assi ruota in modo da garantire la sicurezza e l’ ottimale lavoro in campo posizionando gli elementi che compongono la macchina in maniera razionalizzata.

Particolare attenzione poi deve essere data al posizionamento ed al funzionamento della testata falciante, la quale deve sempre garantire, a prescindere dal tipo di terreno o dalla altezza della canapa, sempre il taglio migliore del fusto.

Per quanto riguarda lo sviluppo della macchina invece si dovrà lavorare per ottenere un taglio perfetto del fusto con condizioni di lavoro molto disomogenee tra loro (diverso diametro della canapa, diversi stadi di maturazione e differenti gradi di umidità che possono facilitare o peggiorare il taglio della barra falciante). Lo sviluppo della testata infine deve tener conto delle possibili difficoltà di taglio che possono venire fuori dalla diversa densità di piante presenti e dalle condizioni delle stesse disposte in maniera più o meno intrecciate.

L’ultima fase, e forse anche la più importante, consiste nel provare, testare  e adattare la macchina alle diverse condizioni nelle quali la stessa si trova ad operare, verificando il funzionamento o migliorando ove possibile in modo da adottare soluzioni note o innovative per ottenere un prodotto il più possibile omogeneo, ordinato al fine di rendere successivamente agevole la raccolta in campo.

 

Sistema B. macchina per trinciatura, decorticazione e rotoimballaggio in campo della bacchetta di canapa per la produzione di fibra da destinare a usi tecnici   La macchina può essere movimentata da un trattore agricolo da 120 CV e ha un ingombro tale da rispettare il codice stradale vigente.

La macchina è composta dall seguenti parti principali: barra falciante, aspo abbattitore, coclea convogliatrice, decorticatrice, rotopressa.

Gli steli sono tagliati da una barra falciante e un aspo abbattitore, regolabile in altezza, ha lo scopo di piegare gli steli verso la barra falciante e convogliarli su un trasportatore. Le parti rotanti della macchina sono protette da appositi carter sagomati per impedire l’affastellamento degli steli recisi. Gli steli recisi vengono accompagnati a una coclea convogliatrice e successivamente a una bocca stigliante (fase di decorticazione). La coclea ha il compito di eseguire già una prima rottura degli steli in modo da facilitare le operazioni successive. All’interno della bocca lavorano due cilindri rotanti contrapposti, uno con denti seghettati (per emulare la fase di “scavezzatura”) e l’altro con due lame taglienti posizionate a 180° per la fase di “gramolatura”. Successivamente il prodotto viene convogliato, con apposito tubo o nastro trasportatore, a una rotopressa su rimorchio agganciata al trattore.

 

Sistema C. impianto di prima trasformazione di rotoballe di canapa e per l’esecuzione di trattamenti di base sui materiali ottenuti

Il prototipo del progetto citato lavora soltanto rotoballe di paglie di canapa macerata in campo e separa fibra da canapulo con un potenziale di 1 rotoballa/ora (circa 3 q.li di paglie) con impiego di una potenza di circa 60 CV. Il grado di purezza della fibra ottenuta è quello prescritto dalla normativa europea (sono ammesse impurità in quantità non superiore al 5 per cento).

L’impianto di separazione della fibra dal canapulo che si vuole costruire e mettere a punto con il programma  proposto lavorerà per tutto l’anno rotoballe di paglie di canapa macerata in campo e rotoballe di canapa non macerata, arrivando al diverso livello di purezza della fibra richiesto dalle industrie utilizzatrici. Provvederà inoltre alla depolverizzazione di quantitativi di fibra e canapule, ove richiesto, e al trattamento del canapulo in diverse pezzature (da centimetri a micron) a seconda degli impieghi. Il potenziale della separazione dovrà essere almeno di 6/7 rotoballe/ora pari a circa 20 q.li di paglie/ora, con ottimizzazione dei consumi di energia.

I segmenti principali da sviluppare sono:

  • modulo di alimentazione che dovrà garantire continuità ed omogeneità di rifornimento di materia prima alla macchina: essere in grado di estrarre le bacchette da una rotoballa o da una qualsiasi forma di imballo degli steli di canapa, evitande che vuoti del rifornimento o viceversa eccessi di paglie siano causa di problemi nell’avanzamento, ingolfamento, inceppamento, surriscaldamento e altri inconvenienti. Le rotoballe presentano però alcuni problemi per quanto riguarda il loro svolgimento, in quanto studiate per essere demolite tramite carri miscelatori, che mal si adattano all’impiego con la canapa. Si deve pertanto progettare un sistema di estrazione della canapa dalle rotoballe che tenga in considerazione l’estrema tenacia della fibra. Si è allo scopo ipotizzato di utilizzare un sistema di catenarie dotate di denti che strappino letteralmente i fusti dalle rotoballe.  Il sistema di alimentazione deve anche prevedere un meccanismo di ritenzione delle balle stesse, che altrimenti verrebbero trascinate dal moto delle catenarie verso la zona di triturazione. Questo modulo dovrà provvedere oltre che al trasporto del materiale al modulo di frammentazione, anche al contenimento delle bacchette di canapa, in modo da evitare versamenti e spreco di materiale. Altra funzione del modulo sarà di raccogliere il materiale che si frammenta dalla estrazione della canapa dalla rotoballa, per essere recuperato in fase di lavorazione e poi affinato. Mentre nel primo prototipo questa funzione non è stata prevista, a causa dell’esiguità di prodotto lavorato, a scala industriale si impone la gestione di questo materiale che risulterebbe altrimenti pericoloso per gli operatori e causerebbe, se non recuperato, una perdita per i gestori dell’impianto.
  • modulo della prima lavorazione delle bacchette di canapa, che dovrà rompere lo strato legnoso del fusto, operando la frammentazione del canapulo, altro prodotto di interesse economico rilevante. La metodologia per ottenere una buona frammentazione degli steli di canapa prevede l’uso di utensili metallici, che, tramite una notevole energia cinetica, impattino sugli steli, frantumando la parte legnosa e sezionando le fibre di notevole lunghezza. Il prodotto così trattato verrà sottoposto ad un’ulteriore affinazione mediante l’applicazione di una elevata pressione esercitata da rulli dentati contrapposti. Il punto critico sarà la tendenza delle fibre di canapa ad avvolgersi attorno agli organi rotanti. Questa tendenza e ancor più pericolosa che nel primo modulo, in quanto  gli organi in movimento hanno velocità radiali elevate ed una rottura in uno di questi componenti potrebbe essere causa di seri infortuni sul lavoro e/o danneggiamenti dell’ impianto.
  • modulo di separazione della fibra dal canapulo dopo la frammentazione, le bacchette di canapa, ormai ridotte in piccoli segmenti, in cui la fibra è quasi completamente separata dal canapulo, devono deve essere ancora trattate per ottenere la completa separazione. Tale risultato si può ottenere tramite l’utilizzo di un vaglio rotante o di un scuotitore opportunamente studiato per filtrare piccoli segmenti di canapulo della dimensione di circa 1–3 mm. A tale modulo si aggiungerà, rispetto al prototipo originario, un processo di macinatura del canapulo, per ottenere un prodotto di grandezza variabile a seconda delle esigenze tecniche del cliente.
  • modulo di aspirazione e raccolta polveri, materiale di risulta delle lavorazioni, ma di grande interesse economico, al fine di recuperarle o inviarle al modulo di stoccaggio. Si dovrà applicare un meccanismo che provveda a questo scopo tramite un flusso d’aria, che solleverà però al tempo stesso anche i frammenti di entità minore di canapulo, che ha un peso specifico minore rispetto alla fibra. Si dovrà pertanto mettere a punto un filtro autopulente che garantisca una buona pulizia del prodotto finale. Il canapulo così separato verrà raccolto in un silo o inviato ad una successiva macchina per la sua
  • convogliamento e/o imballaggio dei prodotti Dopo la separazione, i vari prodotti dovranno essere inviati ai successivi macchinari per ulteriori lavorazioni richieste dall’impiego a cui vengono destinati, oppure imballati per consentire una maggiore facilità di immagazzinamento e trasporto all’utilizzatore finale. Tale procedimento, pur non influenzando il processo di trasformazione è di importanza rilevante, in quanto garantisce un prodotto  maneggevole per il  trasporto e la vendita e ne mantiene integre le caratteristiche peculiari. Essendo la fibra di canapa molto tenace,  si presenta nuovamente  il problema di spezzare le fibre per la formazione di colli predimensionati, senza che questa opponga una resistenza eccessiva al taglio, inceppando l’intero sistema di produzione. Verrà quindi studiato un sistema di sezionamento del prodotto  in elementi modulari maneggiabili e facilmente trasportabili.

 

  1. d) Avanzamento portato dal programma rispetto allo stato dell’arte tecnologico e/organizzativo, alla standardizzazione e replicabilità delle tecnologie sviluppate, e alla situazione della concorrenza

Il programma proposto si basa sull’esperienza e le indicazioni che i partner del programma hanno ottenuto – spesso anche con partecipazione diretta – dai più avanzati progetti sviluppati in anni recenti sulla canapa in Italia e in Europa: in particolare dal progetto europeo Hemp-Sys (Contract QLKS-CT-2002-01363) e dai progetti italiani Ecocanapa in Emilia Romagna (2003-2004), Canapone promosso dalla Regione Toscana in seguito a bando dell’aprile 2004 e dal progetto Sistema 2006 a cui ha collaborato anche Unacoma e condotto nell’ambito del Progetto Interregionale delle colture No Food, approvato dal MIPAF nel 2006. Allo stato attuale non esistono in commercio macchine progettate specificamente per il taglio e raccolta della canapa. Tutte le macchine attualmente impiegate a livello internazionale per il taglio e raccolta della canapa sono macchine progettate per i settori della cerealicoltura e dalla foraggicoltura: barre falcianti, trebbiatrici, mietilega, trinciatrici con alcune modifiche. I sistemi attualmente in uso, per quanto modificati, non rispondono alle esigenze specifiche di lavorazione di una coltura che per varietà di dimensioni, struttura della biomassa (fibre lunghe e stigli legnosi), fasi diverse di maturazione – come già indicato – richiede soluzioni tecniche ad hoc di una certa complessità.

Il programma consente di rispondere a questa esigenza con la possibilità di ottenere un duplice risultato di estremo interesse:

  • l’offerta di macchine Made in Italy per la lavorazione della canapa nel mondo sia per applicazioni tecniche della fibra che per uso tessile di qualità con macchine e impianti economici e facilmente replicabili
  • l’automazione di base necessaria per l’avvio di diverse filiere industriali interessate allo sviluppo di prodotti a base di derivati dalla canapa da fibra. Diverse aziende italiane, come indicato in sezione 2, hanno già espresso il loro interesse all’acquisto di materie prime derivate dalla canapa, purché fornite con prezzi e quantità adeguate.

Esistono finora solo alcuni prototipi rispetto agli obiettivi del programma.

In particolare, per il taglio e raccolta della canapa da destinare alla produzione di fibra tessile di qualità, l’unica macchina industriale finora utilizzata consiste nel modello francese della barra falciante modificata ed è idonea solo per le bacchette nanizzate a 1-1,2 m in seguito a trattamento con defoliante. Ma come già evidenziato l’approccio Canapa Baby adottato da Ecocanapa in Emilia, non è in grado di fornire fibra di qualità adeguata. Per l’approccio seguito dal presente programma sono stati sviluppati invece due prototipi nell’ambito del progetto toscano Canapone: un modello realizzato dal CIN CRA di Bologna a Ravenna che ha dimostrato buone prestazioni sia in fase di taglio che di convogliamento della canapa, ma di difficile replicabilità a basso costo, trattandosi di una vecchia mietilega russa modificata. Il secondo prototipo, sviluppato dalla ditta Spapperi, ha notevolmente semplificato il macchinario in vista di un’industrializzazione successiva, ma non ha ancora risolto diversi problemi in fase di convogliamento e taglio del materiale. Inoltre era un impianto statico trainato da trattore. Il modello proposto dal presente programma, anche in base alle indicazioni fornite dal progetto toscano, prevede notevoli modifiche di impostazione rispetto al prototipo precedente, soprattutto per quanto riguarda la concezione del modello di trascinamento e di taglio, e la realizzazione di una macchina semovente.

 

Il secondo prototipo si basa su un approccio del tutto originale per ottenere, con un solo mezzo semovente in campo, sia il taglio che una prima trasformazione della materia prima e la rotoimballatura, evitando qualsiasi contatto col terreno. Tale approccio è stato studiato in funzione delle specifiche richieste da potenziali utenti finali della materia prima. Il prototipo proposto comporta i seguenti vantaggi rispetto alle tecnolgie attualmente in uso:

  • notevole riduzione dei costi di raccolta della canapa riunendo in un solo passaggio tre operazioni abitualmente separate e fatte con 3 diversi macchinari, oltre a una prima operazione di decorticazione
  • riduzione dei costi di trasporto, grazie al fatto di rotoimballare materiale già trinciato e decorticato che occupa a parità di peso un 40% in meno di volume
  • un prodotto di miglior qualità e più facile da lavorare. Il modello evita che le bacchette di canapa, una volta tagliate e lasciate a terra, ammuffiscano e si contaminino con particelle di terreno, metallo o pietrisco, danneggiando la qualità del prodotto. La decorticazione operata sulla macchina e l’assenza di contatto col terreno consentono alle successive fasi industriali di ridurre notevolmente i problemi di lavorazione e i rischi di danneggiamento agli impianti dovuti alla presenza di residui solidi.

 

Per quanto riguarda l’impianto di prima separazione della fibra tecnica, le soluzioni attualmente disponibili sul mercato sono essenzialmente le macchine concepite per il lino, realizzate da costruttori del Nord Europa (es. Van Dommele, Charle&Co, Depoortere e altri). Tali impianti sono stati adottati, con opportuni adattamenti, da trasformatori della canapa di altri paesi europei, es. BAFA Badische Gmbh. In Italia l’unico impianto attualmente in uso per la canapa è stato realizzato pochi anni fa a Comacchio (FE) da Ecocanapa con finanziamenti pubblico-privati. Si tratta di un sistema di stigliatura e pettinatura della fibra di canapa che ha comportato notevoli investimenti e comporta elevati costi di gestione. Rispetto agli impianti esistenti, la proposta del presente programma è di realizzare – sulla base di esperienze dirette condotte da oltre un decennio nel campo della canapicoltura e della prima trasformazione della canapa – un sistema dai costi notevolmente più contenuti, a portata di un distretto agricolo italiano, facilmente riproducibile in diversi contesti e adattabile alle diverse esigenze di lavorazione della fibra. I criteri di standardizzazione e replicabilità dei prodotti finali sono dunque obiettivi centrali della presente proposta.

 

  1. e) Descrizione sintetica del piano di lavoro: tempistica delle attività, identificazione delle uscite del programma (prodotto/servizio, sistemi, sottosistemi e componenti…).

 

(Vedi Foglio excel N. 1)

 

  1. f) Riepilogo dei costi del programma suddivisi per categoria di attività (ricerca industriale, sviluppo sperimentale, innovazione dei processi e dell’organizzazione nei servizi).

 

(Vedi foglio excel  N. 2 e 3)

 

Sezione 2: ricadute potenziali del programma (max 5 pagine)

 

  1. a) impatti su filiere e settori industriali, trasversalità applicativa e potenzialità di mobilitare filiere e sistemi di imprese, efficacia dell’innovazione nel promuovere l’integrazione interaziendale;

 

  1. Il primo impatto del programma – come indicato in sezione 1 – riguarda la capacità competitiva della meccanica agricola italiana. L’interesse degli imprenditori di questo settore a sviluppare soluzioni per la canapicoltura è testimoniato dall’impegno di Unacoma in questi ultimi anni (progetto Canapa nell’ambito del progetto Sistema 2006) e dalla presenza stessa di partner industriali interni ed esterni al programma in oggetto. Come già indicato in premessa, la canapicoltura sta avendo un recente rilancio in parecchi paesi sviluppati ed emergenti, con casi di particolare interesse come Cina, est Europa e Canada. A novembre 2008 anche l’Australia ha abrogato la legge che proibiva la canapicoltura in quel paese e intende rilanciarla soprattutto in Nuova Galles del Sud (zona di Sidney). La piattaforma proposta consentirebbe al Made in Italy della meccanica di presentarsi su questi mercati emergenti con soluzioni di base di notevole interesse per prezzo/qualità. In particolare, per il taglio e raccolta ordinata della canapa per fibra tessile non esistono ancora soluzioni tecniche adeguate sul mercato internazionale.

 

Per quanto riguarda le filiere industriali potenzialmente interessate alla fornitura dei derivati della canapa da fibra occorre distinguere due gruppi di mercati con diversi ordini di problemi:

  • Utilizzatori di fibra tecnica e canapulo: mancanza di adeguate quantità di materia prima con caratteristiche standard. Diversi utilizzatori finali italiani si dichiarano pronti ad acquistare derivati di canapa da fibra, dichiarando prezzi di un certo interesse per il primo trasformatore, ma ponendo precise condizioni di fornitura: flussi/mese minimi garantiti, limiti di impurità della materia prima, pezzature standard;
  • Utilizzatori di fibra lunga di qualità: problemi di natura tecnica e di costo del semilavorato. La richiesta di fibra lunga prodotta con sistemi ecocompatibili rimane insoddisfatta dall’offerta estera mentre è essenziale per il tessile di qualità; il prezzo della fibra lunga di qualità prodotta in Italia nel progetto Canapone in via di ultimazione non remunera i costi delle lavorazioni, troppo alti perché alcune fasi non sono meccanizzate: taglio standard delle bacchette, raccolta in fasci paralleli, macerazione, asciugatura.

 

  1. La piattaforma tecnologica del presente programma è in grado di offrire una soluzione adeguata innanzitutto al primo gruppo di filiere, profilando un sistema di raccolta e prima lavorazione della fibra tecnica e del canapulo sufficientemente economico e affidabile per remunerare sia l’agricoltore (a meno di impennate singolari del mercato del food come lo scorso anno) che il primo trasformatore. E’ evidente anche in questo caso il problema di concorrenza di altre fibre vegetali (lino, sisal, juta ecc.), ma va tenuto presente che sui volumi di biomassa vegetale il costo di trasporto ha una notevole incidenza. Non a caso anche i centri di prima trasformazione del lino nel nord Europa sono normalmente insediati in modo che le forniture di paglia di lino arrivino al massimo da un raggio di cinquanta chilometri.

I prodotti derivabili dalla prima lavorazione della fibra tecnica e del canapulo che più facilmente a nostro parere possono rapidamente trovare domanda nelle filiere industriali italiane sono:

  1. materassini e feltri termofonoassorbenti (estrusi o tessuti non tessuti in fibra cardata) con fibra di canapa in sostituzione della lana di vetro e della lana di roccia destinati principalmente ai settori dell’edilizia, dell’arredamento e dell’automotive. Un partner del progetto, Cormatex di Prato, con la collaborazione di Tecnotessile testerà nel suo nuovo prototipo di impianto la qualità di materassini in fibra di canapa o in fibra mista miscelata con ampie percentuali di paglia di canapa grezza, che consentirebbe di realizzare un prodotto ecologico a costo molto basso per rivestimenti interni. Un partner esterno del programma – la ditta Maiano spa di Firenze – testerà le materie prime fornite dal programma per la realizzazione di tessuti non tessuti per il settore arredamento. In particolare è interessata alla realizzazione di un tessuto non tessuto con legante naturale in PLA. La ditta Safi.tech di Foglizzo (TO), disposta a collaborare al programma, ha dichiarato interesse all’acquisto di fibra anche con canapulo per la produzione di biofeltri ad uso forestale ed agricolo;
  2. pannelli rigidi truciolari e MDF a base di canapulo per edilizia e industria dell’arredamento. L’uso del canapulo permetterebbe di ottenere pannelli rigidi che, conservando le proprietà meccaniche del truciolare tradizionale in legno, pesino solo 1/3 del peso abituale (da 7 a 2,5 q/ m3). La ditta friulana Fantoni spa, già partner del progetto interregionale No Food, è interessata alla sperimentazione di pannelli biocompositi per l’edilizia prodotti con canapa. Il nuovo pannello di canapa potrebbe inoltre essere un prodotto ancora più ecologico, sostituendo l’urea-formaldeide, attualmente oggetto di moratoria dall’Unione Europea, con leganti poliuretanici o di altro tipo;
  • scocche in canapa-resina, al posto della vetroresina, destinabili sia al settore automotive che al settore della nautica da diporto. Un cantiere nautico friulano, cliente di Bioalter, è interessato a sperimentare parti in canapa-resina nei rivestimenti di imbarcazioni da diporto. Un primo prototipo sperimentale di macchina agricola con parti in canapa-resina è stato presentato a EIMA 2008;
  1. farina di canapulo micronizzata per arredi e interni auto. Una società di un grande gruppo con sede a Buriasco in provincia di Torino ha dichiarato il suo interesse a sostituire la farina di legno attualmente impiegata nella produzione di pannelli per interni delle auto con una base di canapulo, purché opportunamente pulito e dimensionato;
  2. calcestruzzi alleggeriti con canapa in luogo di polistirolo e malte e finiture murali a base di canapulo al posto di calce o silicati. Un socio interno all’Associazione Chimica Verde – Springcolor srl di Castelfidardo – ha già sperimentato con ottimi risultati tonachini per restauri artistici a base di canapulo. Mentre la ditta Calcestruzzi spa di Bergamo ha già dichiarato il suo interesse a forniture di canapulo, anche con presenza di fibra corta, per la creazione di calcestruzzi alleggeriti e con maggiori proprietà elastiche;
  3. canapulo per mangimistica. Un’azienda piemontese, la Ferrero Mangimi spa di Farigliano (CN), è interessata a forniture di canapulo, anche con presenza di fibra, da utilizzare nella produzione di mangimi per ruminanti, purché siano garantiti assenza di muffe e l’approvvigionamento mensile richiesto.

 

  1. Per quanto riguarda il settore tessile-moda, il programma fornisce la condizione tecnica di base per il decollo della filiera: ossia una macchina in grado di automatizzare in modo efficiente ed economico la raccolta ordinata delle bacchette in campo. Tuttavia resta ancora da mettere a punto, per la fase successiva di macerazione controllata e di essiccazione delle rotoballe, un sistema che dia effettive garanzie di standard di qualità e di economicità. La macerazione è la seconda condizione cruciale, dopo il sistema di raccolta, per ottenere una fibra tessile di alta qualità e basse perdite di prodotto in fase di pettinatura. Sono invece del tutto risolti i processi di stigliatura e di pettinatura (fase in cui si ricorre alle macchine per il lino), come dimostra l’impianto realizzato dalla ditta Ecocanapa a Comacchio. Inoltre l’azienda Filmarco di Biella, nel contesto del progetto Canapone, ha prodotto un filato presentato a Terra Futura 2008, derivante dalla cardatura della fibra corta ottenuta dalla stigliatura della canapa, E un’azienda tessile di Prato e il consorzio Tecnotessile sono interessati a testare ulteriormente la lavorazione in cardatura della fibra corta di canapa (sottoprodotto della stigliatura della canapa) in alternativa alla filatura in umido della fibra lunga.

 

Pertanto il programma prevede un’interazione concreta, già nell’ambito di svolgimento dello stesso con diversi settori di attività industriale:

  • costruttori di macchine agricole
  • produttori di pannelli termofonoassorbenti per arredamento ed edilizia
  • produttori di malte speciali e leganti per edilizia,
  • produttori di biofeltri per forestazione, agricoltura, bonifiche
  • produttori di arredi e interni per auto
  • cantieristica per imbarcazioni da diporto
  • aziende di filatura e tessitura nel comparto moda
  • aziende di mangimistica

Questi sono solo alcuni dei prodotti e delle filiere e settori attivabili.

E’ importante infine sottolineare che il programma consentirebbe di attivare finalmente anche una forte ripresa della canapicoltura italiana, valorizzando a differenza di alcune esperienze recenti, il patrimonio di varietà italiane nel rispetto della biodiversità. Con questa ripresa si potrebbero promuovere filiere agroindustriali integrate in diversi contesti territoriali italiani, profilando veri e propri poli specializzati in alcune applicazioni.

 

  1. b) valorizzazione delle competenze e delle eccellenze presenti nel sistema produttivo e della ricerca.

Il programma proposto si basa sull’esperienza e le indicazioni che i partner hanno desunto – spesso anche con elaborazione e partecipazione diretta – dai più avanzati progetti sviluppati in anni recenti sulla canapa in Italia e in Europa: in particolare dal progetto europeo Hemp-Sys (Contract QLKS-CT-2002-01363) e dai progetti italiani Ecocanapa in Emilia Romagna (2003-2004), Canapone promosso dalla Regione Toscana in seguito a bando dell’aprile 2004 e dal progetto Sistema 2006 a cui ha collaborato anche Unacoma e condotto nell’ambito del Progetto Interregionale delle colture No Food, approvato dal MIPAF nel 2006.

Il partenariato del programma comprende al suo interno alcune delle eccellenze sviluppate in questi anni sulla canapa sia in fase di prototipazione industriale che in fase di ricerca scientifica. Il partenariato ha innanzitutto una rete stabile di collaborazione con centri universitari e di ricerca quali Università di Udine, Università di Pisa Dipt Agronomia, Scuola Superiore S.Anna di Pisa, CIN CRA di Bologna e Rovigo, CNR di Torino, Università La Sapienza di Roma Dipt Ingegneria Aerospaziale che sta organizzando per aprile 2009 la “2nd International Conferente on Innovative Natural Fibre Composites for Industrial Applications”. Alcuni specialisti di questi centri sono del resto soci dell’Associazione Chimica Verde e di altre società partner del progetto.

Inoltre collaborazioni col mondo del trasferimento di tecnologia sono in atto da tempo con Unacoma (Unione Costruttori Macchine Agricole Italiane) che ha anche partecipato con alcuni partner al progetto Sistema 2006, Tecnotessile la socieà di Ricerca e Trasferimento Tecnologico del comparto tessile pratese nonché partner del presente progetto,  l’Area Science Park di Trieste che ha dichiarato proprio di recente un forte interesse alla collaborazione nell’ambito delle tematiche agroindustriali e il Centro Ricerche Fiat che ha condotto alcune ricerche sull’utilizzo delle fibre vegetali nell’industria dell’automotive.

Per quanto riguarda il mondo dell’industria, il partenariato comprende nella sua compagine societaria alcune aziende leader nel settore della costruzione di macchine agricole e ha avviato, come indicato nel capitolo precedente, un’ampia rete di relazioni e collaborazioni con aziende di diversi settori di utilizzo finale dei prodotti della canapa da fibra.

Infine il partenariato vanta un’ampia rete di relazioni col mondo agricolo e il mondo della ricerca in agricoltura che in questi anni si è interessato alla canapicoltura. Le attività di miglioramento genetico, riproduzione del seme, sviluppo delle tecniche colturali sono infatti fondamentali per ottenere materie prime sempre migliori sotto il profilo prezzo/qualità e sempre più idonee a esigenze specifiche degli utilizzatori indutriali

Il sistema di collaborazioni prospetta quindi una forte capacità di interrelazione con l’ampio spettro di competenze necessarie per lo sviluppo di intere filiere agroindustriali

  1. B) Obiettivi generali e specifici del programma

Il programma pertanto ha l’obiettivo di predisporre una piattaforma tecnologica altamente flessibile per lo sviluppo di prodotti innovativi a base di materiali di canapa, valorizzando le esperienze condotte in questi anni in alcune regioni italiane e proponendo in particolare soluzioni per quello che finora rappresenta l’anello debole per l’avvio di moderne filiere di lavorazione della canapa da fibra in Italia e nel mondo: le macchine di raccolta e prima lavorazione.

Tale piattaforma consentirebbe lo sviluppo di vere e proprie ‘bioraffinerie’ della canapa, ossia di impianti di trasformazione in grado di scomporre e valorizzare le diverse componenti (fibra lunga macerata, fibra tecnica, fibra corta da pettinatura, canapulo di diverse pezzature, polveri, semi e infiorescenze) di questa coltura straordinariamente versatile, che oggi può ritrovare, con tecnologie innovative, impieghi nei settori dell’abbigliamento, arredamento, bioedilizia, automotive, nautica, cartotecnica, industria del mobile, cosmesi, nutraceutica e alimentazione animale, farmacologia

Nello specifico il programma prevede la ricerca, prototipazione e collaudo di:

  1. due soluzioni tecnologiche complementari di raccolta e prima trasformazione della fibra di canapa che consentano la disponibilità di due tipologie di prodotto: fibra tecnica e fibra lunga di qualità;
  2. un impianto di piccole dimensioni di separazione fibra/canapulo per trattare paglia di canapa rotoimballata alla rinfusa depolverizzare e condizionare il canapulo, che sia facilmente replicabile per costi e dimensioni in diverse aree territoriali italiane, in modo da favorire l’integrazione tra fase agricola e fase di prima trasformazione e ridurre i costi economici e ambientali del trasporto della biomassa;

Il programma consentirebbe in tal modo di conseguire diversi obiettivi:

  • fornire al comparto della meccanica agricola italiana un ruolo di leadership internazionale nelle macchine per la raccolta e prima trasformazione di questa coltura, che negli ultimi anni sta attirando un crescente interesse di mercato in diversi Paesi, a partire da Germania, Cina, Polonia, Repubblica Ceca, Gran Bretagna, Argentina e Canada;
  • fornire ad altri importanti comparti del Made in Italy – dall’industria mobiliera all’industria nautica e ai produttori di pannelli isolanti e materiali compositi per l’edilizia e l’automotive – la disponibilità a costi concorrenziali di semilavorati e componenti derivati da una materia prima rinnovabile annualmente, con prestazioni tecniche paragonabili alla lana di roccia e di vetro e alle fibre sintetiche (fibra tecnica) e al legno (canapulo, in particolare per la produzione di pannelli truciolari e MDF e per rivestimenti isolanti e fonoassorbenti);
  • fornire al comparto tessile-moda italiano (abbigliamento e arredamento) la possibilità di lavorare e proporre una fibra ecologica di alta qualità e confort (traspirabilità, isolamento termico, resistenza) e di riappropriarsi in tal modo della leadership di tale fibra, di cui tradizionalmente l’Italia è stata fino agli anni Cinquanta del Novecento il primo esportatore mondiale. L’assenza finora di adeguati sistemi di meccanizzazione per la raccolta e prima lavorazione della fibra lunga di canapa ha reso proibitiva questa possibilità, restringendo il mercato a piccole quantità fornite da Paesi in cui, grazie ad infimi costi di manodopera, il processo di lavorazione si compie tuttora manualmente come da noi 60 anni fa.

 

Collocazione del programma rispetto all’area tecnologica di riferimento

Rispetto all’area tematica del Made in Italy il programma pertanto si iscrive, a livello di filiera, nel sistema della meccanica e, a livello delle soluzioni tecnologiche, nelle tecnologie dei nuovi materiali.

In particolare la sottoarea di riferimento è la B1) “progetti finalizzati allo sviluppo di prodotti e processi innovativi ecocompatibili, focalizzati sullutilizzo di materie prime rinnovabili, e, congiuntamente, ad alto valore aggiunto in termini di prestazioni per lutente finale”.

I temi progettuali del programma sono:

  1. l’innovazione di prodotto e del processo produttivo finalizzata alla ecosostenibilità nell’intero ciclo di vita del prodotto. L’innovazione riguarda sia le macchine per la raccolta che l’impianto di trasformazione, in quanto prodotti esportabili anche sui mercati esteri, e l’ecosostenibilità del ciclo di vita del prodotto canapa. La canapa è una coltura rinnovabile annualmente, di forte rusticità senza particolari esigenze idriche e di trattamenti fitosanitari. La fibra di canapa ha proprietà naturali di isolamento termico ed acustico, traspirabilità, forte resistenza meccanica e resistenza agli insetti e alle muffe. Tutte caratteristiche per le quali storicamente ha trovato impieghi, oltre che nel tessile, anche nelle velature e nei cordami, nella produzione di carte pregiate (carta moneta, Bibbia di Gutenberg) e di tele per quadri. E oggi, sempre per tali caratteristiche trova crescente impiego, come alternativa ecologica alle lane di vetro e di roccia, nella produzione di pannelli isolanti termici e fonoassorbenti per i settori dell’edilizia e dell’automotive. Il programma inoltre, a differenza di soluzioni sperimentate in anni recenti (es. la cosiddetta “Baby-canapa” in Emilia Romagna), prevede lo sviluppo di tecnologie idonee a valorizzare la fibra delle varietà italiane, coltivate senza arrestarne la crescita con glifosate o altri diserbanti, in modo da rispettare l’ambiente e ottenere massima qualità e rese produttive;

2) applicazione di piattaforme tecnologiche innovative per le filiere del Made in Italy finalizzate alla cooperazione produttiva, specializzate per la gestione degli aspetti di ecosostenibilità. La piattaforma proposta infatti punta su un prodotto potenzialmente tutto Made in Italy (dalla raccolta in campo all’atelier) ed è finalizzata a favorire la cooperazione intra-filiera – tra utilizzatori finali del sistema moda, trasformatori della fibra di canapa, agricoltori e produttori di macchine – rendendo la catena del valore remunerativa per i diversi segmenti coinvolti. Le macchine e l’impianto di separazione sono progettati per adattarsi alle dimensioni di distretti territoriali e per essere facilmente replicabili in termini di costi e capacità produttiva in diversi territori.

 

Caratteristiche e prestazioni del prodotto/servizio da sviluppare

La piattaforma proposta è articolata nei seguenti sottosistemi:

  1. macchina per taglio e raccolta ordinata della bacchetta di canapa da destinare alla lavorazione della fibra lunga di qualità (sistema A.);
  2. macchina per trinciatura e decorticazione in campo della bacchetta di canapa per la produzione di fibra da destinare a usi tecnici (sistema B.)
  3. impianto di prima trasformazione di rotoballe di canapa e per l’esecuzione di trattamenti di base sui materiali ottenuti (sistema C.)

comportano la creazione di una filiera che offre al mercato:

  • fibra in diversa lunghezza, purezza, macerazione,  altre condizioni (ad esempio derivante da taglio o da strappo)
  • canapulo in diverse pezzature e condizioni di purezza

Ognuna di queste materie prime, polveri comprese, ha potenzialmente diverse destinazioni produttive.

In generale la loro concezione e progettazione è impostata sui criteri di:

  • semplicità di modelli – la ricerca della semplicità nella concezione dei modelli è la condizione fondamentale per ottenere macchine e sistemi affidabili, economici, flessibili, di facile impiego e di facile manutenzione. La necessità è tanto più sentita in quanto la canapa è di per sé una coltura molto variabile, anche perché facilmente adattabile a situazioni ambientali diverse;
  • idoneità agli usi finali di mercato – il sistema A è concepito sulla base delle specifiche richieste dal settore tessile in fase di pettinatura e filatura della fibra. Il sistema B è concepito soprattutto per impedire che le bacchette cadano sul terreno, in modo da ottenere un prodotto privo di impurità, come richiesto dalle fasi successive di separazione e lavorazione della fibra e del canapulo, riducendo notevolmente le perdite di materiale e i costi di manutenzione di queste fasi. Il sistema C è concepito per consentire agli agricoltori di utilizzare per la raccolta le macchine agricole normalmente in dotazione alle loro aziende e di provvedere alla prima trasformazione mediante un impianto consortile o gestito da un contoterzista. Particolare rilevanza nel programma avranno le fasi di test finale e di valutazione economica di potenziali clienti di mercato sia per la fibra lunga di qualità che per la fibra tecnica e per il canapulo;
  • flessibilità – L’altezza delle piante di canapa di una medesima varietà all’epoca del raccolto può variare da stagione a stagione e da zona a zona e anche essere disomogenea nello stesso campo. Per il sistema A in particolare, che deve tagliare le bacchette in segmenti da circa 1 metro, la possibilità di variare rapidamente all’occorrenza le altezze delle barre falcianti è un fattore critico di successo. E ancora, le condizioni della biomassa possono essere diverse (soprattutto per la presenza o meno di secco), per cui si richiede un sistema di convogliamento che si adatti alle diverse situazione e consenta di evitare inceppamenti/ingolfamenti;
  • economicità – tale criterio è importante per tutte le macchine ma soprattutto per il sistema C. Sul mercato europeo esistono già due soluzioni impiantistiche per la separazione della fibra dal canapulo (v. più avanti), ma i costi minimi di acquisto e installazione di un nuovo impianto in grado di trattare circa 10.000 ton/anno di paglia di canapa (l’equivalente grosso modo di 000 ha di coltivazione) si aggirano sui 3 milioni di euro. Inoltre diverse parti della tecnologia di questi impianti sono di produzione italiana, adattate e rivendute a prezzi molto più alti di quelli originari. L’obiettivo è realizzare un impianto di separazione a costi decisamente più contenuti, alla portata anche di una cooperativa di agricoltori e con tecnologia dichiaratamente Made in Italy. In questa logica, anche i sistemi A e B saranno progettati per essere adeguati all’investimento di un’azienda agricola di medie dimensioni o di un consorzio di agricoltori o di una piccola azienda terzista;

 

b1)Principali problematiche tecnico-scientifiche e tecnologiche da risolvere 

Prima di passare a descrivere i singoli prodotti/sottosistemi è opportuna una breve premessa Le diverse varietà ammesse alla coltivazione si distinguono oltre che per l’altezza media e la sezione degli steli, per il contenuto medio in fibra, per la resa media in semente, per l’epoca della fioritura la quale, regolandosi sul fotoperiodo, varia a seconda delle latitudini e dell’epoca di semina. Inoltre in natura la canapa è dioica e cioè circa la metà delle piante sono maschio e l’altra metà sono femmina. Sono state selezionate soprattutto dai francesi varietà monoiche, con piante che portando contemporaneamente fiori maschio e fiori femmina vanno tutte a seme. Nelle varietà dioiche, che sono notevolmente più produttive di biomassa, le piante maschio muoiono e seccano con anticipo di 1 o anche 2  mesi rispetto al termine del ciclo vegetativo delle piante femmina. Nelle varietà da fibra la stessa rappresenta dal 17 al 27 per cento della bacchetta. La sezione degli steli utili può variare da pochi millimetri a 4/5 cm. La resa media in seme può variare da 4 a 10 q.li/ha.

 

 

La piattaforma tecnologica necessaria insieme alle indispensabili conoscenze agronomiche per far decollare la produzione di materie prime e semilavorati di canapa è particolarmente complessa perché i processi di lavorazione sono diversi fin dalla fase della raccolta a seconda della destinazione principale della fibra (il prodotto la cui quantità è più ridotta in percentuale sul peso della biomassa ma che ha il più elevato valore aggiunto) e nello stesso tempo perché i macchinari devono il più possibile avere la capacità di adattarsi alle condizioni dei raccolti.  La decisione sul tipo di raccolta da attuare infatti dipende sì dal contratto di coltivazione stipulato dall’agricoltore con il primo trasformatore autorizzato, ma potrà cambiare nel corso dell’annata agraria in conseguenza di fattori che non dipendono dalla sua volontà come avversità climatiche o forti oscillazioni dei mercati delle fibre e delle materie prime.

Rispetto alle caratteristiche indicate possiamo individuare, sistema per sistema, le seguenti problematiche:

 

Sistema A. macchina per taglio e raccolta ordinata della bacchetta di canapa da destinare alla lavorazione della fibra lunga di qualità: l’uso della canapa per fibra tessile di pregio (fibra fine con titolo elevato) è oggi condizionata dalla richiesta delle industre filatrici che usano per la filatura gli impianti per il lino (pianta alta in media da 80 a 120 cm). Pertanto le filature accettano unicamente fibra di canapa di lunghezza analoga.

Per aggirare questo problema, qualche anno fa è stato adottato da Ecocanapa spa in provincia di Ferrara (stabilimento di stigliatura e pettinatura di Comacchio) l’approccio cosiddetto della “Canapa Baby”, ispirato dalla Cooperativa dei coltivatori di canapa francesi di cui ha sostanzialmente utilizzato il know how, consistente nell’impiegare varietà francesi di canapa (più basse delle nostre), coltivate con impianto molto fitto (100 Kg/ha di seme) in modo da ridurne ancora l’altezza a maturazione, e poi disseccate con un defoliante quando hanno raggiunto l’altezza abituale del lino. La canapa viene poi semplicemente tagliata con una barra falciante, lasciata macerare in campo per 20-30 giorni 8come avviene per il lino in Normandia) e rotoimballata. L’approccio “Canapa Baby”, ispirato a motivi di economicità per il primo trasformatore, oltre ai problemi ambientali (impiego di defolianti con conseguente perdita di biodiversità nei terreni) di fatto non ha dato risultati positivi neppure sotto il profilo tecnico-economico:

  • non è remunerativo per gli agricoltori un sistema che riduce a un terzo la resa per ettaro rispetto alle varietà nazionali coltivate in modo naturale e che obbliga a un investimento eccessivo in seme (il cui prezzo può variare da 3,5 a 5,5 euro/kg secondo le annate). Dopo i primi due anni di progetto, le estensioni di canapa in Emilia si sono ridotte da 800 ha a 200 ha;
  • la qualità della fibra delle varietà francesi trattate con nanizzanti è lontana dagli standard qualitativi ottenuti con le varietà italiane coltivate con metodi tradizionali. Nella stessa pianta la fibra è più grossolana e tenace verso il piede e più fine e meno resistente verso la cima;
  • la macerazione in campo della canapa può dare buoni risultati con climi estivi piovosi e ventosi tipici delle zone costiere del Nord Europa, ma dà risultati mediocri con estati sempre più siccitose come quelle che caratterizzano la nostra penisola.

Il programma in oggetto si ispira a un modello alternativo, già proposto nel progetto Canapone finanziato dalla Regione Toscana, finalizzato allo sviluppo di una filiera di prima trasformazione a partire dall’impiego di varietà italiane coltivate con metodi naturali (ossia senza defolianti). La scelta di tale modello, motivata dalle ottime rese quantitative e qualitative delle varietà italiane tradizionali (Carmagnola, Fibranova, CS) e dall’approccio decisamente più rispettoso dell’ambiente e della biodiversità, pone tuttavia problemi tecnici rilevanti per l’automazione della fase di taglio e raccolta. Infatti le varietà suddette possono raggiungere i 4 o 5 metri di altezza e sono dioiche, ossia con individui maschili e individui femminili (circa 50-50% normalmente in un campo) che hanno diverse epoche di maturazione. Pertanto la macchina di taglio e raccolta di tali varietà deve risolvere 4 problemi tecnici principali:

  • un sistema di convogliamento che si adatti alle diverse condizioni della biomassa in campo (spessori, altezze e stadi diversi di maturazione) e che eviti soprattutto l’ammasso e l’avvolgimento delle fibre tagliate sulle parti meccaniche;
  • un sistema di taglio che consenta di tagliare le bacchette alla lunghezza richiesta in filatura (1-1,20 m);
  • un sistema di rilascio sul campo delle bacchette ordinate in andane parallele
  • un sistema di sincronizzazione della velocità delle varie parti descritte che consenta il flusso regolare della biomassa raccolta.

Il requisito di ottenere fasci paralleli della medesima lunghezza depositati in andane ordinate sul campo è fondamentale per evitare eccessive perdite di fibra nelle fasi successive di stigliatura e pettinatura.

 

Sistema B. macchina per trinciatura e decorticazione in campo della bacchetta di canapa per la produzione di fibra da destinare a usi tecnici A tutt’oggi non esistono macchine dedicate per il taglio e raccolta della canapa e normalmente si ricorre alle macchine per foraggicoltura. Tali macchine comportano abitualmente una prima fase di taglio della canapa e di deposito a terra, una fase successiva di ranghinatura con un’altra macchina per radunare la bacchette a terra in andane ordinate e una terza fase  di rotoimballatura. Il materiale così raccolto e poi inviato allo stabilimento di prima trasformazione presenta notevoli impurità, rischiose anche per gli impianti, quali terra, sassi e altri metalli presenti nel terreno. In definitiva, si tratta di un sistema a elevato costo energetico e di manodopera (3 passaggi in campo con 3 macchine diverse) e che offre una materia prima con notevoli impurità.

La proposta del presente programma è impostata su un modello ideato da Bioalter per consentire con un solo passaggio in campo le fasi di taglio, trinciatura, decorticazione e rotoimballatura della canapa. La macchina riduce in tal modo le esigenze di manodopera e fornisce un prodotto disinquinato da residui nel terreno, pronto ad essere destinato ai centri di prima lavorazione. Con la ricerca ci si propone di ottimizzare e sviluppare il modello ideato con soluzioni innovative a livello del taglio, separazione in campo delle fibre, compattazione del materiale (pressatura sfibrato prima di ricadere a terra) finalizzate alla riduzione dei costi, al miglioramento della qualità dei prodotti finali al miglioramento delle rese. Saranno prese in considerazione due principali metodologie per l’essiccamento, la macerazione in campo, la raccolta e i trattamenti del prodotto:

  • taglio delle piante a fine ciclo (agosto-settembre), essiccazione e macerazione a terra per la durata di circa un mese (la biomassa richiede uno o due rivoltamenti con ranghinatore), raccolta, sfibratura e rotoimballatura contemporanee con macchina Bioalter provvista di una adeguata testata di raccolta;
  • raccolta, sfibratura e rotoimballatura contemporanee delle piante preventivamente lasciate essiccare e macerare in campo in piedi (ottobre dicembre) utilizzando la macchina Bioalter in fase di sviluppo e perfezionamento provvista di barra falciante.

 

Sistema C. impianto di prima trasformazione di rotoballe di canapa e per l’esecuzione di trattamenti di base sui materiali ottenuti

In commercio non esistono impianti di prima trasformazione specifici per la canapa. Le lavorazioni avvengono con macchinari in genere datati, studiati e costruiti per altre colture (lino e kenaf in particolare), eventualmente adattati alla canapa per quanto possibile e con impianti altrettanto datati risalenti agli usi cartari delle fibre o realizzati assemblando e modificando macchinari progettati per la lavorazione del lino o del kenaf. La progettazione di una macchina che permetta di lavorare la canapa con separazione delle fibre liberiane dal parenchima corticale e dai tessuti legnosi sottostanti è oggetto di studio in alcuni paesi nel mondo da diversi anni, in quanto la tenacia del legame tra le fibre e i tessuti legnosi rende difficile la separazione  per via meccanica con ciclo automatico. Il know-how tuttora a disposizione è limitato alla conoscenza delle resistenze alla frantumazione della parte legnosa ed al taglio della fibra, in relazione ai diversi tipi utensili impiegati e alla loro energia di impatto, sia nel caso di un precedente trattamento di idrolisi enzimatica anaerobia (macerazione), che  in caso di idrolisi aerobia (macerazione in campo). A tale scopo la realizzazione della macchina, principalmente orientata alla produzione di fibra tecnica, con un grado di purezza superiore al 95%, deve essere effettuata per segmenti operativi, rispettando la sequenza di lavorazione e affinamento della fibra.

La realizzazione dell’impianto proposto utilizzerà in particolare nozioni ricavate da una recente esperienza di costruzione di un primo prototipo rudimentale, fatta nel  progetto in via di conclusione “Canapa: da una pianta antica materie prime per industrie moderne”, realizzato da Assocanapa e CNR-IMAMOTER con un modesto finanziamento della Regione Piemonte. Non saranno trascurate neppure tecnologie proprie di settori industriali, come la cardatura.

 

C ) Specifica tecnica dei tre sistemi proposti

Sistema A. macchina per taglio e raccolta ordinata della bacchetta di canapa da destinare alla lavorazione della fibra lunga di qualità: La finalizzazione del progetto consiste nella costruzione di un prototipo di macchina sulla base delle considerazioni fatte con conseguente prova in campo delle possibili soluzioni tecniche da provare su diverse condizioni di raccolta al fine di provare la macchina sulle diverse condizioni di lavoro. Il  macchinario si presenterà come un mezzo semovente composto da un telaio in tubolare, struttura porta testata, testata di raccolta, 4 ruote motrici con cabina comandi e postazione operatore. La macchina raccoglie piante di canapa su una larghezza di cm. 180/200 c.a. ogni passata. L’operazione principale è il taglio delle piante che avviene per mezzo di nr. 2 barre falcianti poste in posizioni regolabili rispetto al fusto della canapa, con altezza del taglio variabile tali da separare la parte centrale dalle radici e dal fiore apicale. Adattabile alle varie altezze di canapa e su ogni tipo di terreno. Per mezzo di un dispositivo rotante a catena con denti a scomparsa il fusto tagliato viene prima piegato  nel mezzo e successivamente raccolto e posto in andane a lato macchina in maniera molto precisa.

La movimentazione avviene per mezzo di un motore termico da 50/60 Kw (marca da stabilire), flangiato a una pompa idraulica a portata variabile su 4 motoruote indipendenti tra loro. La sterzatura della macchina dovrà avvenire su un solo asse anteriore o posteriore tramite assistenza idraulica. I vari servizi del buon funzionamento della macchina avverranno anche questi con assistenza idraulica. Il posizionamento dei componenti su progetto deve tener conto del baricentro macchina più in basso e centrato possibile rispetto agli assi ruota in modo da garantire la sicurezza e l’ ottimale lavoro in campo posizionando gli elementi che compongono la macchina in maniera razionalizzata.

Particolare attenzione poi deve essere data al posizionamento ed al funzionamento della testata falciante, la quale deve sempre garantire, a prescindere dal tipo di terreno o dalla altezza della canapa, sempre il taglio migliore del fusto.

Per quanto riguarda lo sviluppo della macchina invece si dovrà lavorare per ottenere un taglio perfetto del fusto con condizioni di lavoro molto disomogenee tra loro (diverso diametro della canapa, diversi stadi di maturazione e differenti gradi di umidità che possono facilitare o peggiorare il taglio della barra falciante). Lo sviluppo della testata infine deve tener conto delle possibili difficoltà di taglio che possono venire fuori dalla diversa densità di piante presenti e dalle condizioni delle stesse disposte in maniera più o meno intrecciate.

L’ultima fase, e forse anche la più importante, consiste nel provare, testare  e adattare la macchina alle diverse condizioni nelle quali la stessa si trova ad operare, verificando il funzionamento o migliorando ove possibile in modo da adottare soluzioni note o innovative per ottenere un prodotto il più possibile omogeneo, ordinato al fine di rendere successivamente agevole la raccolta in campo.

 

Sistema B. macchina per trinciatura, decorticazione e rotoimballaggio in campo della bacchetta di canapa per la produzione di fibra da destinare a usi tecnici   La macchina può essere movimentata da un trattore agricolo da 120 CV e ha un ingombro tale da rispettare il codice stradale vigente.

La macchina è composta dall seguenti parti principali: barra falciante, aspo abbattitore, coclea convogliatrice, decorticatrice, rotopressa.

Gli steli sono tagliati da una barra falciante e un aspo abbattitore, regolabile in altezza, ha lo scopo di piegare gli steli verso la barra falciante e convogliarli su un trasportatore. Le parti rotanti della macchina sono protette da appositi carter sagomati per impedire l’affastellamento degli steli recisi. Gli steli recisi vengono accompagnati a una coclea convogliatrice e successivamente a una bocca stigliante (fase di decorticazione). La coclea ha il compito di eseguire già una prima rottura degli steli in modo da facilitare le operazioni successive. All’interno della bocca lavorano due cilindri rotanti contrapposti, uno con denti seghettati (per emulare la fase di “scavezzatura”) e l’altro con due lame taglienti posizionate a 180° per la fase di “gramolatura”. Successivamente il prodotto viene convogliato, con apposito tubo o nastro trasportatore, a una rotopressa su rimorchio agganciata al trattore.

 

Sistema C. impianto di prima trasformazione di rotoballe di canapa e per l’esecuzione di trattamenti di base sui materiali ottenuti

Il prototipo del progetto citato lavora soltanto rotoballe di paglie di canapa macerata in campo e separa fibra da canapulo con un potenziale di 1 rotoballa/ora (circa 3 q.li di paglie) con impiego di una potenza di circa 60 CV. Il grado di purezza della fibra ottenuta è quello prescritto dalla normativa europea (sono ammesse impurità in quantità non superiore al 5 per cento).

L’impianto di separazione della fibra dal canapulo che si vuole costruire e mettere a punto con il programma  proposto lavorerà per tutto l’anno rotoballe di paglie di canapa macerata in campo e rotoballe di canapa non macerata, arrivando al diverso livello di purezza della fibra richiesto dalle industrie utilizzatrici. Provvederà inoltre alla depolverizzazione di quantitativi di fibra e canapule, ove richiesto, e al trattamento del canapulo in diverse pezzature (da centimetri a micron) a seconda degli impieghi. Il potenziale della separazione dovrà essere almeno di 6/7 rotoballe/ora pari a circa 20 q.li di paglie/ora, con ottimizzazione dei consumi di energia.

I segmenti principali da sviluppare sono:

  • modulo di alimentazione che dovrà garantire continuità ed omogeneità di rifornimento di materia prima alla macchina: essere in grado di estrarre le bacchette da una rotoballa o da una qualsiasi forma di imballo degli steli di canapa, evitande che vuoti del rifornimento o viceversa eccessi di paglie siano causa di problemi nell’avanzamento, ingolfamento, inceppamento, surriscaldamento e altri inconvenienti. Le rotoballe presentano però alcuni problemi per quanto riguarda il loro svolgimento, in quanto studiate per essere demolite tramite carri miscelatori, che mal si adattano all’impiego con la canapa. Si deve pertanto progettare un sistema di estrazione della canapa dalle rotoballe che tenga in considerazione l’estrema tenacia della fibra. Si è allo scopo ipotizzato di utilizzare un sistema di catenarie dotate di denti che strappino letteralmente i fusti dalle rotoballe.  Il sistema di alimentazione deve anche prevedere un meccanismo di ritenzione delle balle stesse, che altrimenti verrebbero trascinate dal moto delle catenarie verso la zona di triturazione. Questo modulo dovrà provvedere oltre che al trasporto del materiale al modulo di frammentazione, anche al contenimento delle bacchette di canapa, in modo da evitare versamenti e spreco di materiale. Altra funzione del modulo sarà di raccogliere il materiale che si frammenta dalla estrazione della canapa dalla rotoballa, per essere recuperato in fase di lavorazione e poi affinato. Mentre nel primo prototipo questa funzione non è stata prevista, a causa dell’esiguità di prodotto lavorato, a scala industriale si impone la gestione di questo materiale che risulterebbe altrimenti pericoloso per gli operatori e causerebbe, se non recuperato, una perdita per i gestori dell’impianto.
  • modulo della prima lavorazione delle bacchette di canapa, che dovrà rompere lo strato legnoso del fusto, operando la frammentazione del canapulo, altro prodotto di interesse economico rilevante. La metodologia per ottenere una buona frammentazione degli steli di canapa prevede l’uso di utensili metallici, che, tramite una notevole energia cinetica, impattino sugli steli, frantumando la parte legnosa e sezionando le fibre di notevole lunghezza. Il prodotto così trattato verrà sottoposto ad un’ulteriore affinazione mediante l’applicazione di una elevata pressione esercitata da rulli dentati contrapposti. Il punto critico sarà la tendenza delle fibre di canapa ad avvolgersi attorno agli organi rotanti. Questa tendenza e ancor più pericolosa che nel primo modulo, in quanto  gli organi in movimento hanno velocità radiali elevate ed una rottura in uno di questi componenti potrebbe essere causa di seri infortuni sul lavoro e/o danneggiamenti dell’ impianto.
  • modulo di separazione della fibra dal canapulo dopo la frammentazione, le bacchette di canapa, ormai ridotte in piccoli segmenti, in cui la fibra è quasi completamente separata dal canapulo, devono deve essere ancora trattate per ottenere la completa separazione. Tale risultato si può ottenere tramite l’utilizzo di un vaglio rotante o di un scuotitore opportunamente studiato per filtrare piccoli segmenti di canapulo della dimensione di circa 1–3 mm. A tale modulo si aggiungerà, rispetto al prototipo originario, un processo di macinatura del canapulo, per ottenere un prodotto di grandezza variabile a seconda delle esigenze tecniche del cliente.
  • modulo di aspirazione e raccolta polveri, materiale di risulta delle lavorazioni, ma di grande interesse economico, al fine di recuperarle o inviarle al modulo di stoccaggio. Si dovrà applicare un meccanismo che provveda a questo scopo tramite un flusso d’aria, che solleverà però al tempo stesso anche i frammenti di entità minore di canapulo, che ha un peso specifico minore rispetto alla fibra. Si dovrà pertanto mettere a punto un filtro autopulente che garantisca una buona pulizia del prodotto finale. Il canapulo così separato verrà raccolto in un silo o inviato ad una successiva macchina per la sua
  • convogliamento e/o imballaggio dei prodotti Dopo la separazione, i vari prodotti dovranno essere inviati ai successivi macchinari per ulteriori lavorazioni richieste dall’impiego a cui vengono destinati, oppure imballati per consentire una maggiore facilità di immagazzinamento e trasporto all’utilizzatore finale. Tale procedimento, pur non influenzando il processo di trasformazione è di importanza rilevante, in quanto garantisce un prodotto  maneggevole per il  trasporto e la vendita e ne mantiene integre le caratteristiche peculiari. Essendo la fibra di canapa molto tenace,  si presenta nuovamente  il problema di spezzare le fibre per la formazione di colli predimensionati, senza che questa opponga una resistenza eccessiva al taglio, inceppando l’intero sistema di produzione. Verrà quindi studiato un sistema di sezionamento del prodotto  in elementi modulari maneggiabili e facilmente trasportabili.

 

  1. D) Avanzamento portato dal programma rispetto allo stato dell’arte tecnologico e/organizzativo, alla standardizzazione e replicabilità delle tecnologie sviluppate, e alla situazione della concorrenza

Il programma proposto si basa sull’esperienza e le indicazioni che i partner del programma hanno ottenuto – spesso anche con partecipazione diretta – dai più avanzati progetti sviluppati in anni recenti sulla canapa in Italia e in Europa: in particolare dal progetto europeo Hemp-Sys (Contract QLKS-CT-2002-01363) e dai progetti italiani Ecocanapa in Emilia Romagna (2003-2004), Canapone promosso dalla Regione Toscana in seguito a bando dell’aprile 2004 e dal progetto Sistema 2006 a cui ha collaborato anche Unacoma e condotto nell’ambito del Progetto Interregionale delle colture No Food, approvato dal MIPAF nel 2006. Allo stato attuale non esistono in commercio macchine progettate specificamente per il taglio e raccolta della canapa. Tutte le macchine attualmente impiegate a livello internazionale per il taglio e raccolta della canapa sono macchine progettate per i settori della cerealicoltura e dalla foraggicoltura: barre falcianti, trebbiatrici, mietilega, trinciatrici con alcune modifiche. I sistemi attualmente in uso, per quanto modificati, non rispondono alle esigenze specifiche di lavorazione di una coltura che per varietà di dimensioni, struttura della biomassa (fibre lunghe e stigli legnosi), fasi diverse di maturazione – come già indicato – richiede soluzioni tecniche ad hoc di una certa complessità.

Il programma consente di rispondere a questa esigenza con la possibilità di ottenere un duplice risultato di estremo interesse:

  • l’offerta di macchine Made in Italy per la lavorazione della canapa nel mondo sia per applicazioni tecniche della fibra che per uso tessile di qualità con macchine e impianti economici e facilmente replicabili
  • l’automazione di base necessaria per l’avvio di diverse filiere industriali interessate allo sviluppo di prodotti a base di derivati dalla canapa da fibra. Diverse aziende italiane, come indicato in sezione 2, hanno già espresso il loro interesse all’acquisto di materie prime derivate dalla canapa, purché fornite con prezzi e quantità adeguate.

Esistono finora solo alcuni prototipi rispetto agli obiettivi del programma.

In particolare, per il taglio e raccolta della canapa da destinare alla produzione di fibra tessile di qualità, l’unica macchina industriale finora utilizzata consiste nel modello francese della barra falciante modificata ed è idonea solo per le bacchette nanizzate a 1-1,2 m in seguito a trattamento con defoliante. Ma come già evidenziato l’approccio Canapa Baby adottato da Ecocanapa in Emilia, non è in grado di fornire fibra di qualità adeguata. Per l’approccio seguito dal presente programma sono stati sviluppati invece due prototipi nell’ambito del progetto toscano Canapone: un modello realizzato dal CIN CRA di Bologna a Ravenna che ha dimostrato buone prestazioni sia in fase di taglio che di convogliamento della canapa, ma di difficile replicabilità a basso costo, trattandosi di una vecchia mietilega russa modificata. Il secondo prototipo, sviluppato dalla ditta Spapperi, ha notevolmente semplificato il macchinario in vista di un’industrializzazione successiva, ma non ha ancora risolto diversi problemi in fase di convogliamento e taglio del materiale. Inoltre era un impianto statico trainato da trattore. Il modello proposto dal presente programma, anche in base alle indicazioni fornite dal progetto toscano, prevede notevoli modifiche di impostazione rispetto al prototipo precedente, soprattutto per quanto riguarda la concezione del modello di trascinamento e di taglio, e la realizzazione di una macchina semovente.

 

Il secondo prototipo si basa su un approccio del tutto originale per ottenere, con un solo mezzo semovente in campo, sia il taglio che una prima trasformazione della materia prima e la rotoimballatura, evitando qualsiasi contatto col terreno. Tale approccio è stato studiato in funzione delle specifiche richieste da potenziali utenti finali della materia prima. Il prototipo proposto comporta i seguenti vantaggi rispetto alle tecnolgie attualmente in uso:

  • notevole riduzione dei costi di raccolta della canapa riunendo in un solo passaggio tre operazioni abitualmente separate e fatte con 3 diversi macchinari, oltre a una prima operazione di decorticazione
  • riduzione dei costi di trasporto, grazie al fatto di rotoimballare materiale già trinciato e decorticato che occupa a parità di peso un 40% in meno di volume
  • un prodotto di miglior qualità e più facile da lavorare. Il modello evita che le bacchette di canapa, una volta tagliate e lasciate a terra, ammuffiscano e si contaminino con particelle di terreno, metallo o pietrisco, danneggiando la qualità del prodotto. La decorticazione operata sulla macchina e l’assenza di contatto col terreno consentono alle successive fasi industriali di ridurre notevolmente i problemi di lavorazione e i rischi di danneggiamento agli impianti dovuti alla presenza di residui solidi.

 

Per quanto riguarda l’impianto di prima separazione della fibra tecnica, le soluzioni attualmente disponibili sul mercato sono essenzialmente le macchine concepite per il lino, realizzate da costruttori del Nord Europa (es. Van Dommele, Charle&Co, Depoortere e altri). Tali impianti sono stati adottati, con opportuni adattamenti, da trasformatori della canapa di altri paesi europei, es. BAFA Badische Gmbh. In Italia l’unico impianto attualmente in uso per la canapa è stato realizzato pochi anni fa a Comacchio (FE) da Ecocanapa con finanziamenti pubblico-privati. Si tratta di un sistema di stigliatura e pettinatura della fibra di canapa che ha comportato notevoli investimenti e comporta elevati costi di gestione. Rispetto agli impianti esistenti, la proposta del presente programma è di realizzare – sulla base di esperienze dirette condotte da oltre un decennio nel campo della canapicoltura e della prima trasformazione della canapa – un sistema dai costi notevolmente più contenuti, a portata di un distretto agricolo italiano, facilmente riproducibile in diversi contesti e adattabile alle diverse esigenze di lavorazione della fibra. I criteri di standardizzazione e replicabilità dei prodotti finali sono dunque obiettivi centrali della presente proposta.

  1. e) Descrizione sintetica del piano di lavoro: tempistica delle attività, identificazione delle uscite del programma (prodotto/servizio, sistemi, sottosistemi e componenti…).

( Vedi foglio excel N. 1)

 

 

 

  1. f) Riepilogo dei costi del programma suddivisi per categoria di attività (ricerca industriale, sviluppo sperimentale, innovazione dei processi e dell’organizzazione nei servizi).

( Vedi foglio excel N. 2,3)

 

 

 

 

 

 

Sezione 2: ricadute potenziali del programma (max 5 pagine)

 

  1. a) impatti su filiere e settori industriali, trasversalità applicativa e potenzialità di mobilitare filiere e sistemi di imprese, efficacia dell’innovazione nel promuovere l’integrazione interaziendale;

 

  1. Il primo impatto del programma – come indicato in sezione 1 – riguarda la capacità competitiva della meccanica agricola italiana. L’interesse degli imprenditori di questo settore a sviluppare soluzioni per la canapicoltura è testimoniato dall’impegno di Unacoma in questi ultimi anni (progetto Canapa nell’ambito del progetto Sistema 2006) e dalla presenza stessa di partner industriali interni ed esterni al programma in oggetto. Come già indicato in premessa, la canapicoltura sta avendo un recente rilancio in parecchi paesi sviluppati ed emergenti, con casi di particolare interesse come Cina, est Europa e Canada. A novembre 2008 anche l’Australia ha abrogato la legge che proibiva la canapicoltura in quel paese e intende rilanciarla soprattutto in Nuova Galles del Sud (zona di Sidney). La piattaforma proposta consentirebbe al Made in Italy della meccanica di presentarsi su questi mercati emergenti con soluzioni di base di notevole interesse per prezzo/qualità. In particolare, per il taglio e raccolta ordinata della canapa per fibra tessile non esistono ancora soluzioni tecniche adeguate sul mercato internazionale.

 

Per quanto riguarda le filiere industriali potenzialmente interessate alla fornitura dei derivati della canapa da fibra occorre distinguere due gruppi di mercati con diversi ordini di problemi:

  • Utilizzatori di fibra tecnica e canapulo: mancanza di adeguate quantità di materia prima con caratteristiche standard. Diversi utilizzatori finali italiani si dichiarano pronti ad acquistare derivati di canapa da fibra, dichiarando prezzi di un certo interesse per il primo trasformatore, ma ponendo precise condizioni di fornitura: flussi/mese minimi garantiti, limiti di impurità della materia prima, pezzature standard;
  • Utilizzatori di fibra lunga di qualità: problemi di natura tecnica e di costo del semilavorato. La richiesta di fibra lunga prodotta con sistemi ecocompatibili rimane insoddisfatta dall’offerta estera mentre è essenziale per il tessile di qualità; il prezzo della fibra lunga di qualità prodotta in Italia nel progetto Canapone in via di ultimazione non remunera i costi delle lavorazioni, troppo alti perché alcune fasi non sono meccanizzate: taglio standard delle bacchette, raccolta in fasci paralleli, macerazione, asciugatura.

 

  1. La piattaforma tecnologica del presente programma è in grado di offrire una soluzione adeguata innanzitutto al primo gruppo di filiere, profilando un sistema di raccolta e prima lavorazione della fibra tecnica e del canapulo sufficientemente economico e affidabile per remunerare sia l’agricoltore (a meno di impennate singolari del mercato del food come lo scorso anno) che il primo trasformatore. E’ evidente anche in questo caso il problema di concorrenza di altre fibre vegetali (lino, sisal, juta ecc.), ma va tenuto presente che sui volumi di biomassa vegetale il costo di trasporto ha una notevole incidenza. Non a caso anche i centri di prima trasformazione del lino nel nord Europa sono normalmente insediati in modo che le forniture di paglia di lino arrivino al massimo da un raggio di cinquanta chilometri.

I prodotti derivabili dalla prima lavorazione della fibra tecnica e del canapulo che più facilmente a nostro parere possono rapidamente trovare domanda nelle filiere industriali italiane sono:

  1. materassini e feltri termofonoassorbenti (estrusi o tessuti non tessuti in fibra cardata) con fibra di canapa in sostituzione della lana di vetro e della lana di roccia destinati principalmente ai settori dell’edilizia, dell’arredamento e dell’automotive. Un partner del progetto, Cormatex di Prato, con la collaborazione di Tecnotessile testerà nel suo nuovo prototipo di impianto la qualità di materassini in fibra di canapa o in fibra mista miscelata con ampie percentuali di paglia di canapa grezza, che consentirebbe di realizzare un prodotto ecologico a costo molto basso per rivestimenti interni. Un partner esterno del programma – la ditta Maiano spa di Firenze – testerà le materie prime fornite dal programma per la realizzazione di tessuti non tessuti per il settore arredamento. In particolare è interessata alla realizzazione di un tessuto non tessuto con legante naturale in PLA. La ditta Safi.tech di Foglizzo (TO), disposta a collaborare al programma, ha dichiarato interesse all’acquisto di fibra anche con canapulo per la produzione di biofeltri ad uso forestale ed agricolo;
  2. pannelli rigidi truciolari e MDF a base di canapulo per edilizia e industria dell’arredamento. L’uso del canapulo permetterebbe di ottenere pannelli rigidi che, conservando le proprietà meccaniche del truciolare tradizionale in legno, pesino solo 1/3 del peso abituale (da 7 a 2,5 q/ m3). La ditta friulana Fantoni spa, già partner del progetto interregionale No Food, è interessata alla sperimentazione di pannelli biocompositi per l’edilizia prodotti con canapa. Il nuovo pannello di canapa potrebbe inoltre essere un prodotto ancora più ecologico, sostituendo l’urea-formaldeide, attualmente oggetto di moratoria dall’Unione Europea, con leganti poliuretanici o di altro tipo;
  • scocche in canapa-resina, al posto della vetroresina, destinabili sia al settore automotive che al settore della nautica da diporto. Un cantiere nautico friulano, cliente di Bioalter, è interessato a sperimentare parti in canapa-resina nei rivestimenti di imbarcazioni da diporto. Un primo prototipo sperimentale di macchina agricola con parti in canapa-resina è stato presentato a EIMA 2008;
  1. farina di canapulo micronizzata per arredi e interni auto. Una società di un grande gruppo con sede a Buriasco in provincia di Torino ha dichiarato il suo interesse a sostituire la farina di legno attualmente impiegata nella produzione di pannelli per interni delle auto con una base di canapulo, purché opportunamente pulito e dimensionato;
  2. calcestruzzi alleggeriti con canapa in luogo di polistirolo e malte e finiture murali a base di canapulo al posto di calce o silicati. Un socio interno all’Associazione Chimica Verde – Springcolor srl di Castelfidardo – ha già sperimentato con ottimi risultati tonachini per restauri artistici a base di canapulo. Mentre la ditta Calcestruzzi spa di Bergamo ha già dichiarato il suo interesse a forniture di canapulo, anche con presenza di fibra corta, per la creazione di calcestruzzi alleggeriti e con maggiori proprietà elastiche;
  3. canapulo per mangimistica. Un’azienda piemontese, la Ferrero Mangimi spa di Farigliano (CN), è interessata a forniture di canapulo, anche con presenza di fibra, da utilizzare nella produzione di mangimi per ruminanti, purché siano garantiti assenza di muffe e l’approvvigionamento mensile richiesto.

 

  1. Per quanto riguarda il settore tessile-moda, il programma fornisce la condizione tecnica di base per il decollo della filiera: ossia una macchina in grado di automatizzare in modo efficiente ed economico la raccolta ordinata delle bacchette in campo. Tuttavia resta ancora da mettere a punto, per la fase successiva di macerazione controllata e di essiccazione delle rotoballe, un sistema che dia effettive garanzie di standard di qualità e di economicità. La macerazione è la seconda condizione cruciale, dopo il sistema di raccolta, per ottenere una fibra tessile di alta qualità e basse perdite di prodotto in fase di pettinatura. Sono invece del tutto risolti i processi di stigliatura e di pettinatura (fase in cui si ricorre alle macchine per il lino), come dimostra l’impianto realizzato dalla ditta Ecocanapa a Comacchio. Inoltre l’azienda Filmarco di Biella, nel contesto del progetto Canapone, ha prodotto un filato presentato a Terra Futura 2008, derivante dalla cardatura della fibra corta ottenuta dalla stigliatura della canapa, E un’azienda tessile di Prato e il consorzio Tecnotessile sono interessati a testare ulteriormente la lavorazione in cardatura della fibra corta di canapa (sottoprodotto della stigliatura della canapa) in alternativa alla filatura in umido della fibra lunga.

 

Pertanto il programma prevede un’interazione concreta, già nell’ambito di svolgimento dello stesso con diversi settori di attività industriale:

  • costruttori di macchine agricole
  • produttori di pannelli termofonoassorbenti per arredamento ed edilizia
  • produttori di malte speciali e leganti per edilizia,
  • produttori di biofeltri per forestazione, agricoltura, bonifiche
  • produttori di arredi e interni per auto
  • cantieristica per imbarcazioni da diporto
  • aziende di filatura e tessitura nel comparto moda
  • aziende di mangimistica

Questi sono solo alcuni dei prodotti e delle filiere e settori attivabili.

E’ importante infine sottolineare che il programma consentirebbe di attivare finalmente anche una forte ripresa della canapicoltura italiana, valorizzando a differenza di alcune esperienze recenti, il patrimonio di varietà italiane nel rispetto della biodiversità. Con questa ripresa si potrebbero promuovere filiere agroindustriali integrate in diversi contesti territoriali italiani, profilando veri e propri poli specializzati in alcune applicazioni.

 

  1. b) valorizzazione delle competenze e delle eccellenze presenti nel sistema produttivo e della ricerca.

Il programma proposto si basa sull’esperienza e le indicazioni che i partner hanno desunto – spesso anche con elaborazione e partecipazione diretta – dai più avanzati progetti sviluppati in anni recenti sulla canapa in Italia e in Europa: in particolare dal progetto europeo Hemp-Sys (Contract QLKS-CT-2002-01363) e dai progetti italiani Ecocanapa in Emilia Romagna (2003-2004), Canapone promosso dalla Regione Toscana in seguito a bando dell’aprile 2004 e dal progetto Sistema 2006 a cui ha collaborato anche Unacoma e condotto nell’ambito del Progetto Interregionale delle colture No Food, approvato dal MIPAF nel 2006.

Il partenariato del programma comprende al suo interno alcune delle eccellenze sviluppate in questi anni sulla canapa sia in fase di prototipazione industriale che in fase di ricerca scientifica. Il partenariato ha innanzitutto una rete stabile di collaborazione con centri universitari e di ricerca quali Università di Udine, Università di Pisa Dipt Agronomia, Scuola Superiore S.Anna di Pisa, CIN CRA di Bologna e Rovigo, CNR di Torino, Università La Sapienza di Roma Dipt Ingegneria Aerospaziale che sta organizzando per aprile 2009 la “2nd International Conferente on Innovative Natural Fibre Composites for Industrial Applications”. Alcuni specialisti di questi centri sono del resto soci dell’Associazione Chimica Verde e di altre società partner del progetto.

Inoltre collaborazioni col mondo del trasferimento di tecnologia sono in atto da tempo con Unacoma (Unione Costruttori Macchine Agricole Italiane) che ha anche partecipato con alcuni partner al progetto Sistema 2006, Tecnotessile la socieà di Ricerca e Trasferimento Tecnologico del comparto tessile pratese nonché partner del presente progetto,  l’Area Science Park di Trieste che ha dichiarato proprio di recente un forte interesse alla collaborazione nell’ambito delle tematiche agroindustriali e il Centro Ricerche Fiat che ha condotto alcune ricerche sull’utilizzo delle fibre vegetali nell’industria dell’automotive.

Per quanto riguarda il mondo dell’industria, il partenariato comprende nella sua compagine societaria alcune aziende leader nel settore della costruzione di macchine agricole e ha avviato, come indicato nel capitolo precedente, un’ampia rete di relazioni e collaborazioni con aziende di diversi settori di utilizzo finale dei prodotti della canapa da fibra.

Infine il partenariato vanta un’ampia rete di relazioni col mondo agricolo e il mondo della ricerca in agricoltura che in questi anni si è interessato alla canapicoltura. Le attività di miglioramento genetico, riproduzione del seme, sviluppo delle tecniche colturali sono infatti fondamentali per ottenere materie prime sempre migliori sotto il profilo prezzo/qualità e sempre più idonee a esigenze specifiche degli utilizzatori indutriali

Il sistema di collaborazioni prospetta quindi una forte capacità di interrelazione con l’ampio spettro di competenze necessarie per lo sviluppo di intere filiere agroindustriali

Sezione 3: descrizione del partenariato

(Riportare le informazioni relative al partenariato proponente):

  1. a) Profilo dei soggetti partecipanti, descrizione delle rispettive competenze ed esperienze pregresse nelle attività del programma; descrizione delle attività previste per ciascun soggetto partecipante e indicazione del capitale umano e delle infrastrutture tecnologiche dedicate al programma (max 2 pagine per soggetto).

 

Il partenariato si costituisce in A.T.I. (associazione temporanea di impresa) con atto notarile, una volta che il progetto sia stato ammesso ai finanziamenti. Esso è composto dai seguenti  N.7 soggetti, con i  curricula che andiamo ad allegare al progetto.

 

SI ALLEGANO LE SCHEDE DEI PROFILI AZIENDALI E PROFESSIONALI, MAX. 2 PAGINE,  PER CIASCUN PARTECIPANTE

 

I ruoli dei  soggetti al partenariato sono i seguenti

 

  • “Referente del partenariato” , con il compito di raccogliere e coordinare la documentazione di tutti i soggetti partecipanti e di tenere i rapporti con il Ministero: Promover srl

 

  • Organismo di ricerca : Chimica Verde e Università di Roma La Sapienza

 

  • Referente e primo proponente della costituenda A.T.I. per la realizzazione del progetto: Promover r.l.

 

  • Imprese di supporto allo start up nelle aree della produzione, amministrazione e marketing.

 

 

 

  1. b) Struttura organizzativa del partenariato e indicazione delle modalità di collaborazione per la realizzazione del programma (max 3 pagine).

 

 

(Tabella funzionale e delle competenze  dei componenti della  struttura organizzativa (vedi   excel foglio 4)

 

Struttura organizzativa

Sarà caratterizzata da un’ATI (Associazione temporanea di impresa) che verrà costituita formalmente per atto notarile quando il progetto sarà ammesso ai finanziamenti del decreto del Made in Italy . A quel momento essa sarà organizzata secondo uno schema gerarchico funzionale, prodromico all’eventuale innovazione di impresa costituita “ad hoc” per realizzare lo start up ed il consolidamento della strategia aziendale prevista . La struttura organizzativa dell’A.T.I. sarà la seguente:

  • Divisione del lavoro e specializzazione delle competenze e funzioni secondo ”compiti” legati a criteri logici e tecnici; Verranno assegnati dei compiti ai partner legati alle ”posizioni organizzative”, ossia ai ruoli definiti all’interno del partenariato (vedi allegato foglio 4) ; i compiti assegnati ad una posizione costituiscono le sue ”mansioni” nell’assegnazione di una o più persone a ciascuna posizione, creando così gli ”organi” del partenariato.
  • ”Grouping”: Il ”grouping” consiste nel raggruppamento degli organi, secondo un determinato criterio, in ”unità organizzative” alle quali è generalmente preposto un ”organo di comando” (il ”responsabile” tecnico dell’ATI). Nella pratica, le unità organizzative nelle quali si articola il partenariato si identificano come sezioni” dell’unità centrale del partenariato che fa capo al mandatario dell’ATI.
  • Gerarchia : ai vari livelli di raggruppamento corrispondono livelli di autorità, esercitata dall’organo di comando (”superiore”) nei confronti degli organi del livello immediatamente inferiore (”subordinati”) che, a loro volta, possono essere organi operativi o organi di comando di unità organizzative. L’insieme di queste relazioni di autorità costituisce la ”gerarchia” aziendale. Prevediamo un unico ”livello gerarchico” costituito dagli organi di pari grado, collocati lungo la linea gerarchica, che non dipendono gerarchicamente gli uni dagli altri, ma fanno capo al mandatario dell’ATI .Pertanto avremo un  struttura organizzative ”piatta” con un ridotto numero di livelli gerarchici tale da  comportare costi contenuti , avendo meno posizioni manageriali da retribuire; inoltre la minore distanza tra vertice dell’ATI  e organi operativi velocizza e rende più tempestivi i processi decisionali e di comunicazione, evitando anche distorsioni interpretative. Di contro, le strutture alte consentono un più efficace controllo dei superiori sui subordinati, in correlazione ad un più ristretto ambito di controllo.L’adozione  delle tecnologie informatiche tenderà  a favorire l’adozione di strutture più piatte, perché rende più facile e meno costoso il controllo a distanza ma anche l’autocontrollo da parte dell’operatore, al quale possono essere lasciati margini più elevati di autonomia decisionale.
  • Meccanismi di coordinamento. Il ”coordinamento”, ricoperto da Promover srl avrà  un ruolo complementare alla divisione del lavoro e dei compiti dei soggetti del partenariato, avendo lo scopo di:
  • armonizzare le decisioni e le attività degli organi e delle unità organizzative, tra loro e con gli obiettivi dell’ATI ;
  • assicurare la fluidità delle attività, senza interferenze o disallineamenti temporali;
  • eliminare la variabilità dei comportamenti, ove non sia desiderabile;
  • sviluppare i rapporti dell’ATI con il Mise per rendere lineare e senza intoppi burocratici la gestione dell’istruttoria relativa alla rendicontazione delle fasi progettuali ed alla relativa liquidazione dei costi sostenuti, anche mediante una osservanza del capitolato del bando di gara.

 

  • Delega e : con la ”delega” verranno trasferiti poteri decisionali e delle corrispondenti responsabilità dall’organo che ne è inizialmente investito (”mandatario dell’ATI”) ad un altro organo (”mandante ”). Il decentramento sarà: ”verticale”, in quanto i poteri sono trasferiti ad un organo di ”line” subordinato nella gerarchia; riguarda normalmente decisioni per l’implementazione degli obiettivi aziendali;

 

  • Il diagramma della struttura sarà il seguente:

 

 

 

Nel caso di ammissione del progetto esecutivo ai finanziamenti fra i componenti del presente partenariato verrà costituita un ‘ATI per la sua realizzazione.

 

 

 

Perugia, novembre 2008

 

Il referente del programma

PROMOVER SRL

L’Amministratore Unico

Dr. Rino Fruttini

 

 

Recapito

PROMOVER SR

VIA ABRUZZO 33

06122 PERUGIA

Tel-Fax 0755721993-5715261- ino@promover.it

 

 

 

 

Composizione del partenariato:

vedi documenti in cartella. Aggiungere:

Da: “Gian Luca Zarotti” <Gl.zarotti@imamoter.cnr.it>

A: <info@promover.it>

Oggetto: 2015 MADE IN ITALY

Data: venerdì 28 novembre 2008 18.02

 

Egregio Dottor Fruttini

sono arrivato a Ferrara con grande ritardo a causa della neve. Le ho

appena spedito via fax la firma e il documento di identità. Allego

invece alla presente le presentazioni in italiano e inglese dell’Istituto.

Cordialmente – Zarotti

 

Dr. Luca G. ZAROTTI

Institute for agricultural and earthmoving machines (IMAMOTER-CNR)

National Research Council of Italy

Via Canal Bianco 28 44100 FERRARA – ITALY

Phone +39 0532 735616 (direct)

Mobile +39 335 666 7398

Fax +39 0532 735666

E-mail……… mailto:gl.zarotti@imamoter.cnr.it

Web-site……. http://www.imamoter.cnr.it

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[1] Dir. 2000/53/CE sui veicoli a fine vita, Dir, 2002/96/CE sui rifiuti di apparecchiature elettriche ed elettroniche RAEE, direttiva europea 89/106/CEE sui prodotti da costruzione e Dir. 2004/12/CE dell’11 febbraio 2004, che modifica la Direttiva 94/62/CE sugli imballaggi – vedi anche la Risoluzione del Parlamento europeo sulla promozione delle colture per scopi non alimentari (2004/2259(INI) e il Regolamento Europeo sulle sostanze chimiche REACH