Stima dei solchi e della compattazione al suolo causati da un forwarder tramite fotogrammetria e analisi delle proprietà del suolo

L’utilizzo di macchine forestali pesanti nelle varie fasi di utilizzazioni forestali, quali, concentramento, esbosco e trasporto degli assortimenti legnosi, può provocare disturbi persistenti o persino irreversibili, con cambiamenti nella porosità, capacità di infiltrazione dell’acqua e areazione del suolo. Tali cambiamento possono portare a fenomeni di erosione e a riduzione degli accrescimenti e dell’insediamento e sviluppo della rinnovazione. Le principali forme di danno al suolo, causate da operazioni forestali, sono la compattazione e la formazione di solchi. Solitamente per la stima di questi parametri vengono impiegati metodi dispendiosi in termini di tempo e costi e che non permettono una rappresentazione completa del profilo longitudinale delle piste forestali. Al fine di acquisire ed analizzare con maggior precisione la distribuzione spaziale dei danni al suolo, nuove tecnologie fotogrammetriche sono state applicate basandosi sulla ricostruzione di modelli tridimensionali del suolo. L'obiettivo principale di questo studio è stato confrontare i metodi di monitoraggio tradizionale e fotogrammetrici, per valutare le dimensioni dei solchi e la loro relazione con la compattazione sul suolo. Per determinare i disturbi al suolo, diverse metodologie sono state applicate e confrontate in seguito al ripetuto passaggio di un forwarder carico, equipaggiato con pneumatici caratterizzati da due diversi livelli di pressione di gonfiaggio: (i) stima dei parametri fisici del suolo, quali resistenza a penetrazione, densità apparente e porosità al fine di determinare il grado di compattazione del suolo; (ii) misurazione manuale delle dimensioni dei solchi e la creazione di modelli tridimensionali del terreno con l’ausilio di immagini derivate da nuvole di punti elaborate con Structure from Motion (SfM) fotogrammetrico per determinare la profondità dei solchi, l’accumulo di suolo ai bordi ed il volume dei solchi. I risultati evidenziano differenze significative nei parametri fisici del suolo in relazione al numero di passaggi. In dettaglio, l’incremento della resistenza a penetrazione del suolo ha mantenuto un crescente all’aumentare del numero di passaggi, fino a raggiungere un totale pari al 52%. La densità apparente e la porosità del suolo sono cambiate significativamente tra 0 e 3 passaggi e tra 20 e 60 passaggi del forwarder carico. L'effetto causato dai diversi livelli di pressione di gonfiaggio dei pneumatici è stato significativo solo per nell’approfondimento dei solchi. Conferma di tale effetto si è potuto riscontrare anche tramite la stima del volume dei solchi, rilevata in 100m di pista dopo 60 passaggi, pari a 8.48 m3 e 5.74 m3 rispettivamente per le pressioni di gonfiaggio dei pneumatici di 300 kPa e 150 kPa. Possiamo quindi sottolineare la possibile relazione tra compattazione del suolo (resistenza a penetrazione) e formazione dei solchi (volume dei solchi) in condizioni di bassa umidità del suolo. I risultati ottenuti dal confronto tra profili fotogrammetrici e misurazioni manuali nell’approfondimento dei solchi mostrano un R2 di 0.93 ed una differenza in termini percentuali inferiori al 5%. Ciononostante, il metodo SfM fotogrammetrico ha riportato qualche limitazione, infatti condizioni di presenza di acqua nei solchi e residui di lavorazione o vegetazione alta al suolo interferiscono con la precisione del metodo stesso. In conclusione, possiamo affermare che il metodo SfM fotogrammetrico può costituire uno strumento utile per la definizione del disturbo al suolo delle utilizzazioni forestali in grado di integrare e/o sostituire i sistemi di analisi tradizionali.