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La Valle Olona è una valle che inizia a sud di Varese e termina a Castellanza. La valle è stata scavata in parte dai ghiacci dell'ultima glaciazione e in parte dall'Olona.
In genere è caratterizzata da un fondovalle senza centri abitati se non per l'eccezione di Castegnate (costituente la parte cosiddetta "in giò" di Castellanza e situata allo sbocco della vallata) e delle due frazioni di Gornate Olona (Torba e San Pancrazio). Più a nord invece, uno degli ultimi centri ancora abitati è quello dei Mulini di Gurone, il luogo oggi ospitante la diga destinata a proteggere i paesi sottostanti dal rischio di esondazioni del fiume.
Sul fondovalle e disseminati tra le numerose zone umide ed i boschi di latifoglie che ne caratterizzano le pendici circostanti, è spesso riscontrabile la presenza di parte dei complessi industriali dismessi o abbandonati appartenenti a questo versante della Provincia di Varese ed altrettanti mulini ad acqua, un tempo parti integranti delle economie locali.
Nella valle è anche presente il tracciato della Ferrovia della Valmorea, un tempo abbandonato ed oggi trasformato in pista ciclopedonale nel tratto tra Castellanza a Castiglione Olona ed invece ristrutturato per poter ospitare un treno turistico sulla tratta Malnate-Mendrisio.
La Valle Olona era il cuore del Contado del Seprio, della cui capitale conserva tuttora le rovine nel comune di Castelseprio. Nel 1287 tutto il Seprio fu ufficialmente annesso alla Signoria dei Visconti, che nel 1395 divenne il Ducato di Milano ed a cui la stessa Valle appartenne fino all'epoca napoleonica.
Sin dal Medioevo questa parte del territorio lombardo fu tra i maggiormente sfruttati perché grazie alla presenza del fiume e dei suoi affluenti, fu possibile l'edificazione di numerosi mulini destinati a sfruttare la forza motrice delle acque per azionare le macine, i magli, i frantoi e le segherie necessarie alla lavorazione dei prodotti locali come il legno, il grano ed i semi oleosi del ravizzone e della colza.
Nel 1610, quando venne creato il consorzio del fiume Olona per disciplinare l'uso di queste acque, i mulini sull'Olona (distribuiti sull'intero corso a monte di Rho) erano 116 ed erano forniti di 463 rodigni.
Verso la metà dell'Ottocento e durante il primo sviluppo dell'Industrializzazione, anche i sistemi di sfruttamento della Valle subirono un cambiamento ed i mulini vennero soppiantati (oppure affiancati), da complessi industriali più fruttosi e moderni come i cotonifici (ad esempio il Cotonificio Cantoni di Castellanza, il Cotonificio Ponti di Solbiate Olona ed il Cotonificio Enrico Candiani di Fagnano Olona), le concerie (Conceria Fraschini di Varese), le cartiere (Cartiera Vita-Mayer di Cairate e Cartiere Molina di Varese e Malnate), oppure le fornaci da laterizi o calce, ed ancora da impianti di filatura o tintoria.
La Valle Olona e la sua cosiddetta conurbazione divennero quindi una delle maggiori aree industriali italiane e l'utilizzo intensivo delle sue acque, sia come forza motrice che per le lavorazioni dirette, ebbe un tale risvolto inquinante sul suo fiume principale che lo condusse a divenire il corso d'acqua più inquinato d'Italia. Un triste primato avvicinato solo dal Lambro, il Seveso, la Lura, il Mella e l'Arno, gli altri fiumi della Lombardia che tuttora attraversano le zone a più alta concentrazione industriale.
Dopo l'avvio della nuova era dell'economia industriale avvenuto negli anni settanta ed al conseguente periodo di crisi e di fallimenti che afflisse l'economia delle industrie presenti nella valle (spesso messe in ginocchio anche dalle frequenti esondazioni), il fiume ha costantemente migliorato la qualità delle acque fino a riaggiungere e superare il grado sufficiente nel tratto tra Varese e Castellanza ed oggi, con l'istituzione di due Parchi Locali di Interesse Sovracomunale (PLIS) che tutelano il fondovalle, si può finalmente asserire che anche la natura della valle è tornata in primo piano.
I versanti della Valle Olona sono in gran parte ricoperti da boschi. Nel fondovalle, invece, ai boschetti si alternano terreni coltivati, brughiere e prati, oltre ad aree industriali dismesse dove la natura le sta ricoprendo principalmente nella forma di piante rampicanti od arbusti.
Tra le latifoglie si trovano pioppi, querce farnie, carpini bianchi, castagni, robinie, querce rosse, ontani neri, salici, frassini, ciliegi ed olmi campestri.
Gli arbusti sono rappresentati da rovi, nocciòli, biancospini, cornioli, luppolo, sambuchi e cappelli del prete.
Tra i fiori spontanei si annoverano il bucaneve, la campanella, il dente di cane, il mughetto, la primula, il ciclamino, l'ortica e il ranuncolo.
Le conifere, poco diffuse, annoverano l'autoctono pino silvestre e l’abete rosso, importato dall’uomo.
Nella parte nord della valle esistono anche alcuni canneti mentre, lungo tutte le zone umide sono diffusissime molte specie di felci.
Un fenomeno interessante è dato dal ritorno del bosco sulla brughiera. Questa è costituita da distese di brugo, un piccolo arbusto dalla caratteristica fioritura autunnale che nel passato era oggetto di sfalcio per essere utilizzato come lettiera per gli animali e spesso le distese secche erano preda di incendi. La cessazione della prima pratica e la sensibile diminuzione dei secondi consentono la crescita spontanea di essenze d'alto fusto e, per ora, di radi boschi.
In un ambiente fluviale, la tipologia animale più rilevante è naturalmente quella ittica. Due secoli fa l’Olona abbondava di pesci, ma lo sviluppo industriale li portò all'estinzione. Dopo il 2000 e la chiusura di molte fabbriche ma soprattutto grazie alla costruzione di numerosi impianti di depurazione, l’acqua è lentamente tornata pulita ed i pesci sono lentamente tornati a vivere nel fiume.
Abbastanza comuni sono quelli di piccola taglia come i vaironi, le scardole, i carassi e sono presenti anche i cavedani di media taglia. Più rari invece, ma comunque presenti, sono i barbi e le trote iridee mentre in alcune pozze presso Castiglione Olona vivono esemplari di pesce persico.
Tra gli uccelli acquatici, diffusissimi sono i germani reali e sono comuni, ma più difficili da vedere perché piuttosto schive, le gallinelle d’acqua e le folaghe mentre, seppur rari sono comunque presenti l’airone cenerino, la garzetta e la nitticora.
Per quanto riguarda gli uccelli di bosco, sono numerose le specie passeriformi e tra cui gli stessi passeri, i merli, i tordi, le rondini, i pettirossi, ed i fringuelli, così come i verdoni, i verzellini, le cornacchie, le gazze, i codirosso, gli usignoli, i corvi ed i cardellini.
Tra i columbiformi vi sono le tortore ed i colombi mentre tra gli upupidi esistono gli esemplari di upupa epops.
Più rari sono picidi come il picchio rosso maggiore ed il picchio verde od i rapaci come l’allocco, il gufo, la civetta, il gheppio e la poiana.
Altra importante componente di questo ecosistema fluviale sono gli anfibi come il rospo smeraldino, il rospo comune, la rana dalmatina la rana verde, la raganella e la più rara rana di Lataste. Tra gli anfibi muniti di coda sono presenti i tritoni crestati ed i tritoni punteggiati.
Tra i mammiferi vi sono i più tipici dei bosco di latifoglie, come la volpe rossa, lo scoiattolo, il ghiro, il tasso, le donnole e le faine più il riccio ed alcuni tipi di topo selvatico.
Per quanto riguarda i serpenti, sono perlopiù innocui: la biscia d’acqua, il biacco ed il saettone ma non manca la vipera, l’unico serpente velenoso mentre, ed infine tra i sauri si annoverano le comunissime lucertole, il ramarro e l’orbettino.
Dei numerosi mulini ed industrie sorte lungo il corso del fiume e chiuse progressivamente a partire dalla seconda metà del novecento, oggi buona parte giace in condizioni di abbandono, degrado e di difficile controllo socioculturale (ad esempio, nella ex Cartiera Vita Mayer di Cairate si è svolto un rave party) ed il recupero archeologico dell'intero patrimonio storico della valle appare sempre più problematico.
Non mancano però alcuni esempi incoraggianti, come il recupero del Cotonificio Cantoni di Castellanza, che nel 1991 è stato adibito a sede dell'università Carlo Cattaneo, ma prima che vadano del tutto perduti, andrebbero recuperati specialmente i mulini in rovina che esistono in valle, spesso di origini settecentesche o addirittura precedenti e dunque meritevoli di grande attenzione.
È spesso citato come un reperto di archeologia industriale in fase di recupero anche il tracciato della Ferrovia della Valmorea.
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