Hakkuupäät ja harvennusmallit −
H
kk
ää j h
lli
energiapuunkorjuun uudet tuulet
energiapuunkorjuun uudet tuulet
Otto Läspä
ForestPower –seminaari 3.11.2011
Tämä esitelmä koostuu kahdesta osiosta
Ensimmäisessä osiossa verrataan energiapuunkorjuuseen suunnitellun k
ll
hakkuupään ja normaalin harvesterin hakkuupään tehokkuutta energiapuuleimikolla
Toisessa osiossa esitellään erilaisia geometrisilla harvennusmalleja käyttäen suoritettua hakkuukoetta ja siitä saatuja tuloksia
/ 4.11.2011
Metsäntutkimuslaitos Skogsforskningsinstitutet Finnish Forest Research Institute www.metla.fi
Ensimmäisen tutkimuksen lähtökohta oli metsäkoneyrittäjälähtöinen. Keski‐Pohjanmaalla toimivien metsäkoneyrittäjien keskuudessa suoritettiin k l t tki
kyselytutkimus talvella 2009/2010. Kyselyllä selvitettiin mm. energiapuun korjuun osuutta t l ll 2009/2010 K l llä l it ttii
i
k j
tt
heidän toiminnastaan sekä mahdollisia selvitystä vaativia aiheita.
j
y
”Konekaluston soveltuvuutta ja sen tehokkuutta ko. toimintaan käytännössä.”
Laitevalintaa rajoittaa se, ettei energiapuukoura sovellu ainespuun korjuuseen riittämättömästä mittalaitteistosta johtuen. Täten integroituun korjuuseen tarvitaan mittaus‐
itt
j
ja automaatiojärjestelmää hyödyntävä hakkuupää.
t
ti jä j t l ää h öd tä ä h kk
ää
Näiden syiden vuoksi tässä tutkimuksessa pyrittiin selvittämään, kannattaako erillisen energiapuukouran hankkiminen vai riittääkö normaalin harvesteripään muokkaaminen g p
p
joukkokäsittelyvarustuksella tehokkaaseen energiapuun korjuuseen.
/ 4.11.2011
Metsäntutkimuslaitos Skogsforskningsinstitutet Finnish Forest Research Institute www.metla.fi
Tutkimuksen taustaa
Koe suoritettiin noin 30 ‐vuotiaassa sekametsikössä
Hakkuuta varten metsikkö jaettiin kahdeksaan palstaan ja palstojen Hakkuuta
varten metsikkö jaettiin kahdeksaan palstaan ja palstojen
yhteenlaskettu pinta‐ala oli 3,4 hehtaaria
Puustotiedot saatiin tekemällä ennakkomittaus, joka käsitti 10 % koko
Puustotiedot saatiin tekemällä ennakkomittaus, joka käsitti 10 % koko koealueen pinta‐alasta. Täten ympyräkoealoja tuli yhteensä 37 kappaletta 3,7 hehtaarin alueelle
P l ji
Puulaji
D13( )
D 1,3 (cm)
L t
Latvusraja (m)
j ( )
Pit
Pituus (m)
( )
%
% puustosta
t t
V (l)
V (l)
R k l k
Runkoluku
Mänty
Kuusi
Rauduskoivu
Hieskoivu
Haapa
Leppä
Muut lehtipuut
Keskiarvopuu
11,1
9,6
7,1
5,2
4,1
6,0
4,6
8,2
5,4
0,6
3,0
3,4
4,1
4,1
3,1
4,4
10,1
7,7
9,2
7,8
7,6
7,7
8,0
8,9
48,1
1,2
0,3
35,0
0,3
14,9
0,2
63,7
55,9
25,9
10,4
5,1
14,0
3500
/ 4.11.2011
Metsäntutkimuslaitos Skogsforskningsinstitutet Finnish Forest Research Institute www.metla.fi
29,2
980
Kokeessa käytetyt kourat olivat Moipu 300ES sekä JD 745 Peruskoneina oli kaksi JD 1070D ‐harvesteria
Metsikön palstoittamisen ansiosta molemmille kuskeille tuli kaksi palstaa hakattavaksi
energiapuukouralla ja kaksi palstaa normaalilla kouralla
JD 745
Tommi Räisänen
Moipu 300ES
MoisioForest
/ 4.11.2011
Metsäntutkimuslaitos Skogsforskningsinstitutet Finnish Forest Research Institute www.metla.fi
Hakkuut kuvattiin videokameroilla ja saadusta videomateriaalista tehtiin aikatutkimus A_Aikakone‐aikatutkimussovelluksella (Ari Laurén)
HAKKUUOHJEET
•
kuviolta hakataan ainoastaan yhtä puutavaralajia, energiapuuta
•
kaikki puulajit hakataan samaan kasaan
•
rungot karsitaan kokonaan tyvestä latvaan niin pitkälle kuin koura syöttää runkoa, l
loppulatva jää metsään
l
•
alle 5 cm runkoja ei hakata
•
joukkokäsittelyä hyödyntäen
•
palstat harvennetaan tiheyteen 1000 runkoa / hehtaari
/ 4.11.2011
Metsäntutkimuslaitos Skogsforskningsinstitutet Finnish Forest Research Institute www.metla.fi
Tehotyövaiheiden keskimääräinen kesto s
Tehotyövaiheiden keskimääräinen kesto, s
Hakkuutähteiden/ puutavaran järjestely
Alikasvoksen raivaus
Harvesterin siirtyminen
Ajo puun kanssa
Ajo puun kanssa
745
Prosessointi
MOIPU
Kaatosahaus/‐leikkaus
aatosa aus/ e aus
Kouran siirtely puun ollessa kourassa
Kouran siirtely tyhjänä
0,0
2,0
4,0
6,0
8,0
10,0
12,0
14,0
16,0
/ 4.11.2011
Metsäntutkimuslaitos Skogsforskningsinstitutet Finnish Forest Research Institute www.metla.fi
Kourakohtaiset tuotokset
Pinta ala (ha)
Pinta‐ala (ha)
Saanto (t)
Saanto (t)
Tehotyöaika (h)
Tehotyöaika (h)
Tuotos (t/h)
Tuotos (t/h)
Tuotoserot kuskien välillä (t/h)
745
1,66
61,0
11,7
5,2
0,3
Moipu
1,75
73,2
10,3
7,1
0,5
Moipun tehotuntituotos oli 36 % suurempi
/ 4.11.2011
Metsäntutkimuslaitos Skogsforskningsinstitutet Finnish Forest Research Institute www.metla.fi
Vertailua kuskien ja kourien välillä
j
745
Moipu
745 Kuski 1
745, Kuski 1
745 Kuski 2
745, Kuski 2
Moipu Kuski 1
Moipu, Kuski 1
Moipu Kuski 2
Moipu, Kuski 2
Joukkokäsittelyprosentti
20,8
22
29,4
10,9
32,1
6,3
Tuotos (t/h)
5,2
7,1
5,4
5,1
6,9
7,4
Saanto (t/ha)
36,8
41,8
40,5
33,8
39,4
45,3
Kuskeja ohjeistettiin hyödyntämään joukkokäsittelymenetelmää, mutta käytännössä joukkokäsittelyn osuus erosi kuskien välillä huomattavasti
Molempien kuskien työskentelyä voisi tehostaa pelkästään joukkokäsittelyn osuutta lisäämällä
/ 4.11.2011
Metsäntutkimuslaitos Skogsforskningsinstitutet Finnish Forest Research Institute www.metla.fi
Yhteenveto
Puhtaassa energiapuukorjuussa Moipun koura osoittautui selkeästi Puhtaassa
energiapuukorjuussa Moipun koura osoittautui selkeästi
tehokkaammaksi vaihtoehdoksi
p
y
y
p
j
y
Molempien kuskien työskentelyä voisi tehostaa pelkästään joukkokäsittelyn osuutta lisäämällä
Kourien väliset erot olivat samansuuntaisia molemmilla kuskeilla, mikä lisää tuloksen luotettavuutta
/ 4.11.2011
Metsäntutkimuslaitos Skogsforskningsinstitutet Finnish Forest Research Institute www.metla.fi
Toisessa tutkimuksessa kokeiltiin käytännössä tähän asti lähinnä simuloinneilla Toisessa
tutkimuksessa kokeiltiin käytännössä tähän asti lähinnä simuloinneilla
testattuja geometrisia harvennusmalleja
Geometrisissa harvennusmalleissa kuljettaja ei valitse poistettavia puita, vaan Geometrisissa
harvennusmalleissa kuljettaja ei valitse poistettavia puita vaan
kaataa kaikki puut tietyiltä alueilta ja jättää muut alueet koskemattomiksi
Tämän pitäisi vähentää kuljettajan puukohtaista harkinta
Tämän
pitäisi vähentää kuljettajan puukohtaista harkinta‐aikaa
aikaa ja siten ja siten
parantaa tuottavuutta (10‐15 % konekäytävämenetelmässä; Bergkvist & Fogdestam ) Tulevaisuudessa mahdollisuuksia uusiin konekonsepteihin?
/ 4.11.2011
Metsäntutkimuslaitos Skogsforskningsinstitutet Finnish Forest Research Institute www.metla.fi
Kokeessa verrattiin kolmea erilaista geometristä harvennusmallia normaaliin harvennukseen
Harvennuskohde oli nuori mäntyvaltainen metsikkö, kooltaan noin 4,5 hehtaaria. Se jaettiin kahdeksaan koealaan, joista kaksi harvennettiin kullakin tavalla. Tavoiterunkolukuna jokaisella palstalla 1100 r/ha harvennuksen jälkeen
H kk
Hakkuu suoritettiin JD 1070D –harvesterilla, jossa oli JD 745 –koura it ttii JD 1070D h
t ill j
li JD 745 k
joukkokäsittelyvarustuksella. Metsäkuljetukseen käytettiin kuormainvaa’alla varustettua JD 1010 ‐kuormatraktoria Leimikkotunnukset
Puulaji
Määrä
%
PPA
D1,3
Latvusraja
Pituus
mm
dm
dm
1
865
82,9
19,1
94,4
49,0
92,6
2
2
0,2
0,0
58,5
25,0
34,5
133,6
3
5
0,5
0,1
160,6
38,0
4
107
10,3
2,4
73,8
30,0
83,6
6
64
6,1
1,4
58,5
27,6
68,5
1043
100
23
90,3
45,6
90,3
Total
Tilavuus
m3/ha
75,2
m3/koeala
323,4
Runkoa/ha
2426
/ 4.11.2011
Metsäntutkimuslaitos Skogsforskningsinstitutet Finnish Forest Research Institute www.metla.fi
Konekäytävä
‐Puita hakataan vain ajourilta (4 m) ja kahdelta koneen levyiseltä käytävältä ajourien välistä (ajourien välinen etäisyys 20 m). Näiden käytävien leveys oli 3,5 m.
‐Käytävien väliin sekä käytävän ja ajouran väliin jäi 2,8 m levyiset koskemattomat kaistaleet
‐Puutavara puitiin näille koskemattomille kaistaleilla ajourien viereen / 4.11.2011
Metsäntutkimuslaitos Skogsforskningsinstitutet Finnish Forest Research Institute www.metla.fi
Viuhkakäytävä
Puomikäytävä
/ 4.11.2011
Metsäntutkimuslaitos Skogsforskningsinstitutet Finnish Forest Research Institute www.metla.fi
Tehotyöaika tonnia kohden hakkuussa
Puutavaran järjestely
Alikasvoksen raivaus
Ajo eteen/taakse
Ajo puun kanssa
Kaadetun puun siirto ja prosessointi
Kaadetun puun siirto ja prosessointi
Perinteinen
Puomikäytävä
Kaatosahaus
Viuhkakäytävä
Kouran tuonti eteen
Konekäytävä
Kouran vienti puun ollessa kourassa
Kouran vienti tyhjänä puulle
S nnittel
Suunnittelu
0
50
100
150
200
250
300
s/tn
/ 4.11.2011
Metsäntutkimuslaitos Skogsforskningsinstitutet Finnish Forest Research Institute www.metla.fi
Tehotyöaika tonnia kohden kuormauksessa
Kuormausajo
Kuorman järjestely
Perinteinen
Puomikäytävä
Viuhkakäytävä
Kourataakkojen järjestely kuormatessa
Konekäytävä
Kuormaus
0
20
40
60
80
100
120
140
160
s/tn
/ 4.11.2011
Metsäntutkimuslaitos Skogsforskningsinstitutet Finnish Forest Research Institute www.metla.fi
180
200
Hakkuun ja metsäkuljetuksen Hakkuun
ja metsäkuljetuksen
tuotokset (t/h)
K j k tj t t (t/h)
Korjuuketjun tuotos, (t/h)
5,0
12
11
10
4,5
9
8
7
4,0
6
5
4
3,5
3
2
1
0
30
3,0
Konekäytävä
Viuhkakäytävä
Hakkuun tuotos, t/h
Puomikäytävä
Perinteinen
Konekäytävä
Metsäkuljetuksen tuotos, t/h
Viuhkakäytävä
Puomikäytävä
Perinteinen
Korjuuketjun tuotos, (t/h)
/ 4.11.2011
Metsäntutkimuslaitos Skogsforskningsinstitutet Finnish Forest Research Institute www.metla.fi
Rinnankorkeusläpimittaluokat (mm) ennen hakkuuta ja menetelmittäin Rinnankorkeusläpimittaluokat
(mm) ennen hakkuuta ja menetelmittäin
sen jälkeen
50,0
45,0
,
40,0
35,0
Ennen hakkuuta
Ennen hakkuuta
30,0
30 0
%
Konekäytävä
25,0
Puomikäytävä
20,0
Viuhkakäytävä
15,0
Perinteinen
10,0
5,0
0,0
35‐60 mm
61‐90 mm
91‐120 mm
121‐150 mm
151‐180 mm
/ 4.11.2011
Metsäntutkimuslaitos Skogsforskningsinstitutet Finnish Forest Research Institute www.metla.fi
181‐ mm
Yhteenveto
Simuloinneissa saadut lupaavat tulokset eivät juuri toteutuneet käytännössä
Konekäytävä lievä pettymys, puomi‐ ja viuhkakäytäville ehkä sopivampia puustoltaan pienemmät kohteet
Kuljettajan tottumattomuus uusiin menetelmiin osittain heikentämässä niiden tuloksia
/ 4.11.2011
Metsäntutkimuslaitos Skogsforskningsinstitutet Finnish Forest Research Institute www.metla.fi