a saus MITSATIHDN KASVATUSMETSIEN KEHITTYVÄÄ PUUNKORJUUTEKNIIKKAA

Transkriptio

1

2 MITSATIHDN a saus 1/1977 KASVATUSMETSIEN KEHITTYVÄÄ PUUNKORJUUTEKNIIKKAA Aarne Elovainio Kasvatusmetsien puunkorjuusaa on v~~me aikoina kehitetty erityisesti haketukseen pohjautuvia kokopuunkorjuumenetelmiä ja koneeuiseen valmistamiseen tähtääviä tavaralajimenetelmiä. Katsauksessa esitellään molempiin peruamenetelmiin liittyvää uutta kalustoa~ josta esimerkkeinä mainittakoon moottorisahan kahvakehikko~ varastoiva kaatolaite~ pitkälle ulottuvat puomit~ palsta- ja varastohal<.j<ui'it~ yksinkertaiset karsinta-katkontalaitteet~ joukkokarsintavaunu sekä kasvatusmetsien puunkorjuuseen kehitetyt tai sovellettavissa olevat monitoimikoneet. Useat näistä ovat vielä prototyyppiasteella~ joten niiden teknisistä ja taloudellisista ~t ti:jedeuytyksistä ei voida vielä tehdlt pitkälle meneviä ~teuniä. Kasvatusmetsien puunkorjuutekniikan kehittämiseksi on viime aikoina tehty työtä sekä meillä että muualla Euroopassa. Työ on osittain kohdistunut uusien koneiden ja laitteiden sekä osittain täysin uuden korjuutekniikan kehittämiseen. Tuloksena markkinoille on tullut useita mielenkiintoisia koti- ja ulkomaisia kasvatusmetsien puunkorjuuseen soveltuvia ratkaisuja. KORJUUMENETELMÄT Tähänastinen kasvatusm.e tsien puunkor juutekniikka on perustunut lähes yksinomaan tavaralajimenetelmään, jossa puut kaadon jälkeen on karsittu ja katkottu palstalla. Pääsyynä tavaralajimenetelmän käyttämiseen on ollut korjuun ihmistyövaltaisuus, mikä on pakottanut katkomaan puut ihmistyöhön sopiviksi. Samoin lyhyen tavaran helpompi käsittely kasvatettaviksi jätettyjen puiden välissä sekä korjuuvaurioiden välttäminen ovat puoltaneet tämän korjuumenetelmän käyttämistä. Viimeaikainen kehitys on tuonut kuvaan mukaan myös runkoina tai puina kor juun, joista jälkimmäiseen liittyvät mm. metsähaketukseen pohjautuvat korjuumenetelmät. Runkoina ja puina käsittelyn on mahdollistanut tähän sopivien laitteiden ja koneiden kehittyminen. Haketukseen perustuvat kokopuumenetelmät ovat sitä paitsi lisänneet raaka-ainesaantoa,joskin lisäraaka-aineesta huomattava osa on kuorta ja neulasia (lehtiä). KORJUUKALUSTO Kaato Kaadon kehittämiseen on oleellisesti kuulunut myös kasauksen kehittäminen. Moottorisahakaadon edistysaskeleena on tässä mielessä pidettävä sahaan liitettävän kahvakehikon (kuva 1) käyttöön ottamista. Kevyeen sahaan asennettu kehikko vapauttaa toisen käden pienten puiden kasaavaan ohjaukseen kaatovaiheen yhteydessä, ns. siirtelykaato. Kehikko sitä paitsi parantaa kaatosahauksessa työasentoa ja vähentää siten mm. selkään kohdistuvaa rasitusta. 1

3 Koneellista kaatoa harvennukseen kehitettäessä yhtenä tavoitteena on ollut myös joukkokäsittelyn toteuttaminen jo kaatovaiheessa. Tämän tuloksena on syntynyt nk. varastoiva kaatolaite, joka kaatoleikkauksen jälkeen voi varastoida puun. Laitteessa voi olla siten useita puita "varastossa". Tällä vähennetään puiden siirtämiseen ja laitteen tyhjentämiseen kuluvaa aikaa ja saadaan samalla syntymään usean puun kasoja. Ajatusta on ensimma1senä tiettävästi kokeiltu Kanadassa ja Neuvostoliitossa. Meill ä kehittämistyötä on SITRA:n rahoittamana tehnyt Työtehoseura r.y., jonka rakentamaa laitetta on kokeiltu pientraktoriin asennettuna (kuva 2). Laite on mahdollistanut puiden siirtämisen pystyasennossa joko kasoihin palstalle tai ajouran varteen. Puiden käsittelystä kasvavalle puustolle aiheutuvat vahingot jäävät tällöin vähäisiksi. Koska pientraktorin liikkuminen palstalla toisaalta saattaa vahingoittaa juuristoa, on kehittämistyöt ä tehty Varastoivan kaatolaitteen sovittamiseksi myös pitkäulotteisten puomien, noutopuomien, päähän. Tällöin toiminta voitaisiin rajoittaa ajourilta tapahtuvaksi. Kasaus Kasvatusmetsien puunkorjuun keskeinen ongelma on kasauksen koneellistaminen. Kasaukselle on ollut tunnusomaista kaksivaiheisuus, kasaus palstalle ja siitä edelleen ajouran tuntumaan. Kasaukseen on tavallisesti sisältynyt lisäksi eriasteista lajittelua. Toisin sanoen kasauksen tavoitteet ovat olleet jatkokäsittelyn helpottaminen, puutavaran siirtäminen metsäkuljetusajoneuvon ulottuville ja puutavaralajien erotteleminen. Ihmistyöhön perustuvaa kasausta on tavaralajimenetelmissä pyritty keventämään siirtymällä varsinaisesta kasauksesta suorintaan. Puu- ja runkomenetelmissä on pieniin puihin sovellettu edellä mainittua siirtelykaatoa, mutta isompien puiden ollessa kysymyksessä ainoaksi mahdollisuudeksi jää suunnattu kaato. Palatalta ajouran varteen tai traktoriin suoraan tapahtuva kasaus tai kuormaus on meillä viime aikoina kehittynyt tuntuvasti. Kehittämiskohteina ovat olleet pitkälle ulottuvat, kasaavat puomit ja kasaustraktorit. Edellisistä mainittakoon ennen kaikkea L. Marttiini-Yhtymän kehittämä liukupuomi (kuva 3). Myös muita tällaisia pitkiä puomeja on viime aikoina kehitetty sekä eillä että Ruotsissa. Jälkimmäisiä edustavat Ky. M. Laineen kehittämä Makeripientraktori (kuva 4) sekä Valmet Oy:n kehittämä kasaustraktori (kuva 5). 2 Vinttureiden kehittämiseen ei meillä ole enää kohdistettu erityistä huomiota. Kasvatusmetsien korjuumenetelmänä vinttureiden käyttö onkin jäämässä pois. Apukeinona muiden ratkaisujen yhteydessä ja täydentäjänä vintturi sen sijaan kyllä säilyy. Vinssausmenetelmän heikkoutenahan ovat ihmistyöpanoksen suuri osuus ja ihmistyöosuuden melkoinen rasittavuus. Myös kuorman ja vaijerin aiheuttamat vahingot ovat menetelmän varjopuolia. Koneellinen valmistus Pidettäessä kiinni Valikoivan harvennuksen periaatteesta ja tämän päivän ohjeeilisesta ajouravälistä, noin 30 metristä, koneellisen valmistuksen paikkana harvennusmetsässä tulee kysymykseen lähinnä ajoura. Pieniä puita ja puun osia on tosin mahdollista kuljettaa varastolle tai tehtaalle karsintaa ja katkontaa tai haketusta varten. Harvennuspuun valmistamisen koneellistaminen on kulkenut kahta linjaa. Toinen linja on kokopuuhaketus, jossa raaka-ainenäkökohdan lisäksi ovat korjuuteknologisina etuina karsinnan ja katkonnan pois j ääminen sekä mahdollisuus usean puun käsittelyyn samanaikaisesti. Toinen linja on perinteellinen tavaralajimenetelmä, sus karsinnan ja katkonnan sekä valmistetun tavaran kasauksen koneellistaminen. Haketuslinjaa on meillä jo sovellettu nuorten kasvatusmetsien harvennushakkuissa sekä vajaatuottoisten lehtipuumetsiköiden kunnostushakkuissa. Haketusmenetelmän käyttö myöhemmissä harvennuksissa, joissa korjataan myös tukkipuuta ja joissa kuitupuurungot ovat kookkaita, saattaa olla teknisesti vaikeata ja raaka-ainekäytön kannalta epätaloudellista. Tämän takia on tarkoituksenmukaista kehittää myö s "pöllilinjaa", josta on jo olemassa lupaavia ratkaisuvaihtoehtoja. Haketuslinjaa on meillä V11me vuosina kehitetty monilla tahoilla. Puiden kaadossa ja kasauksessa on kokeiltu kaikkia edellä käsiteltyjä ratkaisuja. Haketusta on suoritettu sekä ajouralla että varastolla. Edellisessä tapauksessa hake puhalletaan haketusyksikön hakekonttiin ja kuljetetaan samalla yksiköllä tien varteen (kuva 6). Jälkimmäisessä tapauksessa kokonaiset puut kuljetetaan kuormatraktorilla varastolle. Lähinnä taimikeiden harvennukseen ja perkaukseen kehitettiin SITRA:n lyhytkiertopuuprojektin yhtenä työn tuloksena Pallarin vesakkoharvesteri (kuva 7), jollaisia koneita on kehitetty myös Ranskassa. Nämä soveltuvat yksin käytettyinä kuitenkin

4 Kuva 1. Metoäntutkimuolaitoksessa kehitett;y kahvakehikko kevyebköön moottorisahaan liitettynä. Idea on peräisin Neuvostoliitosta. Valok. Metsäteho Kuva 2. Työtehoseura r.y:n kehittämä varastoiva kaatolaite pientraktoriin asennettuna. Koska laitteella ei käsitellä järeää puuta, ovat terät leikkaavat. Leikkaavan terärakenteen etuina ovat yksinkertaisuus ja nopeus. Terien kaarevuuden ansiosta kanto jää lyhyeksi. Suurin kannonläpimitta on 22 cm. Valok. Työväline Oy Kuva 3. L. Marttiini-Yhtymän kehittämä liukupuomi metoätraktoriin asennettuna. Liukupuomin ulottuvuus on m ja ei tä voidaan käyttää myös kuormaukseen esim. suoraan palstalta. Puomi on lisälaite ja se voidaan asentaa kaikkiin tavanooaisiin kuormaimiin. Valok. L. Marttiini-Yhtymä Kuva 4. Ky. M. Laineen valmistama Makeri-pientraktori. Trakt orin etuina ai.kaiselllllin kokeiltuihin pientraktoreihin verrattuna ovat ergonomisesti hyvä ohjaamo ja koneellinen kuormausmahdollisuua. Valok. Metaiteho Kuva 5. Valmet Oy : n valmistama kasausyksikkö. Peruakoneena on käytetty metsätraktori, johon on asennettu sekä kuormain että vintturi. Tarpeen mukaan kasaukseen voidaan käyttää kai.kkia lai tevaihtoehto.ia ( traktori - kuormain - vintturi) tai vain yhtä tahi kahta. Valok. Valmet Oy 3

5 Kuva 6. Työväline Oy: n kehittämä 'I'I'-palstahakkuri 1000 F. Peruakoneena on tässä tapaukses~a Lokomo 928 -kuormatraktori. Yksikössä on noin 17 m :n suuruinen ylhäältä kipattava hakekontti. Valok. Metsäteho Kuva 7. Kyösti Pallarin kehittämä ja rakentbi!i& vesakkoharvesteri, joka edust aa pitkälle kehitettyä koneellistamisratkaisua pystystä hakkeeksi". K~töalue on valitettavasti ainakin toistaiseksi suppea. Valok. Met säteho Kuva 8. Kockums AB:n valmistama Stegmatare on harvennuskorjuuseen tarkoitettu, jaksoittaistoiminen prosessori. Jakson pituus on 3.1 metriä j a puomin ulottuvuus 8. 2 metriä. Laite toimii ajouralta käsin. Valok. Kockums AB Kuva 9. Ranskalainen ARMEF-karsinta-katkontakone on jatkuvatoiminen, minkä ansiosta se soveltuu parhaiten viime aikoina kehitetyistä ulk.a ma.isista kevyen linjan koneista harvennusprosessoriksi Kuva 10. Kanadalainen Timmins- kaato- karsinta- katkontalaite yhdistettynä pit källe ulottuvaan puom11n tai pientraktoriin saattaisi olla yksi vaihtoehto harvennusmetsän harvesteriksi. Valok. Met säteho Kuva u. L. Marttiini- Yht}"Sin kevytrakenteiden proseesori, joka voi ottaa käsittelyynsi uni ta puita samanaikaisesti, on t illi hetkellä yksi kotimainen kasvatusmetsiin mahdollisesti sopiva 1110nitoimikone. Valot. L. Marttiini-Yhtymä 4

6 ainoastaan r1 Vl.- ja käytäväharvennustyyppiseen käsittelyyn. Katkotuo tavaran valmistamiseen kehitetyt ja kehitteillä olevat harvennusmetsien koneellietamisratkaisut ovat hyvin eriasteisia, yksinkertaisista karsintalaitteista täydellisiin harvestereihin asti. Yksinkertaisista karsinta-katkootakoneista mainittakoon tanskalainen Stripper, ranskalainen ARMEF ja ruotsalainen Koekumin Stegmatare. Kaikille näille koneille on tunnusomaista tyvi edellä tapahtuva yksin puin käsittely ja työskentely ajouralla yleensä ajouraan nähden poikittain. Puut on valmistamista varten ensin kasattava ajourien varteen, joskin Stegmatare (kuva 8) pystyy ottamaan puun käsittelyynsä metrin päästä ajouralta. Stegmatare ja Stripper ovat jaksoittaistoimisia ja jakson pituus on noin 3 metriä. Ranskalainen ARMEF (kuva 9) sen sijaan on rullasyöttöinen ja jatkuvatoiminen. Suurin näillä koneilla käsiteltävä puu on rinnankorkeudelta noin 20 cm. Peruskoneina tulevat kysymykseen maataloustraktorit tai kevyet metsätraktorit. Koska luotettavia tuotos- ja kustannustietoja näistä laitteista ei ole toistaiseksi saatavissa, niiden taloudellisuudesta ei voida esittää arvioita. Yksin puin käsittelyn periaatteesta johtuu, että tuotokset jäänevät melko alhaisiksi. Tavaralajimenetelmässä on kokeiltu myös joukkokäsittelyperiaatetta. Tällainen on mm. Työtehoseuran rakentama TTS-karsintavaunu, jonka toimintaperiaatteena on kuormatraktoriin kuormattuj en, karsimattomien puun osien karsiminen pyörimisliikkeen ja hankautumisen avulla metsäkuljetuksen aikana. Käytännön sovellutukseen ei kuitenkaan ole vielä päästy. Varastella toimivia joukkokarsinta-katkontalaitteita on käytössä useissakin maissa. Rivi- ja käytäväharvennuksiin tarkoitettuja monitoimikoneita on ollut olemassa jo kauan (esimerkiksi amerikkalainen TH-100, kanadalais-australialainen RW-30 jne.), mutta valikoivaan harvennukseen sop:lv:la koneita on alettu kehittää vasta viime aikoina. Ensimmäistä edustaa ruotsalainen Livab-harvesteri, jonka toimintapiirteistä mainittakoon 15 metrin päähän ulottuva, leikkaavalla saksityyppisellä kaatolaitteella varustettu nivelpuomi, ajouran suuntaineo karsinta-katkontalinja, maahan laskettavat taskut ja peruskoneen kolmijaksoinen, kahteen runkoni veleen perustuva rakenne. Koneen valmistusoikeuden siirryttyä Volvo-yhtymälle koneen jatkokehittely on ainakin toistaiseksi pysynyt salaisuutena. Muista ulkomaisista, vnme aikoina kehitetyistä harvennuskorjuun monitoimikoneista mainittakoon ruotsalainen Husqvarnaprosessori (kehitetty edellä mainitusta ARMEF: ista) sekä kanadalainen Timminsharvesteri. Husqvarna edustaa tavallaan uutta linjaa, sillä kysymyksessä on kevyt karsinta-katkontakone, joka on asennettu kuormatraktoriin ohjaamon ja kuormatilan väliin. Toiminta-ajatuksena on ajouran varteen kasattujen puiden karsinta ja katkoota toiselle puolen ajouraa sekä valmistetun tavaran kuormaaminen välittömästi kuormatilaan. Samantyyppistä ajatusta on kehitelty myös Suomessa. Timmins-harvesteri (kuva 10) on kevyehkötyyppinen, jatkuvatoiminen kaato-karsinta-katkontalaite, jonka asentaminen esimerkiksi pitkälle ulottuvan puomin päähän voisi olla yksi valikoivaan harvennukseen sopiva harvesterivaihtoehto. L. Marttiini-Yhtymä Rovaniemeltä on kehittänyt kevyen prosessorin (kuva 11), jonka syöttölaitteisto mahdollistaa usean puun syöttömisen samanaikaisesti. Koska karsintajälkeä tässäkin tapauksessa voidaan pitää tyydyttävänä, saattaa tämä kone olla varteen otettava koneellistamisvaihtoehto ainakin II ja III asteen harvennuksissa. Metsäkuljetus Kasvatusmetsien luontaisena metsäkuljetusajoneuvona ovat kuormatraktorit. Etenkin v11me vuosina on pyritty rakentamaan kasvatusmetsiin sopivia, tavallista kevyempiä kuormatraktoreita. Tällaisia ovat mm. kotimaiset Lokomo 909 ja Valmet 872 K. Kehitteillä on lisäksi erityisesti harvennuspuun korjuuseen soveltuva kuormatraktori. Tällaisten erikoistraktoreiden tarkoituksenmukainen käyttö tuottaa kuitenkin käytännössä vaikeuksia, koska sopivat kohteet ovat yleensä pieniä ja hajalleen sijoittuneita korjuualueella, joka konevalintoja käytännössä tehtäessä tavallisesti on yksittäisiä leimikoita määräävämpi operointiyksikkö. PÄÄTELMÄT Harvennusmetsien puunkorjuun kehittämisrintamalla on tapahtunut edistymistä, joskin osa kehittämisestä on vielä toistaiseksi ollut "kulissien takaista" ja siten ehkä monille tuntematonta. Koska useat koneet ja laitteet ovat vielä prototyyppiasteella, ei niiden teknisistä ja taloudellisista käyttöedellytyksistä voida 5

7 tehdä pitkälle meneviä päätelmiä. Tutkimustyö tuo kuitenkin piakkoin lisävalaistusta myös näihin seikkoihin. Samoin on odotettavissa lisääntyvää mielenkiintoa ja sen mukana uusiakin ratkaisuja kasvatusmetsien korjuun koneellistamiseksi. Kehittämistyössä joudutaan ottamaan huomioon toistaiseksi epätyydyttävästi rat- kaistuja näkökohtia. Tällainen on mm. korjuuvaurioiden ennalta ehkäisevä ja jälkikäteen tapahtuva torjunta. Samoin joudutaan kiinnittämään huomiota metsämaan ravinnetalouskysymykseen kokopuunkorjuussa. Puutavaran laatu, pituus ja lajittelu puolestaan korostuvat tavaralajimenetelmissä. Metsäteho Review 1/1977 DEVELOPif'Kl TI-lE TIMBER-HARVESTit-KJ TECHNIOOE FOR TI-lltltHtK;S Especially full-tree harvesting methods based on chipping and shortwood methods based on mechanised logging have been developed in recent times for the harvesting of timber from thinnings. The article reviews new equipment used for the two basic methods. Examples are the power-saw frame with handle, a storing felling device, long-reaching booms, chippers for cutting areas and for landing sites, simple delimping-bucking devices, a multi-delimbing waggon, and processors that have been developed or can be applied to timber harvesting from thinnings. Several of these devices and machines are still in the prototype stage and no far-reaching conclusions can be drawn yet on their technical and economic uses. METSÄTEHO SUOMEN METSÄTEOLLISUUDEN KESKUSLIITTO AY :N METSÄTYOI'ITUTKIMUSOSASTO Opastinsllta 8 B HELSINKI 52 Puhelin HELSINKI 1977 PAINOVALMISTE