Bioenergia-autojen optimaalinen kuormakoko ja työmallit irtobiomassojen kuormaamiseen

Transkriptio

1 Bioenergia-autojen optimaalinen kuormakoko ja työmallit irtobiomassojen kuormaamiseen Metsätehon tuloskalvosarja 3a/2016 Heikki Ovaskainen & Henri Lundberg Metsäteho Oy

2 Sisältö Taustaa Osa I: Ajomatkan ja kuormausajan optimointi Heikki Ovaskainen Osa II: Bioenergia-autojen kuormaustyömallitutkimus Henri Lundberg & Heikki Ovaskainen Yhteenveto ja jatkoaiheet 2

3 Tehokkainta olisi kuljettaa aina kuormia, jotka muodostavat autoon täyden hyötykuorman. Taustaa Irtobiomassoista (hakkuutähteet ja kannot) saadaan painoiltaan huomattavasti alle sallittujen painorajojen olevia kuormia. Kuorman koko irtobiomassoilla on hyvin riippuvainen myös materiaalin kosteudesta ja materiaalin tyypistä. Irtobiomassojen kuormaamisessa autoon myös työmenetelmät ja kuljettajan työtavat vaikuttavat saavutettavaan kokonaispainoon. Tyypillisen bioenergia-auton kokonaispaino on 64 tonnia ja kuormatilan tilavuus noin 160 m 3. Tyhjän auton paino on noin 31 tonnia ja tyypillinen hyötykuorma kannoilla ja hakkuutähteillä noin 25 tonnia. Maksimikuormaa, noin 34 t, jää siis usein hyödyntämättä. 3

4 Kuormauskäyrä biomassojen kuormaamiseen Hyötykuorma, t 34 t 23 t Kuormauskäyrä kuvaa kumulatiivisen kuormakoon kuormausajan funktiona. Tavallisesti saavutettava hyötykuorma Tiivistämiseen tarvittava aika (tai tiivistämislaitteen tarvitsema aika) Kuormausaika Hyötykuorman koko voidaan esittää kuormausajan funktiona. On normaalia saavuttaa noin 23 tonnin hyötykuorma vähäisellä tiivistämisellä, mutta tätä suuremmat kuormat vaativat jo tiivistämistoimenpiteitä. 4

5 Kuormauskäyrä biomassojen kuormaamiseen Hyötykuorma, t Kuinka paljon aikaa on kannattavaa käyttää tähän? 34 t 23 t Kuormauskäyrä kuvaa kumulatiivisen kuormakoon kuormausajan funktiona. Tavallisesti saavutettava hyötykuorma Tiivistämiseen tarvittava aika (tai tiivistämislaitteen tarvitsema aika) Kuormausaika Kysymys kuuluu: Onko tarpeen saada täyttä hyötykuormaa lyhyellä ajomatkalla ja käyttää sen sijaan säästynyt aika ajamiseen ja yhden lisäkuorman kuljettamiseen? 5

6 Autoilijan periaate kuormaamiseen Keskusteltaessa kuljettajien kanssa kuorman tiivistämisestä, tyypillinen vastaus oli: Ei pitäisi käyttää liikaa aikaa suuren kuorman tekemiseen, koska sinä aikana ehtii ajamaan yhden kuorman lisää Mikä on sopiva aikamäärä käytettäväksi kuormaamiseen eri kuljetusmatkoilla ts. mikä on sopiva kuormakoko eri kuljetusmatkoilla? 6

7 Periaatekuva kosteuspitoisuuden vaikutuksesta kuorman energiamäärään 160 m 3 kuormatilalla Hyötykuorma, kg , , ,3 87, MWh/160 m 3 kuorma 0 50% 40% 30% 20% 0 Kosteusprosentti, % Hakkuutähteen keskimääräinen irtotiheys on noin 165 kg/m 3 50 %:n kosteuspitoisuudessa. Hyvin kuiva materiaali vaikeuttaa täyden kuormapainon saavuttamista. 7

8 Kuljetuksen pienimmän yksikkökustannuksen saavuttaminen Kuljetuksen pienimmän yksikkökustannuksen saavuttamiseksi on olemassa erilaisia menetelmiä. Tässä tutkimuksessa keskityttiin seuraaviin vaihtoehtoihin: 1. Optimoidaan kuorman koon ja kuljetusmatkan suhde Lyhyillä kuljetusmatkoilla ei ole tarpeellista yrittää saada täyttä hyötykuormaa, koska kuorman lopputiivistäminen vie paljon aikaa ja tuo aika voidaan käyttää ajamiseen. 2. Käytetään työmenetelmiä tai -malleja, jotka tiivistävät kuormaa niin paljon lyhyessä ajassa, että täysi hyötykuorma saavutetaan Työmallitutkimuksen ideana on löytää sellaisia työmalleja, joiden avulla kuormakokoa saadaan suurennettua ilman että tarvitaan erillistä tiivistämislaitetta, joka omalla painollaan alentaisi hyötykuorman kokoa tai lisäisi kuormauksen ajanmenekkiä huomattavasti. Kuormaus ajatellaan suoritettavan järkevillä kuormaimen käyttöliikkeillä. 8

9 Tutkimuksen tavoitteet Tämä tutkimus jaettiin kahteen osioon ja niiden tavoitteet olivat: Osa 1: laskea optimaalinen kuorman koko suhteessa ajomatkaan. Osa 2: kuvata tuottavat työmallit irtobiomassojen kuormaamiseen bioenergiaautoon. 9

10 Osa I Optimaalinen kuorman koko eri kaukokuljetusmatkoilla Metsätehon tuloskalvosarja 3a/

11 Taustaa Pitkillä kaukokuljetusmatkoilla hyötykuorman tulee olla mahdollisimman suuri, mutta lyhyillä kuljetusmatkoilla kuljettaja voi tasapainoilla kuormausajan ja matkan kanssa. Ts. käyttääkö aikaa kuorman tiivistämiseen ja edelleen täyttämiseen vai ajamiseen hieman pienemmällä kuormalla. Minimikustannukset ja siten optimaalinen tilanne laskettiin hyödyntäen Metsätehon autokustannusten laskentapohjaa. Laskentapohjan parametrit muokattiin vastaamaan tyypillistä bioenergia-autoa. Perusteita koskien autoilijoiden työtä: Päivittäinen ajoaika on 9 tuntia. Kuljettajat työskentelevät kahdessa vuorossa tehden yhteensä tuntia vuodessa. Tämä sisältää normaalin työajan sekä ylityön 250 h/kuljettaja. Vuodessa on noin 200 työpäivää. Irtomateriaaleilla tyypillinen kosteus on 40 % ja näin ollen tyypillinen auton kokonaispaino on 55 tonnia. Irtomateriaalien kuormausaika on korkeampi suhteessa pyöreään puuhun. Metsäenergian kuljetuksia tarvitaan enemmän talvi- kuin kesäaikaan. Kuljetusaktiivisuus voi seurata tätä vaatimusta siten, että terminaalikuljetuksia on enemmän kesäaikaan sekä myös kuljettajien lomat. Laskelma ei sisällä muita kustannuksia kuljetuskustannusten lisäksi, kuten esimerkiksi haketusta tai murskausta. Kustannukset esitetään /t muodossa. 11

12 /t 16,00 14,00 12,00 10,00 8,00 13,37 11,73 10,08 8,43 Tulokset - Hakkuutähteiden kuljetuskustannukset eri kuljetusmatkoilla kuorman koon suhteen 12,80 12,31 11,90 11,22 11,56 11,28 10,81 11,05 10,86 10,46 10,72 10,61 10,17 10,54 10,50 10,48 10,48 9,65 9,95 9,77 9,30 9,63 9,53 9,46 9,43 9,42 9,43 9,47 9,02 8,79 8,61 8,48 8,08 8,39 8,34 8,31 8,31 8,34 8,38 8,45 7,80 7,57 7,41 7,28 7,20 7,16 7,14 7,16 7,20 7,26 7,34 7,44 6,00 4,00 6,78 6,50 6,29 6,13 6,02 5,95 5,92 5,92 5,95 6,00 6,08 6,18 6,29 6,42 5,13 4,93 4,78 4,69 4,63 4,62 4,64 4,68 4,75 4,85 4,96 5,09 5,24 5,40 2,00 0, Kuorman koko, t 0, km Optimaaliset hyötykuormien koot ovat kustannuskäyrien minimipisteissä eri keskimääräisillä kuljetusmatkoilla. 12

13 Optimaalinen kuormakoko eri kuljetusmatkoilla suhteessa kuormausaikaan Kuorman koko, tonnia (sininen viiva) , Kuljetusmatka, km Edellisen sivun tuloskuvaan pohjautuen kuvan sininen viiva osoittaa optimaalisen kuorman koon silloin, kun kuormausaikaa käytetään punaisen käyrän mukaan. Esimerkiksi, jos kuljetusmatka on 30 km, hyötykuorman tulisi olla vähintään 30 tonnia. Jos kuormaaminen vie vähemmän aikaa kuin kuormausaikakäyrä osoittaa, niin kuljetusmatka voi olla pidempi tai päinvastoin. 140,0 120,0 100,0 80,0 60,0 40,0 20,0 0,0 Kuormausaika, min (punainen viiva) 13

14 Päätelmiä Hyötykuorma tulisi saada maksimaaliseksi jo yli 50 kilometrin kuljetusmatkoilla 64 tonnin kokonaispainon autolla. Kuljettajan tulee sovittaa kuormakoko ajomatkaan: lyhyellä kuljetusmatkalla kuorman voi tehdä nopeasti ja kuorman koon voi jättää alle maksimin, mutta pitkällä kuljetusmatkalla kuorma tulee saada täyteen. Ajomatkan ja kuorman koon optimointi on hyvin riippuvainen kuormausajasta. Kuormausajan funktio perustui tämän kalvosarjan osion 2 kuorma-aineistoon ja sillä lasketut ajanmenekit eivät eronneet juurikaan aiempien vastaavien tutkimusten kuormausajanmenekeistä. 64 tonnin kokonaispainon saavuttaminen on hyvin aikaa vievä tehtävä, jos kuormattava materiaali on alle 35 % kosteudessa. Tämän johdosta työmenetelmät ja -mallit kuorman tiivistämiseksi ovat tarpeellisia normaalien kuormausliikkeiden lisäksi. 14

15 Osa II: Tehokkaat työmallit bioenergia-autojen kuormaamiseen irtobiomassoille Metsätehon tuloskalvosarja 3a/

16 Työmallit Työmalli on systemaattinen tapa tehdä työtä, mikä johtaa hyvään lopputulokseen kohtuullisella ponnistuksella. (Kokkarinen, J. (ed.) 2012.) Työmallien perusidea on käyttää nykyisiä laitteita ja koneita tehokkaammin työtekniikkaa ja työmenetelmiä kehittämällä. Työmalleissa huomio on työhön vaikuttavien perusperiaatteiden löytämisessä ja kuvaamisessa. Systemaattiset työmallit johtavat useimmiten parempaan kokonaislopputulokseen, koska työvaiheiden aikana kokonaisuuden hallinta on mielessä. Työmalleihin liittyy kiinteästi myös työhön sidoksissa olevaa hiljaista tietoa. Hiljaisen tiedon näkyväksi tekeminen lisää tehokkuutta ja työprosessin selkeyttä. Työprosessi osataan perustella. Tässä tutkimuksessa hiljaista tietoa kerättiin haastattelemalla ja keskustelemalla kuljettajan kanssa ajon aikana. 16

17 Aineiston keruu Tutkimusaineisto koostui auton kuormaajan hytistä kuvatuista kuorman teoista. Kuorman tekeminen kuvattiin kuormaajan hytin suunnasta ikkunaan kiinnitetyn kameran avulla. Auton ja perävaunun kuormatilat jaettiin kuormaustasoihin taakkojen sijoittamisen kontrolloimiseksi. Hyötykuormien suuruudet saatiin siltavaakojen avulla. Yhteensä 12 eri kuljettajaa osallistui tutkimukseen

18 Aineisto ja menetelmät Aikatutkimus suoritettiin käyttäen seuraavaa työvaihejakoa: 1. Kouran vienti kasalle 2. Kouran täyttö kasalla 3. Taakan siirto kuormatilaan 4. Kuormatilan järjestelyt 5. Kuormatilan jatkaminen Työvaiheet 1-4 esiintyivät lähes jokaisessa kuormaussyklissä ja kuormatilan jatkaminen kerran kuormaustyön aikana. Aikatutkimus ei sisältänyt valmistelu- tai muita keskeytysaikoja, sillä tutkimuksen huomio oli puhtaasti kuormausajassa ja sen työvaiheissa. 18

19 Tulokset 19

20 Kuormat Kuormia, kpl Keskimäärin, kg Min, kg Max, kg Keskihajonta, kg Kannot Hakkuutähteet Tutkimusaineisto koostui 23 kuormasta kantoja ja hakkuutähteitä. Kaikkien kuormien materiaali oli pääsääntöisesti kuusta. Joissakin hakkuutähdekuormissa oli myös vähäisesti koivua seassa. Kuormien kosteuspitoisuus oli mahdollista mitata vain kuormista, jotka purettiin suoraan terminaalin murskaan. Kosteusnäytteiden otto suoraan pinoista tienvarressa nähtiin sen verran epäluotettavaksi, että sitä ei tehty. Kuivatuoretonneja kuormien kokoina ei käytetty, sillä kosteuspitoisuudet saatiin vain 1/3 kuormista. Tästä syystä kuormien kokoina käytettiin kuormien maksuperustetonneja. Kaikki tutkimuspinot olivat olleet varastoituina ainakin yhden vuoden, joten kosteuden vaihtelu pinojen välillä oli tasaantunut. 20

21 Tutkimuskuormat Taakkoja keskimäärin kuormassa, kpl Pienin taakkojen lukumäärä/kuorma, kpl Suurin taakkojen lukumäärä/kuorma, kpl Keskimääräinen taakka, kg Kannot Hakkuutähteet Kannoilla taakkojen lukumäärä oli huomattavasti korkeampi ja taakkakoko lähes 100 kg alhaisempi kuin hakkuutähteillä. 21

22 Työvaihejako kanto- ja hakkuutähdekuormille 40,0 35,0 32,9 34,8 Osuus, % 30,0 25,0 20,0 15,0 28,1 19,9 22,0 25,3 20,0 13,6 10,0 5,0 0,0 Taakan siirto kuormatilaan Kouran täyttö kasalla Kuormatilan järjestelyt Kouran vienti kasalle Perävaunun jatkaminen 1,5 1,4 Kannot Hakkuutähteet Kuormatilan järjestelyn osalta hakkuutähteet erosivat kannoista. Irtonaiset materiaalit tarvitsevat enemmän tiivistämistoimenpiteitä hyötykuorman kasvattamiseksi. Suurempi työsyklien määrä selitti Taakan siirto kuormatilaan ja Kouran vienti kasalle -työvaiheiden korkeampaa osuutta kannoilla. 22

23 Keskimääräiset työvaiheajat kanto- ja hakkuutähdekuormille 70,0 60,0 60,5 Aika, min 50,0 40,0 30,0 47,9 20,0 10,0 0,0 18,8 13,4 Taakan siirto kuormatilaan 17,6 16,7 11,8 10,6 11,3 6,6 0,8 0,6 Kouran täyttö kasalla Kuormatilan järjestelyt Kouran vienti kasalle Perävaunun jatkaminen Kokonaissykliaika Kannot Hakkuutähteet Kantokuorman tekeminen kesti keskimäärin 26 % kauemmin kuin hakkuutähdekuorman. Suurin selittäjä tälle on työsyklien suurempi lukumäärä ts. taakkojen nostokertojen suurempi lukumäärä. 23

24 Kumulatiiviset kuormien kertymäkuvaajat kuormausajan suhteen kg Kannot ,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0 min kg Hakkuutähteet ,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0 min Kantomateriaalilla kuormausajan vaihtelu oli huomattavasti suurempaa kuin hakkuutähteillä. Hakkuutähteen homogeenisuus selittää pienempää vaihtelua. Punaisilla nuolilla merkityt kuvaajat edustavat kantokuormia, joissa materiaali oli palakooltaan normaalia pienempää. Kyseisestä materiaalista sai suuren hyötykuorman ilman pidempää ajankäyttöä kuorman tiivistämisessä. 24

25 Kantokuormien keskimääräisten taakkakokojen suhde kuorman kokoon ja kuormausaikaan , ,0 80,0 kg/taakka kg/hyötykuorma Kuormausaika, min 70,0 60,0 50,0 40,0 30, ,0 10,0 R² = 0, Kuljettaja 0 0, Taakan koko, kg Vasen kuva : Taakan minimikoko oli 111 kg ja maksimi 258 kg. Kuljettajalla 4 oli korkein taakkakoko ja hän myös saavutti melko suuren hyötykuorman. Toisaalta, kuljettajalla 3 oli pieni taakkakoko, mutta hän saavutti myöskin suuren hyötykuorman. Pienet taakat on mahdollista asetella tiiviisti. Oikea kuva: Taakan koko selittää kuormausaikaa. 25

26 Hakkuutähdekuormien keskimääräisten taakkakokojen suhde kuorman kokoon ja kuormausaikaan ,0 kg/taakka kg/hyötykuorma Kuormausaika, min 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 R² = 0, Kuljettaja 0 0, Taakan koko, kg Vasen kuva: Minimi taakan koko oli 162 kg ja maksimi 333 kg. Kuljettajat 3,4 ja 10, jotka saavuttivat suurimmat hyötykuormat, eivät käyttäneet suurimpia taakkakokoja. Oikea kuva: Taakan koko selitti vähäisesti kuormausaikaa. 26

27 Työvaiheaikajakauma yhdistettynä kantokuormien kokoihin Taakan siirto kuormatilaan Kouran täyttö kasalla Kuormatilan järjestelyt Kouran vienti kasalle Kuorman koko 100, ,0 80,0 14,8 13, Kuormausaika, min 70,0 60,0 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 0,0 11,1 16,8 9,9 14,7 37,9 37,6 6,3 11,3 17,7 30,6 34,2 9,8 25,3 7,5 18,0 11,8 11,4 12,2 16,4 14,5 8,8 10,6 2,0 6,4 12,2 12,0 10,8 0,8 6,9 6,9 10,6 9,3 3,9 28,4 5,8 29,0 13,7 17,2 13,4 13,5 17,3 21,8 22,4 19,4 19,0 11, Kuljettaja Kuorman koko, kg Kuormausajat vaihtelivat kuljettajien ja kuormien välillä. Selvää riippuvuutta kuormausajan ja kuorman koon välillä ei ollut. 27

28 Työvaiheaikajakauma yhdistettynä hakkuutähdekuormien kokoihin Taakan siirto kuormatilaan Kouran täyttö kasalla Kuormatilan järjestelyt Kouran vienti kasalle Kuorman koko 70, ,0 10, Kuormausaika, min 50,0 40,0 30,0 20,0 10,0 7,7 22,9 9,9 9,2 3,2 21,8 14,3 10,7 13,9 18,6 19,0 6,6 20,4 9,2 14,3 6,5 4,5 12,7 14,7 3,5 12,6 10,4 9,4 6,2 10,9 10,4 8,6 5,0 4,7 7,1 6,9 30,2 22,5 18,2 16,9 10,0 9,5 6,4 8,4 12,5 11,5 12,8 14, Kuorman koko, kg 0, Kuljettaja 0 Hakkuutähdekuormissa kuormausajat vaihtelivat kuljettajien ja kuormien välillä. Selvää riippuvuutta ei ollut havaittavissa. 28

29 Keskimääräiset työvaiheajat kuormattua tonnia kohden Työvaihe Kannot, s/t Hakkuutähteet, s/t Kouran vienti kasalle Kouran täyttäminen kasalla Kouran vienti kuormatilaan Kuorman lajittelu ja tiivistäminen Perävaunun jatkaminen Kokonaisaika, min/t

30 Kantotaakkojen jakautuminen kuormatilan osiin suhteessa kuorman kokoon Alaosa Keskiosa Yläosa Kuorman koko Taakkojen lukumäärä, kpl Kuorman koko, kg Kuljettaja Taakkoja sijoitettiin lukumääräisesti eniten kuormatilan yläosaan. Yläosaan sijoitettujen taakkojen koko oli pienempi kuin alaosiin sijoitettujen, koska kuljettajat täyttivät kuormatilan yläosaa pienillä taakoilla. 30

31 Hakkuutähdetaakkojen jakautuminen kuormatilan osiin suhteessa kuorman kokoon Alaosa Keskiosa Yläosa Kuorman koko Taakkojen lukumäärä, kpl Kuorman koko, kg Kuljettaja Hakkuutähdekuormilla, kuten kantokuormillakin, taakkojen lukumäärä oli myöskin suurin kuormatilan yläosassa. Kuljettaja 9 käytti vain suuria taakkoja kuormatilan alaosassa ja tästä johtuen kuormakoko jäi keskimääräisen kuormakoon alapuolelle. Kuljettaja 10 käytti sen sijaan paljon taakkoja kuormatessaan kuormatilan alaosaa ja saavutti siten suhteellisen korkean hyötykuorman. Näin ollen kuorman tiivistäminen jo kuormatilan alaosassa joko pienillä taakoilla tai tiivistämistoimenpiteillä mahdollistavat suuren hyötykuorman aikaansaamisen. 31

32 Työmallien kuvaukset 32

33 Yleisiä piirteitä työmallien tehokkaista piirteistä Riippumatta kuormattavasta materiaalista, yleisiä tehokkaita piirteitä on havaittavissa kuormaustyöskentelylle: Lyhyt kuormausmatka kasalta kuormatilaan Mitä lähemmäksi auto saadaan sijoitettua kasaa kuormauksen aikana, sitä nopeammin yksittäinen taakka saadaan kuormattua. Perävaunun jatkeen käyttö Perävaunun jatke on tärkeää tuoda sisään perävaunun takaosan täytön ajaksi. Pitkällä puomilla peräosan täyttäminen ja tiivistäminen on tehotonta. Kannonnostossa kantomateriaalin koko riippuu jossain määrin nostotavasta, nostajasta ja kannonkoosta. Sen sijaan, hakkuutähteitä ei ole pienennetty hakkuun tai lähikuljetuksen yhteydessä, joten palakoko on melko homogeeninen. Näin ollen kuormattavan materiaalin koko vaikuttaa työmalliin, erityisesti kannoilla. 33

34 1. Työmalli pienikokoisen kantomateriaalin kuormaamiseen Normaalia kantopalakokoa pienempi kantomateriaali mahdollistaa hyvin tiiviit ja lähellä maksimaalista hyötykuormaa olevat kuormat. Tämän tyyppistä materiaalia ei tarvitse juurikaan tiivistää kuormatilassa, mikä nopeuttaa kuormaamista. Kuormatilan täyttämisen menetelmää voi kutsua nimellä palapelimenetelmä, jossa sopivan kokoiset tyhjät kolot täytetään aina sopivan kokoisilla kantotaakoilla. Tiivistäminen kuormatilassa tehtiin painamalla joko avonaisella tai suljetulla kouralla Metsätehon tuloskalvosarja 3a/

35 2. Työmalli normaalikokoisen kantopalan kuormaamiseen Kannot pilkotaan tyypillisesti 3 tai 4 osaan kannonnostossa ja kannon juuri on osa kantopalaa. Suurien hyötykuormien mahdollistamiseksi tulee kiinnittää huomiota sopivan kokoiseen taakkaan, useisiin tiivistämisliikkeisiin kouralla, palojen sopivaan asetteluun kuormatilassa sekä kuormatilan täyttymisen ennakointiin. Pääperiaatteet suuren hyötykuorman saavuttamiseksi ovat: Asettele kerros kantomateriaalia kuormatilaan aloittaen kuormatilan takaosasta, jonka jälkeen käytä pienempiä taakkoja aukkokohtien täyttämiseen. Pohjakerroksen huolellinen täyttäminen mahdollistaa korkeamman hyötykuorman saavuttamisen. Yleisesti, käytä pieniä taakkoja, jopa yksittäisen kantopalan kokoisia. Käytä palapelitekniikkaa kantopalojen asettelussa. Tee tiivistämisliikkeitä lähes jokaisen taakan kohdalla Hyödynnä kuormaimen taakan painoa tiivistämisessä. Kouran piikit ovat tehokkaita kuorman tiivistämisessä, kun kuormaa tiivistetään aukinaisella kouralla. Käytä pieniä taakkoja. Tiivistä taakan painon avulla. 35

36 3. Työmalli keskikokoisen kuorman kuormaamiseksi lyhyellä kuormausajalla Tämän työmallin ajatuksena on saada keskikokoinen kuorma lyhyellä kuormausajalla. Malli soveltuu siten lyhyelle kuljetusmatkalle. Nopean kuormauksen mahdollistamiseksi on tärkeää keskittyä suuriin taakkakokoihin, lyhyisiin sykliaikoihin, isojen kuoppien täyttämiseen kuormatilassa ja lyhyen kuormausmatkan aikaansaamiseksi lähelle pinoa pysäköimisen avulla. Pääperiaatteet täyden kuorman tekemiseksi nopeasti ovat: Kun joitakin taakkoja on nostettu kuormatilaan, käytetään ison palapelin taktiikkaa jokaisella taakalla: isoja taakkoja sijoitetaan taakan kokoisiin koloihin. Käytetään niin suuria taakkoja kuin mahdollista (yli 200 kg). Tehdään tiivistysliikkeitä ainoastaan silloin kun taakka vapautetaan kuormatilaan Tiivistäminen on sidoksissa taakan irrottamiseen kuormatilassa. Taakalla tiivistäminen. Kuormauksen lopussa, kuormatila painellaan läpi kauttaaltaan ja tarkastetaan, ettei kuormatilaan jää täyttämättömiä kohtia. Minimoidaan kuormausmatka ajamalla auto niin lähelle kasaa kuin mahdollista. Taakan vapauttaminen kuormatilaan ja viereen jääneen tyhjän tilan täyttäminen seuraavalla taakalla. 36

37 4. Työmalli hakkuutähteiden kuormaamiseen Hakkuutähteiden kuormaamisessa tiivistämistoimenpiteet ovat vielä kantokuormiakin tärkeämpiä. Suurien hyötykuormien mahdollistamiseksi on tärkeää koko kuormatilan tiivistäminen aina kerralla, kuormattavan taakan muotoileminen sopivaksi palloksi jo kasalla ja kuorman täyttymisen seuraaminen. Pääperiaatteet suuren hyötykuorman aikaansaamiseksi ovat: Suuria taakkoja nostetaan kuormatilan pohjalle ja saavutettaessa ylempiä kerroksia, pienempiä ja enemmän tiivistettyjä taakkoja kuormataan. Kasalla pitkät oksat pyritään katkomaan ja koko taakka muotoilemaan tiiviiseen muotoon puristaen ja pyörittäen. Kuormaa tulee tiivistää taakan asettamisen jälkeen Tehokkain tiivistämiskeino kuormatilassa on samanaikaisesti painaa, puristaa ja kääntää materiaalia kuormaimella. Kuorman viimeistelemiseksi, kuorma tulee painella koko pituudeltaan ja jos tämän jälkeen löytyy vielä sopivia tyhjiä kohtia, ne tulee täyttää. Taakka tulee tiivistää jo kasalla. Yhtäaikainen painaminen, puristaminen ja kääntäminen tiivistää hyvin. 37

38 Päätelmiä Kuvattiin kolme tehokasta työmallia kantomateriaalin ja yksi hakkuutähteen kuormaamiseen. Vaikka kosteusarvoja ei mitattukaan kuormista ja vain todellisia kuormakokoja käytettiin tulosarvoina, niin tulokset vaikuttivat perustelluilta. Kosteusarvot olisivat parantaneet tulosten luotettavuutta eri kuormien paremman vertailun kannalta. Useimmille kuljettajille kuormista maksettiin kuljetettujen tonnien perusteella eikä kuljetetun energiamäärän. Tyypillisin määränpää kuormalle oli terminaalin kenttä. Materiaalin koko osoittautui merkittäväksi tekijäksi kannon kuormaustyömallien osalta -> tästä johtuen kaksi kantomateriaalin kuormaustyömallia perustui pitkälti materiaalin kokoon ja sen vaikutuksen huomioimiseen kuormaamisessa. Pienikokoisen kantomateriaalin kuormaamisessa suurempi koura tehostaisi kuormaamista. 38

39 Päätelmiä Hakkuutähteiden kuormaamisessa tiivistämistoimenpiteet ovat kantomateriaalia olennaisempia. Kuljettajat pyrkivät tekemään taakoista tiivistettyjä paaleja tekemällä kuormaimella tiivistysliikkeitä kasalla ja kuormatilassa. Hakkuutähteen kuormaamisen kannalta paras tehostamiskeino olisi koura, joka tiivistäisi ja niputtaisi taakan sen kuormatilaan noston yhteydessä. 39

40 Päätelmiä Tämä oli pioneeritutkimus bioenergia-autojen kuormaamistyömallien osalta. Jatkossa olisi tarve tehdä kontrolloituja tutkimuksia työmalleilla homogeenisillä biomassoilla terminaaliolosuhteissa, jolloin työmallien tehokkuuserot tulisivat paremmin esiin. Erityisesti hakkuutähteen tiivistämismenetelmien tutkiminen olisi tarpeellinen. 40

41 Kirjallisuus Kokkarinen, J. (ed.) Koneellinen puunkorjuu hallitusti hyvään tulokseen. Metsäteho. 107 s. Korpilahti, A Bigger vehicles to improve forest energy transport. Metsätehon tuloskalvosarja 3/ s. Ovaskainen, H Työmallit koneellisessa puunkorjuussa. Metsätehon raportti s. Poikela, A Compression potential doupling energywood load size. Metsätehon tuloskalvosarja 2/ s. 41

42 BEST kiitokset Tämä tutkimus oli osa BEST-hanketta, jonka koordinoinnista on vastannut CLIC Innovation Oy ja rahoituksesta TEKES. 42