PITKÄULOTTEISTEN KUORMAINTEN KÄYTÖN TALOUDELLISUUS

Transkriptio

1 9/98 NSR-projekti PITKÄULOTTEISTEN KUORMAINTEN KÄYTÖN TALOUDELLISUUS Jukka Taipale Tutkimuk e sa verrataan ihmistyövaltaiseen hakkuu een ja pitkäulotteisen~ vähintään. 0 m : n ~ traktorikuopmaimen käyttöön perustuvia korjuumenetelmiä vastaaviin vakiokuormaimen käyttöön peru tuviin menetelmiin. Vertailu a on edellytetty ~ että harvennusleimikoi a ajoura äli on m~ joten vakiokuopmainta käytettäe ä o a puutavarasta jää kuormaimen ulottumattomiin ja on e i kasatta a. Niissä harvennusleimikoi sa~ JO~s a lyhyen kuitupuun ohella korjataan myös tukkeja~ vyöhykkeellehakkuun ja pitkäulotteisen kuormaimen käyttö on taloudellise ti perusteltua~ vaikkei vyöhykkeellehakkuus a aavutettai i lainkaan ajan äästöä errattuna ajouran varteen hakkuu een. Pitkäulottei en kuopmaimen käyttöön peru tuvan korjuuketjun ku tannuket ovat tällöin nimittäin jok eenkin amat kuin ellai en ketjun ku tannuk et~ jo a kui tupuu hakataan ajouran arteen ja tukki vin ataan erilli enä työn aiheena pal talta. Sen ijaan puhtai a kuitupuuleimikoi pitkäpuomimenetelmän käyttö no taa tä pauk e sa korjuuku tannuksia. yöhykkeellehakkuu een kuluu e i Jo taas merkik i S % vähemmän aikaa kuin ouran varteen hakkuu een ~ pitkäpuomimenetelmä on tukke ja i ältä~i ä har ennu leimikoi a 0~ ~ 0 mk/m hal empi kuin in auk een ja akiokuopmaimen käyttöön perustu a menetelmä. Tämän uuruisella hakkuu 'ansää tällä pitkäpuomimenetelmä näyttää li äk i ole an kilpailukykyinen perintei en menetelmän kans a myö puhtai a kuitupuuleimikoi a (en iharvennuk i a ). Pitkää~ 3 m:n kuitupuuta ei oida korjata harvenn leimikoi a nykyisellä akiokuomainkalu tolla lainkaan ilma e ika aus - ta~ jos ajouraväli on m ja kuopmaus suoritetaan uralla toimien. Pitkän kuitupuun kor juussa pitkäulotteisen kuormaimen käyttö harvennusleimik2issa on olosuhteiden mukaan 0 ~ - 3~ 70 mk/m edullisempaa kuin vintturin ja vakiokuopmaimen käyttö. Avohakkuuleimikoissa pitkäulotteisen kuormaimen ja vakiokuormaimen käyttöön perustuvien menetelmien tuottavuusero metsäkuljetuksessa riippuu paljolti olosuhteista~ mutta näyttää kokonaisuudessaan olevan pieni. Koska pitkäpuomikuormainta ja vakiokuopmainta käytettäessä hakkuun ajanmenekitkään eivät poikkea juuri toisistaan~ kyseisten korjuumenetelmien välinen kustannusero jää avohakkuuleimikois a suhteelli en ä~äieeksi. Sitä ~ miten pitkäulotteisen kuopmaimen käyttö aikuttaa hakkuutyön ergonomiaan~ ei tä ä tutkimuk e a voitu el ittää. Tutkimu liittyy Pohjoi maiden ministerineuvo ton rahoittamina suoritetta iin yhteispoh 'oi mai iin metsäteknisiin kehittämistutkimuk iin. Näiden tutkimusten koordinaatioelin on Nordiska Skog arbets tudiernas Råd (NSR). Tutkimu kuuluu har ennu puun korjuuta ko ke aan projektiin ~ jonka johta a maa on Ruot i. JOHDANTO Suomessa on nykyisin metsätraktoreissa noin 0 sellaista kuormainta, joiden ulottuvuus on vähintään 9. 0 m eli m suurempi kuin ns. vakiokuormainten ulottuvuus. Teknisiä ratkaisuja ulottuvuuden lisäämiseksi on useita.

2 Keskeiset kysymykset pitkäulotteisen kuormaimen käytön kannalta ovat : TAULUKKO kannattaako ja missä korjuuolosuhteissa ja minkälaisia korjuumenetelmiä soveltaen sitä käyttää ja Niiden pölkkyjen osuus, joihin kuormai n ei ulotu <suunnattu kaato, ei kasausta. a jouraväli m ja ajouralta tulevan puun os uus % kertymästä) Puut avaran pituus, m - mi ten sen käy ttö va ikuttaa korjuun er vaiheisiin. Tu t kimuks en t avoi tteena oli selvittää näitä ky s ymyksiä tekniseltä ja tal oude l lise lta kan nal ta. Pitkäulo ttei s e n kuormaimen käytön vaikutus ta esimerkiksi hakkuun keven t ämiseen ei tässä yhteydessä käsitellä. Kuormaimen suurin ulottuvuus vaakatasossa, m % pölkkyj en kappalemäärästä TUTKITUT MENETELMÄT JA AINEISTO määrästä. Tästä määrästä noin puoleen vakio kuormain ei ulotu ajouralta käsin. Harvennuksissa tutkitut korjuumenetelmät selviävät kuvasta. Ajouraväli on kaikissa tapauksis sa suositusten mukainen m ja me tsätraktori liikkuu ajouralla poikke ama tt a siltä. Pyrkimykset hakkuumiehen työn keventämiseksi lisännevät lähiaikoina kuormainten ul ottumattomiin jäävää puumäärää. Jos harvennuksissa ryhdytään korjaamaan kuitupuu pitkänä, se lisää vakiokuormaimen ulottumattomiin jäävää puutavaraosuutta sekä sahatukkia sisältävissä harvennusleimikoissa että puhtais sa kuitupuuleimikoissa (ensiharvennuksissa). Tu t kimus perustuu pääos in Me ts ätehon ja muiden tutkimuslaitosten eri yhteyksissä keräämn aineistoihin. Tu tkimusta varten kerättiin ta lvella 98 aineis t o vyöhykkeellehakkuun j~ ajouran varteen hakkuun työjäljen (kasankoon) erois t a eri olosuh t eissa. Ai neisto käsi tti yh t eensä 2 hakkuumiestä. Tutkimuksen yksityiskohta iset laskentaperusteet ja tul okset korjuuvaihe ittain ovat saataviss a Metsätehos ta monisteena. Kuorma imen ulottumattomiin jäävä puutavara on pyritty saamaan kuorma i men ulottuville joko pitopuumenetelmää käyttäen, esikasaten, metsätraktorilla koukaten tai ajouraväliä kaventaen. Kaksi viimeksi mainittua menetelmää ovat puuntuotannon kannalta erittäin huonoja. Tämän tutkimuksen laskelmat perustuvat vakiokuormaimen ulottumattomissa ole van puutavaran metsäkulje tusta edeltävään esikasaukseen. HARVENNUS Tuottavuus Nykyiset kasausongelmat ykyisiä työehtosopimuksia ja m: n ajouraväliä sovellettaessa ylijäreä lyhyt kuitupuu, sahatukki ja pitkä kuitupuu ova t kasauks en keskeinen ongelma harvennuksissa, s i llä osa puutavarasta jää lähes aina vakiokuormaimen ul ottumattomiin hakkuun jälkeen. Ongelmat ovat suurimmat niissä harvennusleimikoissa, joissa osa kertymästä on tukkeja (2. ja 3. harvennus), sillä 9-20% sahatukeista jää vakiokuormaimen ulottumattomiin suunnatun kaadon jälkeen (taul ukko). Taulukon luvut ovat t eoreett isia ja ne edellyttävät, että leimikolle aukaistaan ajourat. Jos vanhoja aikaisemmissa hakkuis sa avattuja uria voi daan käyttää, on v akiokuorma imen ulottumatt omiin jäävä tukkimäärä s uht eell isesti huomattavasti suurempi. Lisäksi ylijäreitä kuitupuupölkkyjä on 2. ja 3. harvennuksen olosuhteissa Metsätehon laskelmien mukaan nykyistä kasattavan pölkyn enimmäislatvaläpimittaa sovellettaessa keskimäärin % esimerkiksi 3 m kuitupuupölkkyjen 2 Laskelmien perustaksi va l ittiin 5 eri har vennusolosuhdetta. Olosuhteet (ks. kuvia 5 ja 6, s. ) vastaavat eri aiko ina tehtyjä harvennuksia ( harvennusta). Hakkuun tuot ostasona käytettii~ nykyisen taksakäytännön mukaista tasoa no in 3 m kuitupuun ajouran varteen ha kkuussa. Pitkän kuitupuun hakkuun tuottavuus määritettiin tähän tasoon Kahalan esittämin ajanmenekki- ja tuotossuhtein ( etsätehon tiedotus 364). Lyhyen kuitupuun vyö hykkeellehakkuun tuottavuutta määritettäessä laskelmissa on eri tutkimuksissa saatujen tulosten erojen vuoksi käytetty kahta tapaa :. Ajansäästö vyöhykkeellehakkuu s sa verrattuna ajouran varteen hakkuuseen on 0 % 2. Ajansäästö vyöhykkee ll ehakkuussa verrattuna aj ouran va rt ee n hakkuuseen on 5 %

3 L Y H Y T (n. 3 ml ~ U I T U P U U J A T U K K I. HARVENNUS 2. JA 3. HARVENNUS PERINTEINEN HENETELHA <kuitupuu ajouran varteen. tukki levälleen) HARVENNUS PITKAPUOHIHENETELHA Ckuitupuu vyöhykkeelle. tukki levälleen) P I T K A <3-6 K U I T U P U U J A T U K K I PERINTEINEN HENETELHA (kuitupuu kasoihin palstalle tai suorien. tukki levälleen) PITKAPUOHIHENETELHA <kui tupuu kasoihin palstalle tai suorien. tukki levälleen> Kuva. Tutkitut harvennuksen korjuuketjut uva 2. Pit aulotteisella kuormaimella pitkä kuitupuu ja sahatu i voidaan uormata palstalta ilman esikasausta yös harvemu sissa. kun ajouraväli on m. Kuvassa Fis ars F 65 P - au o uormain. jonka suurin ulottuvuus on 2 Valo. Hetsateho 3

4 Kuvat 3 ja 4. Rovaniemen Konepajan superyletin j a L. Harttiini-Yhtymän teleskooppi ovat yleisim ät er ikoiss ii rtopuom i t. joilla vakiokuo rmaimen ulottuvuutta on lisä tty 9-0 m:iin. Valok. Metsäte ho j a L. Harttiini-Yhtymä 3 0 \ ~\ hak uu ajouran varteen - tuk i n vinss us - kuon~aus vak i akuomia i lla 2 = Kui tuooun hak (tukki levlll p i tklulotteis Cajansilst6 v '\ uu vvöhvkkee lle ~ r--y~ , , en) - kuor.aus lla kuon~ai ella 6hykkeellehakkuuss z verra tt una aj uran varteen hakkuuseen 0., 0 = Ku i tupuun 3.: Ku i t upwn hak uu vyöhykkeel l e ( tukki levlll en) - kuor aus phklulotteis lla kuonui ella 2 s bsoi in palstalle. - vinss.os uoraa i ella ltujuj asoi in palsulle. t u f levllltfl'l - kuo,...us pit lulot ufsella kuoruimlla ( ajanslistö v öhykkeellehakklnss verra tt una aj uran varteen hakkuusun 5 ) ""~ ~. Kui t ~ tu i l.-vlll e kuoraats va i ) 50 \ ~ \~,, L ~ 0 "<\ ~~ ~ ' Le iik on 3 t ihey s. /ha +-. Ku i tupuuos w s. I 00 Rungon koko. dnt3 37 _ ku i t uj t ukki Le i a i on 3 t ihe ys. /M 0 0j Kui t upuuosws. % 50/- 50/23 0 0/ 400 II 0/560 Kuva 5. Korjuukustannukset. lyhyt (n. 3 m) kuitupuu j a sahatukki, puulaji mänty Rungon kuitul t ol<o...3 t so ljn SOI S0/ ~ 0/ 00 II O/S60 uva 6. orjuu ustannu set. pit ä (3-6 m) kuitupuu j a saha t u i. puulaji.änty

5 Vinssaustuotokset perustui vat Kahalan (Me tsätehon seloste 2/977) ja Harstelan (t-etsäntutki musl ai t os, metsäteknologian tutkimusosasto, moniste 3/977) tutkimuksi in. Vins sauksen vaikutus metsäkuljetustuotokseen o t ettiin huomioon Kahalan edellä ma initun tutkimuksen mukaisena. Kaikkien menetelmien metsäkuljetustuotokset perustuvat keskikokoisen metsätraktor in käyttöön ja 350 m: n ajomatkaan. Olennaista pitkäpuomimenetelmän ja vakiokuor mainmenetelmän tu ottavuuseroja tarkastelta essa on, että jos kuitupuu korjataan lyhyenä ja kasataan vyöhykkeelle, hakkuu pitkäpuomi kuormainta käytettäessä kevenee ja tuottavuus eroja menetelmien välille syntyy mahdollises ti jo hakkuuvaiheessa (joskin tutkimustulokset poikkeavat toisistaan tältä os in). Jos taas kuitupuu korjataan pitkänä, tuottavuus eroa ei menetelmien välille vielä hakkuussa synny, koska pitkä kuitupuu hakataan kuormai men ulottuvuudesta riippumatta joko suorien tai kasoihin palstalle. Pitkän puutavaran korjuussa vakiokuormainmenetelmän ja pitkäpuomikuormainmenetelmän väliset erot näkyvät kin pelkästään esikasauksessa ja metsäkulje tuksessa. Taloudellisuusvertailu Vertailu perustuu seuraaviin kustannuksiin : Hakkuun kustannukset (sos. kust % hakkuumiehen palkasta) mk/pv Keskikokoinen metsätraktori + vakiokuormain Keskikokoinen metsätraktori + pitkäpuomikuormain ~ataloustraktori vintturi 77, 50 kasatun kuitupuun että palstalla olevan tu kin jokseenkin samaan hin taan ku i n mitä ovat ajouran varresta kuormauksen ja metsäkuljetuksen kustannukset lisättyinä tukin vinssa uskust annuks i lla. Sen sijaan puhtaissa kui tupuuleimikoissa pitkäpuomimenetelmä on täl löin,50-2, 50 mk/m3 kalliimpi, mut ta hakkuumiehen työn kannalta kevyempi. Tosin on huomattava, että jos vyöhykkeelle hakkuusta ei aineudu ajansäästöä ajouran varteen hakkuuseen verrattuna, taloudelli sinta joskaan ei hakkuumiehen työn kannalta järkevää olisi soveltaa pitkäpuomimenetel mää siten, että hakkuumies kasaisi lyhyen kuitupuun pitkäpuomikuormaimelle vakiokuor mainmenetelmien tapaan ajouran varteen ja pitkäpu0mikuormainta käyttäen ratkaistaisiin pelkästään tukin kasausongelma. Siihen pit käulotteinen kuormain on huomattavas ti kaik kia erillisiä esikasauslaitteita taloudelli sempi vaihtoehto. Jos vyöhykkeellehakkuussa puolestaan saavutetaan noin 5 %: n ajansäästö ajouran varteen hakkuuseen verrattuna, on pitkäpuomimenetel mä tukkia sisältävissä harvennusleim iko issa 0, - 2, 0 mk/m 3 halvempi ku i n vinssaukseen ja vakiokuormaimen käyttöön perustuva mene telmä ja tällöin kilpailukykyinen perintei sen menetelmän kanssa myös puhtaissa kuitupuu leimikoissa. Pitkää, 3-6 m kuitupuuta ei voida korjata harvennuksissa nykyisellä vakiokuormain kalustolla lainkaan ilman metsäkuljetusta edeltävää esikasausta, jos ajouraväli on m ja kuormaus suoritetaan ajouralla tomen. Harvennusleimikoissa pitkän kuitupuun korjuussa pitkäulotteisen kuormaimen käyttö on tällöin olosuhteiden mukaan 0, 3, 70 mk/m 3 edullisempaa kuin vintturin ja vakiokuormaimen käytt ö (kuva 6). -"- AVOHAKKUU + 85, Eri menetelm i en korjuukustannukset näkyvät kuvista 5 ja 6. Korjuukustannuksiin sisältyvät korjuuketjuun kuuluvien koneiden siirtokustannukset leimikolta toiselle. Siirtok us tannusten ero nykyisen taksakäytännön mukaan on esimerkkiolosuhteissa ( harvennuk sessa) 0, 00 -, mk/m3 pitkäpuom imenetelmän hyväksi, kun leimikon koko on 3 ha Ja siirtymismatka on 6 km. Jos lyhyen kuitupuun korjuussa vyöhykkeelle hakkuuseen siirtymisestä ei saavuteta lain kaan hakkuuajansäästöä ajouran varteen hak kuuseen verrattuna, on vyöhykkeellehakkuun ja pitkäpuomimenetelmän käyttö taloudellista lähinnä sahatukkia sisältävissä leimikoissa. Pitkäulotteisella kuormaimella varustettu yksikkö kasaa ja kuljettaa sekä vyöhykkeelle Vaikka tässä ei varsinasa kustannusvertai luja avohakkuusta esitetä, voidaan kuitenkin päätellä, että hakkuukustannukset pitkäpuo miku ormainta käytettäessä eivät olennaisesti eroa vakiokuormaimen käyttöön perustuvan hakkuun kustannuksista, koska hakkuu suoritetaan molemmille kuormaimille samoin, vain ajoura väli muuttuu. Vain silloin, kun hakataan ajourat avaten, voidaan pitkäpuomia käyttäen saavuttaa pi enehköjä hakkuukustannussäästöjä, koska hehtaarille avattavaa ajouraa on pitkäpuomimenetelmässä vähemmän. Avohakkuussa koneiden siirto sekä perinteisessä että pitkäpuomikorjuussa maksaa yhtä paljon, koska avohakkuussa ei puutavaraa vakiokuormaimellekaan esikasata. Metsäkuljetuksen osalta ei ole oletettavissa, että pitkäpuomin käytöstä aiheutuva m tavanomaista suurempi keskimääräinen 5

6 kuormausetäisyys lisäisi kuormausaikaa enemmän avohakkuussa kuin harvennushakkuussa. Kun lisäksi otetaan huomioon, että keskimääräistä kuormausetäisyyttä lukuun ottamatta muut kuormauksen kannalta tärkeät seikat, hakkuujälki ja kasankoko, pysyvät molemmissa menetelmissä samana - pitkäpuomikuormaimella voidaan vakiokuormainta paremmin täydentää keräillen vajaata kuormaustaakkaa, jolloin kuormauskertojen määrä kuormattua m3 : ä kohti vähenee, - kuormausajomatka pitkäpuomimenetelmissä harvemman ajouraverkon vuoksi vähenee, jolloin myös kuormausajoaika vähenee min/m3, ja että kuormausajossa ajolinjat voidaan pitkäuio tteista kuormainta käytettäessä valita vapaammin parempiin maastokohtiin, jolloin myös kuormausajonopeus mahdollisesti kasvaa, näyttää pitkäpuomimenetelmän tuo ttavuusero myös metsäkuljetuksessa o levan perinteiseen menetelmään verrattuna avohakkuussa pieni tai maaston mukaan sitä ei juuri ole. Tätä tukevat myös eräät tutkimustulokset. Kun myöskään pitkäpuomikuormainyksikön tavanomaista suuremmista käyttötuntikustannuk sista ei aiheudu nykyisen metsäkuljetukse~ tuottavuustason mukaan kuin pennin/m pääomakustannuslisä metsäkuljetuskustannuksiin, näyttävät pitkäpuomimenetelmän ja perinteisen menetelmän korjuukustannusero t avohakkuussa jäävän suhteellisen pieniksi. PÄÄTELMIÄ Taloudellisuusvertailut perustuvat pääosin menetelmistä aihe utuviin suoranaisiin korjuukustannuksiin. Toisaalta pitkäpuomimenetel missä s ovelle ttavaan kasauksen keventämiseen Metsä t eho Review liittyy monia ergonomisia etuja, J0ta ei taloudellisuusvertailuissa ole otettu huomioon. Lisäksi menetelmien käytön organisaatiohankaluutta on mitattu vain suoranaisin koneiden aiheuttamin siirtokustannuksin. ämä suoranaiset siirtokustannukset eivä t kuitenkaan täysimääräisesti kuvaa työn organisoiunista ja työmaiden ketjutuksesta johtuvaa hankaluutta ja kustannuksia, kun esimerkiksi verrataan kahden koneen korjuuketjua yhden koneen ketjuun. Laskelmissa taas on toisaalta edellytetty, että kuormaimen ul o ttuvuudesta rppumatta ajouraväli harvennuksissa on m ja kuormaus suoritetaan uralta. äin ei kuitenkaan a in a käytännössä tapahdu perinteisten mene telmien osalta, vaan ajouraväliä kaventaen ja koukaten (ajouralta poiketen) puuntuotannollisten näkökohtien kustannuksella pyritään esikasauskoneen käyttöä harvennustyömailla välttämään. Jos näin mene tellään, myös perinteisen menetelmän kustannukset muuttuvat esitetystä eräil tä osn. Taloudellisuuslaskelmissa ei ole otettu huo moon menetelmien mahdoll isia korjuuvaurio eroja. Kun ver taillaan siltä pohjalta, ettei myöskään perinteisessä korjuussa tingitä ajouravälistä, tarvitaan per inteisn mene telmiin ensiharvennusta ja lyhyen kuitupuun korjuuta lukuun o tt amatta esikasauskone. Tällöin vaurioita näyttää syntyvän jokseenkin sama määrä kuin yhden koneen käyttöön perustuvassa pitkäpuomikorjuussa. Ajouravälin kaventaminen ja koukkaaminen taas on puuntuo tannon kannalta kaikkein epäedullisinta. Pitkäpuomikorjuuta on tässä tutkimuksessa verrattu nykyisin käytössä ole vaan ihmist yövaltaiseen korjuumenetelmään. Jotkut uudet korjuuratkaisut, kuten esimerkiksi kuorma inprose ssori, koneellinen kaato- kasaus jne., saattavat pitkäl lä aikavälillä joiltakin osin supistaa pitkäpuomimenetelmien kannattavaa käyttöaluetta. 9/98 An PROFITABILITY OF THE USE OF LONG--REACH LOADERS SR-Project The study compares harvesting methods based on labour - intensive c utting and a long - reach, minimum of 9. 0 m, tractor loader with corresponding methods based on a standard loader. METSÄTEHO ISS SUOMEN METSÄTEOUISUUDE KESKUSUmO RY ETSATYO TUTKI USOSASTO Opastinsilla 8 B HELSI Kl 52 Puheln (90) 400 HELSI l! PAI OVALMISTE