MenSe RT7 -raivauslisälaitteen kustannuskilpailukyky ennakkoraivauksessa Metsätehon tuloskalvosarja 12/2016 Heikki Ovaskainen Markus Strandström Metsäteho Oy
Alikasvoksen ennakkoraivaus, miksi? Ennakkoraivauksella tarkoitetaan pieniläpimittaisen puuston raivaamista ennen varsinaista hakkuutyötä. Ennakkoraivauksen tarkoitus on parantaa korjuuolosuhteita, jolloin hakkuu nopeutuu ja korjuuvauriot vähenevät. Yleisohjeena on alikasvospuuston raivaaminen metrin säteeltä ainesja energiapuukokoisten puiden tyvien ympäriltä sekä mahdollisesti näkyvyyttä haittaavan muun puuston raivaaminen. 2
Alikasvoksen käsittelyvaihtoehtoja ennen hakkuuta 1. Alikasvosta ei raivata Konetyön tuottavuus ja laatu laskevat -> kustannusten nousu 2. Metsuri suorittaa ennakkoraivauksen etukäteen Sopivan raivauksen määrän arvioiminen voi olla vaikeaa. Voi sisältää turhaa työtä etenkin, jos tehdään totaaliraivauksena. 2 000 puun ympäriltä metrin säteen raivaaminen = 0,6283 ha Kustannuksiltaan kallis. Etukäteen suoritettuna maahan kaadettu alikasvos ehtii painumaan ja ei siten haittaa hakkuuta. 3. Ennakkoraivaus on koneyrittäjän vastuulla Yrittäjän vastuulla on tehdä sellainen raivaus, jossa hakkuutyön laatu ja tuottavuus pysyvät vähintään yhtä hyvinä kuin metsurin raivaamalla kohteella. Jos pystyy suorittamaan hakkuun laadukkaasti ja kannattavasti ilman raivausta, niin tällöin yrittäjä voittaa. Koneyrittäjä voi joko palkata metsurin raivaamaan tai suorittaa raivauksen hakkuutyön aikana hakkuulaitteeseen asennettavalla raivauslisälaitteella tai olla raivaamatta. 3
MenSe RT7-raivauslisälaite Raivauslisälaitteen malliversiot: 1.1, 1.2, 2.1 ja 2.2 = RT7 MenSe RT7 -raivauslisälaite kiinnitetään hakkuukoneen hakkuulaitteeseen ja se mahdollistaa alikasvospuuston raivaamisen hakkuulaitetta liikuttelemalla. Laitteessa on kääntömekanismi; käynnistettäessä terä kääntyy automaattisesti työskentelyasentoon vaakatasoon. Kun terää ei käytetä, se kääntyy ylös, jolloin se ei haittaa tavanomaista hakkuutyöskentelyä. Malli Paino Työleveys Hammasväli Öljynvirtauksen tarve Käyttöpaine RT7 53 kg 67 cm 7 cm max 70 l/min ~ 200 bar 4
Taustaa tutkimukselle Ennakkoraivaus maksaa raivaussahatyönä keskimäärin 200 300 /ha, minkä osuus puunkasvatusketjun kuluissa on merkittävä. Raivauslisälaitteen version 1.2 kustannuskilpailukyvystä on tehty tutkimus (Ovaskainen ym. 2012). Tulokset olivat tuolloin varsin lupaavia. Kustannus voisi olla mahdollista jopa puolittaa, jos se saataisiin yhdistettyä korjuuvaiheeseen. Edellyttää koneyrittäjälle maksettavaa korvausta raivaamisesta. Raivauslisälaite ei ole kuitenkaan yleistynyt koneyrittäjillä. Koneyrittäjien keskuudessa leimikon ennakkoraivaus nähdään hakkuuoikeuden haltijan tehtäväksi hoitaa. Koetaan, että raivaustyötä ollaan siirtämässä koneyrittäjien vastuulle ja kustannukseksi. Raivaamattomuus ei ole ollut ongelma. Metsäteollisuusyritykset edellyttävät, että työmaat on ennakkoraivattu ennen harvennusta. Ei käytännössä toteudu aina. 5
Tutkimuksen tavoite Tutkimuksen tavoitteena oli selvittää raivauslisälaitteen kustannuskilpailukyky suhteessa metsurin suorittamaan ennakkoraivaustyöhön antaa viitteitä olosuhteista, joissa raivauslisälaite on kilpailukykyinen vaihtoehto. 6
Aineiston keruu Tutkimuksen aineistoa kerättiin tammikuussa Kihniössä ja kesäkuussa Killinkoskella. Molemmilla kerroilla tutkimuskoneena toimi JM-Forestin harvesteri, johon raivauslisälaite oli asennettu. Hakkuukone Valmet 901.3 (vm. 2007) Valmet 350.1 -hakkuulaitteella Raivauslisälaite MenSe RT7, hammasväli 7 cm Jälkimmäisellä kohteella raivauslisälaitteeseen oli päivitetty työskentelyasento-ominaisuus. Kuljettaja oli harjaantunut tekemään raivauslisälaitteella hakkuuraivausta, joten työskentely oli luontevaa ja sujuvaa. 7
Työmaa Kihniössä 22.1.2016 2. harvennuskohde, runkojen keskikoko 93 dm 3. Mänty valtapuu, koivua seassa. Kohteella ei ollut aikaisemmin tehty hakkuuta, todennäköisesti oli raivattu. Raivatun alikasvoksen vaihteli hakatun koealan mukaan noin 1 000 3 400 r/ha. Tutkimushetkellä pakkasta oli -18 o C ja lunta maassa noin 20 cm. Koealoilta hakattiin ainespuita 433 kpl, joista kertyi yhteensä 40,2 m 3. Kuvia kohteelta: 8
Työmaa Killinkoskella 2.6.2016 Ensiharvennus, poistettujen runkojen keskikoko 63 dm 3. Puusto pääasiassa kuusikkoa, joitakin mäntyjä ja koivuja seassa. Raivatun alikasvoksen määrä ja koko vaihtelivat hakatun koealan mukaan noin 3 500 5 200 r/ha. Koealoilta hakattiin ainespuita 242 kpl, joista kertyi yhteensä 15,2 m 3. Kuvia kohteelta: 9
Koealatunnukset ja poistettujen ainespuurunkojen runkolukusarjat Kihniö Killinkoski Koeala 1 2 3 4 1 2 3 Hakatun puuston keskitilavuus, m 3 100 92 89 97 70 78 40 Hakatun puuston keskiläpimitta, cm 13,5 12,8 13,1 13,1 11,5 12,9 9,9 Puulajisuhteet, % Mänty 18 23 62 42 17 49 31 Kuusi 1 18 38 19 Koivu 82 72 38 58 65 13 50 Muu lehtipuu 4 Hakkuukertymä, m 3 /ha 70,6 77,0 59,7 88,8 64,8 45,5 29,8 10
Aikatutkimus Hakattiin kaikkiaan seitsemän hakkuukoealaa, neljä Kihniössä ja kolme Killinkoskella, käyttäen apuna raivauslisälaitetta. Koealojen kestot vaihtelivat 30 80 min välillä riippuen koealan pituudesta. Työn videokuvaus koneen hytistä videokameralla. Runkotiedostot tallennettiin. Selvitettiin ympyräkoealojen avulla alikasvillisuuden määrä hakkuukoealoilta. Hakkuukoealojen koot mitattiin. Tehtiin aikatutkimus videoaineistolle. Työvaihejako: Raivauslisälaitteella raivaus Hakkuulaitteella raivaus Apuaika Siirtyminen Vienti Hakkuulaitteen tuonti eteen Kaato Prosessointi 11
Vertailtavat käsittelytavat Tarkastelussa verrattiin hakkuukohteiden käsittelyjen, /ha, kustannuksia seuraavissa tapauksissa: a) Metsurin suorittama ennakkoraivaus + koneellinen hakkuu b) Hakkuuraivaus raivauslisälaitetta apuna käyttäen Hakkuuraivauksella tarkoitetaan hakkuukoneella tapahtuvaa puuston harvennushakkuuta, jossa samanaikaisesti raivataan raivauslisälaitteella harvennustyöskentelyä haittaavaa alikasvosta hakkuutyön sujuvan toteuttamisen kannalta riittävä määrä. 12
Työajanmenekki On sekä raivauslisälaitteella että hakkuulaitteella tapahtuvaa raivausta. Molempia esiintyy sekä metsurin raivaamalla että raivauslisälaitekohteella. Metsurin raivaamalla leimikolla hakkuutyön työajanmenekki on pienempi johtuen raivauslisälaitteen poissaolosta (ei esim. hidasta hakkuulaitteen liikuttelua puiden välissä). Metsurin raivaamalla kohteella kaikki raivaus hakkuutyön aikana tehdään hakkuulaitteella, kun taas raivauslisälaitekohteella osa raivauksesta tehdään hakkuulaitteella ja pääosa raivauslisälaitteella. Ajanmenekin rakenteen havainnollistaminen: 1=konetyöaika, 2=hakkuulaitteella raivaus, 3=raivauslisälaitteella raivaus Metsurin raivaama kohde: Raivauslisälaitekohde: 1 1 2 3 2 13
Laskentaoletukset On selvitettävä hakkuun ajanmenekki tapaukselle, jossa kohteet olisivat metsurin raivaamia. Laskennassa oletetaan Ovaskainen ym. (2012) tutkimuksen tietojen perusteella, että raivauslisälaitteen kiinniolo hakkuulaitteessa lisää konetyöaikaa 10 % johtuen erityisesti laitteen varomisesta. Lisäksi oletetaan, että hakkuulaitteella tapahtuvan raivauksen ajanmenekki on kaksi kertaa hakkuuraivauksen hakkuulaitteella tapahtuvan raivauksen ajanmenekki. Metsurityön tehoajanmenekki on laskettu raivaustyön ajanmenekkifunktion perusteella ja muutettu käyttötuntiajanmenekiksi, ts. sisältäen tauot, kertoimella 1,3. Raivauskohteen hehtaarikäsittelykustannukseen on laskettu mukaan myös työaikaan suhteutettu kilometrikorvaus 40 km edestakaisen matkan osalta. Hakkuuraivauskonetyön tuntihinta 90 ja normaalin hakkuun 89,5. Hakkuukonetyön ajanmenekit on muutettu käyttötuntiajanmenekeiksi kertoimella 1,35. 14
Työvaihejakaumat 15
Tulokset Kihniö Koealat 1 2 3 4 Alikasvoksen määrä, kpl/ha 3 489 2 421 1 709 1 282 Keskimääräinen kantoläpimitta, mm 40,7 42,3 36,8 50,3 Metsurin laskennallinen ajanmenekki, h/ha 9,3 7,8 5,7 7,4 Metsurityön tuntihinta, /h 35 35 35 35 Matkakorvaus, 21,0 17,5 12,9 16,7 Metsurin ennakkoraivauskustannus, /ha 347,89 290,16 213,07 276,22 Hakkuuraivauksen kustannus Työajanmenekki (hakkuuraivaus), h/ha 9,4 10,4 7,7 10,3 Raivauslisälaitteella raivauksen osuus tehoajasta, % 15,6 9,9 10,5 13,3 Raivauslisälaiteajanmenekki, h/ha 1,5 1,0 0,8 1,4 Hakkuuraivauksen kustannus, /ha 843,75 939,01 696,09 929,85 Raivauslisälaitteen käyttöajan aiheuttama kustannus, /ha* 131,66 93,19 73,36 123,36 Harvesterihakkuun kustannus Hakkuutyön kustannus, /ha 629,30 832,30 613,56 770,57 Metsurin ennakkoraivaus + harvesterihakkuu, /ha 977,18 1122,46 826,63 1046,78 KÄSITTELYMENETELMIEN EROTUS, /ha** 133,43 183,45 130,54 116,94 * = Raivauslisälaiteajanmenekki x koneen tuntihinta ** = (Metsurin ennakkoraivaus + harvesterihakkuu) - Hakkuuraivaus 16
Tulokset Killinkoski Koealat 1 2 3 Alikasvoksen määrä, kpl/ha 3 507 4 676 5 172 Keskimääräinen kantoläpimitta, mm 46,0 18,0 18,2 Metsurin laskennallinen ajanmenekki, h/ha 11,4 6,6 6,9 Metsurityön tuntihinta, /h 35 35 35 Matkakorvaus, 25,6 14,8 15,5 Metsurin ennakkoraivauskustannus, /ha 424,40 244,84 256,46 Hakkuuraivauksen kustannus Työajanmenekki (hakkuuraivaus), h/ha 16,2 8,3 8,7 Raivauslisälaitteella raivauksen osuus tehoajasta, % 37,6 20,4 21,5 Raivauslisälaiteajanmenekki, h/ha 6,1 1,7 1,9 Hakkuuraivauksen kustannus, /ha 1453,66 744,33 787,37 Raivauslisälaitteen käyttöajan aiheuttama kustannus, /ha* 546,53 152,13 169,11 Harvesterihakkuun kustannus Hakkuutyön kustannus, /ha 922,97 634,65 657,33 Metsurin ennakkoraivaus + harvesterihakkuu, /ha 1347,37 879,49 913,79 KÄSITTELYMENETELMIEN EROTUS, /ha** -106,30 135,15 126,42 * = Raivauslisälaiteajanmenekki x koneen tuntihinta ** = (Metsurin ennakkoraivaus + harvesterihakkuu) - Hakkuuraivaus 17
Raivauksen kustannukset Raivatun puuston tiheyden perusteella tarkasteltuna raivauslisälaitteella raivaus on metsuriraivausta edullisempaa, kun tiheys on alle 12 000 14 000 runkoa/ha. Tutkimuksen koealoilla maksimi alikasvoksen raivausmäärä oli 5 172 runkoa/ha 18
Raivauslisälaitteen käytön kilpailukyky Raivauslisälaitteen käytön kustannusta verrataan metsurin suorittaman ennakkoraivauksen kustannukseen. Raivauslisälaitteen kustannuskilpailukyvyn edellytyksenä on, että sen käytöstä aiheutuva kustannus on maksimissaan sama, mikä on metsurin vastaava raivauskustannus. Alhaisen raivausmäärän kohteilla raivauksen osuus konetyöajasta on pieni, jolloin hakkuukoneen korkeampaa tuntihintaa ei kulu liikaa raivaamiseen. Raivauslisälaitteen käytön kannattavuuden raja, riippuen metsurin tuntihinnasta, on 30 35 % kohdalla, kun konetyön tuntihinta on noin 90 (ks. kuva). 19
Päätelmiä Raivauslisälaite soveltuu kohteille, joissa raivattavan alikasvoksen määrä ei nosta raivauslisälaitteen käytön ajanmenekin osuutta työajasta yli 30 35 %. Kohteilla, joissa raivattavaa on yli 11 000 runkoa/ha, on suositeltavaa raivata edelleen metsurityönä. Raivauslisälaitteen käyttökohteilla voi olla lähellä 11 000 runkoa/ha 2 4 cm paksua alikasvosta pituudeltaan 2 4 m, jolloin alikasvoksen niittäminen raivauslaitteella onnistuu vielä hyvin. Haasteena on alikasvoksen pituuden kasvu yli 5 metriin (ns. ongenvapakohde), jolloin työskentely hidastuu ja vaikeutuu alikasvoksen kaatuessa hallitsemattomammin latvan painopisteen suuntaan. Saadut tulokset ja kuvaajat ovat yhteneviä ja johdonmukaisia aiemman raivauslisälaitetutkimuksen (Ovaskainen ym. 2012) kanssa. Tuolloin raivauslisälaitteen laskennalliseksi kannattavuusrajaksi muodostui noin 11 000 runkoa/ha, ja raivauslisälaitteen käytön osuuden raja oli 25 % työajasta. Kyseisessä tutkimuksessa maksimi raivatun puuston määrä hakkuukoealoilla oli 9 000 runkoa/ha. Huomioitavaa tässä tutkimuksessa on koealojen suhteellisen alhainen lukumäärä. Esitettyjen kuvaajien kulmakertoimien luotettavuutta saataisiin kasvatettua suuremmalla koealamäärällä. Laskennassa käytetyllä oletuksella hakkuulaitteella suoritetun raivauksen osuudesta työajassa on vaikutus lopputulokseen, mutta ei lopputulosta juurikaan muuttavaa. 20
Havaintoja Raivauslisälaitteen työasento -toiminto poistaa muutamia aiempia raivauslisälaitteen käytön ongelmia: Raivauslisälaite ei haittaa normaalia hakkuuta ulokkeena, joten työskentely on sujuvampaa. Ei-työasennossa oleva raivauslisälaite ei aiheuta ns. lumikenkäefektiä lumen tai poistettavan puun vieressä sijaitsevan muun korokkeen takia, joten puiden kannot eivät jää liian pitkiksi. 7 cm hammasväli vaikuttaa tutkimushakkuiden perusteella toimivalta. Raivauslisälaite mahdollistaa sen, että raivausta tehdään vain sen verran kuin sujuva työskentely edellyttää. Kuljettaja raivaa vain sen verran, kuin kokee tarpeelliseksi. Kuljettaja raivaa vain sieltä kohtaa leimikkoa, missä on tarvetta raivata. Kuljettajan omakohtaisena havaintona oli, että raivauslisälaitteella katkaistu puu ei juurikaan veso. -> Raivatun puun kanto rikkoontuu ilmeisesti sen verran laajasti, että se kuivuu tehokkaasti. Raivauslisälaitteella raivattavaan alikasvokseen ei tartuta, joten alikasvoksen kaatuminen ei ole täysin hallittua. Pidemmät raivattavat puut koneen suuntaan kaatuessaan aiheuttavat siirtelyliikkeitä kouralla. Haasteena metsäkoneella tapahtuvassa raivauksessa on hakkuulaitteen väliin tunkeutuvat risut. Verrattaessa työnaikaista raivaamista ennakkoon tehtyyn raivaamiseen, kuljettaja ei pysty suunnittelemaan työtään kovin pitkälle eteenpäin alikasvoksen haitatessa näkyvyyttä. Raivauslisälaitteen noin 50 kg paino voi vaikuttaa koneen tasapainoon erityisesti silloin, kun otetaan puita äärietäisyyksiltä koneen sivuilta kohtisuoraan koneeseen nähden. 21
Kirjallisuutta Kärhä, K., Keskinen, S., Kallio, T., Liikkanen R. & Lindroos J. 2006. Ennakkoraivaus osana ensiharvennuspuun korjuuta. Metsätehon raportti 187. Saatavilla: http://www.metsateho.fi/ennakkoraivaus-osanaensiharvennuspuun-korjuuta/ Ovaskainen, H., Mutikainen, A., Hourunranta, P. & Väre, T. 2012. MenSe RT25 -raivauslisälaite näkemäraivauksessa. Metsätehon tuloskalvosarja 10/2012. Saatavilla: http://www.metsateho.fi/mense-rt25- raivauslisalaite-nakemaraivauksessa/ Väre, T. 2012. Alikasvoksen raivaus Mense Oy:n raivauslisälaitteella. Ammattikorkeakoulututkinnon opinnäytetyö. Hämeen ammattikorkeakoulu. Saatavilla: https://www.theseus.fi/bitstream/handle/10024/56982/vare_tuomo.pdf?sequence=1 22
Kiitokset JM-Forest Oy MenSe Oy Metsä Group Metsähallitus Veljekset Lehtomäki Oy 23