Metsäntutkimus laitos Metsäteknologian tutkimusosasto Laskelmia kantojen koneellisesta korjuusta Helsinki 1970 2 1. Tehtävän asettelu ja rajaaminen. • Kanto- ja juuripuun korjuuta selvittelevä työryhmä asetti 31.3.1970 pitämässään kokouksessa työvaliokunnan (Ylimh. Sarapää, MH Järvinen, MH Ahonen) , jonka ensimmäisenä tehtävänä on selvit tää a) mitkä ovat taloudellisesti edullisimmat kanto- ja juuri puun korjuu- ja kuljetusketjut ja minkälaisia koneita ja laitteita näiden ketjujen toteuttamiseksi olisi rakennettava. b) ehdotukset teknillisen välineistön hankkimiseksi, joilla toimitetaan Kemi Oy:n tehtaille perustettavan kokeilulaitoksen raaka-aine (v. 1970 n. 3000 w?). Korjuuketjuja koskevissa laskelmissa lähdetään kahdesta perusta pauksesta 1. Kannokon korjuu 2. Kertopuun korjuu runkopuun korjuun yhteydessä laskelmat rajoitetaan koskemaan vain sellaisia korjuuketjuja, joissa kantopuun kaukokuljetus suoritetaan kuorma-autolla väli varastolta tehtaalle ja joissa lähikuljetuksessa käytetään kuor maa kantavia, hydraulisella kourakuormaajalla varustettuja metsä traktoreita. Lisäksi oletetaan, että pelkkään kantojen nostoon liittyvät teknilliset ongelmat on pääosiltaan ratkaistu, vaikkakaan maassamme ei tällä hetkellä ole markkinoilla käyttökelpoisia nostolaitteita. Työvaliokunta katsoo, että korjuuketjun vaikeim min ratkaistava osa on kantojen puhdistus ja pilkkominen kulje tuksen kannalta edullisempaan muotoon. Seuraavissa laskelmissa pyritään osoittamaan, kuinka paljon korkeintaan tämä työvaihe saa maksaa (mk/k-m ), seuraavassa kohdassa 4 esitettyjen lasken taperusteiden ollessa voimassa. 2. Tehtävän yleistarkastelua Tehtävänasettelun a-kohdan ratkaisua etsittäessä on pidettävä mielessä tuleva työvoimapula 1. toiminnan tuottavuuden on oltava korkea. Edelleen olisi ratkaisujen liityttävä mahdollisimman kit kattomasti muihin metsätalouden töihin kuten esim. runkopuun kor juuseen ja metsänviljelyyn. Näin ollen välineistön pitäisi, mikäli mahdollista, olla lisälaitteita, jolloin peruskoneiden kustannukset 3 eivät yksinomaan rasita kantojen korjuuta. Huomiota on myös kiin nitettävä koneiden maastokelpoisuuteen ja kestävyyteen. Ratkaisuja etsittäessä on myös huomattava, että korjuuolosuhteet vaihtelevat eri puolilla Suomea, mikä luonnollisesti rajoittaa menetelmän va linta?,. Lisäksi on todettava, että suurin osa laskelmissa käytetyis tä tuotoksista on arviopohjalla. Sama koskee myös pinotiheys lukuja. Työvaliokunta katsoo, että kantojen korjuun kokeilua ja kehittämistä olisi vietävä eteenpän kahdella linjalla, joista toinen tähtää pitemmälle tulevaisuuteen ja pyrkii luomaan suunta viivat pitkälle koneellistetulle korjuutoiminnalle. Toisella lin jalla olisi pyrittävä nopeasti löytämään ratkaisuja tehdaspään kokeilulaitosten puun saannin turvaamiseksi kohtuullisin kustannuk sin sekä hankkimaan käytännön kokemusta pitkän tähtäimen linjan toimintaa varten. Työvaliokunta katsoo, että kumpikin toimintalin ja on välttämätön ja ne täydentävät toisiaan. 3. Korjuuketjut Analysoitavat korjuuketjut on esitetty liitteessä 1. Työn alkuvaiheessa oli tarkasteltavana useampiakin ketjuja, joista vä hemmän käyttökelpoiset tapaukset on jätetty esittämättä. Korjuu ketjuissa on työjaettu viiteen perustyövaiheeseen, jotka ovat 1. Pal st availle 2. Lähikuljetus 3. Vaiivarastovaihe 4. Kaukokul j etus 5. Lisäkäsittely tehdaspäässä 4. Laskentaperusteet 41. "Leimikko" Laskelmat perustuvat siihen, että korjattavana on kantoleimikko, jonka tiheys on 400 kantoa/hehtaari. Talteen saatavan kanto- ja juuripuun määräksi oletetaan 15 $ alueella olleen runkopuun mää •z "Z z rästä (160 k-m /ha, ä 0.4 k-m /runko) eli 24 k-m /ha. Lisäksi ole tetaan, että 5 cm läpimitaltaan ohuempia juuria ei oteta talteen. 4 42. Nostolaitteet ja niiden tarvitsemat peruskoneet Arvioidut tuotokset ja yksikkökustannukset eri nostolait teille ovat tällöin seuraavat: 43. Pilkkominen ja juurien poisto Laskelmissa on tämän työvaiheen kohdalla lähdetty kahdesta vaihtoehdosta a) koneella b) moottorisahalla (erikoisteräketju) Koska työhön sopivia koneita ja laitteita ei ole vielä käytettä vissä lähdetään a-kohdassa siitä, että lasketaan suurimman mah dollisen tehdashinnan ja muiden korjuuvaiheiden kustannusten erotus, jolloin tiedetään, kuinka suuriakorkeintaan suunniteltavan laitteen kustannukset saisivat olla. Jälkimmäisessä tapauksessa lähdetään siitä, että moottacLsahamies poistaa juurakkoineen kaa detuista puista puun käsittelyä haittaavat juuret, jolloin tuotok •7. sen oletetaan olevan 100 puuta/päivä = 3 k-m /päivä. Mikäli työn tekijän päiväkustannus on 50 mk, saadaan kustannukseksi 16.66 Kasattujaakantoja pilkottaessa oletetaan tuotoksen ole van 50 k/t. Mikäli myös juuret kuljetetaan tehtaalle on päivä ■ tuotos 3 k-m . Korjattaessa talteen pelkästään kanto-osa, on tuotos 1.5 k-mVpv. Caterpillar D 7, kustannus kuljettajan kanssa = 70: -A - » - D 4, - " - - " - = 40: —/ "t Metsätraktori , - " - - " - - 30:-/t Maataloustraktori, - " - - " - = 13: -A Hydr. nostolaite (10000:-, 4 v. , a 700 t/v) = 5:-/t Kevyt mekaaninen nostolaite (4000;-, 4 v. a 700 t/v) = 2+-/t Nostolaite Tuotos kantopuuta mk/k-m Cat.D7 (nosto+kasaus) Cat.D4 (kaato) 400 k/pv=3 k-m"Vt 800 r/pv=6 k-m'Vt 23:30 mk/k-m 6:66 mk/k-m Cat. 1)4 (kaato ja juuret poistetaan) 800 r/pv=3 k-m^/t 13:32 mk/k-m Met sätr alet ori + hydraulinen nostoi. 45 k/t =2.7 k-m 5 /t 12.04 mk/k-m Maataloustraktori + kevyt nostolaite 20 k/t = 1.2 k-m 3 /t 12.33 mk/k-m 5 44. Lähikuljetus Lähikuljetus suoritetaan kuormaa kantavalla metsätrakto rilla, jonka kuormatilavuus on 15 ja tuntikust annus 32 mk/t. Kone on varustettu kippaavalla perävaunulla ja hydraulisella kourakuormaajalla. Alustavat laskelmat osoittivat, että lähikulje tusmatka ei saisi ylittää 200 m. Tällä matkalla arvioitiin koneen tuntituotokset seuraaviksi. Kustannukset olisivat tässä tapauksessa seuraavat: Runkojuonnossa olisivat kustannukset alle 200 m:n matkalla 3.33 mk/k-m^ . 45. Kaukokuljetus ja kuormaus Kuljetusmaksu korjattessa kantopuu runkopuun yhteydessä oli *z laskelmissa sama kuin tukin kuljetusmaksu = 5.70 mk/k-m . Kanto- ja juuripilkkeen kuljetusmaksu laskettiin kuivan havupinotavaran kul jetustaksasta (pinotiheys 0.4). Ilman juurakkoa olevia kantoja kuljetettaessa arvioitiin pinotiheyden olevan 0.45. Kuljetuskus tannukset ajokertaa kohti kuljetusmatkan funktiona olisivat tällöin seuraavat, mikäli kuormauslaitteenä käytetään 23 mk/t maksavaa •3 etukuormaajaa, joka kuormaa 60 m kuorman 1 tunnissa: Tuntituotos Ajomatka m p-m V t k-mV t Ajouran Palstalta varresta Ajouran Palstalta varresta Pinotiheys 0.4 0.2 0.4 0.2 0...200 12.0 11 4.8 2.4 4.4 2.2 01...400 10.0 9 4.0 2.0 3.6 1.8 01...600 8.0 7 3.2 1.6 2.8 1.4 Ajomatka, m Ajouran varresta Pal sta' ilta Pinotihey g 0.4 0.2 0.4 0.2 mk/k-m^ 0...200 6.66 13.33 7.27 14.55 201...400 8.00 16.00 8.89 17.78 401...600 10.00 20.00 11.43 22.86 6 Korjuuketjujen kustannukset on laskettu 50 km ajomatkalla, jolloin 3 on oletettu, että yhdellä 60 m :n autolla pystytään ajamaan kaksi kuormaa päivässä. Kuljetuskustannus olisi tällöin 0.40 pinotiheydellä 12.50 ja 0.45 pinotiheydellä 11.10 mk/k-m^. 46. Puun tehdashinta Laskelmissa on lähdetty siitä, että puun tehdashinta ei saa ylittää 25 36 (muuntoluku 0.7). 47. Metsänviljely Oletetaan, että kannonnostolla voidaan korvata metsämaan lai kutus, jolloin korjuukustannuksista voidaan vähentää laiku uskustan nukset, joiden arvioidaan olevan 100 mk/ha eli 4.17 mk/k-m , mikäli 3 kantopuun määrä hehtaaria kohti on 24 k-m . 7 5. Johtopäätökset - Taloudellisin korjuuketju on ketju n:o 1, jonka käyttö rajoit tuu niihin tapauksiin, jolloin kantopuu voidaan korjata runkopuun yhteydessä. Ketjun etuja on ennen kaikkea, kuljetuksen halpuus ja yksinkertaisuus. Ketjun kriitillinen vaihe on palstavaihe, jossa murrokkoon kaadetun puuston hakkuu saattaa vaikeutua. Lisäksi juurien poisto moottorisahalla on erittäin kallista. Myös tehdas päässä (sahalla) saattaa syntyä tappioita, mikäli tukkien tyviin jää kiviä. - Kannokon korjuussa olisi taloudellisin menetelmä korjuuketju n:o 4. Tähän soveltuvat mm. Tuomen Konepajan ja Marttiinii kannon nostolaitteet . Ketjun kriitillisin vaihe on kantojen pilkkominen ja juurien poisto, jonka koneellistaminen on pitkällä tähtäyksellä välttämätön. Tähän työhön ei kuitenkaan kannata sijoittaa erillistä koneyksikköä, vaan olisi kehitettävä nostolaitteeseen tai kourakonee seen soveltuvia lisälaitteita. - Raskas telaketjutraktori nostaa ketjun hintaa, eikä sitä kannata käyttää ainakaan hydraulisen nostolaitteen peruskoneena. - Kaikkien korjuuketjujen kannattavuus riippuu oleellisesti hehtaaria kohti kertyvästä kantopuun määrästä. - Kannon pilkkominen ja juurien . irroittaminen pitäisi suorittaa ennen lähikuljetusta riittävän pinotiheyden aikaansaamiseksi. - Kantojen pilkkominen välivarastolla on kannattamatonta. - Mikäli mahdollista pitäisi lähikuljetusvaihe jättää pois korjuuketjusta. - Uudistusalan teosta johtuva kustannussäästö on merkittävää luokkaa ja riippuu voimakkaasti hehtaaria kohti kertyvästä puumää rästä. 8 6. Teknillisiä näkökohtia Kantojen nostoon käytettävän laitteen pitäisi olla rakenteel taan sellainen, että sillä pystytään kasaamaan 2...3 kantoa sa maan paikkaan. Tällöin traktorin eteen asennettu nostolaite on parempi» Kantojen pilkkomiseen pitäisi käyttää vaihdettavalla terällä (tai terillä) varustettua halkaisuveistä tai hydraulisia saksia. Halkaisu- ja puhdistuslaitteita suunniteltaessa pitäisi ottaa huomioon, että niiden edullisimmat sijoituspaikat ovat nosto laite tai lähikuljetukseen käytettävä kone. Erillisen yksikön liit täminen korjuuketjuun ei ole taloudellista. Mikäli katkontalaite on liitetty hydraulikuormaajaan ~ pitäisi nostolaitteen pystyä jättämään kannot siten, että juuret ovat ylöspäin. Parhaimman tuloksen em. katkontalaite antaa, jos juuret voidaan irroittaa kuormatilan yläpuolella, jolloin ei tarvita erillistä juurien ke räilyä ja puuta ei jätetä metsään. Vaihtoehtona on juurien jättä minen maahan, mikä taas pienentää hehtaaria kohti saatavaa kanto puun määrää ja nostaa kustannuksia. Eräänä ratkaisuna olisi moni teräinen halkaisulaite, jolla juuret poistetaan välittömästi noston yhteydessä. Myös tämä pienentää hehtaarilta saatavaa puumäärää. Mitä metsänviljelyyn liittyviin näkökohtiin tulee, saadaan kaikilla tässä esitetyillä korjuumenetelmillä aikaan laikutus, mistä saatava kustannussäästö on otettu huomioon laskelmissa. Metsänviljelykustan nusten osuus on ainakin esitetyssä kantoleimikossa siksi suuri, että se tulee ottaa huomioon koneita suunniteltaessa. Mikäli nostoon käytetään konetta, joka jättää juurakon maahan,ei metsänviljelyte kijää voida ottaa huomioon. Toisaalta, mikäli kanto otetaan runko puun yhteydessä säästetään suurin osa korjuukustannuksista. Tähän soveltuvien laitteiden kehittelyn tulisi olla toisena varsinaisten nostolaitteiden suunnittelun rinnalla kulkevana linjana. Edellä suoritetut laskelmat osoittavat, että kantojen pilkkomi seen ja puhdistamiseen jää edullisimmassakin tapauksessa n. 8 mk/ k-m . On selvää, että tällöin on tyydyttävä verraten yksinkertaisiin ja karkeapiirteisiin ratkaisuihin. Ennen kaikkea halkaisu pitäisi suorittaaa ennen lähikuljetusta, koska pinotiheydellä on olennainen merkitys kuljetuksen kannattavuuteen. 16.4.1970 Matti Ahonen Liite 1 Liite 2