M ETSÄNTUTKIM USLAITOKSEN Tl EDON ANTOJA 368 METSÄTEKNOLOGIAN TUTKI M USOSASTO/METSÄTYÖTI ETEEN TUTKIMUSSUUNTA Pekka Mäkinen LUMI KENKIEN KÄYTÖN VAIKUTUS HAKKUUTYÖN AJAN MENEKKIIN JA KUORMITTAVUUTEEN Snowshoes in cutting work: effect on time expenditure and strain HELSINKI 1990 Metsäntutkimuslaitoksen tiedonantoja 368 Metsäteknologian tutkimusosasto Metsätyötieteen tutkimussuunta 199 0 Pekka Mäkinen LUMIKENKIEN KÄYTÖN VAIKUTUS HAKKUUTYÖN AJANMENEKKIIN JA KUORMITTAVUUTEEN Snowshoes in cutting work: effect on time expenditure and strain SISÄLLYS Sivu 1. JOHDANTO 3 2. TUTKIMUSMENETELMÄ JA -AINEISTO 6 21. Tutkimusaineisto 6 22. Mittauslaitteisto 8 23. Koehenkilöt 9 3. TULOKSET 10 31. Työajan menekki 10 311. Runkokohtainen tehoajan menekki 10 312. Siirtyminen 12 313. Tyven raivaus ja kaato 16 314. Karsinta 16 315. Kasaus 17 32. Kuormittuminen 18 321. Kuormittuminen eri työvaiheissa 18 322. Siirtyminen 23 323 . Tyven raivaus ja kaato 2 3 324. Karsinta 25 325. Kasaus 26 4. TULOSTEN TARKASTELU 28 KIRJALLISUUS 32 SUMMARY 35 2 ALKUSANAT Metsäalan työturvallisuustyön työalatoimikunnan aloitteesta käynnistettiin Metsäntutkimuslaitoksessa vuoden 1985 lopulla tutkimus miestyövaltaisesta hakkuusta talvioloissa. Aikaisemmin on julkaistu 'Lumikenkien käyttö metsätyössä' Metsäntutkimuslai toksen tiedonantona numero 259 ja 'Lumikenkien käytön vaikutus hakkuutyön turvallisuuteen ja työasentoihin' Folia Forestalia sarjan niteenä 72 3. Tutkimukseen osallistui viisi metsuria, joista neljä oli Kajaani Oy:n palveluksessa. Työnjohtaja Ahti Keskisimola Kajaani Oy:stä järjesti työmaat. Aineiston keruuseen osallistuivat Kari Kaut to, Urpo Paananen, Petteri Taskinen ja Antero Harstela. Mit tauslaitteiston rakentamisesta ja kunnossapidosta huolehti alku vaiheessa DI Kimmo Piirainen ja loppuvaiheessa tutkimusmestari Antero Harstela. Viimeksi mainittu hoiti myös tutkimukseen liittyvät käytännön järjestelyt ja kehitteli lumikenkämalleja. Tietojenkäsittelyssä avustivat Tiina Nykänen, Jarmo Matilainen ja Hannu Aaltio. Käsikirjoituksen lukivat ja arvokkaita neuvoja antoivat professori Pentti Hakkila ja vt. professori Pertti Harstela. Parhaimmat kiitokset metsureille ja muille työhön osallistuneille. Helsingissä, joulukuussa 1990 Pekka Mäkinen Hakapaino Oy Helsinki 1990 ISBN 951-40-1129-5 ISSN 0358-4283 3 1. JOHDANTO Ihmistyövaltaista hakkuutyötä tehdään yleensä talviaikaan. Kesä aikaista hakkuuta vähentävät kesäleimikoitten puute, metsänvil jely, metsien herkkyys vaurioille, kesälomat, työvoimapula tai perinteet. Talvella hakkuutyötä vaikeuttavat kylmä sää, pimeys ja lumi. Vähäisinä pakkanen ja lumi saattavat parantaa työn tuottavuutta ja jopa työntekijän viihtyvyyttä työmaalla. Mutta joka talvi tulee päiviä ja oloja, joista on haittaa työnteolle. Gustafssonin (1977) mukaan 4 0-50 cm lumen syvyys alkaa jo olla este metsätyölle. Hänen mukaansa raskainta on syvässä lumessa tarpominen ja lumen luonti. Eickhoffin (1989) mukaan 50 cm lu mikerros pienentää hakkuutyön tuottavuutta 50 %. Lidbergin ja Myhrmanin (1980) mukaan jo 50 cm vahvuisessa lumessa on talou dellisesti kannattavaa helpottaa miestyövaltaista hakkuuta esi merkiksi lunta tiivistämällä. Sovittamalla menetelmät lumioloi hin sopiviksi voidaan hakkuun tuottavuutta parantaa 2 0-3 0 %. Myös apteerausolot paranevat samalla (Lidberg & Myhrman 1980) . Harstelan (1970 a) mukaan 80 cm lumikerros lisää työajan menekkiä puulta toiselle siirtymisessä noin 80 %. Agerin (1965) mukaan 100 cm lumikerros pienentää metsurin työn tuottavuuden 55 %:iin verrattuna lumettomaan aikaan. Kahalan (1983) mukaan lumen vai kutus työajan menekkiin siirtymisessä ja kaadossa on huomattava, pienillä rungoilla suhteellisesti suurempi kuin suurilla. Energian kulutusta kävelyssä erilaisilla pinnoilla ovat tutki neet ainakin Glasow ja Miiller (1951) . Lumessa kävelyn energian kulutusta ovat tutkineet mm. Christensen ja Högberg (1950 a) ja Lundgren ym. (1955) ja lumessa kävelyä eripainoisilla saap pailla ovat tutkineet Smolander ym. (1989). Christensenin ja Högbergin (1950 a) mukaan pehmeässä lumessa kävely nopeudella 60-66 metriä minuutissa 20 kg lisäpainolla antaa energian kulu tukseksi 15,2 - 20,2 kcal/min. Kovassa lumessa kävelyssä nopeu della 100 - 152 metriä minuutissa energian kulutus on 8,4 - 16,2 kcal minuutissa. Lundgrenin ym. (1955) tutkimuksessa lumen sy 4 vyys vaihteli 5 - 42 cm, mutta lumen syvyyden vaikutusta ener gian kulutukseen ei tutkimuksessa kunnolla selvitetty. Smolande rin ym. (1989) mukaan esimerkiksi sydämen sykinnän keskiarvo oli noin 50 lyöntiä/min korkeampi ja hapenkulutuksen keskiarvo noin kolme kertaa korkeampi käveltäessä lumessa, jolloin kenkä pai nui lumeen 26 cm verrattuna kävelyyn samalla nopeudella kävely matolla. Heinonen ym. (1959) tutkivat energian kulutusta kävel täessä eri syvyisessä lumessa. Heidän mukaan jalan painuessa 40 cm lumeen energian kulutus on 12,8 kertainen verrattuna kävelyyn lumettomalla maalla. Lumen syvyyden kasvaessa nollasta 43 cm kävelynopeus laskee viidenteen osaan ja askelpituus lyhenee mel kein puoleen. Myös kumara kävelyasento lisää energian kulutusta kävelyssä (Bedford & Warner 1955). Hietasen ym. (1928) mukaan pehmeässä lumessa käveltäessä tasapainon säilyttäminen on hanka laa, mikä myös lisää energian kulutusta. Siirtyminen ja kaato yli 50 cm lumihangessa on kuormittavuudeltaan kasaukseen verrat tavaa (Harstela & Valonen 1972). Lumen aiheuttamaa rasitusta ja ajan menekin lisääntymistä on py ritty vähentämään monin keinoin. Koneellistaminen on niistä yksinkertaisin. Eickhoff (1989) on todennut osapuumenetelmien osalta, että lumettomana aikana metsurityö on edullisinta mutta syvän lumen aikaan koneelliset korjuuketjut ovat taloudellisim pia. Aina koneellistamista ei voida kuitenkaan syystä tai toi sesta käyttää. Hyvällä töiden suunnittelulla voidaan myös vai kuttaa asiaan. Lumisimmat alueet ja leimikot voidaan hakata lumettomana aikana tai alkutalvesta ja siirtyä keskitalvesta alueille, joille tulee normaalisti vähemmän lunta. Työtä voi daan keventää myös polkemalla lunta ennen työn aloittamista traktorilla tai moottorikelkalla. Johansson ja Lidberg (1977) tutkivat lumen tiivistämisen vaiku tusta kuormittumiseen ja työajan menekkiin. Lunta tiivistettiin metsätraktorin vetämällä jyrällä noin 10 metrin vyöhyke metsän reunaan. Lumen kovetuttua puut kaadettiin poljetulle alueelle missä ne karsittiin, katkottiin ja kasattiin. Työajan menekki väheni noin 27 % lumen tiivistämisen ansiosta. Tutkimuksen 010- 5 suhteissa lumen tiivistämisen aikaansaama kustannussäästö oli suurempi kuin tiivistämiskustannukset. Energian kulutus oli 14 % pienempi tiivistetyllä alustalla. Kuormittumisen osalta tulokset ovat hieman epäluotettavia, koska kuormittumisen mittaaminen oli huolimattomasti suunniteltu. Gustafssonin (1977) mukaan muita keinoja työn keventämiseksi talvella ovat työn kohdistaminen runsaspuustoisiin, tiheisiin kuusikoihin, harvennusten ja mäntyvoittoisten leimikoiden välttäminen ja runsaslumisten alueiden välttäminen. Työn keventämiseksi talvella metsurin henkilökohtaisista väli neistä tärkeimmät ovat lapio, sukset ja lumikengät. Pohjois-Suo messa metsurit käyttävät moottorikelkkaa liikkumiseen ja lumen polkemiseen työmaalla paksuimman lumen aikaan. Moottorikelkan käyttöä on tutkinut Swartstrom (1979), lumen luontia puun ty veltä Harstela ja Valonen (1972). Suksien käyttöä ei liene tut kittu. Gustafssonin (1977) mukaan tietyissä tilanteissa voi lumen polkeminen moottorikelkalla helpottaa metsurin työtä. Sillä voidaan polkea kulkureitti leimikolle ja ajaa myös joita kin uria itse työmaalla. Moottorikelkan käyttö sopinee parhai ten harvennuksille (Lidberg & Myhrman 1980). Swartstromin (1979) mukaan yli kymmenen asteen pakkasella ja noin 50 cm lumi hangessa kannattaa lunta tiivistää vähintään päivää ennen hak kuuta, jos moottorikelkka on käytettävissä. Lumikenkien käyttöä ovat aikaisemmin tutkineet Harstela ja Valo nen (1972). Gustafssonin (1977) mukaan lumikengät helpottavat siirtymistä mutta samalla vaikeuttavat kaatoa ja karsintaa. Hänen mukaansa lumikenkiä käytettäessä nivelet rasittuvat ja onnettomuusriski kasvaa. Rantosen (1988) mukaan lumikenkien käyttö ei lisää turvallisuusriskiä metsätyössä, vaan vaaratilan teet jopa vähenivät pienillä ja keskisuurilla puilla lumikenkiä käytettäessä. Lumikenkien käyttö ei vaikuttanut työasentoihin eivätkä selän asennot huonontuneet lumikenkien vuoksi (Rantonen 1988) . Metsurien selkäkivut saattavatkin johtua lumikenkien vaatimasta uudenlaisesta kävelytyylistä tai lumikenkien käyttä 6 misestä lumen poistamiseen puun tyveltä (Mäkinen 1987). Swartstromin (1979) tutkimuksessa irtolumessa käveltäessä sydä men sykintä oli 150 - 155 lyöntiä/min sekä lumikenkiä käytet täessä että ilman, kun taas moottorikelkalla poljetulla uralla käveltäessä pulssi oli 100 lyöntiä/min. Aikaisempien tutkimusten tulokset lumen ja lumikenkien käytön vaikutuksesta työajan menekkiin ja kuormittumiseen ovat jossain määrin ristiriitaisia. Tämän tutkimuksen tavoitteena onkin tut kia työajan menekkiä ja työntekijän kuormittumista hakkuutyössä talvella ja voidaanko lumikenkien avulla vähentää työajan menek kiä ja kuormittumista. 2. TUTKIMUSMENETELMÄ JA -AINEISTO 21. Tutkimusaineisto Taulukossa 1 on esitetty runkojen määrä ja puulajijakaumat paik kakunnittain. Tärkeimmät työvaikeustekijät on esitetty taulu kossa 2 ja tutkimusjaksojen lämpötilat ja lumen tiheydet taulu kossa 3. Lämpötila mitattiin noin metrin korkeudelta hangen pinnasta. Lumen tiheys mitattiin lumikerroksen pohjalta, lumi kerroksen puolesta välistä ja noin 10 cm pinnan alapuolelta. Esitetyt luvut ovat keskiarvoja edellä mainituista. Kuusamossa oli kysymyksessä avohakkuu, Suonenjoella sekä avo että harvennushakkuu, Näljängässä avohakkuu ja Juntusrannassa hakkuu siemenpuuasentoon. Kuitupuu tehtiin likipituiseksi kol mimetriseksi. Avohakkuualoilla pölkyt kasattiin palstalle ja harvennushakkuualoilla vyöhykkeelle. Hakkuutyötä tehtiin puu kerrallaan. Tutkimuksessa käytettiin seuraavia lumikenkiä: perinteisiä rem mikenkiä (paino 490 g), lasikuituisia remmikenkiä (760 g), pika lukollisia alumiinisia (960 g) tai lasikuituisia (1360 g) kenkiä sekä alumiinisia lumikenkiä solkilukolla varustettuina (840 g). 7 Taulukko 1. Puulajijakauma työmaittain. Table 1. Distribution of tree species by work site. Taulukko 2. Perustiedot aineistosta. Viidennellä sarakkeella matka tarkoittaa keskimääräistä siirtymismatkaa puulta puulle. Table 2. Basic data on the material. "Distance, meters" refers to the average distance between stems. Puula j i Suonenjoki Kuusamo Näljänkä Juntusranta Yhteensä Tree Total species Runkoa % Runkoa % Runkoa % Runkoa % Runkoa % Stems Stems Stems Stems Stems Mänty 62 17,1 195 45,7 90 100 240 43,0 587 40,8 Pine Kuusi 268 73,8 189 44,2 - 221 39, 6 678 47,1 Spruce Muut 33 9,1 43 10,1 - 97 17,4 173 12,1 Others Yhteensä 363 100,0 427 100, 0 90 100 558 100,0 1438 100, 0 Total Pa ikkakunta/ty ön- Hakkuutapa Rungon Matka , m Oksaisuus- Maasto- tekijän numero koko, m Distance, luokka luokka Location/worker Type of Stem m Branchiness Terrain number cutting size, m class class Suonenjoki/l Avohakkuu/ 0,083 4,7 2,7 1 Harvennus- hakkuu Clear cutting/ Thinning Kuusamo/2 Avohakkuu 0,085 4,7 2,9 1 Clear cutting Näljänkä/3 Avohakkuu 0,304 4,9 2,1 1 Clear cutting Juntusranta/4 Siemenpuu- 0,118 4,6 2,4 1 asentoon hakkuu J untusranta/ 5 ii 0,128 6,3 2,4 1 Cutting to seed tree stand Yht . /keskimäärin 0,113 5,0 2,6 1 Total/average Taulukko 3. Tutkimusjaksojen lämpötilat, lumen tiheydet ja syvyydet. Table 3. Temperatures, snow densities and snow cover depths by research period. Käyttötavoiltaan lumikengät jaettiin kaadon ajaksi pois hei tettäviin ja kaikissa työvaiheissa jalassa pidettäviin. Lumi kenkien käyttöä verrattiin hakkuutyöhön ilman lumikenkiä. 22. Mittauslaitteisto Sydämen sykintätaajuusmittaukset suoritettiin telemetrisesti Medinic Biotelemetry System IC-45 laitteistolla. Aikatutkimuk sen työvaiheiden ja myös puukohtaisten työvaikeustekijoiden koo Tutkimus j akso Research period Lämpötila, C° Temperature, C° Lumen tiheys, g/cm Snow density, g/cm Lumen Snow syvyys, cm depth, cm Suonenjoki 7.1.- 9.1.1986 -18,1 0,139 18 - 53 13.1.-15.1.1986 -14,7 0, 134 18 - 53 20.2.-28.2.1986 -12,7 0, 179 20 - 73 Kuusamo 27.11.-29.11.1985 0, 192 1 - 25 18.3. -21.3.1986 + 0,5 0, 205 54 - 64 22.4.-25.4.1986 + 3,5 0,290 32 - 65 Näljänkä 16.2.-20.2.1987 CO 0 «H 1 0 - 50 Juntusranta 22.2.-26.2.1988 -16,8 0, 151 0 - 68 14.3.-22.3.1988 "4,7 0, 144 0 - 85 11.4.-15.4.1988 -9,7 . . 0 - 78 9 daus tapahtuivat telemetrisesti. Puukohtaiset sydämen sykintä tiedot, työajan menekki ja työvaikeustekijät tallennettiin suo raan ABC-80 mikrotietokoneeseen. Työvaiheista eroteltiin seuraavat: siirtyminen, tyven raivaus, kaato, karsinta, katkonta, kasaus ja satunnaiset työvaiheet. Työvaikeustekijöistä mitattiin maastoluokka, oksaisuusluokka, siirtymismatka metrin tarkkuudella, rinnankorkeusläpimitta, puun pituus, puulaji, lämpötila, lumen tiheys ja lumen syvyys senttimetrin tarkkuudella metrin päästä puun tyveltä. Mikrotietokone sijatsi lämmitettävässä taukotuvassa. Telemetri sen järjestelmän toimintasäde oli noin kilometri. Rajoittavana tekijänä olivat sydämen sykintämittaukset, sillä sykintälähetti men toimintaa häiritsivät moottorisaha, metsurin hikoilu ja ku marat työasennot esim. karsinnassa. 23. Koehenkilöt Lumikengät lähetettiin metsureille kuukautta ennen kokeita to tuttelua varten. Suonenjoen metsuria lukuunottamatta kaikkilla metsureilla oli vuosien kokemus lumikenkien käytöstä (taulukko 4) • Taulukko 4. Tutkimuksen koehenkilöt. Table 4. Testees. Metsuri Forest worker Ikä, v. Age, years Metsätyökokemus , v. Forest work experience, years Paino, kg Pituus, cm Weight, kg Height, cm 1 42 8 82 180 2 30 10 74 184 3 49 25 70 180 4 32 11 63 170 5 33 15 59 169 X 37 14 70 177 10 3. TULOKSET 31. Työajan menekki 311. Runkokohtainen tehoajan menekki Runkokohtaisiin tehotyöaikoihin sisällytettiin seuraavat työvai heet: siirtyminen, tyven raivaus, kaato, karsinta, katkonta ja kasaus. Satunnaiset työvaiheet kuten ajouran raivaus eivät sisälly runkokohtaiseen kokonaisaikaan. Tavoitteena oli koostaa kokonaisaika, joka sisältää kaikki puukohtaiset työvaiheet. Taulukossa 5 on eriteltynä metsureittain keskimääräinen tehoajan menekki eri työvaiheissa. Runkokohtainen keskimääräinen tehoa jan menekki vaihteli vajaasta kolmesta minuutista runsaaseen kuuteen minuuttiin. Eniten työaikaa vei karsinta, suunnilleen puolet runkokohtaisesta tehoajasta. Toiseksi eniten aikaa vaa tiva työvaihe oli kasaus paitsi metsuri numero kahdella, jolla toiseksi eniten aikaa vei tyven raivaus. Vähiten aikaa veivät katkonta ja siirtyminen. Taulukko 6 osoittaa lumikenkien vaikutuksen runkokohtaiseen te hoa j an menekkiin. Tässä ei ole esitelty eri lumikenkiä, vaan tulokset ovat keskiarvoja. Vertailukohteena on työskentely ilman lumikenkiä. Luvut laskettiin lineaaristen regressiomallien O , avulla rungon koon ollessa 0,1 m ja lumen syvyyden 60 cm, paitsi metsuri kolmen tapauksessa 50 cm. Keskimääräisesti lumi kenkien käyttö lisäsi vähän tehoajan menekkiä. Yksittäisissä tapauksissa vaihtelua esiintyi sekä ylös- että alaspäin. Jos keskimääräistä suhteellista aikaa laskettaessa arvoja ei paino teta runkoluvulla, on ero yksi prosentti lumikenkien käytön eduksi. 11 Taulukko 5. Runkokohtainen keskimääräinen tehoajan menekki työvai heittain. Table 5. Average effective hour time expenditure by work phase per stem. Taulukko 6. Runkokohtaiset tehoajat eri menetelmissä metsu reittain. Menetelmät: 1 = Ilman lumikenkiä, 2 = Lumi kengät jalassa. Table 6. Average effective hour time expenditures for different methods per forest worker. Methods: 1 = Without snowshoes, 2 = Wearing snowshoes. Metsuri - Forest worker Keski- määrin Työvaihe 1 2 3 4 5 Average Work phase emin % emin % emin % emin % emin % emin % Siirtyminen 15 6 23 7 23 4 18 6 22 7 20 6 Moving Tyven raivaus 32 12 52 15 32 5 36 12 38 12 38 10 Butt clearing Kaato 36 13 42 13 78 12 37 12 39 12 46 12 Felling Karsinta 102 38 165 49 350 55 147 49 157 48 184 49 Delimbing Katkonta 13 5 12 4 44 7 13 4 16 5 20 6 Bucking Kasaus 69 26 39 12 105 17 51 17 53 16 63 17 Piling Yhteensä 267 100 333 100 632 100 302 100 325 100 371 100 Total Metsuri Menetelmä Työaika cmin/runko Suhteellinen aika Forest Method Working time Proportional time worker cmin/stem 1 1 295 100 2 343 116 2 1 371 100 2 369 99 3 1 478 100 2 379 79 4 1 269 100 2 267 99 5 1 271 100 2 276 102 rin 1 304 100 Average 2 326 107 12 Metsurin työskennellessä ilman lumikenkiä keskimääräistä koko naistyöajan menekkiä selittivät parhaiten erilaiset tulomuotoi set muuttujat. Rungon tilavuus ja oksaisuus ovat mallissa kes keisiä muuttujia. Kokonaistyöajan menekkiä työskenneltäessä lumikengät jalassa selittivät samat muuttujat kuin edellisessä kin mallissa, tosin tällä kertaa eivät tulomuotoisina. Mallit saivat seuraavan muodon: 312. Siirtyminen Työvaiheella siirtyminen tarkoitetaan puulta puulle siirtymistä. Se alkaa kun metsuri edellisen puun kasattuaan ottaa moottorisa han käteen ja lähtee siirtymään seuraavan puun luokse. Tästä lähtien mitataan siirtymiseen kuluvaa aikaa ja siirtymismatka. Työvaihe loppuu kun metsuri saapuu puun luokse ja aloittaa seu raavan työvaiheen, tyven raivauksen. y 1 = 75,91 - 722,30 *X x *X2 - 675,78 * * X 22 + 8,62 * X 3 * X 2 + 0,82 * X 4 R 2 = 0,781 p = 0,0001 y 2 = -42,32 + 53,87 *X± + 2084,34 *X2 - 1253,37 * X 22 + 1,79 * X R 2 = 0,679 p = 0,0001 = työajan menekki, emin/runko, ilman lumikenkiä y2 = työajan menekki, emin/runko, lumikengät jalassa = oksaisuusluokka, 1-5 x 2 = rungon tilavuus, m 3 x 3 = lumen syvyys, cm x 4 = siirtymisaika, emin 13 Siirtymisen ajan menekkiin vaikuttavat eniten matka ja lumen syvyys. Harstela (1969) totesi myös lumen tiheyden vaikuttavan siirtymisaikaan. Kahala (1983) tarkasteli lumen syvyyden vaiku tusta kaato- ja siirtymisaikaan. Kahalan (1983) mukaan lumen vaikutus työajan menekkiin on huomattava, pienillä rungoilla suhteellisesti suurempi kuin suurilla. Siirtymismatka selitti ajan menekkiä siirtymisessä 5,5 %:sta 50,7 %:iin. Lumen syvyyden lisääminen malliin paransi selitys astetta muutamalla prosentilla. Harstela ja Valonen (1972) sai vat parhaaksi ajan menekin selittäjiksi siirtymisessä matkan, lumen syvyyden ja matkan neliön. Mallien hyvyyttä voidaan tarkastella residuaalien avulla. Ku vassa 1 tarkastellaan esimerkin omaisesti residuaaleja kun siir tymisaikaa selitettiin matkalla metsurin numero yksi työskennel lessä ilman lumikenkiä. Kuvassa on nähtävissä ennustetun ja havaitun arvon poikkeamat. Hajonta on suurta, ja yksittäisiä poikkeamia esiintyy. Tässä ei ole kuitenkaan lähdetty poista maan poikkeavia havaintoja, koska sille ei ole perusteita. Mallin selitysasteeksi saatiin 46,4 %. Kuva 2 osoittaa siirtymiseen kuluvan ajan riippuvuuden siirty mismatkasta ilman lumikenkiä ja lumikengät jalassa metsureilla 1, 3 ja 4. Lumikengät lisäsivät ajan menekkiä muissa tapauk sissa paitsi metsurilla 4 siirtymismatkan ollessa alle neljä metriä. Keskimääräiset lumen syvyydet olivat työmaittain seu raavat: Metsuri 1: 39 cm, metsuri 3: 41 cm ja metsuri 4: 58 cm. Tällaisilla lumen syvyyksillä lumikengät eivät vielä vähennä vaan päinvastoin lisäävät ajan menekkiä siirtymisessä. Mainit takoon, että lumen syvyys ei osoittautunut hyväksi siirtymisen ajan menekin selittäjäksi. 1 4 Kuva 1. Residuaalit mallista, jossa si irtymisaikaa on selitetty siirtymismatkalla. Figure 1. Residuals from a model where the moving time is explained by the moved distance . 15 Kuva 2. Siirtymisa jan riippuvuus matkasta kolmen metsurin työskennellessä sekä lumikengät jalassa että ilman lumikenkiä. Figure 2. The correlation between moving time and distance for three forest workers both when wearing snowshoes and without snowshoes. 16 313. Tyven raivaus ja kaato Tyven raivaukseen kuuluvat kaatoa haittaavien lumen, oksien ja risujen poistaminen. Seuraava työvaihe on kaato, joka päättyy puun kaaduttua ja metsurin ryhtyessä karsimaan puuta. Tässä ty ven raivausta ja kaatoa tarkastellaan yhdessä. Tyven raivauksen ja kaadon ajan menekkiä selitetään rungon oksaisuudella, lumen syvyydellä, rungon tilavuudella ja lumikenkien käyttötavalla. Oksaisuusluokkaa käytettiin jatkuvana muuttujana, vaikka oksai suusluokka itse asiassa on vain luokiteltu muuttuja. Oksaisuus luokkia on viisi. Luokan numeroarvo kuvaa näin ainakin suhteel lisesti luokkien välisiä eroja oksaisuudessa. Rungon tilavuus selitti 11 - 79 % työajan menekin vaihtelusta tyven raivauksessa ja kaadossa. Oksaisuusluokka ja lumen syvyys paransivat selitysastetta muutamalla prosentilla. Parhaimmillaan selitysaste oli 83 %. Harstelan ja Valosen (1972) tutkimuksessa kaatoaikaa selitti parhaiten rinnankorkeusläpimitta. Kahalan (1980) mukaan rungon käyttöosan tilavuuden kasvaminen kaksinker taiseksi lisää kaatotyöhön käytettävää aikaa 40 - 50 %. Kaadon yhteydessä kokeiltiin myös lumikenkien riisumista kaadon helpot tamiseksi. Yleensä lumikenkien riisuminen lisäsi ajan menekkiä kaadossa. 314. Karsinta Työvaihe karsinta alkaa siitä, kun kantoon mahdollisesti jäävä lippa on sahattu ja metsuri lähtee saha kädessä liikkeelle kär siäkseen rungon. Karsinnan katkaisee lyhyiksi ajoiksi rungon katkominen. Työvaihe karsinta loppuu, kun metsuri laskee sahan maahan aloittaakseen kasauksen. Työajan menekkiin karsinnassa vaikuttavat oksaisuusluokka, lumen syvyys, puulaji ja rungon koko. Rungon tilavuus selitti yksin karsinta-ajan vaihtelusta 40 - 82 %. Oksaisuusluokan tai lumen syvyyden lisääminen malliin paransi selitysastetta parhaimmil 17 laan muutamalla prosentilla. Parhaassa mallissa saatiin metsu rille viisi selitysasteeksi 88,8 % selittäjillä lumen syvyys ja oksaisuusluokan ja rungon tilavuuden tulo. Kahalan (1980) mu kaan karsinta-aikaan vaikuttivat rungon koko ja oksaisuusluokka. Sekä kuusen että männyn oksaisuusluokkien välinen karsinta-ajan suhteellinen ero pienenee rungon koon kasvaessa (Kahala 1980). 315. Kasaus Kasaus alkaa siitä, kun metsuri laskee sahan karsinnan jälkeen maahan ja ryhtyy kasaamaan kuitupuuta. Työvaihe loppuu, kun metsuri ottaa sahan käteen ja lähtee siirtymään seuraavalle puulle. Työajan menekkiin kasauksessa vaikuttavat aikaisempien tutkimus ten perusteella mm. rungon koko, lumen syvyys ja kasausmatka, jota ei tässä tutkimuksessa mitattu. Kasauksen ajan menekkiä selitti parhaiten rungon koko 4 -47 prosenttiin. Lumen syvyys ja lumen syvyyden ja rungon tilavuuden tulo lisäsivät joissakin tapauksissa mallin selitysastetta muutamalla prosentilla. Kasausmatkan vaikutusta ovat tutkineet mm. Mikkonen (1978), Valonen (1975), Putkisto (1959) ja Haaja (1970). Kärkkäinen (1973) on pohtinut teoreettisesti painotetun ja painottamattoman kasausmatkan eroa. Harstelan (1977) mukaan suhteellinen kes kimääräinen kasausmatka selitti kohtalaisesti hakkuun runkokoh taista suhteellista työajan menekkiä. Kahalan (1980) tutkimuk sessa vyöhykekasauksessa ei havaittu selviä kasauksen ajan mene kin eroja verrattuna ajouran varteen kasaukseen. Sen sijaan kasakoot pienenivät 30 - 60 % ajouran varteen kasauksesta. Ka . . . . . • sausajoissa maksimikohta oli noin 0,2 m runkojen kohdalla. Edellä mainittua suuremmissa rungoissa on läpimitaltaan niin paksuja pölkkyjä, että niitä ei tarvitse työehtosopimusten mu kaan kasata. Tässä tutkimuksessa metsureille 1 ja 4 saatiin sellaiset mallit, joista voitiin laskea derivoimalla rungon mak 1 8 simikoko, jonka jälkeen kasausaika edellä mainituista syistä pienenee. Metsurin yksi tapauksessa se oli 0,356 m J ja metsurin neljä 0,236 m 3. 32. Kuormittuminen 321. Kuormittuminen eri työvaiheissa Työntekijän kuormittumista mitattiin seuraamalla sydämen sy kintää. Monod'in ja Pottier'in (1988) mukaan sykintätaajuus kasvaa suoraviivaisesti hapen kulutuksen kasvaessa. Myös Harste lan (1979) mukaan sydämen sykintä soveltuu hyvin työn fyysisen kuormittumisen yleismittariksi ja erityisesti puutavaran teossa suhteellisen energian kulutuksen tutkimusmenetelmäksi, koska raskaassa (sykintä noin 12 0 - 160 vrt. taulukko 7) dynaamis voittoisessa ja suuria lihasryhmiä kuormittavassa työssä sykintä korreloi voimakkaasti ja lineaarisesti energian kulutuksen kans sa. Sydämen sykinnän käytön etuna hapen kulutuksen mittaukseen verrattuna on mittausten yksinkertaisuus (Harstela 1979). Eli mistön sisäosien lämpötilan mittaaminen on myös käyttökelpoinen menetelmä energian kulutuksen arviointiin edellyttäen, että tehtävä työ ei ole liian raskas ja kestää niin kauan, että lämpötasapaino ehtii syntyä (Monod & Pottier 1988). Christensen (1950 b) on esittänyt seuraavan luokituksen fyysisen työn kuormittavuudelle terveille nuorille miehille. Työn kuormittavuus Sykintätaaj uus sykettä/min Erittäin kevyt < 75 Kevyt 75 - 100 Keskiraskas 100 - 125 Raskas 125 - 150 Hyvin raskas 150 - 175 Erittäin raskas > 175 19 Taulukossa 7 on esitetty eri metsureiden sydämen sykintä työvai heittain. Kaikkien työvaiheiden keskimääräinen sykintätaajuus oli 99 - 128 sykettä minuutissa. Selvästi korkeampia taajuuksia esiintyi esim. Valosen (1975) tutkimuksessa, jossa neljän eri miehen sykintätaajuus vaihteli 124:stä 142:een sykähdykseen mi nuutissa. Ero voi johtua yksilöiden välisestä vaihtelusta tai se voi johtua esimerkiksi kasaustavasta. Valosen tutkimuksessa kasattiin palstatien varteen, kun taas tässä tutkimuksessa ka sattiin palstalle tai harvennuksella vyöhykkeelle. Kaikkien metsureiden keskimääräinen sykintätaajuus oli alle 120 sykettä minuutissa. Tästä voisi Harstelaan (1979) viitaten vir heellisesti päätellä, että metsätyö ei olekaan dynaamisesta luonteestaan huolimatta kovin raskasta. Koska sykintä on kuiten kin karkea kuormittavuuden mittari yksilöllisestä vaihtelusta johtuen, tarvittaisiin iso aineisto edellä mainitun asian to teamiseksi. Ja kun muistaa sen, että sekä Harstelan ja Valosen (1972) että Valosen (1975) tutkimusten mukaan kaikilla metsu reilla oli kuormittuneisuusaste yli 40 %, jota on suositeltu ylärajaksi jatkuvassa työssä (Lundgren 1969), voi vain todeta, että työn raskaudessa on edelleen vähentämisen tarvetta. Jos työhön liittyy staattinen osatekijä, myös se vaikuttaa sy kintään (Monod & Pottier 1988). Metsätyössä staattinen osate kijä vaikuttaa mm. karsinnassa, jossa sahaa joudutaan kannat telemaan ja kasauksessa, jossa pölkkyjä nosteltaessa käsi- ja selkälihakset ovat staattisessa jännityksessä. Ylläpidettäessä staattista supistusta, joka ylittää 30 % maksimivoimasta, kohoaa sykintätaajuus voimakkaasti. Myös työasento vaikuttaa kes kimääräiseen sykintätaajuuteen tällaisissa tehtävissä. Sykinnän taso on korkeimmillaan silloin, kun kädet ovat pään yläpuolella (Monod & Pottier 1988). 20 Taulukko 7. Sykintätaajuus eri työvaiheissa. Table 7. Basic data on work strain. Eri työvaiheissa kovimmat sydämmen sykinnät olivat siirtymisessä ja kasauksessa. Suuria eroja ei kuitenkaan työvaiheiden välillä ollut. Valosen (1975) tutkimuksessa kasaus osoittautui raskaim maksi työvaiheeksi. Valonen arvioi kasauksen lyhyen keston ai heuttavan sen, että työvaiheen rasittavuus näkyy sydämen sy kinnässä vasta seuraavassa työvaiheessa, siirtymisessä. Myös mittausmenetelmä siirtää Valosen (1975) mukaan työvaiheen kuor mittavuutta seuraavalle työvaiheelle. Sykintäarvot olisivat hänen mukaansa luotettavampia, jos ne mitattaisiin työvaiheen lopussa, eikä tasavälein, kuten myös tässä tutkimuksessa on tehty. Myös Harstela ja Valonen (1972) kritisoivat tasavälein mitattavaa sydämen sykintää. Heidän mukaansa sydämen sykinnän perusteella ei voida määrittää lyhyille työvaiheille pelkästään ko. työvaiheen aiheuttamaa fyysistä kuormitusta, vaan sykintä ilmaisee kokonaiskuormituksen, johon vaikuttavat myös edeltä neet työvaiheet. Toisaalta, jos työvaihe on pitkä, saattaa Työntekijä Forest worker Syketiedot Heart rate 1 2 3 4 Sykettä minuutissa Beats per minute 5 Kaikki All Siirtyminen 129 100 110 116 114 114 Moving Tyven raivaus 128 99 108 116 114 113 Butt clearing Kaato 123 96 101 114 110 109 Felling Karsinta 127 98 104 115 113 112 Delimbing Katkonta 127 98 102 114 113 112 Bucking Kasaus 129 99 109 117 115 114 Piling Kaikki työ- vaiheet All work phases 128 99 106 115 113 114 21 myös lopussa mitattu sydämen sykintä antaa väärän kuvan työvai heen rasittavuudesta. Tässä tutkimuksessa kasaus ei osoittautu nut merkittävästi muita raskaammaksi työvaiheeksi talvioloissa, vaan kuormittuminen jakaantui tasaisesti eri työvaiheille. Ka sauksen keventymiseen on vaikuttanut ilmeisesti eniten kasaus matkan lyhentyminen. Rungon koko oli tässä aineistossa hivenen suurempi kuin Valosen (1975) aineistossa. Rungon koon lisäksi kasauksen kuormittavuuteen vaikuttaa kasattavien pölkkyjen pai no. Hakkilan (1986) mukaan tuoreen havupuutavaran paino riippuu ennen kaikkea sydänpuuprosentista. Sen määrästä, vuodenajasta ja muista tekijöistä riippuen havukuitupuun paino tuoreena on 750 - 1050 kg/k-m 3 ja havutukkien vastaavasti 750 - 900 kg/k-m 3 . Kaikille metsureille yhteiset, runkokohtaiset, työvaiheiden kestolla painotetut sydämen sykinnän keskiarvoa kuvaavat regres siomallit olivat seuraavat: Mallien selitysasteet jäivät vaatimattomiksi. Harstela (1975) sai vastaavantyyppisessä mallissa selitysasteeksi 36,6 %ja Valonen (1975) jopa yli 80 % selitysasteita. Valosen (1975) y 1 = 138,08 - 59,80 *X3 + 26,14 *X4 * X 32 - 0,11 *X x *X4 R 2 = 0,208 p = 0,0001 y 2 = 63,60 + 1,11 * X x + 9,87 * x 4 - 0,44 * x g - 0,004 * X-l 2 * X R 2 = 0,166 p = 0,0001 22 tutkimuksessa paras yksittäinen selittäjä oli sykintätaajuus ennen siirtymisvaiheen alkua. Sen poistaminen alensi selitysas tetta 22 -43 %. Syyksi Valonen (1975) arvioi tasavälisen ana lysointitekniikan. Tutkittaessa kasausvaiheen sykkeen hyvyyttä kokonaiskuormittumi sen selittämisessä voidaan tarkastella residuaaleja. Kuvassa 3 näkyvät ennustettujen ja havaittujen arvojen poikkeamat. Tässä tapauksessa yksikertainen lineaarinen malli kuvaa hyvin aineis toa. Kuva 3. Residuaalit mallista, jossa kokonaiskuormittumista on seli tetty sykinnällä kasauksen aikana. Figure 3. Residuals from a model where the total strain is explained by the heart rate during piling. 23 322. Siirtyminen Sykinnän vaihtelua siirtymisessä pyrittiin selittämään siirty mismatkan, lumen syvyyden ja siirtymisen kulkunopeuden avulla. Sykintää selitti parhaiten lumen syvyys, parhaimmillaan 32,0 %. Toiseksi paras selittäjä oli siirtymisajan ja matkan suhde, jonka lisääminen malliin paransi selitysastetta muutamalla pro sentilla. Metsurilla 3 tämä suhde yksinään selitti ilman lumi kenkiä työkenneltäessä 53,7 % sykinnän vaihtelusta. Harstelan ja Valosen (1972) mallien mukaan pelkässä kaadossa ilman lumi kenkiä siirtymismatkan vaikutus sykintään on voimakkaampi kuin pelkässä kaadossa lumikenkien kanssa tai tavaralajimenetelmässä. Parhaan mallin selitysasteeksi saatiin 73,9 %. Mallit on esi telty liitteessä 2. 323. Tyven raivaus ja kaato Tyven raivaus ja kaato liittyvät läheisesti yhteen. Siksi ne on tässä yhdistetty yhdeksi työvaiheeksi. Näin voidaan tarkastella kahden erilaisen lumikenkien käyttötavan vaikutusta kuormittumi seen. Yhdistetty sydämen sykintä on laskettu siten, että tyven raivauksen ja kaadon sykinnän summa on jaettu kahdella. Kumman kaan työvaiheen osuus ei pääse painottumaan liikaa, koska ero työvaiheiden keskimääräisessä kestossa on alle 10 emin metsuria kolme lukuunottamatta, jolla tyven raivaus on kestänyt keskimää rin 32 emin ja kaato 78 emin. Kuormittumista pyritään se littämään lumen syvyydellä, rungon tilavuudella ja oksaisuusluo kalla. Useimmilla metsureilla parhaimmaksi yksittäiseksi selittäjäksi osoittautui lumen syvyys, joka selitti parhaimmillaan tyven raivauksen ja kaadon sykinnän vaihtelua 35 %. Rungon tilavuus selitti metsurilla 4 työvaiheen sykinnän vaihtelusta 28 %. Par haimman mallin selitysasteeksi saatiin 47 % metsurilla 4. Se 24 littäjinä tässä mallissa olivat lumen syvyys ja rungon tilavuus. Sydämen sykintää ja työajan menekkiä lumen luomisessa Harstelan ja Valosen (1972) tutkimuksessa selitti varsin heikosti lumen syvyys. Syyksi tähän he arvelivat edellisten työvaiheiden vai kutuksen sykintään ja lumen syvyyden vähäisen vaihtelun. Se, että joissakin malleissa lumen syvyyden lisääntyessä kuormittu minen pienenee, johtunee edellisen työvaiheen eli kasauksen vai kutuksen päättymisestä työvaiheen kestäessä riittävän kauan. Kuvassa 4 näkyy, miten erilaiset lumikengät vaikuttavat metsuri 2:n sydämen sykintään lumen syvyyden kasvaessa. Kun lunta on yli puoli metriä, lumikengät keventävät työtä jonkin verran. Jos lunta on alle 40 cm, lumikengät lisäävät sydämen sykintää. Erilaisilla lumikenkien käyttötavoilla ei ole merkittävää vaiku tusta sykintään. Kuva 4. Lumen syvyyden vaikutus metsurin sydämen sykintään tyven rai vauksessa ja kaadossa erilaisilla lumikenkien käyttötavoilla. Figure 4. The effect of snow depth on the forest worker's heart rate during butt clearing and felling with different types of snowshoe usage . 25 324. Karsinta Kuormittumista karsinnassa pyrittiin selittämään oksaisuusluo kan, lumen syvyyden ja rungon koon avulla. Rungon kokoa kuvat tiin erikseen tilavuudella ja pituudella. Mallien selitysasteet vaihtelivat metsureittain 3 - 50 %:n välillä. Metsurilla yksi rungon koko ja lumen syvyys selittivät yksittäisistä muuttujista parhaiten sykinnän vaihtelua. Selitys asteet jäivät kuitenkin alle 10 %. Metsurilla kaksi lumen sy vyys selitti parhaiten sykinnän vaihtelua, parhaimmillaan 29,6 %. Kuvasta 5 on nähtävissä, miten lumen syvyys vaikutti kuor mittumiseen metsurilla 2. Kun lunta oli yli 35 cm, karsinta oli kevyempää lumikengät jalassa. Tässä tapauksessa lumen syvyys oli suurimmillaan 65 cm, joten erot olivat varsin pieniä. Kuva 5. Lumen syvyyden vaikutus metsurin sydämen sykintään karsin nassa sekä lumikenkiä käytettäessä että ilman lumikenkiä. Figure 5. The effect of snow depth on the forest worker's heart rate during delimbing both when using snowshoes and without. 26 Valosen (1975) tutkimuksessa yksittäisistä muuttujista sykintä siirtymistä edeltäneen vaiheen lopussa selitti selvästi parhai ten mieskohtaisen sykinnän vaihtelua karsinnan aikana. Ilmei sesti tämä tarkoittaa sitä, että kasauksen lopun sydämen sy kintä vaikuttaa vielä sykintään seuraavan puun karsinnassa ja selittää sen vaihtelua. Karsinnan yhteydessä puut katkotaan ja heti sen jälkeen kasataan. Tämä merkitsee sitä, että Valosen (1975) tutkimuksen olosuhteissa kasauksen aiheuttama rasitus ei ehdi tasaantua kun edessä on jo seuraavan puun kasaus. 325. Kasaus Kasausta on perinteisesti pidetty hakkuun raskaimpana työvaihee na. Tässä kuormittumista kasauksessa selitetään työvaikeuste kijöillä rungon tilavuus ja lumen syvyys. Ne selittivät parhaimmillaan 55,2 % sykinnän vaihtelusta kasauk sessa. Parhaaksi yksittäiseksi selittäjäksi osoittautui lumen syvyys. Valosen (1975) tutkimuksessa parhaiten kasauksen sy kintää selittivät edellisen rungon teon lopun sykintäarvo, run gon koko, lumen syvyys ja kasausmatka. Tässä tutkimuksessa kasaus ei erotu muita raskaampana työvaihee na, sillä hakkuutyö on keventynyt sitten 1970-luvun alkuvuosien kasausvaatimusten lieventymisen ansiosta. Jos kasaus kuitenkin vieläkin hallitsee sykinnän tasoa, johtuu eri työvaiheiden pie net erot lyhyestä rungon käsittelyajasta, jolloin sykintä ei ehdi tasaantua kasausten välillä. Kasausajan tarkastelu ei kui tenkaan viittaa siihen suuntaan, sillä koko aineistosta lasket tuna kasauksen kesto selittää kasauksen aikaisesta sykinnästä vain 1,6 %. Jos kasaus olisi kuormittava työvaihe, pitäisi sykinnän nousta kasausajan pidentyessä. Näin ei kuitenkaan näytä olevan. Toisaalta kuitenkin kasauksen pulssi selitti jopa 88 % kaikkien työvaiheiden sykinnän keskiarvoa, mikä taas viit taa siihen, että kasaus hallitsee hakkuun kuormittavuutta. 27 Kuvasta 6 näkyy miten lumen syvyys vaikuttaa kuormittumiseen metsurilla 2. Kun lunta on yli 40 cm, kasaus on kevyempää lumi kengät jalassa. Pienemmällä lumen määrällä kasaus on hieman kevyempää ilman lumikenkiä. Kuva 6. Lumen syvyyden vaikutus metsurin sydämen sykintään kasauksessa sekä lumikenkiä käytettäessä että ilman lumikenkiä. Figure 6. The effect of snow depth on the forest worker's heart rate during piling both when using snowshoes and without. 28 4. TULOSTEN TARKASTELU Metsätyöntutkimuksen ongelmana on tulosten luotettavuus ja yleistettävyys. Ihmisten välinen vaihtelu aiheuttaa ongelmia, ja työvaikeustekijätkin vaikeuttavat tulosten laskentaa ja tul kintaa. Siksi oikean tutkimusmenetelmän löytäminen on tärkeää. Pohjoismaissa on käytetty vertailevan aikatutkimuksen periaatet ta. Se ei kuitenkaan kaikissa tilanteissa ole toiminut. Ver tailevaan aikatutkimukseen tulee suhtautua kriittisesti ja sen rinnalla olisi hyvä käyttää ja kehittää myös muita työntutkimus menetelmiä. Tulosten luotettavuutta ja yleistettävyyttä käsittäneissä lu vuissa on yleensä todettu, että aineisto ei ole edustava näyte mistään tunnetusta populaatiosta, eikä sen voida katsoa edusta van muuta kuin itseään (vrt. Harstela 1972, Harstela & Valonen 1972, Harstela 1975, Valonen 1975 jne.). Pieniin aineistoihin tyytyminen johtuu tutkimusten kalleudesta. Seuraavat Harstelan (197 0b) lauseet pätevät tähän niin kuin varmasti useimpiin mui hinkin hakkuututkimuksiin Suomessa. "Tulokset eivät perustu tilastomatemaattisessa mielessä edustavaan näytteeseen niin kuin palkkaperuste- ja menetelmätutkimukset yleensäkään eivät meillä ole perustuneet. Työntekijöitä on kuitenkin ollut useita, ja kun tulokset lähes kaikilla ovat saman suuntaisia, lienee niillä yleistä ennustearvoa." Eniten aikaa vievä työvaihe oli karsinta, jonka osuus on suun nilleen puolet työajasta. Lumikenkien käytöllä ei ollut vaiku tusta työajan menekkiin, jos lunta oli 50 - 60 cm. Rungon tila vuus ja oksaisuus vaikuttivat eniten runkokohtaiseen työajan menekkiin. Lumen syvyyden vaikutus runkokohtaiseen työajan me nekkiin jäi vähäiseksi. Harstelan (1971) tutkimuksessa kaikissa työvaiheissa siirtymistä lukuun ottamatta lumen suhteellinen vaikutus työaikaan pieneni rungon koon kasvaessa. Sama vaikutus oli karsinnassa oksaisuuden kasvaessa. 29 Tutkimuksen olosuhteissa lumikengät lisäsivät työajan menekkiä siirtymisessä. Kaadon yhteydessä kokeiltiin myös lumikenkien riisumista kaadon helpottamiseksi. Yleensä lumikenkien riisumi nen lisäsi ajan menekkiä kaadossa. Sydämen sykinnällä mitattuna raskaimmat työvaiheet olivat siir tyminen ja kasaus. Suuria eroja työvaiheiden välillä ei kuiten kaan ollut. Kuormittavimmaksi työvaiheeksi on yleensä todettu kasaus (Harstela 1975). Norjalaiset ovat asettaneet kuitenkin karsinnan rasittavuudessa kasauksen rinnalle (Samset ym. 1969). Tämän tutkimuksen mukaan kasausta ei voida pitää selvästi ras kaimpana työvaiheena talvioloissa, vaan kuormittuminen jakaantuu tasaisesti eri työvaiheille. Eniten kasauksen keventymiseen on vaikuttanut kasausmatkan lyhentyminen. Kuormittumisen vähenty minen voi johtua myös työskentelytekniikan parantumisesta ja kevyemmistä sahoista. Vaikka kasaus on keventynyt kasausmatkojen lyhennyttyä, tukielinten kuormittuminen ei välttämättä ole ke ventynyt vastaavasti, sillä taakan nosto ja lasku ovat selkää eniten kuormittavia vaiheita. On kuitenkin muistettava, että yksittäisen työvaiheen absoluuttista kuormittavuutta on lähes mahdoton selvittää, koska eri työvaiheet seuraavat peräkkäin toisiaan ja vaikuttavat siten toisiinsa. Valosen (1975) tulok siin verrattuna näyttää siltä, että metsätyö on keventynyt 1970-luvun alkuajoista. Tähän havaintoon on kuitenkin suhtau duttava kriittisesti, koska sydämen sykinnän mittaukset metsässä sisältävät usein virhelähteitä, ja yksilöllinen vaih telu sykintätasossa samalla kuormituksella on suuri. Yksittäisistä työvaikeustekijöistä työntekijän kuormittumista selitti parhaiten lumen syvyys. Lumen syvyyden vaikutus ei ollut yksiselitteinen. Useiden mallien mukaan lumen syvyyden kasvaessa kuormittuminen aluksi väheni. Tietyn lumen syvyyden jälkeen (30 - 50 cm) kuormittuminen kuitenkin alkoi nousta voi makkaasti. Tämän mukaan näyttää siis siltä, että usein 20 - 30 cm lumikerros vähentää työntekijän kuormittumista. Kahdessa mal lissa työskenneltäessä ilman lumikenkiä muuttuja sai negatiivi 30 sen etumerkin. Tällöin siis lumen syvyyden kasvaessa kuormittu minen vähenee. Selityksenä saattaa olla se, että lumen syvyy den kasvaessa työtahti kevenee. Palstalle siirryttäessä isokokoiset lumikengät helpottavat liik kumista, kun lunta on yli puoli metriä. Tyven raivauksessa ja kaadossa lumikengät keventävät työtä jonkin verran, kun lunta on yli puoli metriä. Erilaisilla lumikenkien käyttötavoilla ei ole merkittävää vaikutusta sydämen sykintään tyven raivauksessa ja kaadossa. Myös karsinnassa ja kasauksessa lumikengät keventävät työtä, kun lunta on yli puoli metriä. Tätä ei voitu kuitenkaan osoittaa jokaisen metsurin kohdalla. Tämän tutkimuksen perusteella ei voida yksiselitteisesti sanoa, milloin lumikengät ovat hyödyksi ja milloin eivät. Parhaimmil laan lumikengät lienevät silloin, kun hanki kantaa lumikenkien kanssa mutta ei ilman niitä ja kun lunta on niin paljon, että liikkuminen ilman lumikenkiä on hankalaa. Tällaiset kelit ovat yleisiä kevättalvella. Silloinkin olot voivat vaihdella päi vittäin ja päivän aikanakin niin, että aamulla hanki kantaa ja iltapäivällä lumikengistä ei ole kuin haittaa. Metsurin paino ja lumikengän pinta-ala vaikuttavat kantavuuteen. Lumen määrän suhteen voidaan sanoa, että sitä pitäisi olla ai nakin 50 -60 cm. Lumen tulee olla riittävän tiivistä; ts. lu men satamisen jälkeen tarvitaan vähintään yksi suojakeli, jotta hangesta tulee riittävän kantava. Harstelan ja Valosen (1972) mukaan hakkuumies voinee pienentää fyysistä kuormittumista pelkässä kaadossa runsaan lumen aikana käyttämällä sopivia lumi kenkiä. Eniten lumikengistä on hyötyä leimikko-oloissa, joissa siirtymismatkat puulta toiselle ovat pitkiä ja lunta on päässyt kasautumaan kävelyreitille. Tällaisia kohteita ovat mm. sie menpuiden poistohakkuut. Käytännössä lumikenkien käyttö on ratkaistava päivittäin. Uuden työpäivän alkaessa metsuri voi kokeilla, kantaako kengät miestä hangella kaikissa työvaiheissa, myös kasauksessa. Jos kengät 31 kantavat kaikissa työvaiheissa paitsi kasauksessa, jolloin siis kasattavan puun paino on liikaa, on tarkkaan harkittava kannat taako lumikenkiä käyttää. Jos on käytettävissä pikalukolliset lumikengät, ne voi heittää pois kasauksen ajaksi. Jos lumi kengät eivät kanna kasauksessa, tulee tästä työvaiheesta erityi sen raskas lumikenkien päälle nousevan lumen vuoksi. Toisaalta lumikengät eivät uppoa koskaan niin syvälle kuin paljas saapas. 32 KIRJALLISUUS Ager, B. 1965. Studier över klimatet i Norrland, Dalarna och Värmland. Summary: Studies of the climate in North and Central Sweden. Studia Forestalia Suecica 19. 105 s. Bedford, T. & Warner, C. G. 1955. The energy expended while walking in stooping postures. British Journal of Industrial Medicine 12:290-295. Christensen, E. H. & Högberg, P. 1950 a. Physiology of skiing. Arbeitsphysiologie 14:292-303. 1950 b. Steady-state, 0 2 -deficit and 0 2 -debt at severe work. Arbeitsphysiologie 14:251-254. Eickhoff K. 1989. Träddel system - en analys frän stubbe tili in dustri. Forskningsstiftelsen Skogsarbeten. Redogörelse 5. 50 s. Glasow, W. & Miiller, E .A. 1951. Das Gehen auf verschiedenen Boden. Arbeitsphysiologie 14:319-321. Gustafsson, L. 1977. Awerkning i djup snö. Forskningsstiftelsen Skogsarbeten. Ekonomi 1. 4s. Haaja, R. 1970. Tutkimus hakkuumiehen suorittamasta kuitupuun kasauksesta. Summary: Study of manual pulpwood bunching. Metsätehon tiedotus 299. 16 s. Hakkila, P. 1986. Puun ja puutavaran ominaisuuksia. Tapion taskukirja, s. 519-529. Harstela, P. 1969. Metsätöiden aikatutkimuksia täydentäviä huomioita. Yritystalous 12. 1970 a. The effect of winter conditions on the preparation of rough-limbed spruce pulpwood of approximate length. Tiivistelmä: Talviolosuhteiden vaikutus tynkäkarsitun ja likipituisen kuusikuitupuun tekoon. Communicationes Insti tuti Forestalls Fenniae 71(4). 54 s. 1970 b. Kasausajan ja valtimonlyöntitiheyden sekä tehollisen sahausajan määrittäminen järjestettyjen kokeiden, pulssitut kimuksen ja frekvenssianalyysin avulla. Summary: Determination of pulse repetation frequency and effective sawing time with set tests, pulce study and frequency analysis. Folia Forestalia 80. 14 s. 1971. Työjärjestyksen vaikutus tynkäkarsitun ja likipituisen 33 kuusikuitupuun teossa. Summary: The effect of the sequence of work on the preparation of approximately 3-m, rough limbed spruce pulpwood. Folia Forestalia 105. 23 s. 1975. Työajan menekkiin ja työntekijän kuormittumiseen vaikuttavat tekijät eräissä metsätyömenetelmissä. Summary: Factors affecting the consumption of working time and the strain on the worker in some forest work methods. Communicationes Instituti Forestalia Fenniae 87(2). 130 s. 1977. Ergonomic and technic aspects of bunching round timber in thinnings. Seloste: Kasauksen ergonomia ja teknologia harvennushakkuissa. Communicationes Instituti Forestalis Fenniae. 89(4). 37 s. 1979. Puunkorjuun ergonomia. 151 s. & Valonen, P. 1972. Työn tuotos, työntekijän fyysinen kuormittuminen ja tärinäaltistus pelkässä kaadossa. Summary: Work output, physical load of the worker and exposure to vibration in felling. Folia Forestalia 151. 43 s. Heinonen, A. 0., Karvonen, M. J. & Ruosteenoja, R. 1959. The energy expenditure of walking on snow at various depths. Ergonomics 2(4):389-394. Hietanen, A., Nikkinen, M., Nyyssölä, H. & Sternberg, G. 1928. Der Stoffwechsel beim Gehen auf glatter Fläche. Skand. Arch. Physiol. 54:145-148. Johansson, 1., Lidberg, B. 1977. Huggning pä snöpackat under lag. Forskningsstiftelsen Skogsarbeten. Ekonomi 11. 4 s. Kahala, M. 1980. Puutavaran valmistus moottorisahalla. Palkkaperusteiden tarkistustutkimus. Summary: Preparation of timber by power saw. Study for the adjustment of wage bases. Metsätehon tiedotus 364. 19 s. 1983. Kaadon ja karsinnan työvaikeus harvennushakkuissa. Summary: Difficulty of felling and delimbing in thinnings. Metsätehon tiedotus 378. 11 s. Kärkkäinen, M. 1973. Näkökohta kuitupuupölkkyjen siirtely matkasta. Summary: A note on the moving distance of pulpwood bolts. Silva Fennica 7(3):153-162. Lidberg, B. & Myhrman, D. 1980. Effektivare huggning i djup snö. Forskningsstiftelsen Skogsarbeten. Ekonomi 12. 6s. Lundgren, N. 1969. Fysiologisk arbetsmätning. Teoksessa: Luthman, 34 Aberg & Lundgren (toim.). Handbok i ergonomi. Uppsala. 642 s , Sundberg, V. & Lindholm, A. 1955. A study of the heaviness of work in using power saws in timber cutting. Meddelanden för Skogsforskningsinstitut 45(10). 46 s. Mikkonen, E. 1978. Puutavaran kasauksen kehittämisen vaihtoeh dot. Summary: Development alternatives in the bunching of timber. Metsätehon tiedotus 352. 35 s. Monod, P. & Pottier, M. 1988. Hengitys ja verenkierto lihas työssä. Julkaisussa: Scherrer, J. (toim.). Työn fysio logia. WSOY. 631 s. Mäkinen, P. 1987. Lumikenkien käyttö metsätyössä. Metsäntutkimus laitoksen tiedonantoja 259. 14 s. Putkisto, K. 1959. Työpanoksen ero pinotavaran palstatien varteen teon ja hajamuodostelmiin teon välillä ja sen huomioon ottaminen palkkaperusteissa. Summary: The difference between the work inputs to making cordwood alongside the strip road and to making it in dispersed formations, and the observance of this difference in wage bases. Metsätehon tiedotuksia 164. Rantonen, H. 1988. Lumikenkien käytön vaikutus hakkuutyön turvallisuuteen ja työasentoihin. Summary: Snowshoes in cutting work: effects on work safety and working postures. Folia Forestalia 723. 23 s. Samset, 1., Strömnes, R. , & Vik, T. 1969. Hogstundersökelser i norsk gran- og furuskog. Summary: Cutting studies in norwegian spruce and pine forests. Meddelelser fra det norske skogforsoksvesen 95. s. 293-607. Smolander, J., Louhevaara, V. , Hakola, T. , Ahonen, E. ja Klen, T. 1989. Cardiorespiratory strain during walking in snow with boots of different weights. Ergonomics 32(1):3-13. Swartstrom, J. 1979. Snöpackning med hjälp av snöskoter. Sveriges Lantbruksuniversitet. Institutionen för skogs teknik. Stencil 70. 29 s. Valonen, P. 1975. Tekomiehen fyysinen kuormitus kehittyneissä työvaltaisissa kuitupuun tekomenetelmissä. Summary: The physical strain on the logger in advanced labour intensive pulpwood preparation methods. Folia Forestalia 243. 31 s. 35 SUMMARY The purpose of the study was to determine the effect of winter conditions on the time expenditure and strain on a forest worker during felling, as well as to consider the possibility of making forest work more effective through the use of snowshoes during heavy snow. Two types of snowshoes were analysed: traditional snowshoes fastened with straps and new shoes furnished with quick fastening, which can quickly be taken off and put on. Five forest workers took part in the study. The material was chiefly gathered from the snowy Eastern Finland. A small part of the material is from Central Finland. Delimbing was the work phase with the greatest time expenditure. Approx. one-half of the working time was spent on delimbing. Time expenditure was not affected by the use of snowshoes, if the snow cover was 50 to 60 cm. Stem volume and branchiness were the primary factors affecting time expenditure per stem. Snow depth affected time expenditure only slightly. Under the conditions prevailing during the study, the use of snowshoes increased time expenditure when moving from tree to tree. Experiments were made where snowshoes were taken off to facilitate felling. Generally it was found that the removal of snowshoes led to an increase in time expenditure. Moving from stem to stem and piling were the heaviest work phases, as measured by heart rate. There were, however, no great differences between the various work phases. This study indicated that piling cannot clearly be considered the heaviest work phase under winter conditions, but that strain is evenly divided between the various phases. Decreasing the piling distance has definitely led to a decrease in the work strain during the piling phase. In addition to a decrease in strain during the piling phase, the easing of work strain may also be a result of improving working techniques and of 36 lighter saws. Even though piling has become lighter as a result of shorter piling distances, the strain on the locomotor system has not necessarily become lighter in the same proportion. The lifting and putting down of the load are the phases resulting in the greatest back strain. It must be remembered, however, that the absolute strain resulting from each work phase is almost impossible to determine, as the work phases follow each other and therefore affect each other. Of all the individual work difficulty factors, snow depth was the foremost factor for explaining worker strain. The effect of snow depth, however, was not an uneguivocal. According to several model , it was found that as snow depth increased strain at first decreased. After a certain depth of snow (30 to 50 cm) , strain, however, again started to rise significantly. This seems to indicate that a snow cover of 20 to 30 cm often lightens strain on the worker. Large size snowshoes are a help when moving to the work site or on it when the snow cover exceeds one-half meter. Snowshoes also make work lighter during butt clearing and felling. The type of snowshoe usage had no appreciable effect on the heart rate during butt clearing and felling. Snowshoes also lighten work during delimbing and piling, when the snow cover was greater than one-half meter. This fact could not, however, be proven to be true for all forest workers. On the basis of this study it is not possible to categorically specify the situations in which snowshoes are an advantage. Snowshoes are probably most advantegeous when the crust of the snow carries a man on snowshoes but not without, and when the snow cover is too heavy to move through with ease without snowshoes. Such conditions generally occur in the late winter or early spring. Even then, conditions may vary from day to day, and even in the course of a single day when the crust is heavy in the morning and snowshoes are a hindrance rather than 37 a help in the afternoon. The forest worker's weight and the size of the surface area of the snowshoes affect the load carrying capacity. As to the thickness of the snow cover, the study shows that it should be at least 50 to 60 cm. The snow should be sufficiently dense, i.e. after a snow fall, at least one period of thaw is needed to make the crust strong enough. Snowshoes are of best use under stand conditions where the distance between the stems is long and snow has accumulated on the walking route. Removal of seed trees from a stand is an example of a situation where snowshoes could be used to advantage. In practice, decisions concerning the use of snowshoes have to be made on a day-to-day basis. At the start of a new working day the forest worker can test whether the crust will carry him through all the work phases during the day, even piling. If the shoes will carry during all phases except piling, where the weight of the stems to be piled is too much, then the forest worker must carefully consider whether it is worth using snowshoes. If new snowshoes furnished with quick fastening are available, the shoes can be removed during piling. If snowshoes do not carry during piling, using them becomes particularly heavy work as snow piles up over the shoes. On the other hand, a snowshoe will never sink down as far through the snow as a plain boot. ISBN 951-40-1129-5 ISSN 0358-4283 Hakapaino Oy, Helsinki 1990