Kokopuun ja rangan autokuljetus ja haketustuottavuus

TutkimusartikkeliTutkimuksen tavoitteena oli: 1) Selvittää kuormaus- ja purkuajat, ajankäytön rakenne sekä kuormakoko rangan ja kokopuun autokuljetuksessa. 2) Verrata rangan ja kokopuun haketustuottavuutta terminaaliolosuhteissa. 3) Tehdä vertailulaskelmat rangan, kokopuun ja kokopuupaalauksen korjuu- ja toimituskustannuksista eri kuljetus- ja haketustavoilla, kaukokuljetusmatkoilla ja hakkuupoistuman rinnankorkeusläpimitoilla. §§ Kokopuun autokuljetuksen kuormakoko oli 30 m3, kun puutavaraa kuljetettiin umpilaidallisella puutavara-autolla. Kaukokuljetuksessa kuormauksen tehotuntituottavuus oli metsäkuljetuspituuteen katkotulla kokopuulla 1,0 m3 minuutissa ja viisi metriä pitkällä rangalla 2,5 m3 minuutissa. Kuorman purkamisen tehotuntituottavuus oli vastaavasti kokopuulla 2,6 m3 minuutissa ja rangalla 3,4 m3 minuutissa. Vertailevan aikatutkimuksen perusteella rangan haketuksen tehotuntituottavuus oli 1,22-kertainen kokopuun haketustuottavuuteen verrattuna. §§ Tehty vertailulaskelma osoitti, että kokopuuna korjuu oli selvästi edullisin vaihtoehto, kun hakkuupoistuman rinnankorkeusläpimitta oli alle 11 cm. Tätä läpimittaa järeämmillä kohteilla kokopuuna tai rankana korjuun välinen kustannusero jäi pieneksi metsähakkeen tuotannossa. Kokopuuna korjuussa tienvarsihaketukseen perustuva hakkeen toimitusketju oli menetelmistä edullisin. Rankana korjuussa haketus tulisi tehdä joko tienvarsivarastolla tai hakkeen käyttöpaikan välittömässä läheisyydessä. Jos toimitusketjussa käytetään terminaaleja, niin kuljetustaloudellisesti tehokkain tapa on kuljettaa kokopuun sijaan karsittua rankaa. Vertailulaskelman perusteella kokopuupaalauksen kilpailukyky oli heikko nuorten metsien energiapuun hankinnassa

Feasibility of Excavator-Based Harvester in Thinnings of Peatland Forests

In the next twenty years in Finland, annual cuttings on peatland forests are foreseen to increase by up to 30 % of the total cuttings. Cost effective harvesting methods on low yield peatland forests coupled with low ground bearing capacity are required. One solution to improve the feasibility of harvesting could be excavators tailored for forestry use and equipped with a harvesting head. In the study, cost competitiveness and productivity of the excavator-based harvester were investigated. The cost analysis focused on operating hours of harvester use, shift arrangements and purchase prices for the base machine and harvesting equipment when the base machine was used partly as a harvester and an excavator. Results were compared to conventional wheeled harvesters. If the base machine is used more than 3 working months as a harvester in addition to normal (6-8 months) excavator work, the harvesting method would be cost competitive compared to purpose-built harvesters (if 1½ and 2 shift arrangements were used). The 25 % increase of the base machine's and harvester equipments' purchasing costs did not eliminate the cost competitiveness of harvesting, when harvesting was carried out in 1 ½ shifts for at least 4 months. It would be feasible and profitable to invest in harvesting equipment for the excavator and therefore diminish the winter lay-days of the base machine by utilizing it in logging operations. Conditions on peatland sites mean that during the winter time the use of the excavator-based harvester is ideal, when the utilisation of all logging machines is at its highest

Improving the Logistics of Biofuel Reception at the Power Plant of Kuopio City

In Finland, many bio power and heating plants have been recently built and existing power plants have been improved to allow increased energy production. To meet the increasing demand of solid fuel at bio power plants, a large transportation fleet is needed and both the logistics of solid fuel transportation and power plant fuel reception must be improved. This study investigated fuel truck arrival and unloading processes at a power plant which produces heat for the city of Kuopio and electricity for the national grid. The aim of this study was to minimize fuel truck queuing times, and balance the use of two delivery bays by improving the logistics of fuel handling at the receiving station and by distributing truck arrivals at the power plant more uniformly throughout the day. Discrete-event simulation was implemented as a method for analyzing the system. To balance the utilization of both delivery bays at the power plant and shorten the queuing times, the most feasible solution was for more effective control of truck interaction with the delivery bays: having the shortest queue and faster fuel flow from delivery bay to combustion by arranging fuel transport with a new conveyor to the boiler. Adaptable scheduling of truck arrivals was found to be feasible during the morning to smooth out the peaks of the truck arrivals in cold periods when fuel consumption at the power plant is at its highest

Productivity of harvesting and clearing of brushwood alongside forest roads

Expertise in the cost-efficient utilization and treatment of brushwood on forest roadside sites is limited. In the present study, the productivity of brushwood clearing and harvesting on forest roadside sites was defined by creating time-consumption models or parameters for the aforementioned working methods. Compiled time consumption models and parameters for the brushwood clearing and harvesting can be used as a basis for evaluating alternative management practices and to determine when brushwood biomass should be harvested and when it should be left to decay. The harvesting of brushwood was based on the harwarder system and the clearing of brushwood was done with a spiral cutter, which is a novel accessory for cutting roadside vegetation. Based on the study results, the average volume of harvested brushwood and forwarding distance are the key elements that have an effect on harvesting productivity with harwarders. Correspondingly, stump diameter has a strong impact on the clearing productivity of brushwood. The plot-wise productivity of the spiral cutter in brushwood clearings varied in the range of 0.19–0.61 ha per PMh. An increase in stump diameter slowed down the clearing productivity of the spiral cutter and there was a clear step downward in clearing productivity as the average diameter increased from 30 mm to 40 mm. The machinery under study operated well and there were no interruptions due to machine breakdowns.202

Metsäkoneiden vuotuiset käyttötunnit ja vaihtokonemarkkinoiden rakenne Euroopassa

Metsäkoneteollisuus on voimakkaasti edustettuna Suomessa ja muissa Pohjoismaissa. Tavaralajimenetelmän koneiden valmistusmäärien uskotaan lisääntyvän tulevina vuosina, mikäli tavaralajimenetelmä yleistyy odotetulla tavalla. Näin ollen alalla on hyvä kasvupotentiaali. Käytettyjen koneiden markkinat ovat kokeneet merkittävän muutoksen internetmarkkina-alustojen myötä. Tämä on laajentanut käytettyjen tavaralajimenetelmän koneiden markkinoita myös maantieteellisesti katsottuna. Tässä työssä selvitettiin tavaralajimenetelmän metsäkoneiden vuotuiset käyttötuntimäärät Euroopassa. Lisäksi selvitettiin koneiden teknisten ominaisuuksien vaihtelu Euroopan eri osissa. Aineistona olivat 2014 syys- ja lokakuussa myynnissä olleet käytetyt tavaralajimenetelmän hakkuukoneet ja kuormatraktorit, jotka oli kerätty mascus.fi-vaihtokonesivustolta. Tulokset osoittavat hakkuukoneiden ja kuormatraktoreiden käyttötuntien ja teknisten ominaisuuksien vaihtelevan eri alueilla Euroopassa. Aineiston perusteella hakkuukoneille kertyy vuosittain keskimääriin 1791 tuntia ja kuormatraktoreille 2013 tuntia. Kokonaiskäyttötuntien ja koneen iän vaikutusta käytettyjen koneiden hintaan tarkasteltaessa selvisi, että hinnan lasku on voimakkainta uusimmissa koneissa. Käytettyjen koneiden kokoluokat vaihtelivat Euroopan alueilla. Molemmissa konetyypeissä yleisin kokoluokka oli ns. yleiskone kokoluokka. Hakkuukoneissa Saksassa ja Pohjois-Euroopassa käytetään keskimääräistä suurempia koneita ja vastaavasti Puolassa pienempiä koneita. Kuormatraktoreissa järeimpiä koneita käytetään Ruotsissa ja pieninpiä Puolassa.201

Pre-Feasibility Study of Carbon Sequestration Potential of Land Clearing Stumps Buried Underground

Stump harvesting for energy has decreased in Finland, and many heat and power plants no longer accept stumps in their fuel portfolio due to fuel quality problems. However Finland is a forested country, and land clearing stumps need to be extracted, e.g. in infrastructure construction projects. If stumps cannot be used for energy production, they are dumped in landfills, where they start to decay and release CO2 into the atmosphere. One option to avoid CO2 emissions would be the burying of stumps underground so that the decaying process of wood would be inhibited in anaerobic conditions. The aim of this study was to define the carbon sequestration potential of stump burying logistics and calculate their CO2-eq emissions to compare them with the emissions of decaying stumps in piles. The analysis was performed as a spreadsheet-based system analysis at a worksite level as a function of time and size of extracted stumps. As a result of the analysis, the emission effiency of the logistics chain based on stumps stored below the ground was good. The net carbon stock varied between 743.7 and 775.0 kg CO2-eq/m3 as a function of stump diameter, when the emissions of the stump burying logistics chain were 49.0 and 17.7 kg CO2-eq/m3 respectively. In the case of a Finnish municipality with an annual accumulation of 1000 m3 of land clearing stumps, the carbon sequestration potential of stumps buried underground is equivalent to the emissions of between 280,000 and 290,000 liters of diesel fuel consumption, depending on the diameter of the extracted stumps and the diesel fuel emission factors for different engine and diesel fuel types

Monilähdetietoa hyödyntävien karttaopasteiden tarve puunkorjuussa : Haastattelututkimus hakkuukoneenkuljettajille

Uudet julkiset suurten tietomassojen paikkatietoaineistot ja menetelmät maaston ja puuston kuvaamiseksi mahdollistavat tiedon uudenlaisen hyödyntämisen puunhankinnan suunnittelussa ja toteutuksessa. Tutkimuksen päätavoitteena oli selvittää hakkuukoneenkuljettajien näkemys uusien, monilähdetietoa hyödyntävien opastavien karttasovellusten tarpeesta ja merkityksestä koneellisessa hakkuussa. Päätavoitteen lisäksi tutkimuksessa selvitettiin kokonaiskuvaa haastateltavien työstä, työn suunnittelusta ja siihen vaadittavasta informaatiosta. Tutkimuksessa haastateltiin 24 hakkuukoneenkuljettajaa, joilla oli pitkä kokemus (ka 15,7 vuotta) koneellisesta hakkuusta. Hakkuun suunnittelun suurimpina tiedontarpeina oli kohteen kulkukelpoisuustiedon ja leimikon erityiskohteiden esittäminen. Tiedon tarve kasvoi maastoltaan vaikeilla kohteilla sekä pimeään ja lumipeitteiseen talviaikaan hakattaessa. Myös tiedon tarve koneen komponenttien kunnosta koettiin suureksi. Kuljettajien ensikokemuksen perusteella muodostunut näkemys esitetyistä karttaopasteista oli varsin positiivinen. Merkitykseltään suurimmiksi koettiin jo käytössä olevat karttapohjat, kuten peruskartta ja ilmavalokuva. Kulkukelpoisuutta, sekä kantavuutta että rinnejyrkkyyksiä, esittäneet karttaopasteet koettiin hyvin tarpeellisiksi. Erot karttaopasteiden välisissä merkityksissä olivat kuitenkin suhteellisen pienet ja kaikki esitetyt opasteet koettiin merkitykseltään vähintään kohtalaiselle tasolle. Maaston kulkukelpoisuutta kuvaavalla karttapohjalla esitetty ajouraennuste sai yli puolelta kuljettajista merkityksen suuri tai erittäin suuri vaikkakin useat epäilivät ajouraennusteen tarkkuutta ja luotettavuutta. Yleiskuvaksi voidaan muodostaa se, että muutama hyvä karttaopaste on riittävä ja kartalle esitettävä tieto tulisi olla visuaalisesti selkeä ja määrällisesti alhainen. Tiedon tarve ja karttapohjaisen opastuksen merkitys oli kuljettajien kokemustasosta riippumaton, joten opastavista karttajärjestelmistä olisi apua koko kuljettajakunnalle. Kun tarpeeseen sopivaa tarkkaa ja oikein esitettyä karttaopastetta saadaan käyttöön, se antaa mahdollisuuden parantaa paitsi työn tuottavuutta, myös työn jäljen laatua, harvennusten kasvukykyä, työturvallisuutta, koneiden käyttökuntoa sekä operaatioiden keston ennustettavuutta. Tarkkaan monilähdetietoon perustuvan karttapastuksen potentiaalin voidaan arvioida olevan 5–15 % nykytilan kustannustehokkuudesta koneellisessa puunkorjuussa. Tutkimus kuului DIGILE OY:n tutkimusohjelmaan “Data to Intelligence (D2I)”, ja se toteutettiin Forest Big Data-hankkeen Task 3:n “Intelligent and Self-learning Decision Support Systems” sisällä. Hanke toteutettiin yhteistyössä Ponsse Oyj:n, Luonnonvarakeskuksen ja Itä-Suomen Yliopiston kanssa.201

The effect of winter weather on timber truck tare weights

In wintertime, the payload capacity of a timber truck is reduced by snow that accumulates on the structures of the truck. The aim of this study was to quantify the potential payload loss due to snow and winter accessories and to predict the loss with weather variables. Tare weights of eight timber trucks were collected at mill receptions in Finland over a one-year period. Monthly and annual loss of potential payload was estimated using the tare measurements in summer months as a reference. Each load was also connected with weather data at the location and time of delivery and payload loss explained by the weather data with the aid of regression models. The maximum loss of payload varied between 1560 kg and 3100 kg. On a monthly basis, the highest losses occurred in January, when the median values varied between 760 kg and 2180 kg. Over the year, the payload loss ranged between the trucks from 0.5% to 1.5% (from 1.9% and 5.1% in January) of the total number of loads in the study. Payload loss was found to increase with decreasing temperature, increasing relative humidity and increasing precipitation. Although the average payload loss was not very high, the biggest losses occur just during the season of highest capacity utilization. Big differences were also found in the tare weights between the trucks. The results of the study give incentive to develop truck and trailer structures that reduce the adherence of snow.202

Metsäautotienkäyttäjien hiljainen tieto : Haastattelututkimus puutavara-autokuljetusyrittäjille ja kuljettajille

Metsäautotieverkoston käytettävyys on tärkeässä asemassa niin metsäteollisuuden ympärivuotisen puuraaka-aineen saatavuuden kuin huoltovarmuudenkin kannalta. Suomen tiestön kokonaispituudesta valtaosa koostuu metsäautoteistä sekä muista sorapintaisista yksityisteistä. Metsäautoteiden käytettävyyttä rajoittavat etenkin kelirikkoajat keväisin ja syksyisin. Lisäksi metsäautotieverkoston hoidon ja kunnostuksen laiminlyöminen aiheuttaa sen kunnon rapautumista. Puutavaran kaukokuljetuksessa käytettävien ajoneuvoyhdistelmien kasvaneet suurimmat sallitut mitat ja massat asettavat nykyisen metsäautotieverkoston yhä suuremmalle rasitukselle. Tutkielman tavoitteena oli kartoittaa metsäautotienkäyttäjien hiljaista tietoa liittyen kantavuuden arviointiin, metsäautoteiden ongelmiin, nykytilaan ja toimintamalleihin liikuttaessa huonokuntoisella soratiestöllä. Lisäksi selvitettiin metsäautoteiden kunnon vaikutusta yritystoimintaan sekä toiveita ja tarpeita kuljettajaa avustavien, ennakkotietoa tuottavien karttajärjestelmien kehittämiseen. Tutkimusaineisto kerättiin haastattelemalla puutavaran autokuljetusyrittäjiä sekä heidän kuljettajiaan. Haastatteluihin osallistui yhteensä 30 henkilöä, joista puutavaran autokuljetusyrittäjiä oli 25 ja autonkuljettajia viisi. Yhtä yrittäjää lukuun ottamatta kaikki yrittäjät ajoivat myös itse säännöllisesti puutavara-autoa. Haastattelut toteutettiin valtakunnallisesti etäyhteydellä Microsoft Teams -alustalla tai puhelimitse tammi-maaliskuussa 2023. Haastattelujen vastauksista pyrittiin löytämään mahdollisia alueellisia sekä haastateltujen työkokemukseen ja ikään sekä lisäksi yrityksen kokoon ja ikään liittyviä tilastollisia eroja. Sorapintaisilla teillä liikkumista rajoittavimpana tekijänä pidettiin tien kantavuutta. Tien kantavuuden arvioimisessa tärkeimpänä tekijänä esiin nousi maapohja tielinjalla ja sen ympärillä. Metsäautoteiden kunnon heikkenemiseen johtaneista syistä ylivoimaisesti merkittävimpänä pidettiin tiestön kunnostuksen ja hoidon laiminlyöntiä. Yritystoiminnan kannattavuuteen vaikuttavista metsäautoteiden kunnon aiheuttamista lisäkustannuksista kasvanutta polttoaineen kulutusta pidettiin tärkeimpänä. Suurimmat erot haastateltujen keskuudessa muodostuivat eripituisen työkokemuksen omaavien henkilöiden välille: pitkään (yli 20 vuotta) alalla toimineet eivät kokeneet tarvitsevansa ennakkotietoa teiden kunnosta yhtä paljon kuin alalla lyhyemmän aikaa työskennelleet. Kokemuksen myötä karttuva hiljainen tieto auttaa kuljettajia arvioimaan paremmin teiden kulkukelpoisuutta ja siten tukemaan kuljettajien päätöksentekoa metsäautoteillä liikuttaessa. Ennakkotietoa tieolosuhteista pidettiin hyödyllisenä liikuttaessa paikoissa, joista ei ole aiempaa paikallistuntemusta. Vastauksissa ei löydetty merkittäviä alueellisia eroja; erojen selvittämiseksi olisi haastateltava suurempaa joukkoa metsäautotienkäyttäjiä eri toiminta-alueilta ja myös eri toimialoilta