Artikkelit kirjoittajalta Jari Lindblad

Kuormatraktoreiden käytön aiheuttamat juuristovauriot ja urapainumat ovat todennäköinen riski suometsien puunkorjuussa. Suometsien puunkorjuussa oleellista on soveltuvan korjuukaluston valinta. Työtapaan kuuluu yleensä havutuksen käyttö ajourien vahvistamisessa. Erilliset maaperän vahvistamisratkaisut, kuten erityyppiset ajosillat ja kumimatot, ovat jääneet lähinnä kokeiluasteelle. Projektissa kehitettiin puutavara-autolla ja kuormatraktorilla käsiteltävät ja siirrettävät CLT-levyt (cross laminated timber). CLT-levyjä käytettäisiin kuormatraktorin kokoojaurien ja varastopaikkojen vahvistamiseen heikosti kantavilla turvemailla. CLT-levyjen rakenneratkaisuiden lisäksi tutkittiin puutavara-auton ja kuormatraktorin soveltuvuutta, ajanmenekkiä ja kustannuksia CLT-levyjen käsittelyssä ja siirroissa. Logistiikkakustannusten määritys perustui levyjen käsittelyn työaikatutkimuksella määritettyyn ajanmenekkiin sekä kuljetuskapasiteetin osalta levyjen laskennalliseen mitoitukseen. Kokonaispainoltaan 76 000 kg:n puutavara-auton laskennallinen kuljetuskapasiteetti oli 54 CLT-levyä, joista pystyttäisiin rakentamaan nimellispituudeltaan 108 metrin pituinen ajoura. Kuorma täyttäisi puutavara-auton tilavuuskapasiteetin, mutta kantavuudesta jäisi käyttämättä noin 16 000 kg. Kenttäkokeiden kokemusten ja aikatutkimuksen tulosten perusteella levyjen kuormaus (kuormaussykli noin 40 s/levy) ja kuorman purkaminen (kuormaussykli noin 35 s/levy) puutavara-autolla ja kuormatraktorilla oli kohtalaisen sujuvaa ja ajanmenekkien hajonta pientä. Sen sijaan varsinkin levyjen asennus ajouralle oli aikaa vievää (kuormaussykli noin 100 s/levy). Työn sujuvuuteen vaikuttivat merkittävästi muun muassa kuormatraktorin tyyppi, näkyvyys ja levyjen tartuntaratkaisut. Kun levyjen kaukokuljetusmatka korjuukohteelle oli noin 50 kilometriä, oli levyjen edestakaisen autokuljetuksen kokonaiskustannus vetoauton kuormalla (18 levyä) yli 500 euroa ja täysperävaunukuormalla (54 levyä) alle 800 euroa. Kuljetuskustannus kasvoi jyrkästi kuljetusmatkan suhteen, ja toisaalta muiden kuljetusten ketjuttaminen ja tyhjänä ajon korvaaminen muilla kuljetuksilla vaikuttivat oleellisesti kustannusten tasoon. Levyjen metsäkuljetuksen ja asennuksen yksikkökustannukset olivat pienimmillään 8–9 €/levy ja kasvoivat noin 1 €/levy kun metsäkuljetusmatka kasvoi sadalla metrillä. Levyjen määrän vaikutus yksikkökustannukseen oli vähäinen. Levyjen käytöllä voitaisiin saavuttaa puunkorjuussa suoria kustannussäästöjä tilanteissa, joissa puutavaran metsäkuljetusmatkaa voitaisiin lyhentää merkittävästi ja kuljetettava puutavara­määrä olisi suurehko, vähintään 500–1000 kuutiometriä. Tilanteissa, joissa korjuulohkon sijainti on heikosti kantavan maapohjan takana, voitaisiin levyjen käytöllä mahdollistaa korjuun ajoittaminen sulan maan ajalle.

• Lindblad, Luonnonvarakeskus (Luke), Tuotantojärjestelmät, Joensuu https://orcid.org/0009-0003-6766-6587 Sähköposti: jari.lindblad@luke.fi

Puutavaran painon mittaus tehdään puutavaran kuljetuksen yhteydessä metsätraktoreiden ja puutavara-autojen nostureiden vaaoilla tai puutavaran tehdasvastaanoton yhteydessä kiinteillä ajoneuvovaaoilla tai puunkäsittelykoneiden vaaoilla. Ensimmäisestä käytetään nimitystä kuormainvaakamittaus ja jälkimmäisestä nimitystä paino-otantamittaus.
Puutavaran painon muuntamiseen tilavuussuureiden arvoiksi käy­te­tään muuntokertoimia, niin sanottuna tuoretiheyslukuja [kg m^–3]. Kuormain­vaaka­mittauksessa tuore­tiheyslukuina käytetään kiinteitä, säädösperusteisia kertoimia. Vastaavasti paino-otanta­mittauksessa tuoretiheysluvut määritetään puutavarasta valittavan otoksen ja otantaeristä tehtävien mittausten perusteella. Paino-otantamittaus tehdään mittauspaikka-, eli tehdaskohtaisesti, jolloin otannan perusjoukko muodostuu tietyn puutavaralajin tehtaalle toimitettavasta puutavarasta.
Tässä tutkimuksessa tarkasteltiin mänty- ja koivukuitupuun tuoretiheyttä, sekä laadittiin tuore­tiheyden ennustemalli. Puutavaran tehdasmittauspaikkojen, alkuperämaakuntien ja mittausvuosien välillä tuoretiheydessä oli tilastollisesti merkitseviä eroja, mutta absoluuttiset erot olivat pieniä. Tärkeimmät tuoretiheyteen vaikuttavat tekijät olivat mittausajankohdan vuodenaika ja varastointiaika, joiden mukaan tuoretiheyden vaihteluväli oli enimmillään noin 100 kg m^–3. Tarkasteltaessa samasta maakunnasta eri mittauspaikkoihin toimitettua puutavaraa, suurimmassa osassa tapauksista tuoretiheydessä ei ollut tilastollisesti merkitseviä eroja mittauspaikkojen välillä. Tällä perusteella näyttää alustavasti mahdolliselta, että paino-otantamittauksessa otannan perusjoukko muodostettaisiin aluekohtaisesti nykyisen mittauspaikkakohtaisen otannan sijasta. Edellytyksenä kuitenkin on, että eri mittauspaikkoihin toimitettava puutavara on tuoretiheyteen vaikuttavien ominaisuuksien suhteen samankaltaista.
Tutkimuksessa laadituilla malleilla pystytään ennustamaan mänty- ja koivukuitupuun tuoretiheys tehtaalle toimitettaessa, kun tunnetaan puutavaralaji, varastointiaika ja maantieteellinen alkuperä. Jatkossa malleja on tarvittaessa mahdollista hyödyntää kuormainvaakamittauksen kiinteiden tuoretiheyslukujen määrittämisessä.

• Lindblad, Luonnonvarakeskus (Luke), Tuotantojärjestelmät, Joensuu Sähköposti: jari.lindblad@luke.fi
• Repola, Luonnonvarakeskus (Luke), Luonnonvarat, Rovaniemi Sähköposti: jaakko.repola@luke.fi

Hakkuukonemittauksessa tyvipölkkyjen tyviosan läpimitat määritetään laskennallisesti puulaji­kohtaisilla tyvifunktioilla. Tyviosalla tarkoitetaan 1,3 metrin pituista rungonosaa kaatosahauksesta lähtien. Tämän tutkimuksen tavoitteena oli tarkastaa ja tarvittaessa korjata hakkuukonemittauksessa käytettävä männyn tyvifunktio. Tutkimukseen valittiin 33 eri puolella Suomea sijaitsevaa mäntymetsikköä, joista valittiin 825 koepuuta. Koepuiden mittauksia tehtiin metsässä, ja hakkuiden jälkeen koepuiden tyvipölkyille tehtiin mittauksia kuudella eri tehtaalla. Koetyvipölkkyjen tyviosien vertailutilavuudet määritettiin upotusmittauksella. Tyvifunktioissa tyviosan suhteellinen muoto muuttuu tyvipölkyn järeyden, siis 130 senttimetrin etäisyydeltä kaatosahauksesta mitatun läpimitan, mukaan. Tässä tutkimuksessa tyvifunktio tuotti pienillä puilla suurempia, ja suurilla puilla pienempiä läpimittoja koepuiden tyviosista saksimittauksella mitattuihin läpimittoihin verrattuna. Koetyvipölkkyaineistossa tyviosan suhteellinen muoto ei muuttunut pölkkyjen järeyden mukaan, vaan oli likimäärin vakio. Tyvifunktion korjaus muodostui kahdesta vaiheesta, niin sanotuista oikaisukorjauksesta ja tasokorjauksesta. Tyvifunktion oikaisukorjaus tehtiin koepuiden tyviosista saksimittauksella mitattujen läpimitta-aineistojen perusteella. Näin korjatun tyvifunktion perusteella määritetyt koetyvipölkkyjen tyviosan tilavuudet olivat noin viisi prosenttia tyviosien upotustilavuuksia suurempia kaikilla järeyksillä. Edelleen tyvifunktiolle tehtiin tasokorjaus siten, että tyvifunktion perusteella määritetyt tyviosan tilavuudet vastasivat upotustilavuutta. Tyvifunktion korjauksen vaikutus sillä määritettyyn tyviosan tilavuuteen oli pienillä noin 50 litran rungoilla (rinnankorkeusläpimitta noin 10 senttimetriä) noin –8,5 prosenttia ja suurilla noin 1750 litran rungoilla (rinnankorkeusläpimitta noin 45 senttimetriä) noin –2,9 prosenttia. Kun tyvifunktion korjaus suhteutetaan koko rungon tilavuuksiin, olivat vastaavat osuudet noin –2,3 ja –0,4 prosenttia. Kun korjaus suhteutetaan Suomen kokonaishakkuukertymäarvioissa esitettyihin järeysluokkien osuuksiin, on kokonaisvaikutus suuntaa-antavasti noin yhden prosentin vähennys männyn kokonaistilavuudessa.

• Lindblad, Luonnonvarakeskus (Luke), Tuotantojärjestelmät, Joensuu Sähköposti: jari.lindblad@luke.fi
• Kilpeläinen, Luonnonvarakeskus (Luke), Tuotantojärjestelmät, Joensuu Sähköposti: harri.kilpelainen@luke.fi
• Heikkinen, Luonnonvarakeskus (Luke), Soveltava tilastotiede, Helsinki Sähköposti: juha.heikkinen@luke.fi

Kuormainvaakamittauksessa metsäkuljetuksen yhteydessä punnittu energiapuun paino muunnetaan tilavuudeksi keskimääräisillä tuoretiheysluvuilla (kg/m^–3). Metsäkuljetuksen yhteydessä tehtävä kosteuden määritys mahdollistaisi luotettavamman energiapuun tuoretiheysluvun määrittämisen.

Tämän tutkimuksen tavoitteena oli tutkia energiapuuerien kosteuden määrityksen edellytyksiä raaka-aineominaisuuksien, ominaisuuksien luontaisen vaihtelun ja otannalla saavutettavissa olevan mittausepävarmuuden tason kannalta. Tutkimuksessa määritettiin harvennusenergiapuun ja latvusmassan kosteuden tasoa ja vaihtelua erilaisilla korjuukohteilla, näistä tavaralajeista otettavien sahanpurunäytteiden edustavuutta kosteuden määrityksen kannalta ja tapaustutkimuksena tutkittiin kosteusmittareiden mittaustarkkuutta.

Harvennusenergiapuulla sahanpurunäytteiden kosteuksien ja vertailuarvona käytettyjen kiekkonäytteiden kosteuksien ero oli tilastollisesti merkitsevä. Samoin latvusmassalla sahanpurunäytteiden ja vertailuarvona käytettyjen hakenäytteiden kosteuksien ero oli tilastollisesti merkitsevä. Erot olivat kuitenkin pieniä ja käytännön sovellusmahdollisuuksien kannalta sahanpurunäytteitä voidaan pitää edustavina.

Harvennusenergiapuulla ja latvusmassalla kosteuden luontainen vaihtelu energiapuuerän sisällä oli melko suurta. Energiapuuerien kosteuden määrityksessä suuri hajonta johtaa suuriin otosmääriin, jotta voidaan saavuttaa riittävä luotettavuus. Suurten otosmäärien vuoksi manuaalinen näytteenotto ei tule kysymykseen.

Kosteusmittareille laadituissa mittausmalleissa selittäjinä olivat puuaineen kuivatuoretiheys ja puulaji. Energiapuun kosteuden mittauksen kannalta kosteusmittareiden kyky tuottaa sahanpurunäytteillä toistuvia ja todenmukaisia mittaustuloksia on hyvällä tasolla.  

• Ronkainen, Sähköposti: jari.lindblad@metla.fi
• Sirkiä, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org
• Lindblad, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org

Suurin osa puutavarasta mitataan Suomessa nykyisin joko hakkuun yhteydessä tai käyttöpaikalla. Erityisesti pienten hankinta- ja käteiskauppaerien mittauksessa on tiettyjä ongelmia. Tehdasmittausmenetelmien käyttö edellyttää erien erillään pitoa kuormassa ja tehdasvastaanotossa. Hakkuukonemittaus ei tule aina kysymykseen korjuumenetelmän tai kaluston rajoitteiden vuoksi. Tienvarsimittaus on pienten erien kyseessä ollessa epätarkkaa ja sen kustannukset voivat nousta puutavaran arvoon nähden korkeiksi.

Tässä tutkimuksessa tutkittiin puutavara-autojen kuormainvaakojen käyttöä pienten puutavaraerien työ- ja luovutusmittauksessa. Kuormainvaakamittausmenetelmässä mitataan kunkin erän massa kuormainvaa’alla kuormauksen yhteydessä. Käyttöpaikalla mitataan koko kuorman tilavuus käytössä olevalla perusmittausmenetelmällä. Kokonaistilavuus jaetaan erille kuormainvaa’alla mitattujen massojen suhteissa. Neljällä Etelä-, Länsi- ja Itä-Suomessa sijaitsevalla tehtaalla kerätty tutkimusaineisto koostui yhteensä 503 mänty-, kuusi-, koivu- ja havukuitupuuerästä. Kuormainvaakamittauksen eräkohtaista tilavuutta verrattiin upotusmittauksen tulokseen.

Talvella mm. lumi ja jää aiheuttivat keskimäärin noin kahden prosentin positiivisen mittaeron, kesällä mittaero oli lähes nolla. Mittaeron keskihajonta oli kesällä puutavaran kuivumisesta johtuen hieman suurempi kuin talvella. Mänty- ja koivukuitupuun mittaeron keskihajonta oli suurin, n. 9 prosenttiyksikköä, kuusella hajonta oli noin yhden prosenttiyksikön pienempi. Koko aineistossa keskihajonta oli kuormainvaakamittauksessa 8,9 prosenttiyksikköä ja pinomittauksessa 16,9 prosenttiyksikköä. Mittaerojen hajonta kasvoi selvästi erän tilavuuden pienentyessä.

Kuormainvaakamittauksen virhelähteitä ovat puutavaran tuoretiheyden vaihtelu ja satunnaiset punnitusvirheet erien välillä samassa punnitusyksikössä, sekä tehtaan perusmittauksen toteutuksesta aiheutuva virhe. Menetelmällä on tarkkuutensa puolesta hyvät käyttöedellytykset, kun samaan kuormaan (punnitusyksikköön) koottavien kuitupuuerien tuoretiheyden vaihtelu ei ole suurta. Tulokset voidaan yleistää Suomen eteläosan kuitupuulle.

• Heikkilä, Sähköposti: jani.heikkila@metla.fi
• Lindblad, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org
• Hujo, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org
• Verkasalo, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org

Vuosina 1999–2001 toteutetuissa tutkimuksissa määritettiin mänty- ja kuusisahahakkeen ja koivuvanerihakkeen sekä mänty-, kuusi-, koivu- ja haapakuitupuuhakkeen tehdas- ja suuraluekohtaiset kuiva-tuoretiheydet. Kuiva-tuoretiheyksistä laskettiin edelleen suositukset hakkeen kuivamassan ja kuorellisen/kuorettoman kiintotilavuuden väliselle muuntokertoimelle.

Teollisuushakeaineisto, yhteensä 647 näytettä, hankittiin yhdeksältä ja kuitupuuhakeaineisto, yhteensä 953 näytettä, 13 massa- tai paperitehtaalta ympäri Suomea. Mäntysahahakkeen toimittajien hankinta-alueet kattoivat lähes koko maan ja kuusisahahakkeella Oulun läänin eteläpuolisen osan maasta. Parrunveisto- ja koivuvanerihakkeen toimittajia oli kaksi. Männyn, kuusen ja koivun kuitupuuhakeaineisto oli maantieteellisesti kattava, haapakuitupuuhakeaineistoa kerättiin yhdeltä tehtaalta.

Mäntysahahakkeen kuiva-tuoretiheydessä oli selvä ero Etelä-Suomen (435 kg/m³) ja Pohjois-Suomen (407 kg/m³) välillä, minkä vuoksi ko. alueille suositellaan omia muuntokertoimia. Kuusisahahakkeella keskimääräinen kuiva-tuoretiheys oli 404 kg/m³ ja koivuvanerihakkeella 496 kg/m³; näille hakelajeille suositellaan Etelä-Suomeen yhtä muuntokerrointa.

Mäntykuitupuuhakkeella keskimääräinen kuiva-tuoretiheys oli Etelä-Suomessa 409 kg/m³ ja Pohjois-Suomessa 395 kg/m³. Ensiharvennusmännyllä tiheys oli 4–9 kg/m³ alempi kuin normaalimännyllä, ero oli verraten pieni. Kuusikuitupuuhakkeella kuiva-tuoretiheys oli Etelä-Suomessa 393 kg/m³ ja Pohjois-Suomessa 408 kg/m³; selluloosa- ja hiomokuitupuun välillä ei ollut eroa. Koivukuitupuuhakkeella tiheys oli Etelä-Suomessa 494 kg/m³ ja Pohjois-Suomessa 481 kg/m³. Haapahakkeen keskimääräinen tiheys oli 388 kg/m³.

• Lindblad, Sähköposti: jari.lindblad@metla.fi
• Verkasalo, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org

• Kilpeläinen, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org
• Lindblad, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org
• Heräjärvi, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org
• Verkasalo, Sähköposti: ei.tietoa@metsatiede.org