Fakitermelés lombos állományokban többműveletes fakitermelő gépek alkalmazásával

Feltöltő: Erdo-mezo.hu
2013.11.29.
Kategória: Kiemelt, Erő- és munkagép,
6976

A Nyugat-magyarországi Egyetem, Erdészeti-műszaki és Környezettechnikai Intézetének munkatársai egy tanulmányban foglalkoznak a "Fakitermelés lombos állományokban többműveletes fakitermelő gépek alkalmazásával" című témával, amely az Erdészettudományi Közleményekben jelent meg. A szerzők engedélyével azonban most az Erdő-Mező Online portálon is elérhetővé válik a teljes tanulmány.

Fakitermelés lombos állományokban többműveletes fakitermelő gépek alkalmazásával

A teljes tanulmányt IDE kattintva töltheti le! (Alább csak egy kivonatot, a tanulmány egy részét olvashatja!) Fakitermelés lombos állományokban többműveletes fakitermelő gépek alkalmazásával HORVÁTH Attila László, SZAKÁLOSNÉ MÁTYÁS Katalin és HORVÁTH Béla Nyugat-magyarországi Egyetem, Erdészeti-műszaki és Környezettechnikai Intézet Kivonat A gépfejlesztéseknek köszönhetően a harveszterek, ma már nem csak kizárólag a fenyvesekben alkalmazhatóak hatékonyan. Számos terepi méréssel sikerült Magyarországon (akác, cser, bükk állományokban) is igazolni a „gépcsodák” létjogosultságát. Az idő- és költségelemzések során kapott eredmények tudatában biztonsággal megállapítható, hogy a lombos állományokban is alkalmazhatóak harveszterek, sok esetben hatékonyabb munkavégzés valósítható meg velük, mint a hagyományos motorfűrészes fakitermelés során. Kulcsszavak: Harveszter, fakitermelés, lombos állomány, teljesítmény, üzemóraköltség, munkaidőszerkezet BEVEZETÉS Az elmúlt évszázadok során jelentős technikai fejlődésen ment keresztül az erdőgazdálkodás, így az erdőhasználat munkafolyamatai is. Új technológiák, módszerek, eszközök és gépek alakultak ki és terjedtek el. A fakitermelések döntési műveleteinél általánosan használt kéziszerszámokat – fejsze, keresztvágó fűrész – felváltották a motorfűrészek, amelyek hosszú évtizedekig egyeduralkodóvá váltak a döntési és felkészítési munkaműveletekben. Magyarországon jellemzően még mindig a motormanuális gépesítettségi szinten folynak a döntési, a gallyazási, és a darabolási munkák, a közelítés, kiszállítás pedig kihordóval vagy csörlős vonszolóval történik. ANYAG ÉS MÓDSZER A többműveletes fakitermelő gépek fejlődése A XX. század második felétől az egyre erősödő gépfejlesztéseknek köszönhetően jelentek meg a nagyteljesítményű döntő-, gallyazó-, daraboló- és aprítéktermelő gépek, a közelítő- és szállító gépek, a korszerű kérgező- és rakodógépek. A fejlett skandináv országokban az 1960-as években kezdték alkalmazni a többcélú vagy többműveletes fakitermelő gépeket, amelyek a következő évtizedben elterjedtek és szereztek létjogosultságot (Hiller I. 1984). A speciális erdészeti gépek egyszerre két vagy több művelet elvégzésére is alkalmasak, aminek köszönhetően akár az átlagosnál nagyobb teljesítményre is képesek (Horváth B. 2003). Jelenleg a legkorszerűbb technológiát képviselik azon gyártók, mint pl. a Komatsu, a John Deere, a Ponsse, az Eco Log géptípusai, amelyek különböző műszaki és számítógépes megoldások révén tökéletes összhangot igyekeznek kialakítani a termelékenység (pl. választékoló szoftverekkel), az állományviszonyok (pl. tőátmérő és fafajspecifikus harveszterfejek segítségével) és a terepviszonyok (pl. Eco Log lengőkaros járószerkezet, John Deere lépegető harveszter) között. A jelenleg alkalmazott többműveletes fakitermelő gépek ősének tekinthető az 1957-ben készült, Rudy Vit által tervezett Bombardier harveszter (1. ábra). A gép képes volt a fa kivágására, megemelésére, közelítőnyom szélére történő lerakására, illetve a szerkezet hátsó részén található szorítózsámolyok közé történő behelyezésére. Az első ténylegesen harveszternek nevezhető gép a Sakari Pinomäki által tervezett és 1973-ban bemutatott PIKA 75 volt (1. ábra). (www.ritchiewiki.com). A többműveletes fakitermelő gépeknek kezdetben öt csoportja volt (Szepesi L. 1978): 1. döntőgépek (a fák tőtől való elválasztására és előközelítésére voltak képesek); 2. gallyazógépek (a ledöntött fák gallyazását végezték el); 3. darabológépek (a faanyag választékolását végezték); 4. gallyazó-daraboló gépek (processzorok); 5. teljes fakitermelő gépek (harveszterek). harvester0

1. ábra: Bombardier és PIKA 75 harveszter (commons.wikimedia.org, www.unusuallocomotion.com) Figure 1: Bombardier and PIKA 75 harvester (commons.wikimedia.org, www.unusuallocomotion.com) A gépfejlesztések során elsődleges célként fogalmazódott meg, hogy az alapgépre minél több adaptert szereljenek fel, így az egymást követő műveletek egy folyamat-lánccá fűzhetőek fel, időveszteség kiküszöbölésével. Az elképzelések megvalósulásának köszönhetően az évek során a gallyazó és daraboló gépek visszaszorultak és lassan el is tűntek az erdőkből. Az új gépek kialakulásával a csoportosítás is megváltozott (Horváth B. 2003): 1. Harveszterek: A fa tőtől való elválasztását és a hozzá kapcsolódóan még egyéb műveleteket (rakásolás, gallyazás, darabolás, előközelítés, közelítés) is elvégező gépek. 2. Processzorok: A fa tőtől való elválasztását nem, de a többi műveletet (gallyazás, kérgezés, darabolás, előközelítés, közelítés) kapcsoltan végző gépek. A többműveletes fakitermelő gépek kialakulásának köszönhető, hogy a fakitermelési munkák – a King-féle gépesítettségi szinteket tekintve – a műveletgépesítési szintről a magasabb, folyamatgépesítési szintre fejlődhettek. A rövidfás munkarendszerek közül ilyen tipikus példa a harveszter és forvarder gépegyüttessel végrehajtható un. CTL (Cut to Lenght). Harveszteres fakitermelés lombos állományokban A fejlett nyugat-európai (elsőként a skandináviai) és észak-amerikai országokban, ahol óriási területű fenyveserdők kitermelése a feladat, nagyon gyorsan terjedt el és szinte egyeduralkodóvá vált a magasan gépesített, „harveszter – forvarder együttest” alkalmazó fahasználat. A kezdetben ugyan fenyő állományokra kifejlesztett harveszterek kiváló alkalmazhatóságának és térhódításának következtében a kutatások, vizsgálatok és fejlesztések a lombos állományokban való alkalmazhatóság felé irányultak. A munkafolyamat tekintetében nem állapítható meg lényeges különbség, a munkaműveletek néhány eltéréstől eltekintve megegyeznek mindkét állományban, annak ellenére, hogy a faegyedek habitusa és az erdő szerkezete is markánsan más. A fakitermelés során a harveszter az előre kijelölt, egymástól 20-30 m távolságra található közelítőnyom-vonalon mozog, amelyet használ a közelítő gép is és ezáltal a taposási kár csökkenthető. A termelés technológiájának köszönhetően a baleset veszélye minimális, tökéletesen irányítható a döntés, alacsonyra vehető a tuskómagasság és döntési apadékkal alig kell számolni (nincs szükség hajkra, törési lépcsőre, lécre). A döntés során a gép kezelője az un. manipulátorkar végén található harveszterfejjel közelíti meg a fa tövét (2. ábra), majd a fejen található fogókarok segítségével biztosítja a szoros rögzítést. A hidraulikus vezérlésű láncfűrész egy művelettel vágja át a tőrészt, mialatt a gépkezelő a manipulátorkarral segíti és irányítja a döntést (2. ábra). Abban az esetben, ha nagy tőátmérőjű, vagy terpesszel rendelkező faegyed kivágása a feladat, esetleg húzásiránytól lényegesen eltérő döntési irány megválasztása szükséges, a harveszterfejjel végrehajtott hajkvágással elősegíthetjük a biztonságos munkát. harvester2

2. ábra: Csertölgy állomány kitermelése harveszterrel Figure 2: Harvester logging of a Turkey oak stand

A harveszterfej segítségével folyamatos munka során történik meg a fa földre érkezését követően a közelítőnyomhoz előközelítés, majd a gallyazás, a választékolás, a darabolás és a választékonkénti rakásolás (2. ábra). A lombos és fenyő állományok termelése során a leglényegesebb különbség abban fedezhető fel, hogy a koronarész vastagabb oldalágainak leválasztása már nem az ívkésként is funkcionáló fogókarokkal valósul meg, hanem a gépkezelő a manipulátor kar segítségével a törzs kérdéses részénél a fejegységet áthelyezi a levágandó ágra, rögzíti a fejet, majd a hidraulikus vezérlésű fűrészláncos vágószerkezettel eltávolítja azt (2. ábra). A következő műveletekben elvégezhető az ágrész gallyazása, választékolása, darabolása, és folytatódhat a munka a törzsrész további részein. Az anyagrendezés során a faanyag máglyázása a gép mellé történik, illetve a vékonyfa, valamint a korona 5 cm-nél vékonyabb részei a közelítőnyom (2. ábra) jobb és bal oldalán halmozódnak fel. A koncentráltan elhelyezkedő vékony faanyag aprítása így gazdaságosan végezhető el. A hengeresfa választék közelítése forvarder, vagy kihordó szerelvény segítségével valósul meg. Többműveletes fakitermelő gépek Magyarországon Az 1970-es években a magyarországi fakitermelésekben az akkori szakemberek, a termelékenység fokozásának egyik lehetőségét látták a többcélú, többműveletes fakitermelő gépek alkalmazásában. A termelékenység növelésének szükségessége mellett a folyamatosan növekvő munkaerőhiány is ösztönözte a minél előbbi gépbeszerzéseket (Szepesi 1967, Csontos 1977). A Devecseri valamint a Kiskunhalasi Állami Gazdaságban 1977-től egy-egy Timberjack RW-30 típusú döntő-gallyazó, és egy Timberline típusú kanadai harveszter is dolgozott, viszont a többcélú gépek hazai elterjedése mégsem valósult meg olyan mértékben és ütemben, mint ahogy azt a hazai szakemberek vélték. A rendszerváltást követően, a többcélú gépek közül egyedül a forvardereket alkalmazták továbbra is, amelyekkel a kíméletes munka gazdaságosan volt végezhető. Napjainkra a fakitermelő vállalkozói szférában megjelent egy innovatív, újszemléletű, korszerű technológiát, gépeket alkalmazni akaró és tudó réteg, akiknek köszönhetően, az elmúlt 5-6 évben ismételten megjelentek a magyar erdőgazdálkodásban a forvarderek mellett a többműveletes fakitermelő gépek (harveszterek, harwarderek) (3. ábra).

harvester1

3. ábra: Harveszterek Magyarországon Figure 3: Harvesters in Hungary

Harveszterek munkájának vizsgálata és értékelése A harveszterek munkájának értékeléséhez (munkaidőszerkezet, teljesítmény) állományban történő mérésekre volt szükség. A terepi adatfelvétel haladó (folyamatos) időméréses módszerrel történt. A műveletelemek időtartama mellett rögzítésre kerültek az egyes ciklusonként feldolgozott faanyag mennyisége, ill. az átállások távolsága is. A felvételezés során a következő műveletelemek kerültek elkülönítésre: – fa felkeresése (F): az az időtartam, amely alatt a gépkezelő a manipulátorkar segítségével ráhelyezi a harveszterfejet a fa tőrészére; – döntés, felkészítés (D): a fa döntését, előközelítését, gallyazását, választékolását, darabolását és választékonkénti rakásolását magában foglaló időtartam; – átállás (Á): helyváltoztató mozgás időtartama; – csak döntés (CD): nagyon vékony, ill. rosszminőségű (pl. teljesen korhadt) faegyed kitermelésére fordított idő, amely alatt nem keletkezik választék; – gallyanyag rendezése (G): valamely oknál fogva zavaró tényezőként jelentkező gallyanyag átrakása; – faanyag rendezése (R): valamely oknál fogva zavaró tényezőként jelentkező faanyag (választék) áthelyezése; – pihenő (P): személyi szükségletek kielégítésének időtartama; – hibaelhárítás (H): a munkavégzés során bekövetkező műszaki meghibásodások elhárításának időtartama; – várakozás (V): egyéb veszteségidő (pl. telefonálás). KÖVETKEZTETÉSEK A technikai fejlődéseknek köszönhetően, az eddig többnyire fenyvesekben zajló harveszteres fakitermelési technológia napjainkban már lombos állományokra is adaptálható, természetesen nagy odafigyelés, szakmai tudás és folyamatos ellenőrzés mellett. A 2006-ban három évig tartó „forstINNO” nemzetközi projekt – melyben Intézetünk is részt vett – egyik fő céljaként fogalmazódott meg, hogy a lombos állományok fakitermelésére kifejlesztett harveszter munkavégzésének műszaki, gazdasági és ökológiai értékelése történjen 9 szélesebb értelemben vett közép-európai országban (Angliától - Litvániáig). Az öt országban mért és általunk feldolgozott adatok alapján azt tapasztaltuk, hogy 0,07–0,41 m3/fa átlagtérfogat esetén a produktív órára jutó teljesítmény 4,9–16,4 m3/h között változik; a munka eltérő nehézségi fokát és a választék darabszámát is figyelembe véve. A vizsgált harveszter üzemóraköltsége és teljesítménye ismeretében kalkulálható volt az önköltségi ár, amely nem mutatott lényeges eltérést a motormanuális szinten dolgozó fakitermelési kisvállalkozói díjtól. A nemzetközi kutatási projekt eredményei összhangot mutatnak a jelen publikációban részletezett vizsgálatok eredményeivel. Mindezt alátámasztják Magyarország lombos erdeiben dolgozó harveszterek teljesítmény adatai, igazolják a gépek tulajdonosai és kezelői, még ha a szakma egy kicsit tart is a többműveletes fakitermelő gépek lombos állományokban történő alkalmazásától.