Höwecke, B. (1993). Einsatz von Vollerntern in der Holzernte - Chancen und Risiken. Argumente aus der Forschung, 7, 18-30.

ARG U MENTE

AUS DER FOR SCHUNG

FORSCHUNGSBEREICH FOF6TWSSEN&:;H6.FTEN Einsatz von Vollern­

tern in der Holzernte - Chancen und Risiken

Bert Höwecke

Gru e Forsttechnik

Beim Einsatz von Vollerntern im Wald werden häufig grosse Holzernteschäden befürchtet. Es zeigt sich Je­

doch, dass bei einem sachgemässen Einsatz nicht nur Holzernteschäden, sondern vor allem auch die Risiken von Arbeitsunfällen wesentlich verringert werden kön­

nen. Die Gruppe Forsttechnik der WSL beurteilt neue forsttechnlsche Maschinen wie den Vollernter und Ihre Einsatzmöglichkeiten.

Wie funktioniert ein Vollernter ?

■ Der Vollernter ist eine technisch hochent­

wickelte Holzerntemaschine, die viele Teil­

arbeiten, vom Fällen des Baumes bis hin zum geordneten Ablegen der Holzsortimente an der Rückegasse, in einem Arbeitsgang ausführen kann (Abb. 1) .

■ Die Maschine fährt auf der Rückegasse und wird hier positioniert. Der Kran bringt das Vollernteraggregat an den zu entnehmenden Baum heran, das dann den Stammfuss mit den Ent­

astungsmessern und Vorschubwalzen umklammert.

Danach wird der Baum gefällt und kontrolliert in der gewünschten Richtung zu Fall gebracht.

Der Kran hebt schliesslich den ganzen Baum mit Ästen und Krone auf die Rückegasse. Die Ma­

schine entastet den Baum auf der Rückegasse, vermisst ihn, schneidet ihn in Stücke und legt das entastete Holz am Rand der Rückegasse

geordnet ab. Für die Bearbeitung eines Baumes benötigt der Vollernter nur ungefähr eine

Minute. Das Rücken - so wird der Transport des Holzes von der Rückegasse an die Waldstrasse bezeichnet - der in der Regel 2 bis 6 Meter langen Sortimente erfolgt in einem späteren 18

ARGUMENTE

AUS D ER FORSCHUNG

Dieselmotor

Hydrostatischer Antrieb vermindert das Durch­

drehen der Räder

Schallisolierte Sicherheits­

kabine mit Computer und Funktelefon

� ⁺

Vollernter­

aggregat mit Mess­

vorrichtung für Länge und Durch-

Sägeschwert Abb.1 : Wichtige Konstruktionsmerkmale eines Vollernters

Arbeitsgang mit einem Kranrückefahrzeug, dem Forwarder .

■ Entsprechend der zu bearbeitenden Holzstärke unterscheidet man kleine, mittlere und grosse Vollernter. In der Schweiz sind in erster Li­

nie kleine und grosse Maschinen von Bedeutung.

Kleine Vollernter haben eine Kranreichweite von ca. 5 m, grosse von ca. 10 m (Tab. 1).

Derzeit befinden sich in der Schweiz 16 Voll­

ernter im Einsatz.

Wo können Vollernter eingesetzt werden ?

■ Die Vollerntertechnik wurde in Skandinavien und zunächst für die dortigen Verhältnisse 19

ARGUMENTE

A U S DER FORSCHUNG

Abb. 2: Der Vollemter fällt, antastet, schneidet in Stücke und legt sie am Rand der Rückegasse ab. Zu einem späteren Zeitpunkt transpor­

tiert der Forwarder das Holz aus dem Bestand zu einem Zwischenlager am Rande der Waldstrasse.

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entwickelt. Das Einsatzoptimum der Maschinen befindet sich dort im befahrbaren Gelände

(Hangneigung 0-25% ) bei Durchforstungen homo­

gener, schwacher bis mittelstarker Nadelholz­

bestände (Durchmesser in Brusthöhe der aus­

scheidenden Bäume 10-35 cm) . Der Vollernter kann auch die Rückegassen, falls diese nicht bereits vorhanden sind, rationell und schnell anlegen.

■

In der Schweiz werden die Maschinen darüber hinaus auch bei der Durchforstung von Misch­

und Laubholzbeständen eingesetzt. Das Laubholz darf j edoch nicht zu krwmn oder zu grobastig sein . Bei uns werden auch stärkere Bestände

(bis 45 cm Durchmesser) mit dem Vollernter durchforstet (Tab . 2 ) .

20

ARGUMENTE

AUS D E R FORSCHUNG

Kriterium "Kleiner" Vollernter "Grosser" Vollemter

Breite (m) 1 ,80 2,90

Gesamtgewicht [to] ⁵ 14

Motorleistung [PS] 80 160

Reifenbreite [cm] 40 60

Kranreichweite [m] ⁵ 10

Tab. 1: Technische Daten der zwei Vollernter-Kategorien (ungefähre Werte)

Kriterium "Kleiner" Vollernter "Grosser" Vollernter Einsatzbereich Durchforstung schwa- Durchforstung

eher Bestände, Anla- mittelstarker bis ge von Rückegassen starker Bestände Durchmesser der aus-

scheidenden Bäume 10 - 25 20 - 45

in Brusthöhe [cm]

Tab. 2: Einsatzbereiche der zwei Vollemter-Kategorien in der Schweiz

■

Vollernter können hangabwärts unter günsti­

gen Fahrbedingungen bis zu einer Hangneigung von ca. 35% eingesetzt werden. Ihr Einsatz am Hang wird auch durch den nachfolgenden For­

warder eingeschränkt, denn dieser kann unter den gleichen Fahrbedingungen meistens schon bei geringerer Hangneigung nicht mehr sicher arbeiten. An steileren Hängen ist die Anwen­

dung der Vollerntertechnik heute noch nicht möglich. Die Gruppe Forsttechnik erforscht zur Zeit, welche Technik und welche besonderen Ar­

beitsverfahren für einen Vollernter im steilen Gelände verwendet werden könnten (Tab. 3).

■

Insgesamt ist in der Schweiz nach einer sehr zurückhaltenden Schätzung auf der Basis des Schweizerischen Landesforstinventars (LFI) mit einer jährlich durch Vollernter bearbeitbaren Fläche von mindestens 20 000 ha zu rechnen.

Hieraus lässt sich eine jährliche Nutzungs­

menge von 130 000 bis 150 000 m³ abschätzen.

Dies entspricht jedoch nur ca. 3, 5% der jähr- 21

ARGUME NTE

A U S D E R F O R S C .H U N G

Tab. 3: Forschungs- und Dienstleistungsprojekte der Gruppe Forsttechnik, die sich ganz oder teilweise mit der Vollemtertechnik beschäf­

tigen.

liehen schweizerischen Holzernte (ca. 4, 5 Millionen m³ im Jahr 1987). Die heutige Voll­

erntertechnik ist in den flacheren Lagen des Mittellandes gut einsetzbar, während es bei der Holzernte im Gebirgswald bis heute keine Alternative zur Waldarbeit mit der Motorsäge gibt.

Projekttitel Kurzbeschreibung

Mechanisierung der Holzernte erforscht, ob Sehreitroboter als Träger- in Hanglagen plattformen für Vollernter in Frage

kommen und welche Einsatzkonzepte sich eignen

Beurteilung neuer Maschinen beurteilt neue Technologien, z.B. wer- und Arbeitsverfahren den Fallstudien mit Vollerntern durch-

geführt

Kalkulationsgrundlagen für erarbeitet detaillierte Leistungs- und das Rücken mit dem For- Kostenvorgaben zum Rücken des (un- warder ter anderem) von Vollerntern aufgear-

beiteten Holzes von der Rückegasse zur Waldstrasse

Beratung der Forstwirtschaft dient der Umsetzung der im Berggebiet Forschungsergebnisse und der

Unterstützung der Forstpraxis Forsttechnische Informations- enthält aktuelles Informationsmaterial und Prospektsammlung für alle in der Schweiz erhältlichen (FIPS) Forstmaschinen (zugänglich für alle

interessierten Personen)

Welche Vorbereitungen müssen getroffen werden?

■

Von grösster Wichtigkeit für einen erfolg­

reichen Einsatz des Vollernters ist eine ge­

wissenhafte Arbeitsvorbereitung. Im Bestand führt der Förster zunächst folgende Massnahmen durch:

- Kennzeichnen der besonders wertvollen

" Zukunftsbäume" (z.B. mit Farbband) . - Markieren der zu fällenden Bäume mit

leuchtender Farbe

- Markierung der Rückegassen

- Markierung besonders schützenswerter Objekte wie Ameisenhaufen oder Grenzsteine

22

ARGlJlVIENTE

AUS DER FORSCHUNG

- Erstellung einer Skizze des Arbeitsortes und Bezeichnung der · Holzlagerplätze

- Anfertigen einer Liste mit den aufzuarbeitenden Holzsortimenten

■

Danach erfolgt eine zweite Vorbereitungs­

stufe: Der Förster bespricht zusammen mit dem Forstunternehmer den Einsatz. Der Förster er­

läutert das anzuwendende Arbeitsverfahren und legt das maximal tolerierbare Schadensausmass am verbleibenden Bestand fest. Als Richtgrösse gilt, dass mehr als 90% der nach dem Schlag verbleibenden Bäume unverletzt bleiben müssen.

■

Während des Vollerntereinsatzes muss der Förster vor allem zu Anfang die Arbeit über­

wachen, denn durch die grosse Leistung der Maschine müssen allfällige Korrekturen früh erfolgen. Nach jedem Einsatz des Vollernters sind Bestandes- und Befahrungsschäden, Sorti­

mentslängen und Entastungsqualität zu kontrol­

lieren.

■

Von grosser Bedeutung für einen befriedi­

genden Einsatz des Vollernters ist die Aus­

bildung sowohl des Försters als auch des

Vollernterfahrers. An den interkantonalen För­

sterschulen in Maienfeld und Lyss wird dem mittlerweile bei der Ausbildung der Förster Rechnung getragen. Für die Ausbildung der Fah­

rer an den komplizierten Bedienungselementen des Vollernters wird neben einem Grundkurs des jeweiligen Maschinenherstellers ein mehrwöchi­

ger Kurs in Deutschland angeboten. Der Fahrer benötigt dann ca. 1 Jahr Praxis, bis er die Maschine wirklich professionell beherrscht.

2 3

A B G U' lVIENTE

AUS DER FOR SCHUNG

Mehr Sicherheit am Arbeitsplatz

■

In der Forstwirtschaft ereignen sich nach Angaben der Schweizerischen Unfallversiche­

rungsanstalt jährlich im Schnitt (1986-1990) ca . 400 Unfälle auf 1000 Vollbeschäftigte. Da­

mit ist die Forstwirtschaft einsamer Spitzen­

reiter vor dem Bauwesen und der Holzindustrie (je ca. 240). Dies ist auf die gefährliche und körperlich anstrengende Arbeit mit der Motor­

säge bei konventionellen Holzernteverfahren zurückzuführen. Der Vollernterfahrer hingegen

legt keine Hand mehr an das Holz, sitzt wet­

tergeschützt in einer klimatisierten, sicheren Kabine und steuert von dort aus alle Arbeits­

abläufe. Bezieht man die Zahl der Unfälle auf die aufgerüsteten Kubikmeter Holz, so ist die Arbeit mit dem Vollernter rund zwanzigrnal si­

cherer als die Arbeit mit der Säge: Während beim Motorsäge-Verfahren auf ca. 1100 m³ mit einem Unfall zu rechnen ist, bei dem zumindest der Arzt aufgesucht werden muss, so sind dies beim Vollernter-Einsatz ca. 25 000 m^3•

■

Sehr bewährt hat sich der Vollernter im Sturmholz. Dort ist die Arbeit besonders ge-

Abb. 3: Vollernter bei der Arbeit im Sturmholz 2 4

ARGUMENTE

AUS DER F O RSCHUNG

Tab. 4: Wirtschaftliche Daten der zwei Vollernter-Katego­

rien (ungefähre Werte).

fährlich, da das Holz unter Spannung steht. Im besonders unfallträchtigen Sturmholzjahr 1990 ereigneten sich fast die Hälfte von 30 tödli­

chen Unfällen in der s�hweizerischen Forst­

wirtschaft während des Fällens und Entastens von Sturmholz mit der Motorsäge. Beim Einsatz des Vollernters sind schwere Unfälle dieser Art nahezu ausgeschlossen.

Wer leistet mehr - Mann oder Maschine?

■

Der Vollernter ist bei der Durchforstung von Nadelholzbeständen mit einer Leistung von bis zu 20 Kubikmetern aufgerüstetem Holz pro

Stunde ca. zehnmal leistungsfähiger als ein Mann mit der Motorsäge, der auf 0, 5 bis 2 Ku­

bikmeter pro Stunde kommt (siehe auch Tab. 3).

Mittels Kran kann der Vollernter die Bäume auch in dichten Nadelholzbeständen rasch zu Boden bringen, während bei Verwendung der Motorsäge die fallenden Bäume oft an anderen Baumkronen hängenbleiben. Ausserdem kann der Vollernter die beim Nadelholz zahlreichen Äste mit den Entastungsmessern viel rascher ab­

schneiden. Bei der Durchforstung von Laubholz­

beständen ist der Leistungsvorsprung des Voll­

ernters nicht ganz so gross, da Laubbäume im unteren Stammabschnitt weitaus weniger Äste aufweisen. Zudem hat der Vollernter oft wegen starker Stammkrümmungen oder Steiläste (sog.

Kriterium "Kleiner" "Grosser"

Vollernter Vollernter Leistung [m³/stunde] ³- 10 1 0 - 20

Kaufprei� [Fr.] 350 000.- 700 000.-

Kosten / Stunde [Fr.] 200.- 400.- bis 500.-

Auslastung [m³/Jahr] 5 000 15 000

25

A B GUlVIENTE

AUS DER FORSCHUNG

Zwiesel) Schwierigkeiten beim Entasten.

■

Nach der Windwurfkatastrophe im Jahre 1990 konnte dank des Einsatzes der Vollernter das Sturmholz sehr rasch aufgearbeitet und somit hohe Wertverluste durch Insekten- und Pilzbe­

fall weitgehend vermieden werden.

■

Auch bei den Holzerntekosten schneidet der Vollernter gegenüber dem Motorsägeverfahren besser ab. Die Kosten pro Kubikmeter aufge­

rüsteten Nadelschwachholzes betragen ca. Fr.

35. -, beim Motorsägeverfahren ca. Fr. 75 . -.

Durch den Einsatz eines Vollernters können also die Defizite der Forstbetriebe bei der Schwachholzernte verringert werden.

■

In der Forstwirtschaft zählt die Anschaffung eines Vollernters als Grossinvestition - der Kaufpreis bewegt sich je nach Marke und Typ zwischen Fr. 350 000. - und 700 000. - (siehe auch Tab. 3). Die schweizerischen Forstbetrie­

be. sind zu klein, um einen Vollernter in Eigenregie zu betreiben. Nur bei überbetrieb­

lichem Einsatz sind diese Maschinen ausgela­

stet; sie werden deshalb in der Schweiz aus­

schliesslich von Forstunternehmern angeschafft und eingesetzt.

Wie moderne Holzernteverfahren die Umwelt schonen!

■

Alle Nutzungsverfahren von Holz wirken sich auch auf den Boden und den darauf wachsenden Wald aus . . Schwere Forstmaschinen können sich durch Bodenverdi9htung negativ auf das Baum­

wachstum auswirken. Entscheidend hierfür sind neben dem Gewicht der Maschinen die Last pro 2 6

ARGUMENTE

AUS DER F O RSCHUNG

Abb. 4: Der Vollernter fährt durch die Rückegasse auf einem Polster aus abge­

trennten Ästen und Kronen­

material.

Rad und die Auflagefläche des Reifens. Die ge­

nannten Risiken sind bisher wenig untersucht.

■

Bodenschäden im Bestand sind - im Gegensatz zum Motorsägeverfahren, bei dem das Holz mit einem Seil über den Waldboden. geschleift wird - praktisch ausgeschlossen, da der Vollernter den Baum nach dem Fällen mit angehobenem

Stammfuss auf die Rückegasse legen kann . Mit den abgetrennten Ästen und mit Kronenmaterial polstert der Vollernter die von ihm befahrene Rückegasse und schont so den Boden. weiterhin üben die Maschinen durch Ausrüstung mit Breit­

reifen einen geringen spezifischen Bodendruck aus und verfügen mit dem hydrostatischen

2 7

ARGUME NTE

AUS DER FOR SCHUNG

Abb. 5: Der Forwarder trans­

portiert das vom Vollernter aufgearbeitete Holz aus dem Bestand.

Antrieb über eine bodenschonende Kraftüber­

tragung .

■ Bestandesschäden wie Rinden-, Holz- und

Wurzelverletzungen an den verbleibenden Bäumen werden in der Hauptsache durch Fäll- und

Rückevorgänge sowie durch Forstmaschinen ver­

ursacht. Entwertungen des Holzes und Destabi­

lisierung der Bestände durch Fäulnis können die Folge sein.

■ Der Fahrer des Vollernters ist in der Lage, die Fällrichtung zu bestimmen und den Baum kontrolliert zu Fall zu bringen. Im Gegensatz dazu ist bei der Durchforstung mit der Motor­

säge wegen der oft hohen Dichte der Bestände bereits eine bestimmte Fällrichtung vorgege­

ben. Eine Stammbeschädigung der wertvollen Zu­

kunftsbäume kommt hier weitaus öfter vor. Der Transport des Holzes von der Rückegasse an die Waldstrasse erfolgt mit dem Forwarder. Hierbei wird das Holz mit dem Kran in den Rungenkorb geladen und ohne Bodenberührung gewissermassen

2 8

ARGUMENTE

A U S D E R FOR SCHUNG

Die bisherigen Erfahrungen ... der Forstpraxis mit Vollern­

tern sind im wesentlichen posi­

tiv. Dies wird durch eine Um­

frage der Gruppe Forsttechnik der WSL, Birmensdorf, bestä­

tigt. Danach sind 72% aller Förster, die bereits einen Voll­

emter in ihrem Revier einsetz­

ten, mit dem Arbeitsergebnis voll zufrieden, weitere 24%

äusserten sich im grossen Ganzen zufrieden. 62% aller Befragten, also auch jene, die bisher noch keine Vollernter eingesetzt haben, gaben an, sie wurden in Zukunft Vollernter einsetzen oder wieder einsetzen.

aus dem Wald getragen. Das Holz muss also nicht wie beim Rücken mit Traktoren auf dem Boden in die Rückegasse eingeschwenkt werden.

Wurzelverletzungen und Rindenschäden . ^. an der Stammbasis kommen dadurch weitaus seltener vor. Bei sachgemässem Einsatz der Vollernter werden im Durchschnitt nur 5 bis 10% der ver­ bleibenden Bäume beschädigt, beim Motorsäge­

verfahren sind es hingegen 10 bis 30%.

Folgerungen

■ Der Vollernter ist ein ausserordentlich sicheres Arbeitsgerät. Sein Einsatz ist eine Chance zur Humanisierung der gefährlichen und körperlich anstrengenden Waldarbeit. Insbe­

sondere im Katastrophenfall (z.B. Windwurf) sollte er - wenn immer möglich - eingesetzt werden.

■ Der Vollernter ist bei der Durchforstung von Waldbeständen in befahrbaren Lagen rund zehn­

mal leistungsfähiger als konventionelle Motor­

sägeverfahren. Deshalb sollte sein Einsatz soweit wie möglich verbreitet werden. Die finanziellen Defizite bei der Pflege der

Schwachholzbestände können dadurch verringert werden.

■

Bezüglich der Schäden am verbleibenden Be­

stand arbeiten Vollernter in der Regel deut­

lich pfleglicher als Waldarbeiter mit der Mo­

torsäge. Allerdings sind dafür gewissenhafte Arbeitsvorbereitung, Überwachung und Kontrolle der Arbeiten notwendig, da es sonst auch beim Einsatz des Vollernters zu deutlichen Schäden, vor allem im Waldboden, kommen kann.

2 9

A R GUMENTE

A U S D E R F O R S C H U N G

■ Die künftige technische Entwicklung der Vollernteraggregate und -trägerfahrzeuge soll­

te verstärkt den veränderten waldbaulichen Zielvorgaben in Mitteleuropa (mehr Laubholz,

"naturnaher Waldbau") Rechnung tragen.

■ Es sollten verstärkt Überlegungen angestellt werden, die Vollerntertechnik für den Einsatz im Gebirgswald nutzbar zu machen.

Weiterführende Literatur

Die Arbeiten der Gruppe Forsttechnik sind im nachfolgend genannten Sammelband enthalten. Dieser kann bei der Gruppe Forsttechnik bezo­

gen werden:

HÖWECKE, B.; THEES, 0., (Redaktion): 1992 Einsatz von Vollemtern in der Schweiz. Tagung am 10. Dezember 1991 in Birmensdorf/Schweiz.

Birmensdorf, Eidgenössische Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft 81 Seiten.

Dr. Bert Höwecke , Diplom-Forstwirt, leitet das Projekt "Eignung des Abroll-Container-Transport-Systems (ACTS) als Transportmittel für Industrieholz". Er ist Mitarbeiter der Gruppe Forsttechnik unter der Leitung von Dr. Oliver Thees an der Eidaenössischen Forschunasanstalt für Wald Schnee und Landschaft in Birmensdorf.

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