Mechanised harvest of energy wood: state-of-the-art and new developments

Abstract

Energy wood from fast growing trees, also called short rotation coppice (SRC) such as poplar, willow and eucalyptus, may provide a secure source of income for farmers, provided that production technologies, logistic chains and end user facilities are well designed in farmers’ regional structures. One of the key problems at present is the lack of inexpensive harvesting machinery. Analyzing the process chain of fast growing trees, chip lines seem to be most cost- efficient for harvest, and the modification of forage harvesters is a promising option. But the high machine weight of forage harvesters is a serious disadvantage for harvest in rain-laden or mountainous regions. Furthermore, for economic operation of these expensive harvest systems cultivation areas of more than 300 ha are required. Therefore, a simple and low weight tractor-mounted mower-chipper for medium sized standard tractors has been developed. The chipper is designed for flexible harvest of wood from fast growing trees (max. stem diameter 15 cm). The total weight of the harvester (tractor and chipper) is less than 50 % of the forage harvester combination resulting in much more flexible field operation and lower harvest costs. The machine has been successfully tested in the last three harvest seasons on an area of more than 110 ha. At harvest of 4 years old poplars (10 - 15 cm stem diameter) an average field performance of 0.5 ha h -1 has been realized. Due to the robust design and performance of the prototype the development of a reinforced model is considered at present. Such a new model could be designed for harvest of poplar or eucalyptus trees with stem diameters of more than 20 cm.

A energia de biomassa florestal, em particular a de árvores de crescimento rápido, tais como choupo, salgueiro e eucalipto, pode constituir fonte segura de renda para os agricultores, desde que as tecnologias de produção, as cadeias logísticas e as instalações dos usuários finais sejam bem estruturadas regionalmente. Um dos principais problemas no momento é a falta de máquinas de colheita de custos reduzidos. Analisando-se a cadeia do processo produtivo de árvores de crescimento rápido, as linhas de chips parecem ser, em termos de custo, as mais indicadas para a colheita eficiente, todavia a modificação de colhedoras de forragem surge como uma opção promissora. O elevado peso das máquinas de colhedoras de forragem é, entretanto, séria desvantagem para uso em regiões montanhosas ou na estação chuvosa. Por outro lado, para que seja economicamente viável, o uso de maquinário pesado só é compensador quando utilizado em áreas de mais de 300 ha. Neste contexto, um trator cortador -picador de baixo peso foi desenvolvido com vistas a ser usado por empresas de médio porte. O picador é projetado para a colheita de madeira oriunda de árvores de crescimento rápido (máx. diâmetro do caule 15 cm). O peso total do dispositivo de colheita desenvolvido (trator e picador) é 50% inferior ao de uma encilhadora, o que, em operação de campo, possibilitou significativa redução nos custos de colheita. A máquina foi testada com sucesso nas últimas três épocas de colheita em uma área de mais de 110 ha. Na colheita de choupos de 4 anos de idade (diâmetro da haste 10-15 centímetros) obteve-se um desempenho médio de campo de 0,5 ha h -1 . Devido ao design robusto e ao bom desempenho do protótipo, o desenvolvimento de um modelo reforçado está sendo considerado para um futuro próximo. Este novo modelo deverá ser projetado para a colheita de madeira de álamo ou eucalipto, com diâmetros de haste de mais de 20 cm, com vistas ao aproveitamento com fins eneréticos.