ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΟΙΚΟΝΟΜΟΤΕΧΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΩΝ ΕΠΙΠΤΩΣΕΩΝ ΣΤΗ ΔΙΑΝΟΙΞΗ ΤΟΥ ΔΑΣΟΥΣ ΜΕ ΜΗΧΑΝΗΜΑΤΑ ΕΞΟΠΛΙΣΜΕΝΑ ΜΕ ΣΥΓΧΡΟΝΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΜΕΣΑ

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΣΧΟΛΗ ΔΑΣΟΛΟΓΙΑΣ & ΦΥΣΙΚΟΥ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΟΣ ΤΟΜΕΑΣ ΔΑΣΟΤΕΧΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΥΔΡΟΝΟΜΙΚΩΝ ΕΡΓΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΚΑΙ ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΑΣ ΔΙΕΥΘΥΝΤΗΣ: ΚΟΣΜΑΣ-ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΗΣ ΔΟΥΚΑΣ, ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΕΠΙΒΛΕΠΩΝ: ΚΑΡΑΓΙΑΝΝΗΣ ΕΥΑΓΓΕΛΟΣ, ΑΝ. ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΜΕΤΑΠΤΥΧΙΑΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΜΕΤΑΞΙΑ ΚΑΛΑΪΤΖΗ ΔΑΣΟΛΟΓΟΣ ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΟΙΚΟΝΟΜΟΤΕΧΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝΤΙΚΩΝ ΕΠΙΠΤΩΣΕΩΝ ΣΤΗ ΔΙΑΝΟΙΞΗ ΤΟΥ ΔΑΣΟΥΣ ΜΕ ΜΗΧΑΝΗΜΑΤΑ ΕΞΟΠΛΙΣΜΕΝΑ ΜΕ ΣΥΓΧΡΟΝΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΜΕΣΑ Πάροδος μετατόπισης ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2010

2 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΠΡΟΛΟΓΟΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΚΑΙ ΘΕΣΗ ΤΟΥ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΚΑΙ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΑΡΠΩΣΗΣ ΤΩΝ ΔΑΣΩΝ Φάσεις εξέλιξης στην εκμετάλλευση των δασών Τεχνικά συστήματα κάρπωσης των δασών Γενικά Μέσα διάνοιξης Αξιολόγηση των διάφορων μέσων διάνοιξης ΤΕΧΝΙΚΑ ΕΡΓΑ ΚΑΙ ΦΥΣΙΚΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ Τεχνικά έργα Γενικές αρχές δασοπονικής εκμετάλλευσης και τεχνικών έργων Αρχές της δασοπονικής εκμετάλλευσης Προστασία του τοπίου και του φυσικού περιβάλλοντος Τεχνικά έργα σαν στοιχεία διατάραξης του τοπίου και ανάπτυξη της περιοχής Γενικές διαταράξεις στο δασικό οικοσύστημα από τα μέσα διάνοιξης και μετατόπισης του ξύλου ΜΗΧΑΝΗΜΑΤΑ Γενικά Εκμηχάνιση Μετατόπιση του ξύλου Δασική οδοποιία στην Ελλάδα Χωματουργικά μηχανήματα Κατηγορίες χωματουργικών μηχανημάτων Προωθητές γαιών Αναμοχλευτής Υδραυλικοί εκσκαφείς Διαμορφωτές γαιών (Grader).62 2

3 Παρελκόμενα μηχανήματα ισοπέδωσης (σκαφίδα ισοπέδωσης) Αποξέστες γαιών ή χωματοσυλλέκτες (Scrapers) Φορτωτές Φορτηγά οχήματα μεταφοράς Μηχανήματα διάτρησης και εξόρυξης βράχων Μηχανήματα συμπύκνωσης εδαφών Σύγχρονα χωματουργικά μηχανήματα σε συνδυασμό με G.P.S Σύγχρονα μηχανήματα μετατόπισης και μεταφοράς ξύλου με G.P.S Μηχανήματα μετατόπισης του ξύλου Γενικά Μέσα μετατόπισης του ξύλου Μέσα και μέθοδοι μετατόπισης και μεταφοράς του ξύλου Μεταφορά ή έλξη του φορτίου Ολίσθηση του ξύλου με βάρσες Μετατόπιση του ξύλου με ζώα Μετατόπιση του ξύλου με μικρά βαρούλκα Μετατόπιση του ξύλου με μικρούς χειροκίνητους ελκυστήρες Μετατόπιση του ξύλου με ελκυστήρες Μετατόπιση του ξύλου με σχοινιοεγκαταστάσεις Μετατόπιση του ξύλου με ελικόπτερο Αυτοκινούμενο τρακτέρ με υδραυλικά πόδια Παράγοντες που επηρεάζουν την απόδοση και την εκλογή των μηχανημάτων μετατόπισης ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΙ Γενικά Αυτοκινούμενα οχήματα Μηχανική όραση σε ελκυστήρες Εφαρμογή του ασαφούς ελέγχου Εφαρμογές των νευρωνικών δικτύων και των γενετικών αλγορίθμων Συνεργασία από πολλαπλά αυτόνομα κινητά ρομπότ.119 3

4 Οπτικές ίνες και ψηφιακό G.P.S Kubota Mitsubishi ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ Περιοχές έρευνας Υλικά Μέθοδος εργασίας ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ - ΣΥΖΗΤΗΣΗ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ- ΠΡΟΤΑΣΕΙΣ ΠΕΡΙΛΗΨΗ SUMMARY ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ ΠΑΡΑΡΤΗΜΑ

5 ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΕΙΚΟΝΩΝ Εικόνα 1 Σχέση μεταξύ ων συστημάτων παραγωγής και των βλαβών που προκαλούνται στα δασικά οικοσυστήματα. (Heinimann, 1998) 17 Εικόνα 2 Κοινός τόπος για το σχεδιασμό, τη χάραξη και την κατασκευή των τεχνικών διάνοιξης των δασών 18 Εικόνα 3 Ποσοστό δέντρων της παραμένουσας συστάδας που υφίσταται ζημιές κατά τη μετατόπιση ξύλου με διάφορα μέσα 26 Εικόνα 4 Συνθήκες αξονικών φορτίων φορτηγών οχημάτων μεταφοράς ξύλου.. 27 Εικόνα 5 Σύγκριση των ισοδύναμων εργοταξίων Σουέζ και Μαναγκίλ Εικόνα 6 Εκσκαφέας με κάδο κατασκευής Ottis (1832) 32 Εικόνα 7 Εξέλιξη δομικών μηχανών και δομικών έργων στην Ελλάδα.. 33 Εικόνα 8 Εξέλιξη της μηχανοποίησης της μετατόπισης του ξύλου την Εικόνα 9 Σελ. περίοδο Εξέλιξη δασικών δρόμων που κατασκευάστηκαν και βελτιώθηκαν την περίοδο Εικόνα 10 AccuGrade Laser Grand Control System 41 Εικόνα 11 Παραδοσιακή μέθοδος ισοπέδωσης.. 42 Εικόνα 12 Ισοπέδωση προωθητή γαιών με laser Εικόνα 13 Διαβιβαστής laser.. 44 Εικόνα 14 Λήπτης laser.. 45 Εικόνα 15 Ηλεκτρονικός ιστός. 45 Εικόνα 16 Εσωτερική οθόνη 46 Εικόνα 17 Διατάξεις σκαπτικών δοντιών. 48 Ελαστιχοφόρος και ερπυστριοφόρος εκσκαφέας ανεστραμμένου Εικόνα 18 πτύου (εταιρίας VOLVO) 49 Εικόνα 19 Διατομή δασικού δρόμου με εκσκαφέα ανεστραμμένου πτύου.. 50 Εικόνα 20 Κατασκευή δασικού δρόμου με προωθητή γαιών και εκσκαφέα ανεστραμμένου πτύου 51 Εικόνα 21 Φιλοπεριβαλλοντική κατασκευή επιχωμάτων με εκσκαφέα ανεστραμμένου πτύου 52 Εικόνα 22 Φιλοπεριβαλλοντική κατασκευή εκχωμάτων με εκσκαφέα ανεστραμμένου πτύου 52 Εικόνα 23 Φιλοπεριβαλλοντική κατασκευή εκχωμάτων με εκσκαφέα ανεστραμμένου πτύου 53 Εικόνα 24 Διάτρηση βράχων με κρουστική σφύρα που προσαρμόζεται στον εκσκαφέα ανεστραμμένου πτύου. 53 Εικόνα 25 Αλλαγή του κάδου και προσαρμογή της κρουστικής σφύρας.. 54 Εικόνα 26 Εικόνα 27 Εικόνα 28 Εικόνα 29 Αλλαγή του κάδου και προσαρμογή της κρουστικής σφύρας για 54 διάτρηση χαλαρών βράχων.. Απομάκρυνση κορμοτεμαχίων από τη ζώνη κατάληψης του δρόμου με εκσκαφέα ανεστραμμένου πτύου 55 Απομάκρυνση κορμοτεμαχίων από τη ζώνη κατάληψης του δρόμου με εκσκαφέα ανεστραμμένου πτύου 55 Δόμηση λιθόδμητου τοίχου αντιστήριξης με εκσκαφέα ανεστραμμένου πτύου. 56 Εικόνα 30 Σύστημα καθοδήγησης laser κατά τη διάνοιξη τάφρων. 56 Εικόνα 31 Εκσκαφή με καθοδήγηση με laser 58 5

6 ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΕΙΚΟΝΩΝ (Συνέχεια) Σελ. Εικόνα 32 Δέκτης LE-RV1 59 Εικόνα 33 Σταδία 59 Εικόνα 34 Τρίποδας 59 Εικόνα 35 Περιστροφικό laser 59 Εικόνα 36 Δέκτης ακτίνας laser χεριού.. 60 Εικόνα 37 Θέση της λεπίδας του διαμορφωτή γαιών.. 63 Εικόνα 38 Ισοπέδωση εδάφους από διαμορφωτή γαιών με laser. 65 Εικόνα 39 Περιστροφικό laser για διαμορφωτή γαιών. 66 Εικόνα 40 Κοντρόλ LE-CU 1M 66 Εικόνα 41 Υδραυλικό σύστημα laser για διαμορφωτή 66 Εικόνα 42 Ηλεκτρονικός ιστός Εικόνα 43 Σκαφίδα ισοπέδωσης προσαρμοσμένη σε γεωργικό ελκυστήρα 69 Εικόνα 44 Σκαφίδα ισοπέδωσης προσαρμοσμένη σε γεωργικό ελκυστήρα 69 Εικόνα 45 Σκαφίδα ισοπέδωσης προσαρμοσμένη σε γεωργικό ελκυστήρα κατά τη διάρκεια εργασιών. 70 Εικόνα 46 Σκαφίδα ισοπέδωσης σε γκαράζ επισκευής και συντήρησης.. 70 Εικόνα 47 Σκαφίδα ισοπέδωσης προσαρμοσμένη σε γεωργικό ελκυστήρα. 71 Εικόνα 48 Λειτουργία αποξεστών γαιών. 72 Εικόνα 49 Διάταξη V φορτωτή & οχήματος μεταφοράς 74 Εικόνα 50 Διάταξη Χ φορτωτή & οχήματος μεταφοράς 74 Εικόνα 51 Συνδυασμένη κίνηση φορτωτή και μεταφορικού οχήματος.. 75 Εικόνα 52 Φορτηγά οχήματα ανατροπής. 76 Εικόνα 53 Φορητός αεροσυμπιεστής 77 Εικόνα 54 Ριπιδοειδής διάταξη ανατίναξης.. 78 Εικόνα 55 Ατμοκίνητος συμπυκνωτής εδαφών 79 Εικόνα 56 Λειτουργία εκσκαφέα με GPS 80 Εικόνα 57 Λειτουργία προωθητή με GPS.. 81 Εικόνα 58 Σύστημα GPS για την καθοδήγηση μηχανημάτων οδοποιίας Εικόνα 59 G.P.S. πάνω σε μηχάνημα μετατόπισης του ξύλου. 83 Εικόνα 60 Χρήση του G.P.S. στη μετατόπιση και μεταφορά του ξύλου 83 Εικόνα 61 Σύνδεση του G.P.S. με το κινητό τηλέφωνο.. 84 Εικόνα 62 Μεταφορά και έλξη του ξύλου με ανθρώπινη δύναμη 88 Εικόνα 63 Σχηματική παράσταση βάρσας από κορμούς και υγρής βάρσας από σανίδια. 89 Εικόνα 64 Σχηματική παράσταση βάρσας από κορμούς και υγρής βάρσας από σανίδια. 89 Εικόνα 65 Σχηματική παράσταση βάρσας από πλαστικό.. 90 Εικόνα 66 Φάσεις εργασίας κατά την μετατόπιση του ξύλου με ζώα. 93 Εικόνα 67 Εξέλιξη της μηχανοποίησης της μετατόπισης του ξύλου. 94 Εικόνα 68 Σύρση του ξύλου με φορητό βαρούλκο.. 96 Εικόνα 69 Το βαρούλκο Multi KBF.. 96 Εικόνα 70 Απόδοση του βαρούλκου Multi KBF Εικόνα 71 Απόδοση του βαρόλκου Zollen PW 17 Multi 97 Εικόνα 72 Μικρός χειροκίνητος ελκυστήρας.. 98 Εικόνα 73 Ποσοστό του ξύλου που μετατοπίστηκε με διάφορους τύπους ελκυστήρων στη πενταετία Εικόνα 74 Διάφοροι τύποι ελκυστήρων μετατόπισης του ξύλου Εικόνα 75 Απόδοση δασικών ελκυστήρων στη μετατόπιση του ξύλου 102 Εικόνα 76 Απόδοση ελκυστήρα Unimog στη μετατόπιση του ξύλου Εικόνα 77 Κατάταξη σχοινιοεγκαταστάσεων κατά R.F.Lammel (1975) 104 6

7 ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΕΙΚΟΝΩΝ (Συνέχεια) Σελ. Εικόνα 78 Εδαφιαία έλξη ξύλου Εικόνα 79 Ημιεναέρια μέθοδος σύρσης του ξύλου. 105 Εικόνα 80 Σχοινιοεγκαταστάσεις 105 Εικόνα 81 Μέθοδος φέροντος συρματόσχοινου Εικόνα 82 Μετακίνηση ξύλου με αερόστατο. 106 Εικόνα 83 Κινητοί σχοινιογερανοί που σταθεροποιούνται σε τρία σημεία Εικόνα 84 Κινητοί σχοινιογερανοί που προσαρμόζονται σε ρυμουλκούμενο όχημα 108 Εικόνα 85 Κινητοί σχοινιογερανοί που προσαρμόζονται πάνω σε φορτηγό όχημα Εικόνα 86 Αυτοκινούμενο τρακτέρ με υδραυλικά πόδια. 111 Εικόνα 87 Αυτοκινούμενο τρακτέρ με υδραυλικά πόδια. 111 Εικόνα 88 Εκλογή των κατάλληλων μέσων μετατόπισης του ξύλου. 114 Εικόνα 89 Γενική οργάνωση συστήματος λειτουργιών Εικόνα 90 Γενική οργάνωση συστήματος αυτοματισμού Εικόνα 91 Οριοθέτηση της πειραματικής επιφάνειας (25 x 100) Ιβανόφειο Θεσσαλονίκης. 123 Εικόνα 92 Σκαφίδα ισοπέδωσης 123 Εικόνα 93 Χάρτης δασικών συστάδων 116α και 116β Εικόνα 94 Χάρτης κλίσεων των δασικών συστάδων 116α και 116β 125 Εικόνα 95 Χάρτης εκθέσεων δασικών συστάδων 116α και 116β. 126 Εικόνα 96 Χάρτης υψομέτρων δασικών συστάδων 116α και 116β. 127 Εικόνα 97 Πάροδος μετατόπισης ξύλου μεγάλου μήκους. 128 Εικόνα 98 Γεωργικός ελκυστήρας με βαρούλκο μετατόπισης ξύλου Εικόνα 99 Πειραματική επιφάνεια στην περιοχή της Κατερίνης 129 Εικόνα 100 Πειραματική επιφάνεια στην περιοχή της Κατερίνης 129 Εικόνα 101 Ισοπεδωτής τύπου Volvo. 130 Εικόνα 102 Μοχλοί στην καμπίνα με τον χειριστή να κρατά το GPS. 130 Εικόνα 103 Καντράν ελέγχου στην καμπίνα Εικόνα 104 Τρίποδας Laser Εικόνα 105 Φορτηγό όχημα μεταφοράς. 131 Εικόνα 106 Οριοθέτηση της πειραματικής επιφάνειας. 133 Εικόνα 107 Κίνηση του ελκυστήρα στη διαδρομή (Χ) Εικόνα 108 Κίνηση του ελκυστήρα στη διαδρομή (Υ) Εικόνα 109 Κίνηση του ελκυστήρα στη διαδρομή (Χ) Εικόνα 110 Κίνηση του ελκυστήρα στη διαδρομή (Υ) Εικόνα 111 Κίνηση του ελκυστήρα σε τόξο της πειραματικής επιφάνειας. 135 Εικόνα 112 Χάρτης με τους αποτυπωμένους τρακτεροδρόμους 137 Εικόνα 113 Εικόνα 114 Αποτύπωση παρακείμενων ιστάμενων κορμών στον τρακτερόδρομο και στην επιφάνεια προμετατόπισης της συστάδας Αποτύπωση παρακείμενων ιστάμενων κορμών στον τρακτερόδρομο και στην επιφάνεια προμετατόπισης της συστάδας 116 β Εικόνα 115 Επιφάνεια εργασίας Εικόνα 116 Μετάβαση-έμφορτη διαδρομή του μηχανήματος ισοπέδωσης Εικόνα 117 Επιστροφή-άφορτη διαδρομή του μηχανήματος ισοπέδωσης Εικόνα 118 Διαμόρφωση (γέμισμα) υλικού από το μηχάνημα ισοπέδωσης. 141 Εικόνα 119 Εκμηδένιση σειραδίων με τη βοήθεια του μηχανήματος ισοπέδωσης Εικόνα 120 Εκμηδένιση σειραδίων με τη βοήθεια του μηχανήματος ισοπέδωσης Εικόνα 121 Κατά πλάτος διατομές σε εγκάρσιες κλίσεις εδάφους 20% - 40% Εικόνα 122 Κατά πλάτος διατομές σε εγκάρσιες κλίσεις εδάφους 50% και 60%

8 ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΕΙΚΟΝΩΝ (Συνέχεια) Σελ. Εικόνα 123 Μοντέλο εξέλιξης της απόδοσης των ιδιωτικών προωθητών γαιών κατά τις περιόδους και Εικόνα 124 Μοντέλο εξέλιξης της απόδοσης των ιδιωτικών εκσκαφέων κατά τις περιόδους και Εικόνα 125 Μοντέλο εξέλιξης της απόδοσης των ιδιωτικών φορτωτών κατά τις περιόδους και Εικόνα 126 Συνολικός χρόνος (min) κίνησης του ελκυστήρα στις διαδρομές Χ και Υ. 148 Εικόνα 127 Ποσοστιαία (%) αναλογία του συνολικού χρόνου κίνησης του ελκυστήρα στις διαδρομές Χ και Υ. 149 Εικόνα 128 Ποσοστό βλάβης ιστάμενων δέντρων κατά κλάση ανάλογα με το μήκος των μετατοπιζόμενων κορμών στον τρακτερόδρομο Εικόνα 129 Ποσοστό βλάβης ιστάμενων κορμών κατά κλάση ανάλογα με το μήκος των μετατοπιζόμενων κορμών στην επιφάνεια προμετόπισης Εικόνα 130 Ξεφλούδισμα κορμού οξιάς από την κίνηση του ελκυστήρα στον τρακτερόδρομο. 153 Εικόνα 131 Ξεφλούδισμα κορμού οξιάς από την κίνηση του ελκυστήρα στον τρακτερόδρομο Εικόνα 132 Ξεφλούδισμα κορμού οξιάς από την κίνηση του ελκυστήρα στους χώρους προμετατόπισης του ξύλου Εικόνα 133 Ξεφλούδισμα κορμού οξιάς από την κίνηση του ελκυστήρα στους χώρους προμετατόπισης του ξύλου Εικόνα 134 Ξεφλούδισμα κορμού οξιάς από την κίνηση του ελκυστήρα στους χώρους προμετατόπισης του ξύλου Εικόνα 135 Κατανομή χρόνου (min) κίνησης του ισοπεδωτή στο επίπεδο Εικόνα 136 Κατανομή χρόνου (min) κίνησης του ισοπεδωτή στο επίπεδο Εικόνα 137 Κατανομή χρόνου (min) κίνησης του ισοπεδωτή στο επίπεδο Εικόνα 138 Κατανομή χρόνου (min) κίνησης του ισοπεδωτή στο επίπεδο Εικόνα 139 Συνολικός χρόνος (min) κίνησης του ισοπεδωτή στα τέσσερα (4) επίπεδα 159 Εικόνα 140 Ποσοστιαία (%) αναλογία του χρόνου κίνησης του ισοπεδωτή ανά επίπεδο Εικόνα 141 Απόδοση και κόστος λειτουργίας του προωθητή γαιών και του εκσκαφέα ανεστραμμένου πτύου 162 ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΠΙΝΑΚΩΝ Σελ. Πινάκας 1 Κριτήρια για την αξιολόγηση των διαφόρων μέσων διάνοιξης (Dietz, Knigge, Löffler 1984) 21 Πινάκας 2 Ζημιές που προκαλούνται από τη μετατόπιση του ξύλου με διάφορα μέσα.. 26 Πινάκας 3 Δασικοί δρόμοι που διανοίχτηκαν, βελτιώθηκαν, οδοστρώθηκαν και συντηρήθηκαν τη δεκαετία και συνολικά 37 Πινάκας 4 Ιδιότητες και τεχνικά χαρακτηριστικά δέκτη LE-RV1 για εκσκαφέα Πινάκας 5 Ιδιότητες σταδίας 61 Πινάκας 6 Ιδιότητες και τεχνικά χαρακτηριστικά τρίποδα για εκσκαφέα.. 61 Πινάκας 7 Ιδιότητες και τεχνικά χαρακτηριστικά Δέκτη ακτίνας laser χεριού.. 61 Πινάκας 8 Ιδιότητες και τεχνικά χαρακτηριστικά περιστροφικού laser για εκσκαφέα 62 8

9 ΚΑΤΑΛΟΓΟΣ ΠΙΝΑΚΩΝ Σελ. Πινάκας 9 Ιδιότητες και τεχνικά χαρακτηριστικά περιστροφικού διαμορφωτή γαιών laser Πινάκας 10 Ιδιότητες και τεχνικά χαρακτηριστικά του κοντρόλ LE-CU 1M 67 Πινάκας 11 Ιδιότητες και τεχνικά χαρακτηριστικά δέκτη LE-RV1 για διαμορφωτή γαιών 68 Πινάκας 12 Ιδιότητες και τεχνικά χαρακτηριστικά ηλεκτρικού ιστού Πινάκας 13 Ιδιότητες και τεχνικά χαρακτηριστικά τρίποδα για διαμορφωτή. 68 Πινάκας 14 Κύρια χαρακτηριστικά διαφόρων τύπων ελκυστήρων. 100 Πινάκας 15 Χρόνος στα διάφορα στάδια εργασίας της μετατόπισης του ξύλου με ελικόπτερα Πινάκας 16 Στοιχεία των δασικών συστάδων έρευνας του Δημοσίου δάσους Αρναίας Πινάκας 17 Απόδοση μηχανημάτων (προωθητή-εκσκαφέα) στην κατασκευή δασικού δρόμου. 132 Πινάκας 18 Τιμολόγιο υλικών και εργασιών Οδοποιίας (Α.Τ.Ε.Ο) για το 4 ο τρίμηνο Πινάκας 19 Συντεταγμένες αποτύπωσης πειραματικής επιφάνειας. 136 Πινάκας 20 Κίνηση του ελκυστήρα με σκαφίδα ισοπέδωσης στη διαδρομή Χ στα δύο επίπεδα Πινάκας 21 Κίνηση του ελκυστήρα με σκαφίδα ισοπέδωσης στη διαδρομή Υ και σ δύο επίπεδα 147 Πινάκας 22 Μέγεθος βλάβης (cm2) σε ιστάμενους κορμούς στις κλάσεις Α, Β και Γ, κατά τη μετατόπιση του ξύλου στο Δάσος τη Αρναίας Πινάκας 23 Κατακείμενοι κορμοί, ιστάμενα δένδρα και ποσοστό βλάβης τους στα όρια των τρακτεροδρόμων (συστάδες 116α,116β). 150 Κατακείμενοι κορμοί, ιστάμενα δένδρα και ποσοστό βλάβης τους στα Πινάκας 24 όρια των παράπλευρων θέσεων προμετατόπισης (συστάδες 116α,116β). 150 Πινάκας 25 Μέσος όρος ποσοστού βλάβης ανά κλάση στα όρια των Πινάκας 26 τρακτεροδρόμων (συστάδες 116α,116β) 151 Μέσος όρος ποσοστού βλάβης ανά κλάση στα όρια των παράπλευρων θέσεων προμετατόπισης (συστάδες 116α,116β) Πινάκας 27 Έμφορτη και άφορτη διαδρομή στο επίπεδο Πινάκας 28 Έμφορτη και άφορτη διαδρομή στο επίπεδο Πινάκας 29 Έμφορτη και άφορτη διαδρομή στο επίπεδο Πινάκας 30 Έμφορτη και άφορτη διαδρομή στο επίπεδο Πινάκας 31 Πινάκας 32 Πίνακας 1 Πίνακας 2 Πίνακας 3 Απόδοση προωθητή γαιών και εκσκαφέα και κόστος εκσκαφής κατά την κατασκευή δασικών δρόμων σε διάφορες κλίσεις 162 Διαφορές εκσκαφέα αναστραμμένου πτύου - προωθητή γαιών κατά την κατασκευή δασικών δρόμων 163 Πίνακες παραρτήματος Κατάλογος Δασαρχείων και Διευθύνσεων δασών που εστάλησαν τα έντυπα. 182 Στοιχεία αποτύπωσης ιστάμενων κορμών που βρίσκονται στον τρακτερόδρομο Συντεταγμένες αποτύπωσης ιστάμενων κορμών που βρίσκονται στους χώρους προμετατόπισης του ξύλου 184 9

10 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Η παρούσα εργασία μου ανατέθηκε από τον αναπληρωτή καθηγητή κ. Ευάγγελο Καραγιάννη στα πλαίσια εκπόνησης της μεταπτυχιακής μου διατριβής. Η αναγκαιότητα βελτίωσης της ποιότητας της κατασκευής των έργων διάνοιξης του δάσους μαζί με τη μείωση του κόστους επιβάλλουν τη χρησιμοποίηση σύγχρονων μηχανημάτων ικανών να ανταποκριθούν στις τεχνικοοικονομικές και οικολογικές απαιτήσεις της εποχής. Στη σύγχρονη εποχή η εισαγωγή της πληροφορικής και των ηλεκτρονικών συστημάτων, κάνει πιο επιτακτική την ανάγκη χρησιμοποίησης μηχανημάτων που είναι σε θέση να παρακολουθούν τις απαιτήσεις και την πειθαρχία της ηλεκτρονικής οργάνωσης. Η διάνοιξη του δάσους, επηρεασμένη σημαντικά από τη ραγδαία εξέλιξη αυτής της τεχνολογίας τις τελευταίες δεκαετίες, έχει μεταβάλλει αισθητά το φιλοσοφικό της προσανατολισμό με αποτέλεσμα να επαναπροσδιορισθεί ο ρόλος και η σημασία των εργασιών κατασκευής δασικών δρόμων και μετατόπισης του ξύλου. Λόγω του μεγάλου ενδιαφέροντος που παρουσιάζει η εκτίμηση οικονομοτεχνικών και περιβαλλοντικών επιπτώσεων στη διάνοιξη του δάσους με μηχανήματα εξοπλισμένα με σύγχρονα ηλεκτρονικά μέσα, επιλέχθηκε ως θέμα της διατριβής μου. Κρίνω απαραίτητο να ευχαριστήσω θερμά όλους όσους βοήθησαν με το δικό τους τρόπο στην εκπόνηση της εργασίας. Πιο συγκεκριμένα ευχαριστώ τον αναπληρωτή καθηγητή και επιβλέποντά μου στην εργασία κ.ευάγγελο Καραγιάννη, τον αναπληρωτή καθηγητή κ. Βάϊο Μπλιούμη και τον επίκουρο καθηγητή κ. Πλούταρχο Καραρίζο, για τη βοήθειά τους κατά την εκπόνηση της διατριβής καθώς επίσης για τη συμμετοχή τους στη συγκρότηση της τριμελούς επιτροπής. Επιπλέον τον καθηγητή και Διευθυντή του εργαστηρίου κ. Κοσμά Δούκα για την ιδέα της εργασίας και τη βοήθεια του. Θα ήθελα ακόμη να ευχαριστήσω τον επίκουρο καθηγητή κ. Βασίλειο Γιαννούλα καθώς και τον συνάδελφο δασολόγο διδάκτορα κ. Στέργιο Ταμπέκη για τη βοήθεια τους στη λήψη των στοιχείων της έρευνας και στην αποτύπωση των πειραματικών επιφανειών. Σημαντικά στην διεκπεραίωση της εργασίας συνέβαλλαν οι κ.κ. συνάδελφοι δασολόγοι στα διάφορα δασαρχεία της χώρας μας, για την αποστολή των στοιχείων 10

11 πάνω στα οποία στηρίχθηκε μέρος της μεταπτυχιακής μου διατριβής, καθώς επίσης και τους συναδέλφους στο Δασαρχείο Αρναίας, από όπου λήφθηκαν σημαντικά στοιχεία της έρευνας. Τέλος οφείλω ένα πολύ μεγάλο ευχαριστώ στους γονείς μου και στις αδερφές μου για την πολύτιμη ηθική και υλική τους βοήθεια και τους αφιερώνω την εργασία μου αυτή. Θεσσαλονίκη, Φεβρουάριος 2010 Μεταξία Καλαϊτζή 11

12 1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΚΑΙ ΘΕΣΗ ΤΟΥ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΟΣ Η ανθρώπινη επέμβαση έχει δημιουργήσει πολλά προβλήματα στην εύθραυστη ισορροπία που η φύση δημιουργεί, με αποτέλεσμα εκεί όπου το φυσικό περιβάλλον βλάπτεται να απειλείται η υγεία του ανθρώπου και να προκαλείται η υποβάθμιση, γενικότερα, του περιβάλλοντος. Τα τεχνικά έργα δηλαδή ο δασικός δρόμος και οι συναρθρούμενες σ' αυτά σε κάθε περίπτωση τεχνικές κατασκευές (οχετοί, τοίχοι αντιστήριξης και υποστήριξης καθώς και τα γεφύρια) προκαλούν θετικές και αρνητικές επιδράσεις (συγκρούσεις) εμπλουτίζοντας ή χρησιμοποιώντας αντίστοιχα ορισμένα από τα περιβαλλοντικά αγαθά της άμεσης ή ευρύτερης περιοχής. Ως επίπτωση στο περιβάλλον από την κατασκευή των τεχνικών έργων μπορεί να ορισθεί η κάθε μεταβολή στους περιβαλλοντικούς πόρους, στο φυσικό, ανθρώπινο, βιολογικό, πολιτιστικό, κοινωνικοοικονομικό και θεσμικό περιβαλλοντικό σύστημα. Ένα τεχνικό έργο γενικά μπορεί να προκαλέσει πιθανές επιπτώσεις στο περιβάλλον και στα τρία στάδια υλοποίησης του, δηλαδή, κατά το σχεδιασμό και μελέτη, κατά την κατασκευή και κατά την λειτουργία του. Ο μελετητής-δασολόγος των περιβαλλοντικών επιπτώσεων καλείται και στα τρία στάδια, αρχής γενομένης κυρίως κατά το σχεδιασμό και τη μελέτη να μελετήσει, να αξιολογήσει και να λάβει υπόψη του τα αντίστοιχα μέτρα στις κατασκευαστικές δραστηριότητες, ώστε το τεχνικό έργο να είναι όσο είναι δυνατόν συμβατό (φιλικό) στο φυσικό περιβάλλον γιατί αποτελεί την πηγή, βάση, για οικονομική αειφόρο ανάπτυξη, κοινωνική βελτίωση και ευημερία. Με τον όρο συμβατότητα με το περιβάλλον εννοούμε τον καθορισμό, περιγραφή και αξιολόγηση των επιδράσεων ενός έργου στο περιβάλλον ώστε να μπορούν να ληφθούν τα κατάλληλα μέτρα για την εναρμόνιση του με αυτό. Με τις εκτεταμένες χωματουργικές εργασίες των μηχανημάτων στη διάνοιξη του δάσους και τη δημιουργία ορυγμάτων και επιχωμάτων μεγάλου ύψους, το τεχνικό και ιδιαίτερα το οδικό έργο διακόπτει το αρχικό φυσικό ανάγλυφο και ανατρέπει την οικολογική ισορροπία του φυσικού περιβάλλοντος. Το τοπίο υποβαθμίζεται και αλλοιώνεται αισθητικά. Η δενδρώδης και θαμνώδης βλάστηση στη ζώνη καταλήψεως απομακρύνεται. τα κοινωνικά οφέλη που παρέχει το δασικό οικοσύστημα (απόδοση οξυγόνου, κατακράτηση ρύπων, φιλτράρισμα αέρα, προστασία πρανών, αποτροπή διαβρώσεων 12

13 βελτίωση του υδατικού ισοζυγίου, απορρόφηση θορύβων, δημιουργία ιδανικού μικροκλίματος, μείωση θερμομετρικού εύρους) μειώνονται. Η απορροή των επιφανειακών νερών, αυξάνεται κατά 30-90%, χωρίς να εμπλουτίζονται οι υδροφόροι ορίζοντες, ενώ μειώνεται η παροχή του νερού. Με τη μεταφορά δε φερτών υλικών και τη μείωση της κοίτης των τάφρων ή λεκανών απορροής, δημιουργούνται πλημμυρικά και διαβρωτικά φαινόμενα, με μεγάλες υλικές αλλά και ανθρώπινες απώλειες. Το έδαφος συμπιέζεται και ρυπαίνεται από βαριά μηχανήματα και οχήματα, ενώ η πανίδα απομακρύνεται από την περιοχή της διέλευσης του έργου εξαιτίας των θορύβων και της διάσπασης της βλάστησης, ή μειώνεται από την επίδραση των ρύπων και ιδίως του τετρααιθυλικού μολύβδου (Καραγιάννης Κ., κ.α., 2006). Γενικά όλες οι επεμβάσεις του ανθρώπου στη φύση επιβαρύνουν το περιβάλλον και το οικοσύστημα και αφήνουν πίσω τους πληγές στο τοπίο, που μπορούν εν μέρει να καλυφτούν, αλλά τις περισσότερες φορές είναι αδύνατο να αποκατασταθούν. Αυτό αφορά επίσης τόσο τα έργα διάνοιξης των δασών όσο και τις εργασίες μετατόπισης του ξύλου, αφού τα παραγωγικά δάση της χώρας μας βρίσκονται κυρίως σε ορεινές και δύσβατες περιοχές με έντονο τοπογραφικό ανάγλυφο, δυσμενείς εδαφοκλιματικές συνθήκες και ανομοιόμορφη κατανομή της δασικής βλάστησης, παράγοντες που δημιουργούν πολλές δυσχέρειες και απαιτούν ιδιαίτερη προσοχή κατά το σχεδιασμό, τη χάραξη και την κατασκευή των εγκαταστάσεων διάνοιξης, καθώς και κατά την εκλογή των μέσων και μεθόδων μετατόπισης του ξύλου. Το γεγονός αυτό απαιτεί ιδιαίτερη μελέτη των συνθηκών που επικρατούν σε κάθε περιοχή ξεχωριστά και των παραγόντων που επηρεάζουν τα μέσα διάνοιξης και μετατόπισης του ξύλου, με σκοπό τη σύνταξη ολοκληρωμένων σχεδίων διάνοιξης τα οποία εκτός των οικονομικοτεχνικών και κοινωνικών απαιτήσεων θα λαμβάνουν υπόψη τους την προστασία τόσο της παραμένουσας συστάδας, του εδάφους και του τοπίου της περιοχής γενικότερα, όσο και του ξύλου που υλοτομείται και μετατοπίζεται, ώστε να μη μειώνεται η αξία του (Καραγιάννης Ε., 2001). Γενικά οι δασικές εργασίες όπως είναι η διάνοιξη των ορεινών δασών, η μετατόπιση και μεταφορά του ξύλου, η κατασκευή δασικών δρόμων, οι υλοτομίες, τα υδρονομικά έργα κλπ, αποτελούν δύσκολο και πολύπλοκο πρόβλημα για την εκτίμηση των οικονομοτεχνικών και περιβαλλοντικών επιπτώσεων. Από την εκτεταμένη χρησιμοποίηση των μηχανημάτων προέκυψαν απαιτήσεις και προβλήματα, η ορθολογική αντιμετώπιση των οποίων είναι απολύτως απαραίτητη για την εκμετάλλευση των πλεονεκτημάτων. Το υψηλό κόστος των μηχανημάτων επιβάλλει, 13

14 αφενός μεν την προσεκτική εκλογή αυτών, την τήρηση στοιχείων για την εργασία και το κόστος και την απόδοση τους και αφετέρου τον προγραμματισμό, την προετοιμασία και την παρακολούθηση της κατασκευής των έργων. Η επιτυχημένη και σωστή εκλογή των μηχανημάτων έχει βέβαια πολύ ευνοϊκές επιπτώσεις στην παραγωγικότητα της εργασίας, στην οικονομία του έργου καθώς και την προστασία του περιβάλλοντος. Σύμφωνα με τον Παναγιωτόπουλο (1983) το είδος, το μέγεθος και ο αριθμός των μηχανημάτων, τα οποία θα χρησιμοποιηθούν, εξαρτάται από το είδος του έργου, τις μεθόδους κατασκευής, τις χρονικές προθεσμίες εκτελέσεως του έργου και την απόδοση των μηχανημάτων. Σκοπός της εργασίας αυτής είναι να διερευνήσει και να παρουσιάσει την κατάσταση που επικρατεί όσον αφορά τα μηχανήματα διάνοιξης του δάσους (κατηγορίες, απόδοση, περιβαλλοντικές επιπτώσεις) καθώς και να μελετήσει, να ερευνήσει και να προτείνει μηχανήματα εξοπλισμένα με σύγχρονα ηλεκτρονικά μέσα για τις εργασίες διάνοιξης του δάσους. Για το σκοπό αυτό συγκεντρώθηκαν και αναλύθηκαν τα στοιχεία που αφορούν : 1. Τον αριθμό και την απόδοση των μηχανημάτων που χρησιμοποιούνται σε δασαρχεία της χώρας μας με σκοπό από τα αποτελέσματα που θα προκύψουν και την ανάλυση τους να γίνουν προτάσεις για την επιλογή των κατάλληλων μηχανημάτων και μεθόδων εφαρμογής για χαμηλότερο κόστος εφαρμογής, υψηλότερη ποιότητα κατασκευής και καλύτερη προστασία του περιβάλλοντος. 2. Την απόδοση της λεπίδας ισοπέδωσης εξοπλισμένης με ηλεκτρονικές διατάξεις, σε πειραματική επιφάνεια που εγκαταστάθηκε στο Ιβανόφειο Θεσσαλονίκης. 3. Την εκτίμηση των οικονομοτεχνικών και περιβαλλοντικών επιπτώσεων σε πειραματικές επιφάνειες που εγκαταστάθηκαν στο Δημόσιο δάσος Αρναίας, κατά τη λήψη στοιχείων μετατόπισης του ξύλου με ζώα και μηχανήματα, με σκοπό την εξαγωγή χρήσιμων συμπερασμάτων. 4. Την απόδοση του Grader εξοπλισμένου με ηλεκτρονικές διατάξεις (Laser) σε εργασίες ισοπέδωσης σε πειραματική επιφάνεια στην περιοχή της Κατερίνης. 5. Τη λειτουργία και την απόδοση δύο μηχανημάτων (προωθητή γαιών και εκσκαφέα ανεστραμμένου πτύου), που χρησιμοποιούνται σε εργασίες κατασκευής δασικών δρόμων με σκοπό την εκτίμηση των οικονομοτεχνικών επιπτώσεων και τη σωστή επιλογή τους, ανάλογα με τις εδαφικές συνθήκες για τη μεγαλύτερη προστασία του περιβάλλοντος. 14

15 2. ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΗΣ ΔΙΑΧΕΙΡΙΣΗΣ ΚΑΡΠΩΣΗΣ ΤΩΝ ΔΑΣΩΝ ΚΑΙ ΟΙ ΒΛΑΒΕΣ ΣΤΑ ΟΙΚΟΣΥΣΤΗΜΑΤΑ 2.1. Φάσεις εξέλιξης στην εκμετάλλευση των δασών Η εκμετάλλευση της φύσης από τον άνθρωπο είναι συνυφασμένη με την ιστορία του. Η αρχική ανάγκη για απλή επιβίωση μετατράπηκε γρήγορα σε συνεχή ανάγκη βελτίωσης της "ποιότητας" ζωής. Όσο η τεχνολογία εξελισσόταν, τόσο το μέγεθος της εκμετάλλευσης αυξανόταν. Παρόλα αυτά, οι επιπτώσεις, βραχυπρόθεσμες και μακροπρόθεσμες, των δραστηριοτήτων του ανθρώπου στο περιβάλλον του δεν ήταν πάντα τόσο έντονες, όπως είναι σήμερα. Αυτό οφείλεται κυρίως σε δύο λόγους: Πρώτον, στο ότι η πρόοδος της τεχνολογίας, η οποία στηριζόταν στην εκμετάλλευση των φυσικών πόρων της Γης, δεν ήταν ποτέ τόσο ραγδαία όσο τους τελευταίους δύο αιώνες. Επόμενο αυτής της ανάπτυξης ήταν να αυξηθούν τα αρνητικά αποτελέσματα της εκμετάλλευσης του περιβάλλοντος και να ξεκινήσουν οι πρώτες αντιδράσεις. Δεύτερον, μεγάλωσαν οι δυνατότητες της επιστήμης, αλλά και αυξήθηκε ο βαθμός περιβαλλοντικής εγρήγορσης των πολιτών και της πολιτείας και έτσι έγινε δυνατό αφενός να αποτιμηθούν αναλυτικά και τεκμηριωμένα οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις και αφετέρου να θεσμοθετηθούν σχετικά μέτρα προστασίας. Αν τώρα ειδικότερα, παρακολουθήσουμε την εξέλιξη της Δασοπονίας στην πορεία του χρόνου θα δούμε ότι οι διάφορες θεωρίες και μέθοδοι που αναπτύχθηκαν σχετικά με τον τρόπο εκμετάλλευσης των δασών διαφοροποιήθηκαν σημαντικά στην πορεία του χρόνου. Αφετηρία αποτέλεσε η Δασοπονία της εκμετάλλευσης, σκοπός της οποίας ήταν η μεγιστοποίηση του κέρδους με την παραγωγή όλο και μεγαλύτερων ποσοτήτων ξύλο με συνέπεια την υπερκάρπωση των δασών. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα να θέσουν οι κυβερνήσεις περιοριστικούς κανόνες για την εκμετάλλευση των δασών και να οδηγηθούμε στη Δασοπονία της Διαχείρισης. Αυτοί οι περιοριστικοί κανόνες δεν αφορούσαν και τα οικολογικά χαρακτηριστικά των δασικών οικοσυστημάτων με αποτέλεσμα να οδηγηθούμε στην τρίτη φάση της εξέλιξης, δηλαδή στη Δασοπονία που βασίζεται στην Οικολογία. 15

16 Ενώ σ' αυτήν τη φάση εξασφαλίζεται μία σειρά από επιθυμητές αξίες στο διηνεκές, δεν ικανοποιούνται επαρκώς οι απαιτήσεις της κοινωνίας, με αποτέλεσμα να οδηγηθούμε, ως αποτέλεσμα της κοινωνικής πίεσης, σ' ένα τέταρτο στάδιο εξέλιξης στην Κοινωνική Δασοπονία Τα βασικότερα σημεία αυτής της φάσης είναι ότι η Δασοπονία σέβεται το φυσικό περιβάλλον, εξασφαλίζει τη διατήρηση της βιοποικιλότητας, ελαχιστοποιεί τις βλάβες στα οικοσυστήματα και εξασφαλίζει τις αισθητικές και άλλες αξίες των συστάδων και των τοπίων (Καραγιάννης Ε., 2006). Στην Εικόνα 1 φαίνονται οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ των τεχνικών συστημάτων κάρπωσης των φυσικών πόρων, των κοινωνικών απαιτήσεων και των βλαβών που προκαλούνται στα δασικά οικοσυστήματα και στο περιβάλλον γενικότερα. Στο κέντρο του μοντέλου βρίσκονται τα δασικά οικοσυστήματα, τα οποία με βάση διαχειριστικά μέτρα και αρχές και με τη βοήθεια των τεχνικών συστημάτων (διάνοιξη του δάσους, υλοτομία, μετατόπιση του ξύλου) εξασφαλίζουν την παραγωγή πρώτης ύλης, που είναι το ξύλο, στο διηνεκές (αειφορία), ενώ εγγυώνται και την προσφορά υπηρεσιών στο κοινωνικό σύνολο (προστασία των εδαφών, ευημερία του κοινωνικού συνόλου κ.λ.π.). Ένα βασικό στοιχείο του μοντέλου παραγωγής, στην εικόνα 1, είναι οι βλάβες, οι οποίες προέρχονται από τα τεχνικά συστήματα, που χρησιμοποιούνται για την καλλιέργεια και την κάρπωση των δασών. Οι βλάβες αφορούν κυρίως το έδαφος και την παραμένουσα συστάδα, ενώ μπορούν να προκύψουν βλάβες που αφορούν γενικότερα το περιβάλλον (π.χ. καύσιμα και λιπαντικά, θόρυβος ή καυσαέρια από τα μηχανήματα). 16

17 Περιβάλλον (Φυσικοί πόροι) Τεχνικά συστήματα για διαχείριση των δασών (καλλιέργεια και κάρπωση) Διαχείριση Βλάβες Δένδρα Δασικά οικοσυστήματα Προσφορά υπηρεσιών στο περιβάλλον Προσφορά πρώτων υλών Προσφορά υπηρεσιών στο κοινωνικό σύνολο Ανάγκες ανθρώπου (Ανθρωπόσφαιρα) Βλάβες Εισροή βλαβών στο σύστημα Εικόνα 1. Σχέση μεταξύ των συστημάτων παραγωγής και των βλαβών που προκαλούνται στα δασικά οικοσυστήματα. (Heinimann, 1998) 2.2 Τεχνικά συστήματα κάρπωσης των δασών Γενικά Διάνοιξη περιοχής ή σημείου ονομάζεται το σύνολο εργασιών και των έργων που εκτελούνται σε συγκεκριμένο χώρο με σκοπό να δημιουργηθούν οι κατάλληλες προϋποθέσεις και εγκαταστάσεις (δρόμοι κλπ.) για την εξασφάλιση της επικοινωνίας και σύνδεσης μεταξύ περιοχών, τόπων, οικισμών, δασοσυστάδων κλπ. Διάνοιξη δάσους είναι το σύνολο των εγκαταστάσεων και των έργων, που εξυπηρετούν: 1. Την προσπέλαση στις μεμονωμένες δασικές επιφάνειες. 2. Τη μεταφορά του προσωπικού, των μέσων, των υλικών και των μηχανημάτων που προορίζονται για την εκμετάλλευση, την καλλιέργεια και την προστασία του δάσους. 17

18 3. Τη μετακίνηση του ξύλου (μετατόπιση και μεταφορά) από τις θέσεις υλοτομίας μέχρι τους τόπους καταναλώσεως και επεξεργασίας. Η διάνοιξη μιας δασικής περιοχής μπορεί να επιτευχθεί με διαφορετικούς τρόπους, ανάλογα με το είδος, την κατά χώρο κατανομή, την πυκνότητα και το συνδυασμό των μέσων διάνοιξης. Η διάνοιξη του δάσους που δημιουργεί ευνοϊκές συνθήκες, ώστε η δασική εκμετάλλευση να επιτυγχάνει μέσα σε προκαθορισμένα χρονικά διαστήματα (χρόνοι απόσβεσης κεφαλαίων) την υψηλότερη καθαρή πρόσοδο, δηλαδή την επωφελέστερη σχέση κόστους-οφέλους, ονομάζεται άριστη διάνοιξη. Τα έργα διάνοιξης των δασών σχεδιάζονται, χαράσσονται και κατασκευάζονται σύμφωνα με 3 βασικές αρχές (Καραγιάννης Ε., 1992) (Εικ. 2): - την αρχή της Τεχνικής - την αρχή της Οικονομίας και - την αρχή της Οικολογίας (Προστασίας του Φυσικού Περιβάλλοντος) Εικόνα 2. Κοινός τόπος για το σχεδιασμό, τη χάραξη και την κατασκευή των έργων διάνοιξης των δασών ( Καραγιάννης Ε., 1992) Η διάνοιξη του δάσους περιλαμβάνει: α. Το σχεδιασμό της διάνοιξης του δάσους, κατά του οποίου χρησιμοποιούνται ως μέσα διάνοιξης κυρίως τα δίκτυα δασικών δρόμων και δευτερευόντως άλλα μέσα ή συνδυασμό αυτών. β. Τη μελέτη χάραξης και κατασκευής των μεμονωμένων δασικών δρόμων καθώς και τη μελέτη των περιβαλλοντικών επιπτώσεων, 18

19 γ. Την κατασκευή των μεμονωμένων δασικών δρόμων δ. Τη μελέτη συντήρησης του οδικού δικτύου Με το σχεδιασμό της διάνοιξης προσδιορίζονται οι οδηγήτριες γραμμές ή η κατεύθυνση των χαράξεων με πολλές εναλλακτικές λύσεις, ύστερα από επισταμένη μελέτη πολλών παραγόντων και συνθηκών που επηρεάζουν τη διάνοιξη ή επηρεάζονται από αυτήν, όπως π.χ. το φυσικό περιβάλλον και η εκμετάλλευση του δάσους, η ανάπτυξη των δασικών περιοχών κλπ. και εκλέγεται η καλύτερη εναλλακτική λύση. Ο όρος σχεδιασμός της διάνοιξης και γενικός σχεδιασμός της διάνοιξης είναι ταυτόσημοι. Ολοκληρωμένος σχεδιασμός είναι ο σχεδιασμός της διάνοιξης, κατά τον οποίο λαμβάνονται υπόψη ο απαιτήσεις όλων των ενδιαφερομένων (Γεωργία, Λιβαδοπονία). Με τη μελέτη της χάραξης και της κατασκευής των μεμονωμένων δασικών δρόμων αναζητείται και καθορίζεται η ισοκλινής γραμμή και ο άξονας του δασικού δρόμου στο έδαφος με λεπτομέρεια και με μοναδική επιδίωξη την οικονομικοτεχνική κατασκευή και την ικανοποίηση των απαιτήσεων τόσο της δασικής εκμετάλλευσης όσο και του φυσικού περιβάλλοντος Μέσα διάνοιξης Για την επίτευξη της άριστης διάνοιξης μιας δασικής περιοχής είναι απαραίτητη η εκλογή των κατάλληλων μέσων διάνοιξης. Ως μέσα διάνοιξης θεωρούνται όλες οι εγκαταστάσεις που υπάρχουν φυσικά ή μπορούν να κατασκευαστούν τεχνητά κι έχουν τη δυνατότητα να εξυπηρετούν τους σκοπούς και τις απαιτήσεις της διάνοιξης. Τα μέσα διάνοιξης που χρησιμοποιήθηκαν στο παρελθόν και χρησιμοποιούνται και σήμερα είναι (Καραγιάννης Ε., 2007): 1. Το νερό (υδάτινα ρεύματα και πλωτά ποτάμια). 2. Οι βάρσες και οι σύρτες. 3. Οι δασικοί σιδηρόδρομοι. 4. Οι σχοινιοεγκαταστάσεις 5. Το ελικόπτερο και το αερόστατο 6. Το οδικό δίκτυο. Οι σκοποί της διάνοιξης εκπληρώνονται καλύτερα με το συνδυασμό περισσότερων μέσων διάνοιξης, ανάλογα με τις απαιτήσεις των παραγόντων και των συνθηκών που επηρεάζουν τη διάνοιξη και τη δασική εκμετάλλευση. 19

20 Αξιολόγηση των διάφορων μέσων διάνοιξης Για την επίτευξη μιας τεχνικά, οικονομικά και οικολογικά άριστης διάνοιξης θα πρέπει να γίνει αξιολόγηση των διάφορων μέσων διάνοιξης. Η αξιολόγηση αυτή μπορεί να γίνει στο πλαίσιο των πλεονεκτημάτων και μειονεκτημάτων τους. Όπως αναφέρει ο Καραγιάννης Ε., (2007) οι Dietz, Knigge, Löffler (1984) χρησιμοποιώντας 22 συνολικά κριτήρια, από τα οποία τα 10 είναι τεχνικά, τα 5 βιολογικά, διαχειριστικά και οικολογικά και τα υπόλοιπα 7 οικονομικά, συγκρίνουν μεταξύ τους τα διάφορα μέσα διάνοιξης, όπως φαίνεται στον πίνακα 1. Οι επιθυμητές τιμές των κριτηρίων φαίνονται στην κάτω οριζόντια σειρά. Φυσικά μπορεί αυτές οι επιθυμητές τιμές να μη εκπληρώνονται πλήρως από κανένα μέσο διάνοιξης ή να εκπληρώνονται εν μέρει. Έτσι η άριστη διάνοιξη μιας δασικής περιοχής μπορεί να επιτευχθεί με το συνδυασμό περισσότερων μέσων διάνοιξης. Αξιολογώντας τα διάφορα μέσα διάνοιξης με βάση τα κριτήρια του Πίνακα 1, αποδεικνύεται, ότι το οδικό δίκτυο είναι το πλεονεκτικότερο μέσο διάνοιξης στην αειφορική δασική εκμετάλλευση. 20

21 Πίνακας 1 Κριτήρια για την αξιολόγηση των διαφόρων μέσων διάνοιξης (Dietz, Knigge, Löffler 1984) Μ έ σ α δ ι ά ν ο ι ξ η ς Κ ρ ι τ ή ρ ι α Μονιμότητα της ετοιμότητας για εκμετάλλευσης Ελαστικότ ητα της ικανότητας μεταφοράς Δυνατότη τα κυκλοφο ρίας επισκεπτ Κατεύθυνσ η μετατόπισ ης Τ ε χ ν ι κ ά Μεταφορά Μεταφορά προσωπικού άλλων αγαθών εκτός ξύλου Συνεχής μεταφορά Εξάρτηση από το χρόνο και τις καιρικές συνθήκες Εύρος εκμετάλλευσης Ταχύτητα μεταφοράς Αύξων αριθμός Υδάτινα ΟΧΙ (Μεγάλη) ΟΧΙ ΟΧΙ ΟΧΙ ΟΧΙ ΝΑΙ Σταθερό Μικρή Νερό ρεύματα 2 Ποτάμια ΟΧΙ (Μεγάλη) ΟΧΙ (ΝΑΙ) ΟΧΙ (ΟΧΙ) ΝΑΙ Σταθερό Μικρή πλωτά 3 Δασικός σιδηρόδρομος ΝΑΙ Μέση ΟΧΙ ΝΑΙ ΝΑΙ ΟΧΙ ΟΧΙ Επιθυμητό Μέση 4 Βάρσες, Σύρτες ΟΧΙ Μέση ΟΧΙ ΟΧΙ ΟΧΙ ΟΧΙ (ΟΧΙ) Μικρό Μεγάλη 5 Σχοινιόδρομοι ΝΑΙ Μικρή ΟΧΙ ΝΑΙ ΝΑΙ ΟΧΙ ΟΧΙ Μικρό Μέση 6 Ημισταθεροί ΟΧΙ Μικρή ΟΧΙ ΟΧΙ (ΝΑΙ) ΟΧΙ ΟΧΙ Μικρό Μέση σχοινιογερανοί 7 Συρματόσχοινο σχοινιογεραν Κινητοί ΟΧΙ Μικρή ΟΧΙ ΟΧΙ (ΝΑΙ) ΟΧΙ ΟΧΙ Μικρό Μέση 8 Σύρση πάνω ΟΧΙ Μικρή ΟΧΙ (ΟΧΙ) (ΝΑΙ) ΟΧΙ ΝΑΙ Μικρό Μέση στο έδαφος με συρματόσχοιν 9 Τρακτερόδρομος ΟΧΙ Μεγάλη ΝΑΙ ΝΑΙ ΝΑΙ ΟΧΙ (ΝΑΙ) Επιθυμητό Μικρή Δρόμος 10 για φορτηγά Μετακίνηση του ξύλου ΝΑΙ προς μία κατεύθυνση Μεγάλη ΝΑΙ ΝΑΙ ΝΑΙ Μετακίνηση ΝΑΙ του ξύλου ΟΧΙ προς δύο Επιθυμητό κατευθύνσεις Μεγάλη 11 Ελικόπτερο ΝΑΙ Μικρή (ΝΑΙ) ΝΑΙ ΝΑΙ ΟΧΙ (ΝΑΙ) Επιθυμητό Μεγάλη Αέρας 12 Αερόστατο ΟΧΙ Μικρή ΟΧΙ ΝΑΙ ΝΑΙ ΟΧΙ (ΝΑΙ) Επιθυμητό Μεγάλη 13 Επιθυμητή τιμή ΝΑΙ Μεγάλη ΝΑΙ ΝΑΙ ΝΑΙ ΝΑΙ ΟΧΙ Επιθυμητό Μεγάλη Μετακίνηση του ξύλου προς μία κατεύθυνση Μετακίνηση του ξύλου προς δύο κατευθύνσεις 21

22 Πίνακας 1 (συνέχεια) Κριτήρια για την αξιολόγηση των διάφορων μέσων διάνοιξης (Diez, Knigge, Löffler 1984). Β ι ο λ ο γ ι κ ά, δ ι α χ ε ι ρ ι σ τ ι κ ά, Ο ι κ ο λ ο γ ι κ ά Ο ι κ ο ν ο μ ι κ ά Μόνιμη Μόνιμη Συμβολή στην Επέμβαση Φθορές Φθορές στο Άμεση Ποσοστό διαίρεση απώλεια σε υποδομή της στο στο μεταφερό- επιβάρυνσ εξόδων για των δασική γη διανοιγμένης οικοσύστημα έδαφος μενο υλικό η κόστους το δασικών περιοχής δάσος και στη στο προσωπικό εκτάσεων συστάδα συγκομιζόμ ενο προϊόν Εξάρτηση των εγκαταστάσεων από το έδαφος Ποσοστό σταθερών εξάδων Απαιτού μενο κεφάλαι ο Χρονικό διάστημα απόσβεσης των κεφαλαίων Αύξων αριθμός ΝΑΙ ΟΧΙ ΟΧΙ ΟΧΙ ΟΧΙ (Μέσες) Μέσες Μικρή Μεγάλο Μεγάλο Μικρό Μεγάλο 1 ΟΧΙ ΟΧΙ ΟΧΙ (ΝΑΙ) ΟΧΙ Μικρές Μικρές Mικρή Μεγάλο Μεγάλο Μικρό Μεγάλο 2 ΝΑΙ ΟΧΙ ΝΑΙ ΝΑΙ ΝΑΙ Μικρές Μικρές Μικρή Μικρό Μεγάλο Μεγάλο Μεσαίο 3 ΝΑΙ ΟΧΙ ΟΧΙ ΟΧΙ ΟΧΙ (Μέσες) Μέσες Mικρή Μεγάλο Μεγάλο Μεσαίο Μικρό 4 ΟΧΙ ΟΧΙ ΟΧΙ ΝΑΙ Λίγο Μικρές Μικρές Μικρή Μεγάλο Μεγάλο Μεσαίο Μεσαίο 5 ΟΧΙ ΟΧΙ ΟΧΙ ΟΧΙ ΟΧΙ Μικρές Μικρές Μέση Μεγάλο Μεγάλο Μεσαίο Μικρό 6 ΟΧΙ ΟΧΙ ΟΧΙ ΟΧΙ ΟΧΙ Μικρές Μικρές Μέση Μεγάλο Μεγάλο Μεσαίο Μικρό 7 ΟΧΙ ΟΧΙ ΟΧΙ ΟΧΙ ΟΧΙ Μέσες Μέσες Μέση Μεγάλο Μεγάλο Μεσαίο Μικρό 8 ΟΧΙ ΝΑΙ ΟΧΙ ΟΧΙ ΝΑΙ Μέσες Μέσες Μεγάλη Μικρό Μικρό Μικρό Μεσαίο 9 (ΟΧΙ) ΝΑΙ ΝΑΙ ΝΑΙ ΝΑΙ Μικρές Μικρές Mικρή Μικρό Μεγάλο Μεγάλο Μεγάλο 10 ΟΧΙ ΟΧΙ ΟΧΙ ΟΧΙ ΟΧΙ Μικρές Μικρές Μεγάλη Μικρό Μικρό Μικρό Μικρό 11 ΟΧΙ ΟΧΙ ΟΧΙ ΟΧΙ ΟΧΙ Μικρές Μικρές Μεγάλη Μικρό Μικρό Μικρό Μικρό 12 ΟΧΙ ΝΑΙ ΟΧΙ ΝΑΙ ΟΧΙ Μικρές Μικρές Mικρή Μικρό Μικρό Μικρό Μικρό 13 Μετακίνηση του ξύλου προς μία κατεύθυνση Μετακίνηση του ξύλου προς δύο κατευθύνσεις 22

23 3.ΤΕΧΝΙΚΑ ΕΡΓΑ ΚΑΙ ΦΥΣΙΚΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ 3.1. Τεχνικά έργα Με τον όρο τεχνικά έργα εννοούμε τα έργα υποδομής που κατασκευάζονται με σκοπό την αξιοποίηση και ανάπτυξη μιας δασικής περιοχής και περιλαμβάνουν τον δασικό δρόμο ως κύριο τεχνικό έργο και τα ενσωματωμένα ή παράπλευρα σε αυτόν τεχνικά έργα. Τα παράπλευρα έργα έχουν κυρίως χαρακτήρα λειτουργικό και προστατευτικό και συνθέτουν μαζί με το κατάστρωμα την συνολική εικόνα του δασικού δρόμου. Τέτοια έργα είναι τα τεχνικά έργα προστασίας των πρανών απορροής του νερού κατά μήκος του δασικού δρόμου, τα τεχνικά έργα παροχέτευσης του νερού εγκάρσια προς το δασικό δρόμο, καθώς και οι χώροι στάθμευσης, όπως oι κορμοπλατείες, τα έργα χλοοφύτευσης και δενδροφύτευσης πρανών, οι εξοπλισμοί ασφαλείας και πληροφόρησης κ.α Γενικές αρχές δασοπονικής εκμετάλλευσης και τεχνικών έργων. Η εκμετάλλευση των δασών απαιτεί εκτός των άλλων και τεχνικά έργα, όπως την κατασκευή των δασικών δρόμων και των ενσωματωμένων σε αυτόν τεχνικών έργων, τα οποία θα συμβάλουν γενικά στην αξιοποίηση, στην ανάπτυξη της εκάστοτε συγκεκριμένης δασικής περιοχής καθώς στην προστασία της άμεσης και ευρύτερης περιοχής τους. Η κατασκευή των τεχνικών αυτών έργων γενικά επηρεάζεται (θετικά ή αρνητικά) από παράγοντες (αρχές) που συνθέτουν τις συνθήκες και τις απαιτήσεις της δασικής εκμετάλλευσης. Τα τεχνικά έργα συγχρόνως επηρεάζουν (θετικά ή αρνητικά) την δασοπονική εκμετάλλευση Αρχές της δασοπονικής εκμετάλλευσης Οι απαιτήσεις από τα τεχνικά έργα. Αφορούν τις απαιτήσεις των χρηστών (ανθρώπων και οχημάτων) και του περιβάλλοντος. Οι εδαφομορφολογικές και κλιματολογικές συνθήκες. Οι φυσικές και μηχανικές ιδιότητες των εδαφών επηρεάζουν την κατασκευή των τεχνικών έργων από τεχνική και οικονομική άποψη. Η εγκάρσια κλίση του εδάφους επηρεάζει τη θέση και το είδος των τεχνικών έργων τη μορφή της διατομής του δασικού δρόμου και την εκλογή του κατάλληλου μηχανήματος για τις χωματουργικές εργασίες (Γιαννούλας Β. κ.α., 2007). 23

24 Το υδρογραφικό δίκτυο επηρεάζει τη θέση διέλευσης, το είδος και το άνοιγμα των τεχνικών έργων. Οι γεωλογικές συνθήκες (είδος και διάταξη των πετρωμάτων) επηρεάζουν τη θέση, τη διαμόρφωση της διατομής και το είδος ενός τεχνικού έργου. Οικολογικοί παράγοντες: Από την κατασκευή των τεχνικών έργων διαταράσσεται το οικολογικό περιβάλλον. Δεν αποτελεί όμως το οικολογικό περιβάλλον ανασταλτικό παράγοντα με την προϋπόθεση όταν ληφθούν μέτρα πρόληψης και αποκατάστασης κατά τη μελέτη, την κατασκευή και λειτουργία των τεχνικών έργων. Αρνητικά την πραγματοποίησή τους επηρεάζουν οι παρακάτω οικολογικοί παράγοντες : - Προστατευτικοί φυσικοί ή τεχνητοί χώροι (καταφύγια) ζώων, πτηνών. - Ευαίσθητες οικολογικές περιοχές και θέσεις. - Επικλινείς πλαγιές με ασταθή εδάφη. - Ομάδες φυτών ή δέντρων με προστατευτική και οικολογική σημασία Προστασία του τοπίου και του φυσικού περιβάλλοντος Πρέπει να καταβάλλεται κάθε δυνατή προσπάθεια, ώστε τα δασικά τεχνικά έργα να προσαρμόζονται στην αισθητική του τοπίου και να μη δημιουργούν προβλήματα στο φυσικό περιβάλλον, που δεν μπορούν να αναστραφούν. Σύμφωνα με σχετική οδηγία της ΕΕ και από το Ν. 1650/86 πριν από κάθε ιδιωτικό ή δημόσιο έργο πρέπει να γίνεται υποβολή και έγκριση μελέτης περιβαλλοντικών επιπτώσεων. Ακόμα σύμφωνα με το Ν. 3010/2002 προβλέπονται τρεις κατηγορίες έργων ανάλογα με την πιθανότητα να προκαλέσουν επιπτώσεις στο περιβάλλον και αντίστοιχα απαιτείται μελέτη περιβαλλοντικών επιπτώσεων (Μ.Π.Ε), περιβαλλοντική έκθεση ή υποβολή δικαιολογητικών που τεκμηριώνουν την προστασία του περιβάλλοντος (Δούκας Κ., 2004). 24

25 3.2. Τεχνικά έργα ως στοιχεία διατάραξης του τοπίου και ανάπτυξης της περιοχής Γενικές διαταράξεις στο δασικό οικοσύστημα από τα μέσα διάνοιξης και μετατόπισης του ξύλου Οι συνήθεις βλάβες που προκαλούνται στα δασικά οικοσυστήματα από τα μέσα διάνοιξης και μετατόπισης του ξύλου είναι (Καραγιάννης Ε., 2007): Διάβρωση του εδάφους ως αποτέλεσμα της χαλάρωσης του. Συμπίεση του εδάφους και μείωση της δυνατότητας διήθησης Δημιουργία κατολισθήσεων. Διακοπή της υπόγειας ροής του νερού Τραυματισμός ή καταστροφή του ριζικού συστήματος και μείωση της σταθερότητας της συστάδας Τραυματισμός ιστάμενων δένδρων Μείωση της προσαύξησης των κρασπεδιαίων δένδρων. Αισθητική αλλοίωση του τοπίου. Δημιουργία οικολογικών προβλημάτων, όπως π.χ. κατακερματισμός ανέπαφων ζωτικών χώρων, διατάραξη της ηρεμίας των άγριων ζώων κλπ. Όσον αφορά τις ζημίες που προκαλούν τα διάφορα μέσα μετατόπισης του ξύλου, όπως αναφέρει ο Καραγιάννης (2007) από έρευνα που έγινε από τους Rieger και Pfeil (1984) έδειξε το ποσοστό των δέντρων της παραμένουσας συστάδας και των περιφερειακών δέντρων που υφίστανται ζημιές (Πίν. 2). Από αυτό φαίνεται ότι οι κινητοί σχοινιογερανοί προκαλούν περίπου τις μισές ζημίες στα ιστάμενα δέντρα της παραμένουσας συστάδας. Το ποσοστό το δέντρων της παραμένουσας συστάδας που υφίστανται ζημίες εξαρτάται από τα μέσο μετατόπισης και το μήκος των κορμών του μετατοπιζόμενου ξύλου (Εικ. 3). Έρευνα που έγινε στο δασαρχείο Δράμας έδειξε τις αξονικές φορτίσεις που δέχονται τρεις διαφορετικοί τύποι φορτηγών οχημάτων κατά τη μακρομεταφορά του ξύλου (Καραγιάννης Ε. και Κιαπίδου Ε., 2002) (Εικ. 4). Από αυτό προκύπτει μια σημαντική υπερφόρτωση των φορτηγών οχημάτων μεταφοράς του ξύλου. 25

26 Η υπερφόρτωση που παρατηρήθηκε, κατά μέσο όρο σε όλους τους άξονες των τριαξονικών φορτηγών οχημάτων κυμαίνεται από 4-20,40%, για τον 1 άξονα, από 22,30 43,64% για το 2 άξονα και από 16,67-31,95% για τον 3 άξονα. Για τα τετραξονικά οχήματα δεν παρατηρήθηκε υπερφόρτωση στον 1 και 2 ο άξονα, ενώ για τον 3 και 4 άξονα η υπερφόρτωση κυμαίνεται αντίστοιχα από 34,26 43,88% και από 35,04-43,72%, Ο Eskioglou, et al., (2000) υπολόγισε ότι το 60-80% των κυκλοφορούντων οχημάτων, είναι υπερφορτωμένα μέχρι και 40% του φορτίου τους. Η υπερφόρτωση των αξόνων, η οποία είναι σημαντική, πρέπει να λαμβάνεται σοβαρά υπόψη κατά την διαστασιολόγηση των οδοστρωμάτων τόσο των δασικών όσο και των επαρχιακών δρόμων ενώ προκαλεί σημαντικές ζημίες στην επιφάνεια κυκλοφορίας των δασικών δρόμων. Πίνακας 2 Ζημιές που προκαλούνται από τη μετατόπιση του ξύλου με διάφορα μέσα Πλάτος Ποσοστό ζημιών Μέσο μετατόπισης λωρίδας ξύλου αραιωτικής Παραμένουσα Περιφερειακά υλοτομίας συστάδα δένδρα Γερανός πάνω σε φορτηγό με τύμπανο και συρματόσχοινο 7-8 m 30% 22% (DOLL) Κινητός σχοινιογερανός μικρού μήκους m 15% 12% (KOLLER K-300) Ελκυστήρας με διπλό τύμπανο έλξης m 28% 30% 25 Δένδρα παράμενουσας συστάδας με ζημιές % Κορμοτεμάχια μήκους >8m 4-8 m <4m 0 Άλογα Γεωργικός Ελκυστήρας Δασικός Ελκυστήρας Μέσα μετατόπισης στρόγγυλης ξυλείας Εικόνα 3. Ποσοστό δέντρων της παραμένουσας συστάδας που υφίσταται ζημιές κατά τη μετατόπιση ξύλου με διάφορα μέσα. (Καραγιάννης Ε. 2007) 26

27 α) VOLVO 1225 (τριαξονικό) 1. Μέγιστο επιτρεπόμενο φορτίο: 7 t 10t 10t 2. Πραγματικά φορτίο: (7,29-8,14t) (12,23-14,10t) (12,45-13,09t) Εμπρόσθιος Μεσαίος Οπίσθιος β) MERCEDES 2632 (τριαξονικό) 1. Μέγιστο επιτρεπόμενο φορτίο: 7t 10t 10t 2'. Πραγματικό φορτίο: (7,37-8,43t) (13,46-14,36t) ( ) Εμπρόσθιος Μεσαίος Οπίσθιος γ) MERCEDES 2635 (τετραξονικό) 1. Επιτρεπόμενο φορτίο: 6,5t 6,5t 10t 10t 2. Πραγματικό φορτίο: (4,62-4,99t) (4, t) ( t) ( t) Εμπρόσθιος Μεσαίος Μεσαίος Οπίσθιος Υπερφορτωμένος Επιτρεπτά φορτωμένος άξονας Εικόνα 4. Συνθήκες αξονικών φορτίων φορτηγών οχημάτων μεταφοράς ξύλου (Καραγιάννης Ε., 2002) 27

28 4. ΜHXANHMATA 4.1. Γενικά Οι κύριοι συντελεστές παραγωγής, ή μέσα παραγωγής, ή πόροι, οι οποίοι συμμετέχουν στην παραγωγή ενός έργου είναι ο Άνθρωπος, η Μηχανή και το Κεφάλαιο. Ο παράγων Άνθρωπος εξετάζεται σε συνάρτηση με τις οικονομοτεχνικές ιδιομορφίες του έργου, με τις κοινωνικές συνθήκες που επικρατούν στην περιοχή του έργου και σε σχέση με τη στάθμη οργάνωσης και εκμηχάνισης του εργοταξίου κατά το χρόνο κατασκευής (Εφραιμίδης Χ., 2002). Με τον παράγοντα Μηχανή εξετάζεται η εκμηχάνιση του εργοταξίου, δηλαδή η υποκατάσταση των εργατικών χειρών, στις βαριές εργασίες, με μηχανικά μέσα, έτσι ώστε η εργατική δύναμη να χρησιμοποιείται σε περισσότερο παραγωγικές απασχολήσεις. Συνέπεια της εκμηχάνισης είναι κατά κανόνα η αύξηση της παραγωγικότητας, η οποία σε πρώτη προσέγγιση είναι η αύξηση της παραγωγής με μικρότερη προσπάθεια (κόστος) και η βελτίωση της ποιότητας κατασκευής (Εφραιμίδης Χ., 2002). Με τον παράγοντα Κεφάλαιο εξετάζονται το ύψος της επένδυσης σε μηχανικά μέσα, υλικά και το κόστος κατασκευής. Με τον κατάλληλο συνδυασμό και την προσαρμογή καθενός από τους παράγοντες αυτούς προς τη μορφή και τις απαιτήσεις του έργου επιτυγχάνονται οι καθορισμένοι στόχοι της διαχείρισης του έργου, δηλαδή η βελτίωση της ποιότητας κατασκευής, στο ελάχιστο δυνατό κόστος και μέσα στις χρονικές προθεσμίες. Οι τρεις αυτοί στόχοι καθορίζουν το τρίπτυχο Κόστος, Χρόνος, Ποιότητα (Εφραιμίδης Χ., 2002). 4.2.Εκμηχάνιση Η εκμηχάνιση είναι η υποκατάσταση της χειρωνακτικής εργασίας από τα μηχανήματα και γενικά τεχνικό εξοπλισμό. Ανάλογα με τον πραγματικό βαθμό υποκατάστασης της εργασίας από το ελάχιστο μέχρι το μέγιστο όριο προκύπτουν οι διάφοροι βαθμοί εκμηχάνισης της παραγωγής (Στάμου Ν., 2005). Το ύψος της εκμηχάνισης, δηλαδή η επένδυση κεφαλαίου σε μηχανικά μέσα, είναι συνάρτηση της μορφής και του μεγέθους του έργου, αλλά και της οργάνωσης του εργοταξίου. 28

29 Η επίδραση της εκμηχάνισης των εργοταξίων πάνω στην αύξηση της παραγωγικότητας φαίνεται παραστατικά από την εξέταση δύο ισοδυνάμων έργων, τα οποία κατασκευάστηκαν σε δύο διαφορετικές περιόδους με χρονική διαφορά 100 ετών (Εφραιμίδης Χ., 2002). Πρόκειται για τη σύγκριση του σχετικά συγχρόνου έργου κατασκευής της διώρυγας Μαναγκίλ ( ) και της διώρυγας του Σουέζ ( ). Από τη σύγκριση δημιουργείται η εντύπωση, ότι το σύγχρονο εργοτάξιο είναι "κενό" ανθρώπων, σε αντίθεση με το εργοτάξιο του παρελθόντος, το οποίο χαρακτηρίζεται από στρατό εργαζομένων. Η Εικόνα 5 δίνει παραστατικά τα συγκριτικά μεγέθη των δύο εργοταξίων (Εφραιμίδης Χ. 2002). Με την εκμηχάνιση του έργου της διώρυγας Μαναγκίλ μειώθηκε ο χρόνος κατασκευής, σε σχέση με τη διώρυγα του Σουέζ, στο ένα τέταρτο περίπου με αντίστοιχη μείωση του αριθμού των εργαζομένων στο ένα εξηκοστό. Με τα μηχανικά μέσα που χρησιμοποιήθηκαν έγινε εκσκαφή και μεταφορά χωμάτων όγκου 28 εκατ. κυβικών μέτρων με παράλληλη διάστρωση και συμπύκνωση για την κατασκευή αναχωμάτων και χωματοφραγμάτων μέσα στο ελάχιστο χρονικό διάστημα των 22 μηνών. Το κόστος των δομικών μηχανών, συνολικής ισχύος PS, ανήλθε σε 25 εκατ. δολάρια (τιμές 1958), έναντι μηδενικής σχεδόν διαθέσεως κεφαλαίου για μηχανές στην κατασκευή της διώρυγας του Σουέζ. Άλλη χαρακτηριστική περίπτωση εκτεταμένης εφαρμογής μηχανικών μέσων σε δομικό έργο είναι το εργοτάξιο για την κατασκευή του φράγματος Grand Dixance από σκυρόδεμα στις Άλπεις της Ελβετίας. Το κόστος των δομικών μηχανών, που χρησιμοποιήθηκαν, ανήλθε σε 70 εκατ. δολάρια (τιμές 1975) και η συνολική εγκατεστημένη ισχύς σε kw. Με τον εξοπλισμό αυτό έγινε διάστρωση και συμπύκνωση σκυροδέματος 600 κ.μ. ανά ώρα. Με την εκμηχάνιση αυτή το έργο, συνολικού όγκου 6,5 εκατ. κυβ. μέτρων σκυροδέματος, τελείωσε μέσα σε τέσσερα χρόνια. 29

30 Εικόνα 5. Σύγκριση των ισοδύναμων εργοταξίων Σουέζ και Μαναγκίλ (Εφραιμίδης Χ., 2002). Από τα σύγχρονα εργοτάξια αναφέρεται το χωμάτινο αρδευτικό και ενεργειακό φράγμα Ατατούρκ πάνω στον ποταμό Ευφράτη ( ). Για την κατασκευή του φράγματος, όγκου 84 εκατ. κυβ. μέτρων, χρησιμοποιήθηκαν δομικές μηχανές αξίας 200 εκατ. δολαρίων (τιμές 1985) για συνολικό προϋπολογισμό έργου 650 εκατ. δολαρίων. Από τον ελληνικό χώρο αναφέρονται το φράγμα του Μόρνου, όγκου 10 εκατ. κυβ. μέτρων, με εξοπλισμό 30 εκατ. δολαρίων (τιμές 1975), και τα έργα κατασκευής του Αθηναϊκού Μετρό με επένδυση σε μηχανήματα ολομέτωπης κοπής και βοηθητικό εξοπλισμό ύψους 80 εκατ. δολαρίων. Ο βαθμός εκμηχάνισης, είναι η σχέση της επένδυσης κεφαλαίου σε μέσα παραγωγής προς το συνολικό προϋπολογισμό του έργου. Η επιλογή των μέσων παραγωγής και ο βαθμός εκμηχάνισης εξαρτώνται κυρίως από τους εξής παράγοντες (Εφραιμίδης Χ., 2002): α) Από το ύψος των αποδοχών των εργαζομένων και από τη διαθεσιμότητα εργατικών χεριών. 30

31 β) Από τη δυνατότητα προσαρμογής της μορφής του έργου και των υλικών στη μηχανική λειτουργία. γ) Από το βαθμό απασχόλησης των μηχανικών μέσων, εφ' όσον το υψηλό κόστος λειτουργίας (απόσβεση κεφαλαίου, τόκοι, επισκευές) επηρεάζει το κόστος μονάδας αντιστρόφως ανάλογα. Η ανάγκη αύξησης του βαθμού απασχόλησης του δομικού εξοπλισμού οδηγεί στη διάκριση των κατασκευαστικών επιχειρήσεων ανάλογα με την εξειδίκευση τους σε διαφορετικούς τομείς δραστηριοτήτων, δηλαδή σε έργα οδοποιίας, χωματουργικά, κτιριολογικά, θεμελιώσεων, υπογείων έργων, σηράγγων, προκατασκευής κ.λ.π. δ) Από τον προγραμματισμό και τη στάθμη οργάνωσης της επιχείρησης και του εργοταξίου. Οι δύο αυτοί παράγοντες εξασφαλίζουν υψηλό συντελεστή εκμεταλλεύσης των μέσων παραγωγής. Η εξέλιξη της εκμηχάνισης των εργοταξίων πέρασε από πολλές φάσεις. Η ιστορική ανασκόπηση της χρησιμοποίησης μηχανών στα δομικά έργα αρχίζει από την εποχή της κατασκευής των μνημειακών κτιρίων κατά την αρχαιότητα. Είναι γνωστό, ότι οι αρχαίοι δεν χρησιμοποιούσαν μόνο στρατούς σκλάβων για τα έργα τους, αλλά υποστήριζαν την ανθρώπινη εργασία με πρωτόγονες μηχανές, ανάλογα με τις τεχνολογικές δυνατότητες της εποχής, όπως π.χ. τροχήλατα οχήματα για βαριές μεταφορές, πολύσπαστα για την ανύψωση φορτίων, κεκλιμένα επίπεδα και άλλα βοηθητικά μέσα, τα οποία κινούνταν από ανθρώπους ή ζώα. Κατά το Μεσαίωνα η ανάγκη κατασκευής αρδευτικών και συγκοινωνιακών έργων και η πολεμική τέχνη της εποχής συνέβαλαν στην επινόηση και εξέλιξη βασικών μορφών δομικών μηχανών, όπως ήταν ο εκσκαφέας με κάδο, ο στατικός συμπυκνωτής με κυλίνδρους, ο ατέρμων κοχλίας για την ανύψωση νερού και διάφορες ανυψωτικές μηχανές. Στην εξέλιξη των πρώτων αυτών δομικών μηχανών σημαντική ήταν η συμβολή του καλλιτέχνη και μηχανικού Leonardo da Vinci (1472). Μετά την εισαγωγή του ατμού στην τεχνική αρχίζει η ουσιαστική εξέλιξη των δομικών μηχανών, η οποία συνεχίζεται με αυξανόμενο ρυθμό μέχρι σήμερα. Έτσι το 1840 εμφανίζεται στην Αμερική ο πρώτος ατμοκίνητος μηχανικός εκσκαφέας με κάδο των εργοστασίων Öttis, o οποίος χρησιμοποιήθηκε στα έργα κατασκευής των διηπειρωτικών σιδηροδρόμων (Εικ. 6). 31

32 Εικόνα 6. Εκσκαφέας με κάδο κατασκευής Ottis (1832) (Εφραιμίδης Χ., 2002) Δεκαπέντε χρόνια αργότερα εμφανίζονται οι ατμομηχανές έλξεως των σιδηροδρομικών συρμών με ανατρεπόμενα βαγόνια και στη συνέχεια οι εκσκαφείς με καδοφόρο αλυσίδα για την κατασκευή μεγάλων διωρύγων, οι ατμοκίνητοι πασσαλομπήκτες και οι πλωτοί εκσκαφείς. Μετά την εφαρμογή του ηλεκτρισμού και των μηχανών εσωτερικής καύσης στις αρχές του αιώνα άρχισε η ραγδαία εξέλιξη των δομικών μηχανών, γιατί τα νέα αυτά συστήματα κίνησης είχαν καλύτερη προσαρμοστικότητα στις μεταβαλλόμενες συνθήκες των δομικών έργων. Κατά το τέλος της τρίτης δεκαετηρίδας παρατηρήθηκε πυρετός δραστηριοποιήσεως των δομικών επιχειρήσεων, με αποτέλεσμα η εφαρμογή μηχανικών μέσων σε όλες τις μορφές δομικών εργασιών να αυξηθεί σημαντικά. Παρά την αύξηση αυτή μόνο το % των εργοταξίων της προπολεμικής εποχής χρησιμοποιούσαν μηχανές. Η εικόνα αυτή άλλαξε ριζικά μετά το δεύτερο παγκόσμιο πόλεμο, κατά τη διάρκεια του οποίου καταστράφηκαν τα % των δομικών μηχανών του ευρωπαϊκού μηχανοστασίου. Μετά το τέλος του πολέμου οι μεγάλες καταστροφές έργων υποδομής, εργοστασιακών μονάδων και κατοικιών έδωσε μία νέα σημαντική ώθηση στην εξέλιξη των δομικών μηχανών, έτσι ώστε το έτος 1950 να αντιστοιχεί ισχύς μηχανών 1,9 PS ανά εργαζόμενο. Ο δείκτης αυτός αυξήθηκε σε 4,6 PS το Οι καμπύλες της Εικόνας 7 (Εφραιμίδης Χ., 2002) δίνουν μία ένδειξη της εξελίξεως των δομικών μηχανών και των δομικών έργων στον ελληνικό χώρο. Από την καμπύλη των δομικών μηχανών βγαίνει το συμπέρασμα, ότι το 1990 διατέθηκε τετραπλάσιο κεφάλαιο για την αγορά δομικού εξοπλισμού σε σχέση με το

33 Εικόνα 7. Εξέλιξη δομικών μηχανών και δομικών έργων στην Ελλάδα 1 Εξέλιξη δομικών μηχανών, 2 Εξέλιξη δομικών έργων 3 Αμοιβές προσωπικού, 4 Ώρες εργασίας (Εφραιμίδης Χ., 2002) Η εξέλιξη των μεγάλων εκσκαφέων οφείλεται στην επιφανειακή εξόρυξη του λιγνίτη και στην εκσκαφή, μεταφορά και απόθεση μεγάλων ποσοτήτων υπερκειμένων στρωμάτων στείρων υλικών. Από τη δεκαετία του 1950 χρησιμοποιείται το σύστημα εκσκαφέα με καδοτροχό, ταινιοδρόμο, αποθέτη, ενώ στην Αμερική σε αντίστοιχες περιπτώσεις χρησιμοποιείται ο μηχανικός εκσκαφέας με κάδο μεγέθους 75 m 3. Κατά τα τελευταία χρόνια, αντί του δυσκίνητου καδοφόρου εκσκαφέα χρησιμοποιείται ο συμβατικός υδραυλικός εκσκαφέας με κάδο m 3. Η εφαρμογή της μηχανής δεν περιορίζεται σήμερα μόνο στα μεγάλα έργα, όπως συνέβαινε πριν από 40 χρόνια, αλλά εξαπλώνεται και στα μικρά έργα, ακόμη και στα κτιριολογικά, στα οποία τον πρώτο ρόλο είχαν τα εργατικά χέρια. Η εξέλιξη και η εφαρμογή των δομικών μηχανών εξαρτάται από τη φύση και την οργάνωση του δομικού έργου, η οποία υστερεί σε σχέση με την οργάνωση της συμβατικής βιομηχανίας. Οι βασικοί λόγοι είναι οι εξής (Εφραιμίδης Χ., 2002): α) Στα δομικά έργα χρησιμοποιείται μεγάλος αριθμός εργατικών χεριών, επομένως η απόδοση του εργοταξίου επηρεάζεται από το συνεχώς μεταβαλλόμενο προσωπικό. Η απασχόληση ημερομισθίων και εποχιακών εργατών σε εργασίες, που επιδέχονται εκμηχάνιση, προσαρμόζεται πολλές φορές καλύτερα στις εναλλασσόμενες παραγγελίες, τις οποίες αναλαμβάνει μια δομική επιχείρηση. Οι δύο αυτοί παράγοντες επηρεάζουν δυσμενώς την εκμηχάνιση. β) Τα διάφορα τμήματα μιας δομικής διάταξης, όπως είναι οι μηχανές, τα συγκροτήματα παραγωγής, τα εργαλεία, τα οικήματα, οι βοηθητικές εγκαταστάσεις κλπ., δεν είναι κατά κανόνα δυνατό να χρησιμοποιηθούν, χωρίς μετατροπές, σε επόμενο εργοτάξιο,σε διαφορετική θέση και με διαφορετικό αντικείμενο. 33

34 γ) Οι δομικές επιχειρήσεις δεν απασχολούνται με την παραγωγή προϊόντων στη σειρά (εκτός από τον ειδικό κλάδο των προκατασκευών), αλλά με ξεχωριστές παραγγελίες. Για το λόγο αυτό κάθε έργο απαιτεί ιδιαίτερη προσεκτική μελέτη και προετοιμασία. Οι μηχανές και το προσωπικό πρέπει σε κάθε περίπτωση να ανταποκρίνονται προς τις μεταβαλλόμενες συνθήκες του έργου, προς τα υλικά και προς τις τοπικές εδαφολογικές και κλιματολογικές συνθήκες. Οι απαιτήσεις αυτές προκαλούν σε πολλές περιπτώσεις αύξηση του όγκου του μηχανικού εξοπλισμού με κίνδυνο υποαπασχολήσεως. δ) Οι δομικές μηχανές λειτουργούν κάτω από δυσμενείς καιρικές και εδαφολογικές συνθήκες, με ισχυρές καταπονήσεις και υπερφορτίσεις. Επομένως φθείρονται ταχύτερα από ότι οι μηχανές της συμβατικής βιομηχανίας, οι οποίες λειτουργούν μέσα σε προστατευμένους χώρους και κάτω από σταθερές συνθήκες λειτουργίας. ε) Το υπηρετικό προσωπικό των δομικών μηχανών εργάζεται κάτω από δυσμενείς συνθήκες, συνήθως στο ύπαιθρο και μακριά από κατοικημένες περιοχές. Η καταπόνηση αυτή αναγκάζει τους εργαζομένους να εγκαταλείπουν τα εργοτάξια και να ζητούν εργασία στη συμβατική βιομηχανία. στ) Οι δομικές μηχανές είναι σχετικά νεαρής ηλικίας και βρίσκονται συνεχώς σε στάδιο εξελίξεως. Δεν υπάρχουν τεχνικές σχολές χειριστών και συντηρητών, τεχνική παράδοση και επαρκής βιβλιογραφία. Το προσωπικό, στο μεγαλύτερο ποσοστό, βασίζεται στην εμπειρία του, χωρίς τις απαραίτητες γνώσεις για τη λειτουργία και τη συντήρηση. Γι' αυτούς τους λόγους οι δομικές μηχανές υστερούν από άποψη εκμεταλλεύσεως Μετατόπιση του ξύλου Ανάλογη είναι και η εξέλιξη της μηχανοποίησης των εργασιών μετατόπισης του ξύλου στην Ελλάδα. Η προσπάθεια εκμηχάνισης των εργασιών άρχισε το έτος 1952 με την εγκατάσταση και λειτουργία ενός σχοινιογερανού Wyssen στο δασικό σύμπλεγμα Ασπροποτάμου Καλαμπάκας. Το έτος 1953 δοκιμάστηκε στο Περτούλι ο ελκυστήρας Unimog και στη συνέχεια χρησιμοποιήθηκε και σε άλλες δασικές περιοχές για τη σύρση του ξύλου με τη βοήθεια συρματόσχοινου, το οποίο κινείται από βαρούλκο και προσαρμόζεται στον ελκυστήρα Unimog. Από το έτος 1965 άρχισε μια εντατική προσπάθεια της Δασικής Υπηρεσίας, του Εργαστηρίου Μηχανικών Επιστημών και Τοπογραφίας του τμήματος Δασολογίας και Φυσικού Περιβάλλοντος, καθώς και των Ινστιτούτων Δασικών Έρευνας Αθήνας 34

35 και Θεσσαλονίκης, στην αρχή με επιδείξεις και στη συνέχεια με εκπαίδευση προσωπικού και εφαρμογή στη πράξη διαφόρων μηχανημάτων και εγκαταστάσεων μετατόπισης του ξύλου. Η προσπάθεια αυτή συνεχίζεται μέχρι και σήμερα για τη μηχανοποίηση των εργασιών μετατόπισης (Καραγιάννης Ε., 1991) (Εικ. 8). Ποσοστό μετατοπιζόμενου ξύλου 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Έτη Ερπυστρ. ελκυστήρες Αρθρωτοί ελκυστήρες Ελκυστήρας Unimog Γεωργ.ελκυστήρες Ζώα Εικόνα 8. Εξέλιξη της μηχανοποίησης της μετατόπισης του ξύλου την περίοδο (Καραγιάννης Ε., 1991) 4.3 Η δασική οδοποιία στην Ελλάδα Κατά την εποχή της απελευθέρωσης της χώρας μας από τον τουρκικό ζυγό, δεν υπήρχε καμία οδός κατασκευασμένη σύμφωνα με τους τεχνικούς κανόνες. Η πρώτη αμαξιτή οδός ήταν η οδός Πύλου Μεθώνης, που κατασκευάστηκε, το 1928, από το Γάλλο στρατηγό Μαιζώνα, ενώ το πρώτο πρόγραμμα κατασκευής οδών καταρτίστηκε, μετά την έλευση του Όθωνα, (το 1833), η εφαρμογή του οποίου άρχισε δύο χρόνια αργότερα. Μέχρι το 1852, είχαν κατασκευαστεί οδοί συνολικού μήκους 168 km. Έκτοτε, συνεχίστηκε η κατασκευή νέων οδών με κυμαινόμενους ρυθμούς, επηρεαζόμενους από τις πολιτικές και πολεμικές περιπέτειες της χώρας, έτσι ώστε το συνολικό μήκος του οδικού δικτύου να ανέρχεται το 1940 σε km, κατανεμημένο κατά κατηγορίες ως εξής (Καραγιάννης Αθ., 2006): - Εθνικές οδοί: km - Επαρχιακές οδοί: km - Κοινοτικές οδοί: km Κατά τη διάρκεια της κατοχής, , παρατηρείται οπισθοδρόμηση. Αντί να προστεθούν νέες κατασκευές, συνέβησαν εκτεταμένες καταστροφές. Μετά την απελευθέρωση, άρχισε η αποκατάσταση των ζημιών και η βελτίωση των σημαντικότερων οδικών αξόνων, στην αρχή από αμερικανικές εταιρίες και στη συνέχεια από Έλληνες κατασκευαστές. Τότε δημιουργήθηκε το πρόγραμμα «Πρόνοια και 35

36 Εργασία», στα πλαίσια του οποίου κατασκευάστηκαν νέες οδοί συνολικού μήκους km περίπου. Κατά τα επόμενα χρόνια, μέχρι και σήμερα, η βελτίωση και επέκταση του οδικού δικτύου αποτέλεσε έναν από τους κυριότερους στόχους ανάπτυξης της χώρας. Αναφορικά με τους δασικούς δρόμους, η δασική οδοποιία αναπτύχθηκε πρωτίστως στη Γερμανία. Ήδη το δημοσιεύεται η πρώτη γερμανόγλωσση εργασία σε θέματα δασικής οδοποιίας, ενώ κατά τα τέλη του προπερασμένου αιώνα άρχισε να γίνεται αποδεκτή η διδασκαλία της δασικής οδοποιίας ως χωριστού γνωστικού αντικειμένου (Στεργιάδης, 1982). Η αλματώδης όμως ανάπτυξη της δασικής οδοποιίας συνέβη κατά τα τέλη του περασμένου αιώνα, παράλληλα με την πρόοδο της εθνικής οδοποιίας. Παρά το γεγονός ότι η οδοποιία διδάσκονταν στην πρώτη Δασολογική Σχολή, που ιδρύθηκε στη χώρα μας, στο Εθνικό Μετσόβειο Πολυτεχνείο, το 1917, η κατασκευή δασικών δρόμων στην Ελλάδα άρχισε το Διακόπηκε κατά τη δεκαετία του 40 και ξανάρχισε μεταπολεμικά, ουσιαστικά το 1956, με προοδευτικά εντεινόμενο ρυθμό. Ο μέσος ετήσιος αριθμός κατασκευής νέων διανοίξεων ήταν, κατά τη δεκαετία του 50, 130 km, ενώ κατά τη δεκαετία του 70, ανήλθε στα 700 km. Μέχρι το 1973 είχαν κατασκευαστεί km, τα οποία διπλασιάστηκαν κατά τη δεκαετία , έτσι ώστε το συνολικό μήκος του δασικού οδικού δικτύου των δημοσίων δασών της χώρας, να φτάσει τα km, κατά το τέλος του 1983 (Κολέτσος κ.ά., 1985). Έκτοτε ο ρυθμός κατασκευής των δρόμων αυξήθηκε περαιτέρω. Κατά την περίοδο ο ρυθμός αυτός ήταν της τάξης πάνω από km ανά έτος, ενώ από το έτος 1999 αρχίζει μία σταδιακή μείωση του ρυθμού κατασκευής για να φτάσουμε τα 111 km το έτος Σήμερα το συνολικό μήκος του δασικού οδικού δικτύου της χώρας είναι πάνω από km (Πίν. 3). 36

37 Πίνακας 3 Δασικοί δρόμοι που διανοίχτηκαν, βελτιώθηκαν, οδοστρώθηκαν και συντηρήθηκαν τη δεκαετία και συνολικά Διανοίξεις (km) Κατηγορία δασ. δρόμων Έτη Α Β Γ Σύνολο Έως Σύνολο % Οδοστρωσία (km) Ασφαλ- Αμμοχαλ τόστ- ι ρωση κοσκυρό στρωση Βελτίωση (km) Συντήρηση (km) Με βάση τα στοιχεία του Πίνακα 3 προκύπτει ότι η Δασική Υπηρεσία είχε κατασκευάσει, μέχρι το 2004, συνολικά χιλιόμετρα δασικών δρόμων (Α = 2.106, Β =6.526 και Γ = χιλιόμετρα) και βελτιώσει χιλιόμετρα (Υ.Α.Α.Τ., 2006). Στην Εικόνα 9 φαίνεται η εξέλιξη του μήκους κατασκευής και βελτίωσης των δασικών δρόμων κατά την περίοδο Μ ή κ ο ς σ ε k m Κατασκευή Βελτίωση Έτη Εικόνα 9. Εξέλιξη δασικών δρόμων που κατασκευάστηκαν και βελτιώθηκαν την περίοδο (Καραγιάννης Αθ., 2006) 37

38 4.4. Χωματουργικά μηχανήματα Σε ένα χωματουργικό έργο, όπως άλλωστε σε κάθε δομικό έργο, διακρίνονται τρείς κύριες φάσεις εργασίας : Εκσκαφή Χαλάρωσηφόρτωση Μεταφορά Διάστρωση Απόθεση - συμπύκνωση Από τις τρεις αυτές βασικές φάσεις η πρώτη και η τρίτη θεωρούνται ως κύριες φάσεις εργασίες για την παραγωγή έργου. Οι χωματουργικές μηχανές διακρίνονται αντίστοιχα σε μηχανές εκσκαφής και φορτώσεως, μεταφορικές μηχανές, και μηχανές αποθέσεως, διαστρώσεως και συμπυκνώσεως. Στην πρώτη κατηγορία ανήκουν όλες οι μηχανές, οι οποίες χρησιμοποιούνται στη χαλάρωση, εκσκαφή, εξόρυξη και φόρτωση υλικών. Στη δεύτερη κατηγορία ανήκουν τα μεταφορικά μέσα, όπως π.χ. ελαστικοφόρα μεταφορικά οχήματα, σιδηροδρομικό υλικό, μεταφορικοί ιμάντες, σωληνώσεις μεταφορά υλικών μέσα σε ρεύμα νερού ή αέρα, πλωτά μεταφορικά μέσα κλπ. Στην τρίτη κατηγορία ανήκουν οι μηχανές αποθέσεως, διαστρώσεως και συμπυκνώσεως, όπως είναι οι αποθέτες, οι διάφορες μορφές επίπεδων εκσκαφέων, οι συμπυκνωτές εδάφους κλπ. Ανάλογα με τη θέση λειτουργίας του μηχανήματος διακρίνονται χερσαία και πλωτά μηχανικά μέσα. Εκσκαφέας, ο οποίος είναι τοποθετημένος πάνω σε πλωτό μέσο και σκάβει τα πρανή διώρυγας, χαρακτηρίζεται ως πλωτός εκσκαφέας, ενώ ο εκσκαφέας, ο οποίος είναι τοποθετημένος στην όχθη και σκάβει τον πυθμένα λιμανιού χαρακτηρίζεται ως χερσαίος εκσκαφέας Κατηγορίες χωματουργικών μηχανημάτων Προωθητές γαιών Οι προωθητές γαιών (μπουλντόζες) είναι οι πιο χρήσιμες χωματουργικές μηχανές. Ουσιαστικά πρόκειται για ελκυστήρες (τροχοφόρους ή ερπυστριοφόρους), οι οποίοι φέρουν στο μπροστινό μέρος μία λεπίδα (μαχαίρι). Η λεπίδα μπορεί να ανεβοκατεβαίνει ή να περιστρέφεται με ειδικούς μηχανισμούς, έτσι ώστε να μπορεί να εισδύει στο έδαφος, είτε σε όλο το μήκος της ή στο ένα άκρο. Ανάλογα με τη θέση της λεπίδας εκσκαφής διακρίνονται δύο κυρίως τύποι: α) Buldozer είναι οι προωθητές γαιών, όπου η λεπίδα εκσκαφής είναι κάθετη προς τη διεύθυνση της κίνησης της. 38

39 β) Angledozer ή Züdozer είναι οι προωθητές γαιών, όπου η λεπίδα εκσκαφής τοποθετείται λοξά προς τη διεύθυνση κίνησης της και το εδαφικό υλικό μετατοπίζεται προς τη μία ή την άλλη πλευρά. Οι προωθητές γαιών τύπου Angledozer ή Zildozer εργάζονται καλύτερα στα ορεινά και δασικά εδάφη που είναι επικλινή, επιτυγχάνουν ικανοποιητική εκσκαφή επιφανειακών στρωμάτων και πλευρική απόθεση τους. Κατά τον Παναγιωτακόπουλο Δ.Χ. (1985) η οικονομική απόσταση μεταφοράς με προωθητές εδάφους κυμαίνεται από 10 έως 100 μέτρα ( πόδια). Οι προωθητές γαιών διακρίνονται σε ερπυστριοφόρους και σε ελαστιχοφόρους. Ο ερπυστριοφόρος προωθητής είναι κατάλληλος για μία μεγάλη ποικιλία εδαφών λόγω της χαμηλής πίεσης που εφαρμόζεται στο έδαφος και των μεγάλων δυνάμεων πρόσφυσης που αναπτύσσονται. Επιπλέον μπορεί να εργασθεί σε εδάφη με κλίσεις μέχρι 45. Η ισχύς του κινητήρα των ερπυστριοφόρων προωθητών γαιών κυμαίνεται από kw ( PS) (Δρακάτος A., 1981, Εφραιμίδης X., 2002, Καραρίζος Π., 1996, Παναγιωτακόπουλος Χ., 1985). Για τους ερπυστριοφόρους προωθητές η ερπύστρια ''σηκώνει'' όλο το βάρος του μηχανήματος (Gσυν) και τις δυνάμεις κίνησης, τις οποίες μεταβιβάζει στο έδαφος. Το πλάτος και η μορφή των πεδίλων της ερπύστριας όσον αφορά τη διατομή και το ύψος του νεύρου, εξαρτώνται από τις συνθήκες λειτουργίας. Για την εργασία στο χαλαρό και αμμώδες έδαφος χρησιμοποιούνται πέδιλα με υψηλά νεύρα, ενώ για σκληρό έδαφος χρησιμοποιούνται πέδιλα με χαλαρά νεύρα. Οι ελαστιχοφόροι προωθητές γαιών αποτελούνται από ένα ελκυστήρα με ελαστικά επίστρωτα και μία λεπίδα εκσκαφής και προώθησης του εδαφικού υλικού. Το όχημα έχει κίνηση σε όλους τους τροχούς για να εκμεταλλεύεται καλύτερα το συνολικό βάρος για την ωστική δύναμη του. Η κινητικότητα του μηχανήματος αυτού είναι μεγαλύτερη και η ταχύτητα κινήσεως του φτάνει μέχρι και 30 km/h. Τα κυριότερα πλεονεκτήματα των τροχοφόρων προωθητών είναι (Καραρίζος Π., 1996): Η ταχύτητα και η ευκινησία στην εργασία. Υπάρχουν τροχοφόροι προωθητές τόσο ευκίνητοι που μπορούν να αλλάζουν πορεία κατά 180 σε χώρο όχι μεγαλύτερο από το μήκος τους. Η δυνατότητα αυτομετακίνησης τους σε μεγάλες αποστάσεις χρησιμοποιώντας το οδικό δίκτυο. Η εξίσωση σε ικανοποιητικό βαθμό των εδαφικών ανωμαλιών και 39

40 Η πρόσφυση μεταξύ εδάφους και ελαστικών επισώστρων καθώς και η προκαλούμενη συμπίεση στο έδαφος είναι μικρότερες στους ελαστιχοφόρους προωθητές γαιών από τις ερπύστριες. Στη συνέχεια γίνεται αναφορά στη χρησιμοποίηση των σύγχρονων χωματουργικών μηχανημάτων που καθοδηγούνται με laser. Τα συστήματα αυτά έχουν κάνει την εμφάνιση τους την τελευταία δεκαετία και η χρησιμοποίηση τους κρίθηκε απαραίτητη στις εργασίες διάνοιξης των δασών, Η ανάγκη χρησιμοποίησης των μηχανημάτων αυτών είναι αποτέλεσμα του συνεχώς αυξανόμενου όγκου των εργασιών, ο οποίος συνοδεύεται από την απαίτηση της μείωσης του χρόνου εκτέλεσης, της υψηλής απόδοσης, της βελτίωσης της ποιότητας και του χαμηλού κόστους παραγωγής. Τα συστήματα αυτόματης καθοδήγησης μπορούν να προσαρμοσθούν εύκολα στα σύγχρονα χωματουργικά μηχανήματα και δίνουν τη δυνατότητα εφαρμογής τους ιδιαίτερα σε εργασίες που απαιτείται μεγάλη ακρίβεια. Μπορούμε να τα κατατάξουμε σε τρεις κατηγορίες. Αυτά που παρέχουν βοηθητικές πληροφορίες για το ύψος και προτείνουν στο χειριστή την απαιτούμενη διόρθωση (καθοδήγηση). Αυτά που υπολογίζουν και εφαρμόζουν την απαιτούμενη διόρθωση ύψους, ενεργώντας στα υδραυλικά του μηχανήματος (αυτόματη καθοδήγηση) και Αυτά που υπολογίζουν και εφαρμόζουν την απαιτούμενη διόρθωση αυτόματα με βάση και την οριζοντιογραφική θέση του μηχανήματος (συστήματα 3D). Ένα τέτοιο σύστημα είναι το AccuGrade Laser Grand Control System (Εικ. 10), ένα υψηλής τεχνολογίας χωματουργικό εργαλείο που επιτρέπει στους χειριστές μπουλντόζας να ισοπεδώνουν και να γεμίζουν με μεγαλύτερη ακρίβεια χωρίς τη χρήση παραδοσιακών πασσάλων ή ελεγκτών ισοπέδωσης. Χρησιμοποιώντας προχωρημένη τεχνολογία λέιζερ, εξαρτήματα προσαρμοσμένα στο μηχάνημα και εκτός μηχανήματος διαβιβαστή λέιζερ, από το σύγχρονο μηχάνημα συστήματος ελέγχου, παρέχουν ακριβείς υψομετρικές πληροφορίες σε μία οθόνη εντός της καμπίνας για την επίτευξη ακριβούς τοποθέτησης του μαχαιριού. Σαν αποτέλεσμα οι χειριστές μπορούν να βελτιώσουν την αποτελεσματικότητα τους κατά 50% από ότι οι συμβατικές μέθοδοι και να κάνουν την ισοπέδωση γρηγορότερα και με λιγότερα περάσματα από ότι γινόταν πριν (Caterpillar Product Information, 2003). 40

41 Εικόνα 10. AccuGrade Laser Grand Control System (Caterpillar Product Information, 2003) Με την παραδοσιακή μέθοδο ισοπέδωσης, (Εικ. 11) οι πληροφορίες ισοπέδωσης παρέχονται τυπικά από τους μηχανικούς μέσω ενός ξύλινου πασσάλου στο έδαφος με υψομετρικές διαβαθμίσεις. Ένα μοντέλο πλέγματος πασσάλων καλύπτει το χώρο, τυπικά σε ένα πλέγμα 25 ποδών. Η τοποθέτηση των πασσάλων γίνεται με το χέρι, είτε στις συμβατικές μεθόδους τοπογράφησης, είτε με laser. O χειριστής του μηχανήματος έπειτα ισοπεδώνει χρησιμοποιώντας με το χέρι/μάτι συντονισμό, κοιτάζοντας στο σημείο πάνω στο πλησιέστερο πάσσαλο και επιχειρώντας να τοποθετήσει την κόψη του μαχαιριού σε εκείνο το ύψος μεταφέροντας την ισοπέδωση στον επόμενο πάσσαλο. Τυπικά ένας ελεγκτής ισοπέδωσης περπατά μαζί με το μηχάνημα και λειτουργεί ως επιθεωρητής μετρώντας πόσο κοντά ο χειριστής έκανε την ισοπέδωση και δείχνει κουνώντας το χέρι του, ή μαρκάροντας με σπρέι όπου η ισοπέδωση είναι πολύ ψηλή ως "κόψιμο" και όπου είναι πολύ χαμηλή ως "γέμισμα". Η εργασία συνεχίζεται με αυτό τον τρόπο μέχρι να επιτευχθεί η επιθυμητή ανοχή ισοπέδωσης (Caterpillar Product Information, 2003). 41

42 Εικόνα 11. Παραδοσιακή μέθοδος ισοπέδωσης (Caterpillar Product Information, 2003) Σε αντίθεση με την παραδοσιακή μέθοδο ισοπέδωσης, υπάρχει και η ισοπέδωση με laser (Εικ. 12). Σε αυτή την περίπτωση ένας διαβιβαστής laser, που είναι προσαρμοσμένος σε ένα τρίποδα εκτός καμπίνας, εκπέμπει μία λεπτή ακτίνα φωτός που περιστρέφεται 360 σε μία σταθερή απόσταση πάνω από την αιχμή κοπής του μηχανήματος, δημιουργώντας μια ισοπέδωση αναφοράς για την περιοχή εργασίας. Οι πληροφορίες ισοπέδωσης μεταφέρονται από ένα πάσσαλο μπηγμένο στο έδαφος προς το μηχάνημα, μέσω της ακτίνας laser. Ένας ψηφιακός δέκτης laser, βιδωμένος πάνω σ' ένα τηλεσκοπικό ιστό πάνω από την αιχμή κοπής του μηχανήματος, ανιχνεύει το υψόμετρο της ακτίνας laser και στέλνει πληροφορίες σε ένα κουτί ελέγχου στην οθόνη, μέσα στην καμπίνα. 42

43 Εικόνα 12. Ισοπέδωση προωθητή γαιών με laser (Caterpillar Product Information, 2003) Το κουτί αυτό ελέγχου δείχνει τη θέση της λεπίδας σχετικά με την ισοπέδωση και υποδεικνύει τις απαιτήσεις κοπής ή γεμίσματος της περιοχής εργασίας. Ένα αυτοματοποιημένο εξάρτημα ελέγχου της λεπίδας επιτρέπει στον χειριστή να ελέγχει αυτόματα αμφότερα τις λειτουργίες ανύψωσης και κλίσης τοποθετώντας την αιχμή κοπής στην ακριβή ανύψωση που απαιτείται για λεπτή ισοπέδωση. Το δίκτυο ελέγχου περιοχής (CAN), που είναι προσαρμοσμένο πάνω στο μηχάνημα, παρέχει το δίκτυο επικοινωνίας για όλα τα στοιχεία. Ο αριθμός των χρησιμοποιούμενων δεκτών laser καθορίζει τον έλεγχο της ισοπέδωσης. Ένας μονός δέκτης παρέχει μονοδιάστατο έλεγχο-ύψος λεπίδας, ενώ οι διπλοί παρέχουν δισδιάστατο έλεγχο-ύψος και κλίση. Στο μονό σύστημα ελέγχου, οι κύλινδροι ανύψωσης του μαχαιριού ελέγχονται αυτόματα για να προσαρμόσουν την ανύψωση του μαχαιριού, ενώ η κλίση του μαχαιριού πρέπει να ελέγχεται με το χέρι, χρησιμοποιώντας το συντονισμό με το μάτι και το χέρι του χειριστή. Αυτή είναι μία δεξιότητα που μπορεί να μην την έχει ο χειριστής, απαιτώντας πολλαπλά περάσματα για να πετύχει τη σωστή ακρίβεια. Εάν το έδαφος είναι επίπεδο, ο χειρωνακτικός έλεγχος κλίσης μειώνει το χειρισμό. Όταν όμως η επιθυμητή ισοπέδωση είναι σε πλαγιά και μάλιστα με μεγάλη κλίση όπως συμβαίνει στα περισσότερα δασικά εδάφη της χώρας μας, τότε η μείωση στην παραγωγικότητα και την ακρίβεια πολλαπλασιάζεται, επειδή ο χειριστής πρέπει να δώσει προσοχή στην πορεία κίνησης του και να ρυθμίσει την κλίση ανάλογα. 43

44 Όταν κινείται πάνω ή κάτω σε μία πλαγιά, η κλίση του μαχαιριού είναι 0%, όταν κινείται εγκάρσια η κλίση του μαχαιριού πρέπει να ταιριάζει με την κλίση των laser και τέλος όταν κινείται διαγώνια κατά πλάτος της πλαγιάς, πρέπει η κλίση να είναι ανάμεσα στο 0% και της επιθυμητής κλίσης, η οποία είναι δύσκολο ή απίθανο να εκτιμηθεί. Για αυτό και τα συστήματα διπλού ελέγχου είναι πιο παραγωγικά και πιο αποτελεσματικά, γιατί η ανύψωση του μαχαιριού και η κλίση αυτομάτως ταιριάζουν με το laser, καθιστώντας το πιο εύκολο να δουλέψει σε δύσκολες περιοχές.(caterpillar Product Information, 2003). To AccuGrade Laser Grand Control System αποτελείται από εξαρτήματα προσαρμοσμένα στο μηχάνημα και εξαρτήματα εκτός της καμπίνας. Αυτά είναι: 1. Διαβιβαστής laser (Laser Transmitter) Ο διαβιβαστής (Εικ. 13), βιδώνεται πάνω σε ένα τρίποδα έτσι ώστε η ακτίνα laser να μπορεί να περιστραφεί ανεμπόδιστα πάνω από τον εξοπλισμό του χωματουργικού μηχανήματος (προωθητής στην συγκεκριμένη περίπτωση). Αυτό επιτρέπει στο μηχάνημα να λαμβάνει το σήμα laser από οποιαδήποτε διεύθυνση. Εικόνα 13. Διαβιβαστής laser (Caterpillar Product Information, 2003) 2. Λήπτης laser (Laser Receiver) (LP400-C) Οι ψηφιακοί γραμμικοί λήπτες laser (Εικ. 14), είναι βιδωμένοι πάνω σε ηλεκτρικούς ιστούς πάνω στο μηχάνημα και λειτουργούν σαν τα "μάτια" του συστήματος, βλέποντας συνεχώς για σήματα laser από την αναφορά υψομέτρου. Ο λήπτης παίρνει τη θέση της επίπεδης αναφοράς του laser σχετικά με την τελική 44

45 ισοπέδωση, μετρώντας την απόκλιση ύψους από τη θέση ισοπέδωσης προς την κατεύθυνση της ακτίνας laser με ακρίβεια 1,5 mm και στέλνει πληροφορίες για το υψόμετρο του μηχανήματος ως προς το σύστημα. Με 360 άριστης ανίχνευσης laser και 207 mm μήκος ανίχνευσης, το μηχάνημα παραμένει εντός της ακτίνας περισσότερο χρόνο για μεγαλύτερη παραγωγικότητα. Εικόνα 14. Λήπτης laser (Caterpillar Product Information, 2003) 3. Ηλεκτρονικός ιστός (Electric Mast,EM 400-C) Οι ηλεκτρονικοί, προσαρμοσμένοι και βιδωμένοι πάνω στο μηχάνημα τηλεσκοπικοί ιστοί (Εικ. 15), χρησιμοποιούνται για βίδωμα των ληπτών laser πάνω στο μηχάνημα, διασφαλίζοντας ανεμπόδιστη λήψη laser. Είναι εφοδιασμένοι με ηλεκτρικό μοτέρ και ο χειριστής μπορεί κάθετα να σηκώσει και να χαμηλώσει τους ιστούς, μέσα από την καμπίνα, για ακριβή τοποθέτηση του υψομέτρου των ληπτών. Εικόνα 15. Ηλεκτρονικός ιστός (Caterpillar Product Information, 2003) 45

46 4. Εσωτερική οθόνη (In-Cab-Display, CB 420-C) O πίνακας της οθόνης (Εικ. 16), μπορεί να θεωρηθεί ο ηλεκτρονικός "εγκέφαλος" του συστήματος. Λαμβάνει τις πληροφορίες ανύψωσης από το διαβιβαστή laser μέσω του δέκτη laser και τις μετατρέπει σε πληροφορίες που ο χειριστής μπορεί να χρησιμοποιήσει, για να ελέγξει με το χέρι την ανύψωση του μαχαιριού με την χειροκίνητη βαλβίδα, ή όταν γυρίζει στον αυτόματο χειρισμό, στέλνοντας σήμα για να λειτουργήσει μια ηλεκτροκίνητη βαλβίδα. Εικόνα 16. Εσωτερική οθόνη (Caterpillar Product Information, 2006) Η χρησιμοποίηση των σύγχρονων χωματουργικών μηχανημάτων που καθοδηγούνται με laser, προσφέρει πολλά πλεονεκτήματα (Caterpillar, 2006): 1) Η ισοπέδωση γίνεται με λιγότερα περάσματα από ότι με τις συμβατικές μεθόδους, δηλαδή απαιτείται λιγότερος χρόνος, με αποτέλεσμα να εξοικονομούνται καύσιμα, ώρες μηχανήματος, φθορά χρήσης και ώρες εργασίας του χειριστή. 2) Μειώνεται ή εξαλείφεται η χειρωνακτική εργασία και δεν απαιτείται ελεγκτής ισοπέδωσης. 3) Αυξάνεται η παραγωγικότητα κατά 30%, η οποία και διατηρείται όλη την ημέρα και μπορούν να προγραμματισθούν περισσότερες εργασίες, επειδή η κόπωση του χειριστή είναι λιγότερη και 4) Αυξάνεται η ασφάλεια γιατί ο χειριστής μένει μέσα στην καμπίνα και δεν χρειάζεται ελεγκτής ισοπέδωσης στο έδαφος κοντά στο μηχάνημα. 46

47 Αναμοχλευτής Στην πίσω πλευρά του προωθητή προσαρμόζεται διάταξη υπερεκσκαφής του εδάφους, η οποία αποτελείται από ένα έως τρία ισχυρά νύχια. Τα νύχια εισχωρούν μέσα στο έδαφος κάτω από την πίεση ισχυρών υδραυλικών κυλίνδρων, οι οποίοι ανάλογα με το μέγεθος του προωθητή, αναπτύσσουν κατακόρυφες δυνάμεις Κp και άνω. Με την κίνηση του μηχανήματος ανασκάπτεται (χαλαρώνει) το σκληρό έδαφος, έτσι ώστε στη συνέχεια να προωθείται ευκολότερα από τον κοπτήρα του προωθητή (Εφραιμίδης Χ., 2002).Ο αναμοχλευτής είναι ισχυρό εκσκαπτικό εργαλείο, γιατί με τη λειτουργία του χαλαρώνει τα σκληρά εδάφη και διευκολύνει τον προωθητή και το αποξεστικό όχημα στη φάση της αποξέσεως-φορτώσεως, όταν η αναμόχλευση σκληρού υλικού με αναμοχλευτή πρέπει να εξετάζεται ως εναλλακτική λύση στη χαλάρωση με εκρηκτικά υλικά. Υπάρχουν δύο μορφές αναμοχλευτών: 1. Ο αρθρωτός τύπος Στον τύπο αυτό ο φορέας με το νύχι αναρτάται στο πίσω μέρος του μηχανήματος μέσω αρθρώσεως έτσι ώστε ο αναμοχλευτής να περιστρέφεται περί την άρθρωση πάνω σε τόξο περίπου 30. Με την κίνηση αυτή η γωνία με την οποία προσβάλλει το νύχι το έδαφος, μεταβάλλεται κατά τη διάρκεια της διεισδύσεως. Η μεταβολή της γωνίας είναι ευνοϊκή για την εκσκαφή, όταν οι επιφάνειες ολισθήσεως του πετρώματος είναι διατεταγμένες παράλληλα προς την καμπύλη διεισδύσεως. Σε αντίθετη περίπτωση η μεταβολή της γωνίας δυσχεραίνει τη διείσδυση. Επομένως η εφαρμογή του εργαλείου εξαρτάται από τη φύση του πετρώματος. 2. Ο τύπος παραλληλογράμμου Στον τύπο αυτό η ανάρτηση του φορέα με το νύχι γίνεται με δύο αρθρώσεις, έτσι ώστε να σχηματίζεται ένα παραλληλόγραμμο. Το νύχι εισχωρεί στο έδαφος με σταθερή γωνία κλίσεως περίπου 50, ανεξάρτητα από το βάθος. Η διάταξη παραλληλογράμμου δίνει στις περισσότερες περιπτώσεις καλύτερες συνθήκες διεισδύσεως. Η φθορά της αιχμής του νυχιού είναι ομοιόμορφη και τέτοια, ώστε να διατηρείται η αρχική κωνική μορφή. Για την αποτελεσματική χαλάρωση τα δόντια πρέπει να εισχωρήσουν στο έδαφος από cm, (Παναγιωτακόπουλος Δ.Χ., 1985). Στην Εικόνα 17 φαίνονται οι τυπικές διατάξεις σκαπτικών δοντιών για τις δύο μορφές αναμοχλευτών. 47

48 Εικόνα 17. Διατάξεις σκαπτικών δοντιών (Παναγιωτακόπουλος Δ.Χ., 1985) Υδραυλικοί εκσκαφείς ανεστραμμένου πτύου Γενικά οι εκσκαφείς εδάφους διακρίνονται στους εκσκαφείς γενικής χρήσης, στους εκσκαφείς συνεχούς λειτουργίας και τους ειδικούς εκσκαφείς. Σπουδαιότερα μηχανήματα εκσκαφής εδάφους θεωρούνται οι εκσκαφείς γενικής χρήσης. Αυτοί ανάλογα με τη διάταξη του σκαπτικού οργάνου διακρίνονται σε μηχανήματα : Μετωπικού πτύου Ανεστραμμένου πτύου Συρόμενου κάδου και Με διάταξη αρπάγης Όσον αφορά τις δασοτεχνικές εργασίες, ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει ο υδραυλικός εκσκαφέας ανεστραμμένου πτύου γιατί είναι αυτός που χρησιμοποιείται στις περισσότερες περιπτώσεις (Εικ. 18). 48

49 Εικόνα 18. Ελαστιχοφόρος και ερπυστριοφόρος εκσκαφέας ανεστραμμένου πτύου (εταιρίας VOLVO) (Εφραιμίδης Χ., 2002) Στον εκσκαφέα αυτού του τύπου ο κάδος σκάβει κάτω από την επιφάνεια κινήσεως του μηχανήματος. Κατά τη λειτουργία ο πρόβολος με τον ανεστραμμένο κάδο κατεβαίνει προς το μέτωπο εκσκαφής. Στη συνέχεια έλκεται ο κάδος από το αντίστοιχο συρματόσχοινο έλξεως. Ο βαθμός πληρώσεως του κάδου εξαρτάται από τη μορφή του εδάφους, το βάρος του κάδου και την ικανότητα του χειριστού. Το βάθος εκσκαφής φτάνει τα 4 μέχρι τα 7,5 m για τα μεγέθη 0,2 μέχρι 2,3 m 3 (Εφραιμίδης Χ., 2002). Για μικρό βάθος εκσκαφής η απόδοση της διάταξης ανεστραμμένου πτύου πλησιάζει την απόδοση της διάταξης μετωπικού πτύου, για μεγάλο όμως βάθος εργασίας η απόδοση του ανεστραμμένου πτύου μειώνεται σημαντικά. Υπολογίζεται γενικά και κατά μέσο όρο, ότι η απόδοση του ανεστραμμένου πτύου είναι 66% μέχρι 75% της αποδόσεως του μετωπικού πτύου με τις κανονικές συνθήκες εργασίας και για κάδο της αυτής χωρητικότητας. Η διάταξη του ανεστραμμένου πτύου παρουσιάζει ένα σημαντικό πλεονέκτημα που είναι η χρησιμοποίηση του για τη φόρτωση του εδάφους σε παρακείμενο μεταφορικό όχημα (Εφραιμίδης Χ., 2002, Δρακάτος Π., 1981, Καραρίζος Π., 1997, Παναγιωτακόπουλος Χ., 1985, Παναγιωτόπουλος Ν. 1983). Πριν από μερικά χρόνια ο εκσκαφέας αυτού του τύπου χρησιμοποιούνταν σχεδόν ως βοηθητικό μηχάνημα στη διάνοιξη τάφρων, στην εκσκαφή θεμελίων και σε καθαρισμούς τάφρων αποστράγγισης. Σήμερα το μηχάνημα αυτό είναι το κύριο μηχάνημα σε διανοίξεις δασικών δρόμων στην Ευρώπη και σε κλίσεις μεγαλύτερες από 65%. Χρησιμοποιούνται επίσης για διάτρηση και εξόρυξη βράχων και για την κατασκευή φραγμάτων, προβόλων και δεξαμενών. Προτιμάται ιδιαίτερα σε 49

50 περιπτώσεις συνεκτικών εδαφών ή εδαφών με μεγάλες πέτρες γιατί το άδειασμα με ανατροπή του κάδου είναι ευκολότερο και ασφαλέστερο. Στις παρακάτω εικόνες φαίνονται το προφίλ κατασκευής δασικού δρόμου με εκσκαφέα ανεστραμμένου πτύου (εικόνα 19), η διαφορά στα εκχώματα και στα επιχώματα (Εικ. 20), η προσεκτική και η φιλοπεριβαλλοντική κατασκευή των εκχωμάτων και των επιχωμάτων (Εικ. 21, 22 και 23) η αλλαγή του κάδου και η προσαρμογή της σφύρας για διάτρηση βράχου (Εικ. 24, 25 και 26), η απομάκρυνση των κορμοτεμαχίων από τη χάραξη (Εικ. 27 και 28) και η τοποθέτηση λίθων σε τοίχο αντιστήριξης (Εικ. 29). Εικόνα 19. Διατομή δασικού δρόμου με εκσκαφέα ανεστραμμένου πτύου (Καραρίζος Π., 1997) 50

51 Εικόνα 20. Κατασκευή δασικού δρόμου με προωθητή γαιών και εκσκαφέα ανεστραμμένου πτύου (Καραρίζος Π., 1997) 51

52 Εικόνα 21. Φιλοπεριβαλλοντική κατασκευή επιχωμάτων με εκσκαφέα ανεστραμμένου πτύου Εικόνα 22. Φιλοπεριβαλλοντική κατασκευή εκχωμάτων με εκσκαφέα ανεστραμμένου πτύου 52

53 Εικόνα 23. Φιλοπεριβαλλοντική κατασκευή εκχωμάτων με εκσκαφέα ανεστραμμένου πτύου Εικόνα 24. Διάτρηση χαλαρών βράχων με κρουστική σφύρα που προσαρμόζεται στον εκσκαφέα ανεστραμμένου πτύου 53

54 Εικόνα 25. Αλλαγή του κάδου και προσαρμογή της κρουστικής σφύρας Εικόνα 26. Αλλαγή του κάδου και προσαρμογή της κρουστικής σφύρας για διάτρηση χαλαρών βράχων 54

55 Εικόνα 27. Απομάκρυνση κορμοτεμαχίων από τη ζώνη κατάληψης του δρόμου με εκσκαφέα ανεστραμμένου πτύου Εικόνα 28. Απομάκρυνση κορμοτεμαχίων από τη ζώνη κατάληψης του δρόμου με εκσκαφέα ανεστραμμένου πτύου 55

56 Εικόνα 29. Δόμηση λιθόδμητου τοίχου αντιστήριξης με εκσκαφέα ανεστραμμένου πτύου Πρέπει να αναφερθεί ότι και στους εκσκαφείς είναι δυνατή η εφαρμογή συστήματος καθοδήγησης με laser. Ένα τέτοιο σύστημα είναι το σύστημα "Digging Control", το οποίο μπορεί να εγκατασταθεί σε κάθε είδους εκσκαφέα-τσάπα. Το σύστημα αυτό παρέχει πληροφορίες στον χειριστή σχετικά με το βάθος, κατά τη διάρκεια εκσκαφής, εξασφαλίζοντας με αυτό τον τρόπο ακρίβεια στην εκσκαφή και ταυτόχρονα μειώνοντας το χρόνο και το κόστος εργασίας. Το σύστημα καθοδήγησης με laser μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε επίπεδα εδάφη ή σε εδάφη με κλίση ή και για διάνοιξη τάφρων ή χαντακιών (Εικ. 30 και 31). Εικόνα 30. Σύστημα καθοδήγησης laser κατά τη διάνοιξη τάφρων 56

57 Η καθοδήγηση των εκσκαφέων μπορεί να γίνει πολύ απλά με τη χρήση ενός αισθητήρα laser, που τοποθετείται στη μπούμα. Κατά την εκκίνηση των εργασιών, φέρουμε τον κάδο στο επιθυμητό βάθος και ρυθμίζουμε τον αισθητήρα στο ύψος του επιπέδου που ορίζεται από τον χωροβάτη laser. O αισθητήρας δείχνει την κατεύθυνση που πρέπει να μετακινηθεί ο κάδος ώστε να βρεθεί στο επιθυμητό βάθος. Εκτός από την ένδειξη βάθους, οι αισθητήρες αυτοί ενσωματώνουν και ένα κλινόμετρο που δείχνει τη φορά που πρέπει να κινηθεί η μπούμα ώστε να είναι σε κατακόρυφη θέση. Για να είναι ευκολότερη η ανάγνωση της ένδειξης μπορεί να προσαρμοστεί μια οθόνη στην καμπίνα του χειριστή. Υπάρχουν πιο εξελιγμένα συστήματα που αποτελούνται από 2 ή περισσότερους αισθητήρες κλίσης που προσαρμόζονται στη μπούμα και τον κουβά. Προγραμματίζονται εύκολα για ορισμένο βάθος ή και κλίση εκσκαφής και ο χειριστής μπορεί να γνωρίζει ανά πάσα στιγμή το σχετικό βάθος του κάδου σε σχέση με το επιθυμητό. Υπάρχει ακόμη η δυνατότητα ενεργοποίησης συναγερμού όταν το ύψος της μπούμας ξεπεράσει ένα όριο, αποφεύγοντας έτσι τυχόν επαφές με καλώδια υψηλής τάσης. Η διαδικασία χειρισμού είναι απλή. Ο χειριστής ακουμπά τον κάδο στο επιθυμητό βάθος εκσκαφής και "μηδενίζει". Σε κάθε μετατόπιση του βραχίονα ή του κάδου, μεταβάλλεται και η κλίση των αισθητήρων που το σύστημα μεταφράζει σε γραμμική μετατόπιση στο χώρο και την παρουσιάζει ηχητικά και οπτικά στην οθόνη ελέγχου. Όταν ο εκσκαφέας πρέπει να μετατοπιστεί η διαδικασία μηδενισμού επαναλαμβάνεται. Η προσθήκη ενός αισθητήρα laser απλοποιεί τη μετακίνηση του εκσκαφέα, αφού παρέχει απόλυτο υψόμετρο αναφοράς για το όλο σύστημα και κάνει τη διαδικασία μηδενισμού περιττή. 57

58 Εικόνα 31. Εκσκαφή με καθοδήγηση με laser (Caterpillar Product Information, 2003) Το σύστημα εκσκαφής καθοδηγούμενο με laser αποτελείται από: Δέκτη LE-RV1 (Εικ. 32) Σταδία (Εικ. 33) Τρίποδα (Εικ. 34) Περιστροφικό laser (Εικ. 35) και Δέκτη ακτίνας laser χεριού (Εικ. 36) 58

59 Εικόνα 32. Δέκτης LE-RV1 (Caterpillar Product Information, 2003) Εικόνα 33. Σταδία (Caterpillar Product Information, 2003) Εικόνα 34. Τρίποδας (Caterpillar Product Information, 2003) Εικόνα 35. Περιστροφικό laser (Caterpillar Product Information, 2003) 59

60 Εικόνα 36. Δέκτης ακτίνας laser χεριού (Caterpillar Product Information, 2003) Οι ιδιότητες και τα τεχνικά τους χαρακτηριστικά φαίνονται στους πίνακες 4 έως 8 που ακολουθούν: Πίνακας 4 Ιδιότητες και τεχνικά χαρακτηριστικά δέκτη LE-RV1 για εκσκαφέα Ιδιότητες Τεχνικά χαρακτηριστικά Ιδιότητες κα τεχνικά χαρακτηριστικά 5 επίπεδα για μεγαλύτερη ακρίβεια Αναγνώριση περιστροφικής ταχύτητας ακτίνας Διαθέτει μικροεπεξεργαστή (CPU) για σταθερή και γρήγορη αντίδραση Αναλυτική ένδειξη επιπέδου ακτίνας με L.E.D. Αδιάβροχη κατασκευή και ανθεκτικότητα στο χρόνο και τη σκληρή χρήση Απλή και γρήγορη εγκατάσταση Πεδίο αναγνώρισης ακτίνας: 360º Ακρίβεια: ± 3 [mm] Απόσταση λειτουργίας: 450 [m] ακτίνα Τάση λειτουργίας: 12 [V] DC Διαστάσεις: 265 (Υ) x 110 (Δ) [mm] Βάρος: 2,8 [kg] Θερμοκρασίες λειτουργίας: -15[ºC] έως +60[ºC] 60

61 Σ Πίνακας 5 Ιδιότητες σταδίας Ιδιότητες Αποτελείται από 2 μέρη Συνολικό ύψος 2 [m] Λαβή στερέωσης του δέκτη ακτίνας laser Διαβάθμιση με προστατευτική κάλυψη για αντοχή στο χρόνο Μεγάλη ακρίβεια Εύκολη και γρήγορη χρήση Πίνακας 6 Ιδιότητες και τεχνικά χαρακτηριστικά τρίποδα για εκσκαφέα Ιδιότητες Τεχνικά χαρακτηριστικά Ιδιότητες κα τεχνικά χαρακτηριστικά Βίδα στερέωσης του περιστροφικού λέιζερ 5/8 Ενσωματωμένη φυσαλίδα αλφαδιάσματος του τρίποδα Ενισχυμένα τηλεσκοπικά μέρη Ανοδιομένο αλουμίνιο Ελάχιστο ύψος λειτουργίας : ± 1,57 [m] Μέγιστο ύψος λειτουργίας: ± 3,98 [m] Ύψος διπλωμένου τρίποδα: 1,83 [m] Βάρος: ± 13 [kg] Κεφαλή τρίποδα: επίπεδη 110 [mm] Τηλεσκοπικό μέρος: 2-μέρη Διαδρομή τηλεσκοπικού μέρους: 595/600[mm] Ιδιότητες Τεχνικά χαρακτηριστικά Πίνακας 7 Ιδιότητες και τεχνικά χαρακτηριστικά δέκτη ακτίνας laser χεριού Ιδιότητες κα τεχνικά χαρακτηριστικά LCD οθόνη ένδειξης 3 επίπεδα ένδειξης Προειδοποιητικός ήχος τριών βαθμίδων (δυνατά, χαμηλά, εκτός λειτουργίας) Λαβή στερέωσης Πεδίο λήψης: 38 [mm] Πεδίο αναγνώρισης ακτίνας: 90º Τροφοδοσία: 2 ΑΑ μπαταρίες Ώρες λειτουργίας: 70 ώρες 61

62 Πίνακας 8 Ιδιότητες και τεχνικά χαρακτηριστικά περιστροφικού laser για εκσκαφέα Ιδιότητες Τεχνικά χαρακτηριστικά Ιδιότητες κα τεχνικά χαρακτηριστικά Ορατή ακτίνα Αυτόματο ηλεκτρικό αλφάδιασμα Κλήση 1 επιπέδου Σύστημα αυτοαπενεργοποίησης όταν δεν είναι αλφαδιασμένο πάνω από 3 λεπτά Αδιάβροχο και ανθεκτικό στη σκόνη Πεδίο δράσης ακτίνα/διάμετρος: 400/800 [m] Ακρίβεια: ± 10 arc seconds (1,6 mm στα 3 mm) Μέγιστη κλήση: ± 25%, 1 επίπεδο Πεδίο δράσης: 360º Μέγιστη γωνία αυτοαλφαδιάσματος: ± 4º Ταχύτητα περιστροφής: 600 [r.p.m.] Ένδειξη κλήσης: Μετρητής 0,1% βήματα Τροφοδοσία: 4C-Cell μπαταρίες Ώρες λειτουργίας: 60 ώρες(αλκαλικές) Αυτόματο κλείσιμο: όταν δεν είναι αλφαδιασμένο πάνω από τρία λεπτά Μπαταρίες επαναφόρτισης: προαιρετικό Θερμοκρασίες λειτουργίας: -18 ºC έως +50 ºC Θερμοκρασίες αποθήκευσης: -40 ºC έως +60 ºC Περιβαλλοντικά: αδιάβροχο και ανθεκτικό στη σκόνη Κατηγορία ασφάλειας: CDRH Class 3A Oiec Class 3R Ύψος/βάρος: 24cm/2,5 Kg Διαμορφωτές γαιών (Grader) Οι ισοπεδωτές-διαμορφωτές γαιών (Grader ή Strassenhobel) ανήκουν στην κατηγορία των επίπεδων εκσκαφέων με πολλές και ποικίλες εφαρμογές στα δασοτεχνικά και υδρονομικά έργα όπως ισοπέδωση του εδάφους, κατασκευή πρανών, διάνοιξη τάφρων, διάστρωση σκύρων και ανάμειξη επιφανειακών υλικών. Επί πλέον όμως είναι δυνατόν να χρησιμοποιηθούν με επιτυχία και σε άλλες εργασίες όπως η χαλάρωση σκληρών εδαφών (με πρόσθετο οδοντωτό εξάρτημα) και στον εκχιονισμό των ορεινών δρόμων κατά την περίοδο του χειμώνα. Ο διαμορφωτής γαιών φέρει μία ορθογωνική λεπίδα, μεταξύ των αξόνων των εμπρόσθιων και οπίσθιων τροχών, που είναι και το βασικό σκαπτικό όργανο του μηχανήματος. Η λεπίδα έχει ύψος μικρότερο από ότι στους προωθητές γαιών και μήκος κατά κανόνα μεγαλύτερο που κυμαίνεται από 2,2 έως 4 m. Η τοποθέτηση της λεπίδας μεταξύ των αξόνων των εμπρόσθιων και οπίσθιων τροχών (και όχι προ του άξονα των εμπρόσθιων τροχών), προσδίδει το πλεονέκτημα της κατακόρυφου μετακινήσεως της λεπίδας, πράγμα που υποβοηθάει στην εκτέλεση των εργασιών διαμόρφωσης του εδάφους με μεγαλύτερη ακρίβεια. Τοποθετείται υπό γωνία μικρότερη ή μεγαλύτερη των 90 ως προς την κεντρική γραμμή του μηχανήματος για να 62

63 παρασύρεται και να εναποτίθεται το χώμα προς τα πλάγια αριστερά ή δεξιά όπως στους προωθητές γαιών. Η λεπίδα είναι επίσης δυνατόν να μετακινηθεί προς τα πλάγια (αριστερά ή δεξιά) ή να ανυψωθεί από το ένα άκρο της μέχρι την κατακόρυφο, ανάλογα με το είδος της εργασίας (Γαβριηλίδης Σ., 1971). Η ισχύς των διαφόρων τύπων διαμορφωτών κυμαίνεται από 30 μέχρι 600 PS και το βάρος τους από 2,5 μέχρι 20 τόνους. Εκτός από τα μηχανικά συστήματα μετάδοσης της κίνησης και ελέγχου υπάρχουν και υδραυλικά συστήματα (Δρακάτος Π , Εφραιμίδης Χ. 2002, Παναγιωτακόπουλος Χ,. 1985, Καραρίζος Π.1996). Στο μηχανικό σύστημα ελέγχου η λεπίδα παίρνει διάφορες θέσεις με την βοήθεια μοχλών και της οδοντωτής στεφάνης ανάλογα με την επιθυμητή διαμόρφωση του εδάφους (Εικ. 37) (Καραρίζος Π., 1996). Εικόνα 37. Θέση της λεπίδας του διαμορφωτή γαιών (Καραρίζος Π., 1996) Ο χειριστής πρέπει να παρακολουθεί συνεχώς τη λειτουργία της λεπίδας, ώστε να επεμβαίνει με το υδραυλικό σύστημα, όταν είναι αναγκαίο και να προλαβαίνει τη δημιουργία ανωμαλιών στην κατασκευαζόμενη επιφάνεια. Για τη βελτίωση των συνθηκών του χειριστή και ελέγχου των στοιχείων του μηχανήματος, το υδραυλικό χειριστήριο εξοπλίζεται τελευταία με πιεστικά πλήκτρα, τα οποία επενεργούν ταχύτατα μέσω ηλεκτρονόμων στον υδραυλικό διανομέα. Για την μείωση της επίδρασης του ανθρώπινου παράγοντα στην ποιότητα ισοπέδωσης, αναπτύχθηκαν τελευταία αυτόματα συστήματα εξίσωσης της επιφάνειας όπως το σύστημα "Ρrecο" της Caterpillar και τα ηλεκτρονικά συστήματα "Planomat" της Nogoton και "Novomatic" της Frisch. Τα συστήματα αυτά χρησιμοποιούνται όταν οι απαιτήσεις ως προς την επιπεδότητα της επιφάνειας είναι μεγάλες. Με τα συστήματα αυτά ο χειριστής του μηχανήματος δεν ασχολείται με τον έλεγχο της γωνίας κλίσης της λεπίδας αλλά μόνο με το βάθος κοπής και τη διεύθυνση 63

64 κινήσεως με αποτέλεσμα να αυξάνεται κατά πολύ η απόδοση της εργασίας, να βελτιώνεται η ποιότητα της και να μειώνεται η σωματική καταπόνηση του χειριστή. Πειραματικές παρατηρήσεις στο Τέξας των Η.Π.Α. έδειξαν ότι με τα ειδικά συστήματα αυτοματισμού μειώθηκε ο χρόνος εργασίας κατά 44% (Καραρίζος Π., 1992). Η εφαρμογή των συστημάτων laser είναι δυνατή και στους διαμορφωτές γαιών (Grader) (Εικ. 38) (Τσατσαρέλης Κ., 2003). Με το σύστημα ισοπέδωσης laser για Grader της Laser Electronics, είναι δυνατό να επιτευχθούν γρήγορα αποτελέσματα με μεγάλη ακρίβεια, με συνέπεια να αυξάνεται η παραγωγικότητα και να μειώνεται το κόστος εργασίας. Σαν αναφορά χρησιμοποιείται ένας χωροβάτης laser που ορίζει το επιθυμητό επίπεδο κλίσης. Κατά την εκκίνηση των εργασιών, ο αισθητήρας ρυθμίζεται ώστε να βρίσκεται ακριβώς επάνω στο επίπεδο που ορίζει το laser και καθώς το μηχάνημα κινείται, σηματοδοτεί, με οπτικό και ακουστικό τρόπο, την κατεύθυνση της απαιτούμενης διόρθωσης ώστε να μην υπάρχει απόκλιση από το επίπεδο laser. Στους βραχίονες του διαμορφωτή, τοποθετείται ένα πρίσμα 360 και το όργανο προσδιορίζει τη θέση του μηχανήματος. Οι μετρήσεις αποστέλλονται με modem στον Η/Υ του μηχανήματος και υπολογίζονται αυτόματα οι αποκλίσεις από τη μελέτη. Μέσω του υδραυλικού συστήματος, υλοποιούνται οι διορθώσεις αυτόματα. Όμοια, όταν χρησιμοποιούνται GPS, στους βραχίονες του διαμορφωτή τοποθετούνται κεραίες, οι οποίες λαμβάνουν το σήμα και προσδιορίζεται η θέση του μηχανήματος σε πραγματικό χρόνο. Η θέση της μελέτης που υλοποιείται είναι αποθηκευμένη σε Η/Υ μέσα στο σύστημα και έτσι προσδιορίζονται οι διορθώσεις Dx, Dy, Dz που υλοποιούν οι αισθητήρες. 64

65 Εικόνα 38. Ισοπέδωση εδαφών από διαμορφωτή γαιών με laser (Caterpillar Product Information, 2003) Το σύστημα ισοπέδωσης laser για Grader αποτελείται από: Περιστροφικό laser (MICROLASER ML4) (Εικ. 39) Κοντρόλ LE-CU 1Μ (Εικ. 40) Υδραυλικό σύστημα (Εικ. 41) Δέκτη LE-RV1 (Εικ. 32) Ηλεκτρονικό ιστό (Εικ. 42) Τρίποδα (Εικ. 34) 65

66 Εικόνα 40. Κοντρόλ LE-CU 1M (Caterpillar Product Information, 2003) Εικόνα 39. Περιστροφικό laser για διαμορφωτή γαιών (Caterpillar Product Information, 2003) Εικόνα 41. Υδραυλικό σύστημα laser για διαμορφωτή (Caterpillar Product Information, 2003) Εικόνα 42. Ηλεκτρονικός ιστός (Caterpillar Product Information, 2003) 66

67 Οι ιδιότητες και τα τεχνικά τους χαρακτηριστικά φαίνονται στους πίνακες 9 έως 13 που ακολουθούν: Πίνακας 9 Ιδιότητες και τεχνικά χαρακτηριστικά περιστροφικού διαμορφωτή γαιών με laser Ιδιότητες Τεχνικά χαρακτηριστικά Ιδιότητες κα τεχνικά χαρακτηριστικά Ορατή ακτίνα Αυτόματο ηλεκτρικό αλφάδιασμα Κλήση 2 επιπέδων Τηλεχειριστήριο Πεδίο δράσης ακτίνα/διάμετρος: 400/800 [m] Ακρίβεια: 5mm στα 100 [m] Μέγιστη γωνία αυτοαλφαδιάσματος: ± 18% Μέγιστη κλήση άξονα Χ: - 10% μέχρι +12% Μέγιστη κλήση άξονα Υ: - 10% μέχρι +10% Ταχύτητα περιστροφής: [r.p.m.] Τροφοδοσία: 7,2V NiCd επαναφορτιζόμενες μπαταρίες Ώρες λειτουργίας: 30 ώρες Περιβαλλοντικά: Αδιάβροχο IP67 Διαστάσεις: 17 x 18 x 24 [cm] Βάρος: 25 [kg] Πίνακας 10 Ιδιότητες και τεχνικά χαρακτηριστικά του κοντρόλ LE-CU 1M Ιδιότητες Τεχνικά χαρακτηριστικά Ιδιότητες κα τεχνικά χαρακτηριστικά Συμβατό με όλα τα υδραυλικά συστήματα Τηλεχειριστήριο: προαιρετικό Ηλεκτρονικά ελεγχόμενη ταχύτητα αντίδρασης του υδραυλικού συστήματος Δυνατότητα επιλογής χειροκίνητου ή αυτόματου ελέγχου Ψηφιακή ένδειξη επιπέδου ακτίνας με L.E.D. Ένδειξη λειτουργίας υδραυλικών Ανθεκτικότητα στο χρόνο και τη σκληρή χρήση Ψηφιακή ένδειξη ύψους του δέκτη ( με ηλεκτρικό ιστό) Τάση λειτουργίας: 12 [V] DC Ακρίβεια ένδειξης: 5mm στα 100 [m] Διαστάσεις: 250(Μ) x 140 (Π) x 88Υ [mm] Θερμοκρασίες λειτουργίας: -15 [ºC] έως +60 [ºC] Βάρος: 2,5 [kg] 67

68 Πίνακας 11 Ιδιότητες και τεχνικά χαρακτηριστικά δέκτη LE-RV1 για διαμορφωτή γαιών Ιδιότητες Τεχνικά χαρακτηριστικά Ιδιότητες κα τεχνικά χαρακτηριστικά 5 επίπεδα για μεγαλύτερη ακρίβεια Αναγνώριση περιστροφικής ταχύτητας ακτίνας Διαθέτει μικροεπεξεργαστή (CPU) για σταθερή και γρήγορη αντίδραση Αναλυτική ένδειξη επιπέδου ακτίνας με L.E.D. Αδιάβροχη κατασκευή και ανθεκτικότητα στο χρόνο και τη σκληρή χρήση Απλή και γρήγορη εγκατάσταση Πεδίο αναγνώρισης ακτίνας: 360º Ακρίβεια: ± 3 [mm] Απόσταση λειτουργίας: 450 [m] ακτίνα Τάση λειτουργίας: 12 [V] DC Διαστάσεις: 265 (Υ) x 110 (Δ) [mm] Βάρος: 2,8 [kg] Θερμοκρασίες λειτουργίας: -15[ºC] έως +60[ºC] 3 Πίνακας 12 Ιδιότητες και τεχνικά χαρακτηριστικά ηλεκτρικού ιστού Ιδιότητες Τεχνικά χαρακτηριστικά Ιδιότητες κα τεχνικά χαρακτηριστικά Χαμηλή ποιότητα υλικών Χαμηλό βάρος Ηλεκτρονικό φρένο για μεγαλύτερη ακρίβεια Ηλεκτρονική προστασία υπερφόρτισης Ανθεκτικότητα στο χρόνο και τη σκληρή χρήση Μέγιστη διαδρομή: 600 mm Τάση λειτουργίας: 12 V Ύψος ± 130cm Βάρος: ± 21 Κg Πίνακας 13 Ιδιότητες και τεχνικά χαρακτηριστικά τρίποδα για διαμορφωτή Ιδιότητες Τεχνικά χαρακτηριστικά Ιδιότητες κα τεχνικά χαρακτηριστικά Βίδα στερέωσης του περιστροφικού λέιζερ 5/8 Ενσωματωμένη φυσαλίδα αλφαδιάσματος του τρίποδα Ενισχυμένα τηλεσκοπικά μέρη Ανοδιομένο αλουμίνιο Ελάχιστο ύψος λειτουργίας : ± 1,57 [m] Μέγιστο ύψος λειτουργίας: ± 3,98 [m] Ύψος διπλωμένου τρίποδα: 1,83 [m] Βάρος: ± 13 [kg] Κεφαλή τρίποδα: επίπεδη 110 [mm] Τηλεσκοπικό μέρος: 2-μέρη Διαδρομή τηλεσκοπικού μέρους: 595/600[mm] 68

69 Παρελκόμενα μηχανήματα ισοπέδωσης (σκαφίδα ισοπέδωσης) Τα μηχανήματα ισοπέδωσης (σκαφίδα) είναι παρελκόμενα γεωργικών ελκυστήρων (Eικ. 43, 44, 45, 46 και 47) και μετατρέπονται σε ημιφερόμενα κατά τη διάρκεια της εργασίας. Τα σύγχρονα ισοπεδωτικά μηχανήματα χρησιμοποιούνται σε πλήθος χωματουργιών εργασιών μεταξύ των οποίων και σε εργασίες ισοπέδωσης αγροτικών εκτάσεων. Τα τελευταία χρόνια τα μηχανήματα αυτά είναι εξοπλισμένα με κατάλληλες ηλεκτρονικές διατάξεις και έχουν τη δυνατότητα να εργάζονται με μεγάλη ακρίβεια. Οι ηλεκτρονικές αυτές διατάξεις αν και πολύπλοκες παρουσιάζουν εξαιρετικό ενδιαφέρον όχι μόνο για την ισοπέδωση αλλά και για άλλες γεωργικές εργασίες. Εικόνα 43. Σκαφίδα ισοπέδωσης προσαρμοσμένη σε γεωργικό ελκυστήρα Εικόνα 44. Σκαφίδα ισοπέδωση προσαρμοσμένη σε γεωργικό ελκυστήρα 69

70 Εικόνα 45. Σκαφίδα ισοπέδωσης προσαρμοσμένη σε γεωργικό ελκυστήρα κατά τη διάρκεια εργασιών Εικόνα 46. Σκαφίδα ισοπέδωσης σε γκαράζ επισκευής και συντήρησης 70

71 Εικόνα 47. Σκαφίδα ισοπέδωσης προσαρμοσμένη σε γεωργικό ελκυστήρα Αποξέστες γαιών ή χωματοσυλλέκτες (Scrapers) Οι αποξέστες γαιών ή χωματοσυλλέκτες είναι συνδυασμός προωθητών γαιών και οχημάτων μεταφοράς. Οι αποξέστες γαιών (Scrapers) αποτέμνουν με ειδικό κάδο το επιφανειακό στρώμα του εδάφους και με τον ανυψωτήρα συγκεντρώνεται το εδαφικό υλικό σε ειδικό χώρο για να μεταφερθεί στη συνέχεια σε μεγάλες αποστάσεις μέχρι και 500 μέτρα (Στεργιάδης Γ.Χ.,1989). Οι αποξέστες γαιών χρησιμοποιούνται για την εξομάλυνση (απόξεση εδαφικών προεξοχών, πλήρωση κοιλοτήτων) και τη διευθέτηση της επιφάνειας του εδάφους (κατάστρωμα δρόμου κλπ). Χρησιμοποιούνται επίσης και στη διάστρωση του χαλαρού εδάφους ή και άλλων δομικών υλικών καθώς και για την εν μέρει συμπίεση τους με τις αλλεπάλληλες κινήσεις του τροχοφόρου οχήματος. Δεν μπορούν ωστόσο να υποκαταστήσουν τους προωθητές γαιών γιατί δεν μπορούν να εργασθούν σε δύσκολες εδαφικές συνθήκες όπως π.χ. για σκληρά ή πετρώδη εδάφη, γιατί οι τροχοί κινήσεως βυθίζονται. Το μέγεθος των αποξεστών γαιών καθορίζεται από τη χωρητικότητα του κάδου, που κυμαίνεται από 1 έως και 40 m 3. Οι αποξέστες γαιών μπορεί να είναι αυτοκινούμενοι, ρυμουλκούμενοι ή ημιφερόμενοι. Ανάλογα με τον τρόπο που γίνονται οι διάφορες κινήσεις του κάδου (και των εξαρτημάτων τους) είναι μηχανικής ή υδραυλικής λειτουργίας. Η λειτουργία τους φαίνεται στην Εικ. 48 που ακολουθεί, όπου η σειρά των εργασιών από πάνω προς τα κάτω είναι: > Απόξεση γαιών με το κοπτικό εξάρτημα > Φόρτωση και μεταφορά του εδαφικού υλικού > Εκκένωση του κάδου και διάστρωση του εδαφικού υλικού στην κατάλληλη θέση (Γαβριηλίδης Σ., 1971). 71

72 Εικόνα 48. Λειτουργία αποξεστών γαιών (Γαβριηλίδης Σ., 1971) Οι τροχοφόροι ρυμουλκούμενοι αποξέστες θεωρούνται κατά τον Heiple D.K. (1951) ως οι πιο οικονομικοί τύποι χωματουργικών μηχανημάτων για όλες σχεδόν τις εδαφικές συνθήκες (όπου μπορούν βεβαίως να εργασθούν) και όταν ακόμη πρόκειται να μεταφερθεί το χώμα σε μεγάλες αποστάσεις. Ένας τύπος μέσης χωρητικότητας (μέχρι 2,5 m 3 ) θεωρείται κατάλληλος για μεταφορά υλικού μέχρι 250 μέτρα. Κατά τον Στεργιάδη (1986) στην εθνική και επαρχιακή οδοποιία χρησιμοποιούνται σε πολλές περιπτώσεις όταν οι εδαφικές συνθήκες είναι καλές και επιτυγχάνεται το χαμηλότερο κόστος εργασίας σε σχέση με άλλα χωματουργικά μηχανήματα. Στη δασική οδοποιία της χώρας μας, ωστόσο η χρησιμοποίηση τους είναι δύσκολη, λόγω των δύσκολων συνθηκών μορφολογίας και σύστασης του εδάφους. Μπορεί όμως να χρησιμοποιηθούν σε δασικούς δρόμους Α' κατηγορίας όταν οι εδαφικές και άλλες συνθήκες συνηγορούν για την εφαρμογή τους Φορτωτές Οι φορτωτές είναι μηχανές ευέλικτες και αυτοκινούμενες πάνω σε ερπύστριες ή τροχούς. Το χαρακτηριστικό των φορτωτών που τους διακρίνει από τους εκσκαφείς γενικής χρήσης, είναι το πλάτος του κάδου, το οποίο είναι ίσο προς το πλάτος του μηχανήματος. Αυτό δίνει μεγαλύτερη ποσότητα ανά κύκλο εργασίας και επομένως μεγαλύτερες εκσκαπτικές αποδόσεις σε σχετικά χαλαρά εδάφη. Ανάλογα με την εργασία και το έδαφος ο φορτωτής εξοπλίζεται με σύστημα πορείας με ερπύστριες ή ελαστικούς τροχούς. Η μέγιστη χωρητικότητα του κάδου για τους ερπυστριοφόρους φορτωτές είναι 2,4-2,8 m 3 και για τους ελαστικοφόρους φορτωτές κάδου 16,3-20 m 3 (CAT 994, 1250 Ηρ, πλάτος κάδου 6220 mm) σύμφωνα όμως με τους κανονισμούς SAE (Society of Automotive Engineers) η χωρητικότητα των κάδων των τροχοφόρων φορτωτών κυμαίνεται από 0,96 έως 15 m 3. 'Εξάλλου λόγω των πολλών πλεονεκτημάτων που 72

73 διαθέτουν οι τροχοφόροι φορτωτές σε σύγκριση με τους ερπυστριοφόρους έχουν παραχθεί σε πολλούς τύπους από τις διάφορες κατασκευαστικές εταιρείες. (Δρακάτος Π., 1981). Ανάλογα με τη μέθοδο απορρίψεως του υλικού διακρίνουμε τους εξής τύπους φορτωτών: 1. Μετωπικός φορτωτής Στον τύπο αυτό ο κάδος ή άλλο φορτωτικό εργαλείο, βρίσκεται στην εμπρόσθια πλευρά του μηχανήματος. Η ανάρτηση του από το σκάφος γίνεται με αρθρωτούς βραχίονες και υδραυλικούς κυλίνδρους για το ανέβασμα-κατέβασμα και την ανατροπή. Η απόρριψη του υλικού γίνεται πάντοτε κατά το διαμήκη άξονα του μηχανήματος. Κατά τη φάση φορτώσεως κατεβαίνει ο κάδος στη βάση του σωρού και εισχωρεί στο υλικό με την ώθηση των τροχών με μικρές κινήσεις των υδραυλικών κυλίνδρων. Οι κινήσεις αυτές ελαττώνουν την αντίσταση διεισδύσεως και επιταχύνουν την πλήρωση του κάδου. Στη συνέχεια ανεβαίνει ο κάδος με τη βοήθεια των υδραυλικών κυλίνδρων και γεμίζει με υλικό. Μετά την πλήρωση ο κάδος κατεβαίνει σε ύψος cm από το έδαφος και στη θέση αυτή κινείται προς το χώρο αποθέσεως, όπου ανυψώνεται ο κάδος και αδειάζει με ανατροπή. Χαρακτηριστικός τύπος μετωπικού φορτωτή που χρησιμοποιείται σήμερα στα εργοτάξια είναι ο αρθρωτός φορτωτής. 2. Βλητικός φορτωτής Ο τύπος αυτός φέρει στην εμπρόσθια πλευρά μετωπικό κάδο, ο οποίος αναρτάται με άρθρωση από το άκρο διδύμου βραχίονα. Ο άξονας περιστρέφεται γύρω από οριζόντιο άξονα μέσα σε κατακόρυφο επίπεδο κατά 180 περίπου. Ο κάδος γεμίζει, όπως στην προηγούμενη περίπτωση. Όταν γεμίσει περιστρέφεται ολόκληρο το σύστημα διδύμου βραχίονα-κάδου περί τον οριζόντιο άξονα και απορρίπτει το υλικό με ορμή στην οπίσθια πλευρά του σκάφους, όπου βρίσκεται το μεταφορικό μηχάνημα. Η μέθοδος αυτή εφαρμόζεται κατά κανόνα στους ερπυστριοφόρους φορτωτές όταν δεν απαιτείται πλευρική κίνηση του μηχανήματος ή και σε φορτωτές, οι οποίοι κινούνται πάνω σε σιδηροτροχιές. Στους ελαστικοφόρους φορτωτές χρησιμοποιείται λιγότερο, γιατί με την κίνηση του γεμάτου κάδου πάνω από το μηχάνημα καταπονείται υπερβολικά το σύστημα πορείας και υπάρχει κίνδυνος ανατροπής (Παναγιωτόπουλος Ν., 1983). 73

74 Γενικότερα μπορούμε να πούμε ότι οι καινούριες κατασκευές φορτωτή αποτελούνται από δύο τμήματα. Από το εμπρόσθιο τμήμα, με τους δύο ελαστικούς τροχούς, το βραχίονα και τον κάδο Από το οπίσθιο τμήμα, με τον κινητήρα, το σύστημα μεταδόσεως της ροπής στρέψης και τους δύο άλλους τροχούς Τα τμήματα συνδέονται για γενικές εργασίες όπως ελαφρά εκσκαφή, καθάρισμα, ανύψωση, μεταφορά, φόρτωση οχημάτων κλπ. Σε ειδικές περιπτώσεις, όταν ενισχύονται με λεπίδες και εμπρόσθια ή οπίσθια εξαρτήματα, είναι σε θέση να κάνουν εργασίες στο έδαφος όπως ώθηση, απόξεση, γάντζωμα, χαλάρωση, σκάψιμο, διάνοιξη χάνδακος και έλξη φορτίων. Μια από τις σπουδαιότερες εργασίες του φορτωτή είναι η φόρτωση υλικών σε φορτηγά αυτοκίνητα, όπου πολύ σημαντικό ρόλο έχει ο τρόπος τοποθέτησης του φορτωτή ως προς τα οχήματα μεταφοράς. Ένας τρόπος είναι η διάταξη V που φαίνεται στην Εικόνα 49. Εικόνα 49. Διάταξη V φορτωτή & οχήματος μεταφοράς (Παναγιωτόπουλος Ν., 1983) Ένας δεύτερος τρόπος είναι η διάταξη Χ που φαίνεται στην Εικόνα 50. Εικόνα 50. Διάταξη Χ φορτωτή και οχήματος μεταφοράς (Παναγιωτόπουλος Ν., 1983) 74

75 Η διάταξη V θεωρείται ο καλύτερος τρόπος τοποθέτησης του φορτωτή και έχει σοβαρή επίπτωση στην εξοικονόμηση χρόνου, οπότε αυξάνεται η απόδοση και διευκολύνεται η εργασία, όταν είναι περιορισμένος ο χώρος ελιγμών του μηχανήματος. Η διάταξη Χ αποτελεί λύση ανάγκης και χρησιμοποιείται όταν δεν υπάρχει αρκετός χώρος για ελιγμούς. Μειονεκτεί ως προς τη διάταξη γιατί σε κάθε κύκλο φόρτωσης ο φορτωτής χρειάζεται περισσότερο χρόνο ελιγμών. Τέλος υπάρχει η δυνατότητα συνδυασμένης κίνησης φορτωτή και μεταφορικού οχήματος, όπου η εργασία γίνεται σε τρία στάδια (Εικ. 51). Εικόνα 51. Συνδυασμένη κίνηση φορτωτή και μεταφορικού οχήματος (Παναγιωτόπουλος Ν., 1983) Στο πρώτο στάδιο ο φορτωτής μετά τη φόρτωση του κάδου οπισθοχωρεί, στο δεύτερο στάδιο οπισθοχωρεί το όχημα και ο φορτωτής κινείται προς τα εμπρός για τη φόρτωση και τέλος στο τρίτο στάδιο οπισθοχωρεί ο φορτωτής μετά τη φόρτωση του οχήματος το οποίο είναι έτοιμο για αναχώρηση. Από αυτές τις τρείς διατάξεις πιο οικονομική θεωρείται η τρίτη αλλά δεν εφαρμόζεται λόγω αντίδρασης των οδηγών των οχημάτων μεταφοράς, η διάταξη Χ είναι αντιοικονομική και η διάταξη V είναι αυτή που εφαρμόζεται κυρίως (Γαβριηλίδης Σ., 1971) Φορτηγά οχήματα μεταφοράς Τα οχήματα μεταφοράς που χρησιμοποιούνται στα δασοτεχνικά και υδρονομικά έργα είναι πολλά και διαφόρων κατηγοριών και διαφέρουν ως προς τη διαμόρφωση και κατασκευή των συνηθισμένων εμπορικών οχημάτων. Έχουν συνηθισμένους άξονες, κατάλληλα ελαστικά, ισχυρά πλαίσια, ειδικά συστήματα μετάδοσης της κίνησης και φίλτρα αέρος κατάλληλα για τη λειτουργία μέσα σε πυκνή ατμόσφαιρα σκόνης. Με βάση το είδος της ανατροπής τα οχήματα αυτά διακρίνονται σε τέσσερις κατηγορίες: 75

76 α) Οχήματα με κιβώτιο οπίσθιας ανατροπής, χωρητικότητας 3-50 m 3 (Εικ (α) β) Οχήματα με κιβώτιο εμπρόσθιας ανατροπής, χωρητικότητας 0,5-5 m 3 (Εικ. 52(β) γ) Οχήματα εκκένωσης από τον πυθμένα, χωρητικότητας μέχρι 35 m 3 (Εικ. 52(γ) δ) Οχήματα με κιβώτιο πολύπλευρης ανατροπής, χωρητικότητας μέχρι 8 m 3 (Εικ. 52(δ). Εικόνα 52. Φορτηγά οχήματα μεταφοράς με ανατρεπόμενη καρότσα (Εφραιμίδης Χ., 2002). Στα δασοτεχνικά και υδρονομικά έργα τα οχήματα που χρησιμοποιούνται κυρίως ανήκουν στην κατηγορία (α), γιατί είναι ευέλικτα και αποδοτικά στις δύσκολες συνθήκες του δασικού δρόμου. Τα οχήματα αυτά μπορεί να είναι διαξονικά, τριαξονικά ή τετραξονικά. Τα διαξονικά μειονεκτούν έναντι των δεύτερων στο ότι έχουν μεγαλύτερο κόστος λειτουργίας, μικρότερη ευκινησία κατά την οδήγηση, μεγαλύτερη ακτίνα περιστροφής και μεγαλύτερο κόστος συντήρησης. Όσον αφορά το μέγεθος των αυτοκινούμενων μεταφορικών οχημάτων τα μεγάλα οχήματα είναι οικονομικότερα έναντι των μικρών οχημάτων, ιδίως για μεγάλες αποστάσεις, γιατί: Είναι μικρότερος ο χρόνος ελιγμών και καθυστερήσεων ανά ώρα εργασίας Είναι μικρότερο το κόστος αγοράς και συντήρησης ανά μονάδα όγκου μεταφερόμενων υλικών και Είναι μικρότερη η αμοιβή των οδηγών ως προς τον όγκο των μεταφερόμενων υλικών Ωστόσο τα μικρά οχήματα μπορεί να έχουν μεγαλύτερο κόστος μεταφοράς, αλλά προτιμούνται πολλές φορές, γιατί (Εφραιμίδης Χ., 2002): Είναι πιο ευκίνητα και εργάζονται αποδοτικότερα σε δύσκολες συνθήκες φόρτωσης, ελιγμών και διαμορφώσεως του εδάφους. Δεν προκαλείται σοβαρή καθυστέρηση της εργασίας αν έχει ένα από αυτά απροσδόκητη βλάβη. 76

77 Μηχανήματα διάτρησης και εξόρυξης βράχων Στα δασοτεχνικά και υδρονομικά έργα η εφαρμογή των μηχανημάτων διάτρησης και εξόρυξης βράχων είναι απαραίτητη. Τα μηχανικά μέσα που χρησιμοποιούνται για την ανατίναξη του βραχώδους υλικού είναι οι αεροσυμπιεστές και οι συσκευές διατρήσεως. Οι αεροσυμπιεστές που χρησιμοποιούνται είναι δύο τύπων: α) οι εμβολοφόροι και β) οι κοχλιοφόροι Οι εμβολοφόροι αεροσυμπιεστές χρησιμοποιούνται για μικρές ή μέσες παροχές. Οι κοχλιοφόροι χρησιμοποιούνται σε όλα τα έργα και διακρίνονται για την υψηλή ταχύτητα λειτουργίας τους. Κύρια διαφορά μεταξύ εμβολοφόρων και περιστροφικών αεροσυμπιεστών είναι ότι ο περιστροφικός αεροσυμπιεστής έχει μία περιστρεφόμενη έλικα που οδηγεί τον αέρα μέσω ενός καμπύλου τμήματος προς την συμπίεση και έτσι αυξάνει την συμπίεση του αέρα. Χρησιμοποιείται δε στις κατασκευές όπως ακριβώς και ο εμβολοφόρος αεροσυμπιεστής. Οι αεροσυμπιεστές που χρησιμοποιούνται στα διάφορα έργα είναι φορητοί. Το χαρακτηριστικό ενός φορητού αεροσυμπιεστή είναι η απόλυτη αυτοτέλεια του, δηλαδή έχει δικό του κινητήρα, φίλτρο, αεροφυλάκιο και συνήθως κινείται με κινητήρα που λειτουργεί με ακάθαρτο πετρέλαιο, αλλά σε μέρη που υπάρχει ηλεκτρικό ρεύμα μπορεί να χρησιμοποιηθούν και φορητοί ηλεκτροκίνητοι αεροσυμπιεστές (εικόνα 53). Εικόνα 53. Φορητός αεροσυμπιεστής (Καραρίζος Π., 1996) Οι φορητοί αεροσυμπιεστές είναι διαφόρων τύπων, η δε παροχή τους κυμαίνεται από 1, 7m 3 /min που είναι το μικρότερο μέχρι 18,7 m 3 /min που είναι το μεγαλύτερο μοντέλο (Καραρίζος Π., 1996). 77

78 Οι εφαρμογές των μηχανημάτων αυτών είναι πολλές. Συνήθως εργάζονται για την απομάκρυνση βράχων στη δασική οδοποιία καθώς και στην κατασκευή φραγμάτων. Στην κατασκευή των φραγμάτων εφαρμόζονται κυρίως φορητοί αεροσυμπιεστές για την διάνοιξη των τάφρων θεμελίωσης, αλλά και σφύρες που είναι προσαρμοσμένες σε εκσκαφείς ανεστραμμένου πτύου, όταν το ποσοστό βράχων είναι μεγάλο. Κατά τον Στεργιάδη (1986) για να κατασκευαστεί ένας δασικός δρόμος σε βραχώδες έδαφος είναι απαραίτητο να χρησιμοποιηθούν μηχανήματα διάτρησης και εξόρυξης. Σε αυτές τις περιπτώσεις η εργασία γίνεται σε δύο φάσεις: 1) Διάτρηση και ανατίναξη των βράχων και 2) Εκσκαφή και μετακίνηση των υλικών. Η τεχνική της διάτρησης παρουσίασε τα τελευταία χρόνια σημαντική πρόοδο. Αν μέχρι το 1970 ο αεροσυμπιεστής ήταν μόνο ένα συμπληρωματικό εργαλείο στον προωθητή γαιών και τα μηχανήματα εξόρυξης ήταν για δευτερεύουσες εργασίες, σήμερα τα αυτοκινούμενα υδραυλικά διατρητικά μηχανήματα έχουν την ίδια σημασία με τον προωθητή γαιών και ο εργάτης διάτρησης και ανατίναξης, που προβιβάστηκε σε μηχανοδηγός, δίνει το ρυθμό της προόδου της εργασίας στην κατασκευή του δασικού δρόμου. Η σύγχρονη τεχνική διάτρηση και ανατίναξη βράχων χρησιμοποιεί, αντί για τη διάτρηση στην κορυφή, τη διάτρηση στα πέλματα, όπου δημιουργείται μία οριζόντια οπή με κατεύθυνση προς τον άξονα του δρόμου και στον πόδα του πρανούς του μελλοντικού οδοστρώματος. Η οπή αυτή γίνεται με ειδικό μηχάνημα βαθιάς διάτρησης, έχει διάμετρο 50 έως 90 mm και πάχος στεφάνης mm. Σε εγκάρσιες κλίσεις εδάφους μεγαλύτερες από 80%, σε απόκρημνους βράχους και σε δύσκολες θέσεις (σε ελιγμούς και σε τόξα μικρής ακτίνας καμπυλότητας) απαιτείται η ριπιδοειδής ανατίναξη, όπως φαίνεται στην Εικόνα 54 που ακολουθεί (Στεργιάδης Γ., κ.α., 1992). Εικόνα 54. Ριπιδοειδής διάταξη ανατίναξης (Στεργιάδης Γ., κ.α., 1992) 78

79 Μηχανήματα συμπύκνωσης εδαφών Συμπύκνωση είναι η εργασία της φυσικής ή τεχνητής συμπιέσεως του εδάφους για τη μείωση των κενών χώρων μεταξύ κόκκων του υλικού και την αύξηση του φαινόμενου βάρους η οποία συνδέεται με την αύξηση της αντοχής του εδάφους στην παραλαβή φορτίων. Μαζί με την διάστρωση είναι η τρίτη φάση κατασκευής ενός τεχνικού έργου Η πρώτη συμπύκνωση εδάφους έγινε από Κινέζους μηχανικούς πριν από χίλια περίπου χρόνια (Εφραιμίδης Χ., 2002). Η μηχανή συμπυκνώσεως ήταν ένας ελκόμενος στατικός κύλινδρος από πέτρα. Ο πρώτος αυτοκινούμενος κύλινδρος, ο οποίος έπαιρνε κίνηση από μία ατμομηχανή κατασκευάστηκε στην Αμερική στις αρχές του αιώνα (Εικ. 55). Το έτος 1929 ο αυτοκινούμενος στατικός συμπυκνωτής σημειώνει την πρώτη σημαντική του εξέλιξη με την αντικατάσταση της βαριάς και δυσκίνητης ατμομηχανής με τον ευέλικτο πετρελαιοκινητήρα. Εικόνα 55. Ατμοκίνητος συμπυκνωτής εδαφών (Εφραιμίδης Χ., 2002) Τα μηχανικά μέσα που χρησιμοποιούνται για την συμπύκνωση των εδαφών διακρίνονται ανάλογα με τη μέθοδο, με την οποία διαβιβάζεται στο έδαφος η ενέργεια, την οποία αναπτύσσει το μηχάνημα. Διακρίνονται οι εξής μέθοδοι: α) Στατικό βάρος (πίεση): στατική συμπύκνωση β) Δόνηση: δονητική συμπύκνωση γ) Κρούση: κρουστική συμπύκνωση δ) Ζύμωση: ζυμωτική συμπύκνωση Η επιτυχία συμπύκνωσης εξαρτάται από την εκλογή των κατάλληλων μηχανικών μέσων. Διακρίνονται οι εξής τύποι: α) Μεταλλικοί στατικοί κύλινδροι β) Ελαστικοί στατικοί κύλινδροι γ) Δονητικοί κύλινδροι δ) Δονητικές πλάκες ε) Κοπανιστήρες. Όσον αφορά την εφαρμογή αυτών των μηχανημάτων, μπορεί να ειπωθεί ότι οι δονητικοί κύλινδροι και οι επίπεδοι δονητές υψηλής συχνότητας διεγέρσεως δίνουν ικανοποιητικά αποτελέσματα σε μη συνεκτικά διαβαθμισμένα θραυστά υλικά ή υλικά φυσικής προελεύσεως. 79

80 Οι βαρύτεροι δονητικοί κύλινδροι, συνήθως ρυμουλκούμενοι, χαμηλής συχνότητας διεγέρσεως είναι κατάλληλοι για την συμπύκνωση μικτών υλικών, δηλαδή για αμμοχάλικα με αργιλικά υλικά ή ακόμη και για δύσκολα συνεκτικά υλικά, στα οποία η στατική συμπύκνωση αντιστοιχεί Σύγχρονα χωματουργικά μηχανήματα σε συνδυασμό με GPS Το παγκόσμιο σύστημα εντοπισμού θέσης (GPS) μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε πολλές εφαρμογές της οδοποιίας, όπως είναι οι χαράξεις δρόμων. Με την εγκατάσταση εξελιγμένων συστημάτων καθοδήγησης στα χωματουργικά μηχανήματα, μπορεί να προσδιοριστεί η ακριβής θέση του μηχανήματος βασιζόμενοι στην τεχνολογία GPS. Ο Δούκας Κ. (2001) αναφέρει ότι αυτό μπορεί να πραγματοποιηθεί διαμέσου του σήματος του δορυφόρου και ενός βοηθητικού δέκτη που εγκαθίσταται σε κάποιο σημείο του εργοταξίου. Από τη σύγκριση της θέσης σε πραγματικό χρόνο με το αποθηκευμένο ψηφιακό μοντέλο εδάφους, ο χειριστής είναι σε θέση να γνωρίζει το ύψος του υλικού που θα αφαιρέσει ή θα προσθέσει, (Εικ. 56 & 57). Εικόνα 56. Λειτουργία εκσκαφέα με GPS (Caterpillar Product Information, 2003) 80

81 Εικόνα 57. Λειτουργία προωθητή με GPS (Caterpillar Product Information, 2003) Ένα παράδειγμα συστήματος καθοδήγησης μηχανημάτων έργων είναι το Leica Dozer της IGD (International Geo Dynamics), το οποίο βασίζεται στο λογισμικό DOZER (Εικ. 58). Εικόνα 58. Σύστημα GPS για την καθοδήγηση μηχανημάτων οδοποιίας (Caterpillar Product Information, 2003) 81

82 To σύστημα αυτό αποθηκεύει τα δεδομένα στο πεδίο ενημερώνοντας το υπάρχον ψηφιακό μοντέλο εδάφους (DTM) κατά τη διάρκεια κίνησης του μηχανήματος στο εργοτάξιο. Για την κατανόηση του συστήματος αυτού δίνεται μία περιγραφή του τρόπου λειτουργίας του. Ο σταθμός βάσης GPS που έχει τοποθετηθεί στο εργοτάξιο, συλλέγει τα δεδομένα και τα μεταδίδει μέσω ενός radio-modem σε όλο το εργοτάξιο. Οι κινητές μονάδες που έχουν εγκατασταθεί στα μηχανήματα δέχονται τις διορθώσεις από τον κεντρικό σταθμό και προσδιορίζουν τη θέση του μηχανήματος με ακρίβεια 1 cm. Η ακρίβεια αυτή επιτυγχάνεται μόλις σε 1 λεπτό από την αρχή λειτουργίας του συστήματος και ανανεώνεται 10 φορές το δευτερόλεπτο. Ακολουθεί παρουσίαση της θέσης του οχήματος από το λογισμικό σε σχέση με την επιφάνεια που θα υλοποιηθεί και με τον τρόπο αυτό καθοδηγείται ο χειριστής με βάση ένα ψηφιακό μοντέλο εδάφους, την κλίση, την διεύθυνση της οδού σε σχέση με κάποιο καθορισμένο σημείο. Στην οθόνη του συστήματος απεικονίζεται η διατομή εκσκαφής και επΐχωσης μεταξύ πραγματικής και τελικής τιμής καθώς και η εμπρόσθια και οπίσθια όψη. Οι Παπαζήσης Κ., κ.α. (2001) παρουσίασαν την χρησιμότητα του GPS στις τοπογραφικές εφαρμογές στην ευρύτερη περιοχή του Μετσόβου. Σύμφωνα με αυτούς, ένα ολοκληρωμένο σύστημα GPS μπορεί να καταγράψει το οδικό δίκτυο της περιοχής με σκοπό τον εντοπισμό σημείων του οδοστρώματος που είναι επικίνδυνα ή απαιτείται κάποια βελτίωση. Παράλληλα, με την αποτύπωση των δασικών δρόμων της περιοχής, υπάρχει η δυνατότητα ενημέρωσης των κατάλληλων χαρτών με αποτέλεσμα την πρόληψη των δασικών πυρκαγιών Σύγχρονα μηχανήματα μετατόπισης και μεταφοράς ξύλου σε συνδυασμό με G.P.S. Τα τελευταία χρόνια, το παγκόσμιο σύστημα εντοπισμού θέσης βρίσκει μεγάλη εφαρμογή στη διαχείριση των δασών (Δούκας Κ. 2002), καθ όσον το εργαλείο αυτό επιτρέπει στους ερευνητές να προσδιορίσουν την παραγωγικότητα των μηχανημάτων που χρησιμοποιούνται στις δασικές εργασίες. Αυτό επιτυγχάνεται με την τοποθέτηση δεκτών στα μηχανήματα προετοιμασίας του εδάφους, μετατόπισης και μεταφοράς του ξύλου (εικόνα 59 και 60 ). Με τη δημιουργία ενός χάρτη με τα ίχνη των οχημάτων, μπορεί να καθοριστεί η πορεία τους και η ταχύτητα τους καθώς και να εκτιμηθεί η διαταραχή που προκαλείται στο έδαφος από αυτά με την μέτρηση της κυκλοφοριακής έντασης. 82

83 Εικόνα 59. G.P.S. πάνω σε μηχάνημα μετατόπισης του ξύλου Εικόνα 60. Χρήση του G.P.S. στη μετατόπιση και μεταφορά του ξύλου Όσον αφορά την προετοιμασία του εδάφους, αξίζει να αναφερθεί και η τελευταία τάση χρησιμοποίησης του GPS στην άροση, τον ψεκασμό και την στρωμάτωση. Με τους δέκτες μπορούν να αποτυπωθούν τα μονοπάτια που ψεκάστηκαν, όπως επίσης και να γίνει έλεγχος της ποσότητας που εκπέμπεται από τις αντλίες. Οι πληροφορίες που συλλέγουμε από τέτοιου είδους μετρήσεις με GPS μπορούν να συμβάλλουν σημαντικά στη καλύτερη οργάνωση της διαχείρισης του δάσους καθώς και 83

84 στον σχεδιασμό μηχανημάτων μεγαλύτερης παραγωγικότητας (Καραρίζος Π. και Καραγιάννης Ε. 2004). Κάτι ανάλογο πραγματοποίησαν και ο S.Taylor, et al., (2001) οι οποίοι εξέτασαν τη χρήση του συστήματος GPS στην παραγωγικότητα των δασικών μηχανημάτων. Αρχικά, ασχολήθηκαν με την ακρίβεια των πληροφοριών που παρέχει το GPS κάτω από διαφορετικές συνθήκες συγκόμωσης (0% και 85%) έκτακτα περιστατικά υγείας όπου η επίτευξη της συντομότερης διαδρομής είναι αναγκαία (David Wells, 1987). Αναφερόμενοι στις καταστάσεις εκτάκτου ανάγκης, θα πρέπει να σημειώσουμε και το γεγονός ότι το GPS συμβάλλει και στη διάσωση των δασεργατών, οι οποίοι εργάζονται πλέον μόνοι και όχι σε ομάδες. Αυτό πραγματοποιείται με τη σύνδεση του GPS με το κινητό τηλέφωνο, έτσι ώστε σε περίπτωση κάποιου ατυχήματος κατά τη διάρκεια της εργασίας να είναι δυνατός ο εντοπισμός του δασεργάτη (Εικ. 61). Εικόνα 61. Σύνδεση του G.P.S. με το κινητό τηλέφωνο (David Wells, 1987) 84

85 Ο συνδυασμός αυτός του G.P.S. με το κινητό τηλέφωνο αποτελεί ένα σημαντικό εργαλείο και για τους ορειβάτες. Με το G.P.S έχουν την δυνατότητα να γνωρίζουν σε οποιαδήποτε χρονική στιγμή τη θέση τους, ενώ η σύνδεση του με το κινητό τους παρέχει μεγαλύτερη ασφάλεια λόγω της άμεσης βοήθειας σε περίπτωση ατυχήματος. Εκτός, όμως, από τον εντοπισμό θέσης, ο δέκτης GPS παρέχει στους ορειβάτες και άλλες, δευτερεύουσες, αλλά σημαντικές λειτουργίες, όπως για παράδειγμα είναι η ενσωματωμένη πυξίδα και ο εντοπισμός πιθανών εμποδίων κατά μήκος της διαδρομής τους. 85

86 4.6. Μηχανήματα μετατόπισης του ξύλου Γενικά Η ανάγκη της μεταφοράς εμφανίζεται με τον πρωτόγονο άνθρωπο, ο οποίος για την κάλυψη των ουσιωδών απαιτήσεων για τη ζωή και την ασφάλεια του αναγκάζεται να μετακινηθεί. Από την εποχή όμως που η ανθρώπινη δραστηριότητα αρχίζει να παράγει αγαθά και επιδιώκει να τα διαθέσει μακριά από τους τόπους παραγωγής τους με σκοπό την εξυπηρέτηση της αγοράς και το κέρδος δημιουργούνται νέες συνθήκες και απαιτήσεις για τις μεταφορές. Η μεταφορά του ξύλου ειδικότερα καταλαμβάνει το χώρο μεταξύ των τόπων της παραγωγής και της επεξεργασίας του. Με τη μεταφορά του ξύλου, η οποία επιτυγχάνεται με διάφορα μέσα, με μόνιμες ή προσωρινές εγκαταστάσεις, είτε αυτόματα με τη βοήθεια της δύναμης της βαρύτητας ή με ανθρώπινη, ζωική και μηχανική δύναμη μετατρέπεται το κύριο προϊόν του δάσους, το ξύλο, από φυσικό σε οικονομικό αγαθό. Η μεταφορά του ξύλου μέσα στο δάσος και σε περιοχές έξω από αυτό χαρακτηρίζεται με την ευρύτερη έννοια και ως μετακίνηση του ξύλου. Η μετακίνηση του ξύλου από το πρέμνο (σημείο υλοτομίας στη συστάδα) μέχρι τις θέσεις επεξεργασίας ή κατανάλωσης του, διακρίνεται κατά κανόνα, σε τρεις φάσεις (Καραγιάννης Ε., 2007): Από τη θέση υλοτομίας (πρέμνο) μέχρι τη γραμμή (μέσο) της λεπτοφυούς διάνοιξης του δάσους (πάροδος μετατόπισης, τρακτερόδρομος, σχοινιογραμμή, σύρτα), χαρακτηρίζεται ως προμετατόπιση ή προμεταφορά. Από την πάροδο μετατόπισης, τον τρακτερόδρομο, τη σχοινιογραμμή ή τη σύρτα μέχρι το δασικό δρόμο ή την κορμοπλατεία, χαρακτηρίζεται ως κύρια μετατόπιση Από την κορμοπλατεία ή το δασικό δρόμο μέχρι τα κέντρα επεξεργασίας ή κατανάλωσης, χαρακτηρίζεται ως μακρομεταφορά. Στην Ελλάδα η μετατόπιση του ξύλου των ορεινών παραγωγικών δασών είναι δύσκολη και προβληματική, επειδή επηρεάζεται από πολλούς παράγοντες από τους οποίους μερικοί είναι αστάθμητοι. Οι κυριότεροι από τους παράγοντες αυτούς είναι: (Καραγιάννης Ε., 1997). Η εγκάρσια κλίση, το τοπογραφικό ανάγλυφο, η σύσταση και η κατάσταση του εδάφους. Το δασοπονικό είδος, η διαχειριστική μορφή και η ηλικία της συστάδας. Η μέθοδος υλοτομίας του ξύλου. Η μορφή, το μέγεθος και η φυσική κατάσταση του φορτίου. 86

87 Οι διαστάσεις και η διασπορά των κορμοτεμαχίων στο δάσος. Η πυκνότητα, η κατάσταση και η κατηγορία του οδικού δικτύου. Η κατεύθυνση, η εποχή και τα μέσα μετατόπισης του ξύλου. Η απαίτηση ειδικευμένου και ικανής αντοχής προσωπικού το οποίο είναι δύσκολο στις παραδασόβιες περιοχές ορεινές περιοχές για να χρησιμοποιηθεί στη μετατόπιση του ξύλου, επειδή το επάγγελμα του μετατοπιστή επηρεάζεται από μια σειρά παραγόντων, οι οποίοι δεν δημιουργούν ευνοϊκά κίνητρα και επηρεάζουν δυσμενώς την προσέλευση νέων δασεργατών για την μετατόπιση του ξύλου Μέσα μετατόπισης του ξύλου Τα μέσα που χρησιμοποιούνται σήμερα στα ελληνικά δάση για τη μετατόπιση του ξύλου είναι τα ζώα έλξεως και τα μηχανήματα (κυρίως οι ελκυστήρες διαφόρων τύπων και πολύ εναέριες σχοινιοεγκαταστάσεις). Τα ζώα έλξεως έχουν μικρότερη ελκτική δύναμη και ταχύτητα κίνησης σε σχέση με τα μηχανήματα. Αντίθετα όμως πλεονεκτούν των μηχανημάτων λόγω της καλύτερης προσαρμογής τους στο έδαφος κατά τη σύρση των κορμών, καθώς και λόγω της επιμελημένης διεξαγωγής των εργασιών, ώστε να προκαλούνται ελάχιστες ζημιές στο υλοτομημένο. Ειδικότερα σε αραιωτικές υλοτομίες που γίνονται σε δύσβατες και πυκνές σε συγκόμωση συστάδες είναι σχεδόν αδύνατη η μετατόπιση του ξύλου με ζώα ή αυτοκινούμενα μηχανήματα, ενώ παράλληλα η χρησιμοποίηση σχοινιοεγκαταστάσεων είναι ασύμφορη λόγω της μικρής υλοτομούμενης ποσότητας ξύλου στη μονάδα επιφάνειας. Σ αυτές τις περιπτώσεις είναι δυνατόν να χρησιμοποιηθούν πλαστικές βάρσες, οι οποίες εργάζονται με τη δύναμη βαρύτητας και μπορούν να μετατοπίσουν το ξύλο μικρών διαστάσεων, από τα ψηλότερα προς τα χαμηλότερα, οικονομικά και χωρίς να προκαλούν βλάβες στο ξύλο, στο έδαφος, στην παραμένουσα συστάδα και στο φυσικό περιβάλλον γενικότερα. Για την μετατόπιση του ξύλου χρησιμοποιείται ανθρώπινη, ζωική ή μηχανική δύναμη. Πιο συγκεκριμένα πρέπει να αναφέρουμε ότι η μετατόπιση του ξύλου μπορεί να γίνει: Από τον άνθρωπο, χρησιμοποιώντας τη δύναμη της βαρύτητας σε συνεργασία κορμοστροφέων και βαρσών. Με τη χρησιμοποίηση ζώων για τη σύρση και μεταφορά του ξύλου και τέλος Με μηχανήματα όπως είναι οι ελκυστήρες, τα συρματόσχοινα και τα εναέρια μέσα δηλαδή ελικόπτερα και αερόστατα. 87

88 Μέσα και μέθοδοι μετατόπισης και μεταφοράς του ξύλου Μεταφορά ή έλξη του φορτίου Η μεταφορά ή έλξη του ξύλου, με τη βοήθεια ανθρώπινης δύναμης αφορά κυρίως την προμετατόπιση ξύλου λεπτών διαστάσεων, που προέρχονται από καλλιεργητικές υλοτομίες (διαμέτρου μικρότερη από cm) από το υλοτόμιο μέχρι την εγκατάσταση κύριας μετατόπισης του ξύλου ή το δασικό δρόμο. (Καραγιάννης Ε., 2007) Η μετακίνηση του ξύλου με τη μέθοδο αυτή μπορεί να γίνεται είτε με τη μεταφορά του από τον άνθρωπο ή με την έλξη του ξύλου, πάνω στο έδαφος με τη βοήθεια κορμοστροφέα ή αγκίστρου (Εικ. 62). Εικόνα 62. Μεταφορά και έλξη του ξύλου με ανθρώπινη δύναμη (Καραγιάννης Ε., 2007) Ολίσθηση του ξύλου με βάρσες Οι βάρσες είναι μεταφορικές εγκαταστάσεις, οι οποίες ήταν γνωστές από την αρχαιότητα και κυρίως στους προηγμένους λαούς των Ινδιών, της Κίνας και της Ιαπωνίας. Το ξύλο τοποθετείται από τους δασεργάτες στην είσοδο της βάρσας, σπρώχνεται προς τα κάτω και λόγω της βαρύτητας και της ολισθηρότητας της επιφάνειας της βάρσας γλιστράει μέχρι την έξοδο, όπου είτε εξακοντίζεται μέσα στο νερό ή οδηγείται σε ειδικές θέσεις, όπου ταξινομείται και στη συνέχεια μεταφέρεται με φορτηγά οχήματα στα κέντρα επεξεργασίας ή κατανάλωσης του.. 88

89 Οι βάρσες ανάλογα με το είδος της κατασκευής τους διακρίνονται: α) Σε βάρσες από κορμούς (Εικ. 63) β) Σε βάρσες από πλέγμα γ) Σε βάρσες από σανίδες (Εικ. 64) δ) Σε βάρσες από μέταλλο και ε) Σε βάρσες από πλαστικό (Εικ. 65) Εικόνες 63 & 64. Σχηματική παράσταση βάρσας από κορμούς και υγρής βάρσας από σανίδια (Καραγιάννης Ε., 2007) 89

90 Εικόνα 65. Σχηματική παράσταση βάρσας από πλαστικό (Καραγιάννης Ε., 2007) Από τις παραπάνω βάρσες, ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζουν οι βάρσες από πλαστικό (σύστημα Log-line). Η πλαστική βάρσα (σύστημα Log-line) κατασκευάζεται από άθραυστο πολυαιθυλένιο και το πάχος των τοιχωμάτων τους είναι 9 mm. To μήκος του κάθε κελύφους είναι 5 m και το βάρος του 25 Kg. Η σύνδεση των κελυφών μεταξύ τους γίνεται με βίδες και σφήνες, ενώ η σταθεροποίηση τους πάνω στο έδαφος γίνεται με την πρόσδεση πλαστικών σχοινιών, διαμέτρου 8-10 mm και μήκους 4-5 m και με την 90

91 αγκύρωσή τους πάνω σε κορμούς ή σε πρέμνα. Για την μείωση της ταχύτητας του ξύλου που μεταφέρεται χρησιμοποιούνται κατά θέσεις πλέγματα πέδησης όπως φαίνεται στην εικόνα 65. Οι γραμμές για την τοποθέτηση της πλαστικής βάρσας, καθορίζονται με τη βοήθεια κλισιμέτρου πριν από την έναρξη των εργασιών αραίωσης. Καθοριστικής σημασίας για την επίτευξη της μεγαλύτερης απόδοσης, κατά την μετατόπιση του ξύλου είναι η επιλογή της σωστής απόστασης μεταξύ των γραμμών των πλαστικών βαρσών και η οποία ανάλογα με το λήμμα πρέπει να ανέρχεται μεταξύ 15 και 30 m (Καραγιάννης Ε., 1997). Κατά τον Στεργιάδη Γ. (1985), τα πλεονεκτήματα της μετατόπισης του ξύλου με τις βάρσες είναι τα εξής: Τα χαμηλά έξοδα που απαιτούνται για το προσωπικό Το υλικό κατασκευής για τις ξύλινες βάρσες μπορεί να βρεθεί εύκολα Η μεταφορά του ξύλου επιτυγχάνεται μόνο με τη βαρύτητα και η ταχύτητα μεταφοράς είναι μεγάλη. Επίσης κατά τον Στεργιάδη Γ. (1985) τα μειονεκτήματα, είναι τα εξής: Λεπτομερής υπολογισμός της κατά μήκος κλίσης και της απόστασης ολίσθησης με συνέπεια την αύξηση της δαπάνης Υποστήριξη των βαρσών με υψηλές και δαπανηρές κατασκευές σε θέσεις διέλευσης τους πάνω από ρέματα ή χαντάκια Αύξηση του χρόνου και της δαπάνης εργασίας για την κατασκευή τους Περιορισμένη δυνατότητα μεταφοράς της εγκατάστασης σε άλλο μέρος και μικρή η χωρητικότητα της Περιορισμός της χρησιμοποίησης των βαρσών στα ημιορεινά και πολύ ορεινά εδάφη. 91

92 Μετατόπιση του ξύλου με ζώα Η μετατόπιση του ξύλου με ζώα γίνεται είτε με φόρτωση στα ζώα (στοιβαζόμενο ξύλο, δηλαδή βιομηχανικό και καυσόξυλο) είτε με έλξη από τα ζώα (στρογγυλή ξυλεία). Τα ζώα έλξεως χρησιμοποιήθηκαν αποκλειστικά στο παρελθόν και χρησιμοποιούνται ακόμη και σήμερα σε πολλές περιπτώσεις για την μετατόπιση του ξύλου. Ανάλογα με τις συνθήκες του εδάφους και της συστάδας μπορούν να χρησιμοποιηθούν κατά περίπτωση άλογα, μουλάρια και βόδια. Χαράσσονται οι γραμμές πορείας (σύρτες) και πάνω σε αυτές κινούνται τα ζώα. Οι κλίσεις χάραξης των συρτών για έλξη με ζώα φτάνουν μέχρι 25% ή ακόμη και 30% ανάλογα με τις εδαφικές και κλιματικές συνθήκες της περιοχής. Σε επίπεδα εδάφη ή σε μικρές ανωφέρειες μειώνεται σημαντικά η ποσότητα του ξύλου που μπορεί να μεταφερθεί και απαιτείται μεγαλύτερη δύναμη και προσπάθεια από τα ζώα, όπως επίσης και σε βαλτώδη και βραχώδη εδάφη όπου υπάρχουν εμπόδια. Τα ζώα έλξεως μπορούν να σύρουν φορτία ξύλου της τάξεως του 1/4-1/5 του βάρους τους. Ο εξοπλισμός που χρησιμοποιείται για την μετατόπιση του ξύλου με ζώα έλξεως είναι: Αλυσίδες μήκους 3-4 μέτρων που φέρουν στο άκρο τους γάντζο για την πρόσδεση ενός ή περισσοτέρων κορμών Ειδικοί ξύλινοι ζυγοί κατάλληλου μήκους για την σύνδεση του κορμοτεμαχίου με το ζώο έλξεως. Άρπαγες ή άγκιστρα και Κατάλληλος εξοπλισμός για τα ζώα για να μην τραυματιστούν 92

93 Μία πλήρης διαδρομή ενός μετατοπιστή με δύο ζώα έλξεως περιλαμβάνει την αναχώρηση του με τα ζώα έλξεως από το χώρο συγκέντρωσης του ξύλου μέχρι τη θέση του κορμοτεμαχίου και επιστροφή τους μέχρι το χώρο εκφόρτωσης του ξύλου. Κάθε πλήρης διαδρομή διαιρείται στις παρακάτω φάσεις εργασίας, όπως φαίνεται και στην εικόνα 66. (Καραγιάννης Ε., 2007). 1. Άφορτη διαδρομή του μετατοπιστή με τα ζώα. 2. Πρόσδεση του κορμοτεμαχίου. 3. Απομάκρυνση των εμποδίων μεταξύ των κορμοτεμαχίω της σύρτας. 4. Προμετατόπιση του κορμοτεμαχίου μέχρι τη σύρτα. 5. Κύρια μετατόπιση του ξύλου μέσα στη σύρτα. 6. Αποσύνδεση (εκφόρτωση του φορτίου). 7. Ταξινόμηση και στοΐβαξη των κορμοτεμαχίων. Εικόνα 66. Φάσεις εργασίας κατά την μετατόπιση του ξύλου με ζώα (Καραγιάννης Ε., 2007) Η απόδοση της μεθόδου εξαρτάται από: 1) Την απόσταση μετατόπισης. Σε μεγάλες αποστάσεις μετατόπισης τα ζώα κουράζονται και έτσι έχουμε μικρές αποδόσεις. 2) Το μέγεθος του κορμοτεμαχίου και του φορτίου γενικότερα. 3) Το είδος και την κατάσταση του ξύλου. 4) Το σωστό σχεδιασμό και την απομάκρυνση των εμποδίων από την επιφάνεια των συρτών. 93

94 5) Την κατάσταση της επιφάνειας της σύρτας και τις καιρικές συνθήκες. 6) Το μέγεθος και την επιδεξιότητα της ομάδας των δασεργατών και των ζώων που ασχολούνται με το είδος αυτό της μετατόπισης του ξύλου. 7) Την οργάνωση της εργασίας και την έγκαιρη απομάκρυνση των εμποδίων κατά την προμετατόπιση του ξύλου εκτός της σύρτας. Τα μέσα που χρησιμοποιούνται σήμερα στα ελληνικά δάση για τη μετατόπιση της στρόγγυλης ξυλείας είναι τα ζώα έλξεως και τα μηχανήματα. Στην Εικόνα 67 που ακολουθεί φαίνεται η εξέλιξη της χρησιμοποίησης των ζώων έλξεως και των μηχανημάτων στη μετατόπιση του ξύλου, κατά την 25ετία Εικόνα 67. Εξέλιξη της μηχανοποίησης της μετατόπισης του ξύλου (Καραγιάννης Ε., 2007) Ωστόσο τα ζώα εξακολουθούν να χρησιμοποιούνται ακόμη και σήμερα για τη μετατόπιση του ξύλου, στα ελληνικά δάση διότι α) Η ποσότητα του ξύλου που υλοτομείται στη μονάδα της επιφάνειας του δάσους είναι μικρή αφού κυμαίνεται από 5 μέχρι 50m 3 /ha στη δεκαετία κάρπωσης. β) Τα κορμοτεμάχια του ξύλου είναι ανομοιόμορφα διασπαρμένα σε ευρεία επιφάνεια του δάσους, λόγω των επιλογικών υλοτομιών, ώστε η μετατόπιση να απαιτεί περισσότερες διαδρομές μέσα από παραγωγική δασική επιφάνεια, οι οποίες προκαλούν από τη μία ζημιές στη συστάδα και από την άλλη μεγαλύτερη επιβάρυνση στα έξοδα της μετατόπισης. γ) Το οδικό δίκτυο δεν είναι ιδιαίτερα ικανοποιητικό από πλευράς πυκνότητας και βαρύτητας. δ) Η αρνητική στάση των δασεργατών στη εισαγωγή μηχανικών μέσων και η επιμονή τους στις παραδοσιακές μεθόδους ως αποτέλεσμα και της έλλειψης σχολών εκπαίδευσης. 94

95 Μετατόπιση του ξύλου με μικρά βαρούλκα Τα μικρά βαρούλκα που χρησιμοποιούνται στη μετατόπιση του ξύλου είναι είτε φορητά είτε αυτοκινούμενα, τα οποία μπορεί να είναι τηλεχειριζόμενα ή να χειρίζονται από κοντά από το δασεργάτη, προσαρμόζονται σε κινητήρες απόδοσης 3-12 kw, έχουν ελκτική δύναμη από 6-15 kw και μπορούν να εξυπηρετήσουν αποστάσεις από m. Βέβαια η οικονομική απόσταση μετατοπίσεως είναι μικρότερη και κυμαίνεται από 50 μέχρι 60 m. Το βαρούλκο αγκυρώνεται σε ένα ιστάμενο κορμό, στο σημείο που θέλουμε να προμετατοπίσουμε ή μετατοπίσουμε το ξύλο, ο δασεργάτης έλκει το άφορτο συρματόσχοινο μέχρι τον κορμό, προσδένει το κορμοτεμάχιο και στη συνέχεια συμπλέκοντας την κίνηση του κινητήρα στο τύμπανο του βαρούλκου, το συρματόσχοινο συγκεντρώνεται στο τύμπανο κι έτσι σύρεται το φορτίο πάνω στο έδαφος μέχρι το βαρούλκο. Η έλξη του κορμοτεμαχίου μπορεί να γίνει είτε απευθείας από το συρματόσχοινο ή με τη χρήση βοηθητικής τροχαλίας. Ορισμένα από τα μικρά βαρούλκα που χρησιμοποιούνται στη μετατόπιση του ξύλου συναρμολογούνται πάνω σε μεταλλικές βάσεις (μεταλλικές λεκάνες), έτσι ώστε όλη η εγκατάσταση να μπορεί να κινηθεί πάνω στο έδαφος με τη βοήθεια του δασεργάτη χειριστή, ο οποίος ακολουθεί την πορεία του βαρούλκου (Εικ. 68) (Καραγιάννης Ε., 2007). 95

96 Εικόνα 68. Σύρση του ξύλου με φορητό βαρούλκο (Καραγιάννης Ε., 2007) Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει το βαρούλκο Multi KBF (Εικ. 69) (Στεργιάδης Γ., κ.α ). Εικόνα 69. Το βαρούλκο Multi KBF, (Στεργιάδης Γ., κ.α ) Το βαρούλκο Multi KBF είναι αυστριακής κατασκευής, έχει βάρος 42 κιλά και κατασκευάζεται από το εργοστάσιο Jonsereds. Προσαρμόζεται εύκολα σε διάφορους τύπους αλυσοπρίονων με τη βοήθεια ειδικών εξαρτημάτων. Το τύμπανο έχει τη δυνατότητα να φέρει δύο τύπους συρματόσχοινων α) Διαμέτρου 6mm και μήκους 80 m και β) Διαμέτρου 5mm και μήκους 150 m. 96

97 Σύμφωνα με τις προδιαγραφές του μηχανήματος η απόδοση του στη μετατόπιση του ξύλου είναι 5-9 m 3 /h και η ελκτική δύναμη ανέρχεται σε 1000 κιλά, όταν η σύρση του κορμού γίνεται με ταχύτητα 25 m/min. Για την υπερνίκηση των εμποδίων κατά τη μετατόπιση του κορμού και την αύξηση της ελκτικής δύναμης του τύμπανου χρησιμοποιείται μία τροχαλία, η οποία αναρτάται πάνω σε κορμό δένδρου και όσο το δυνατόν ψηλότερα (Εικ. 69). Στις Εικόνες 70 και 71 που ακολουθούν φαίνεται η απόδοση του βαρούλκου Multi KBF και του φορητού βαρούλκο του Zollen PW 17 Muli, ύστερα από χρονικές σπουδές που έγιναν στα ελληνικά δάση (Καραγιάννης Ε., 2007). Εικόνα 70. Απόδοση του βαρούλκου Multi KBF (Καραγιάννης Ε., 2007) Εικόνα 71. Απόδοση του βαρόλκου Zollen PW 17 Multi (Καραγιάννης Ε., 2007) 97

98 Μετατόποιση του ξύλου με μικρούς χειροκινήτους ελκυστήρες Οι χειροκίνητοι ελκυστήρες (Mini Skidder) για την μετατόπιση του ξύλου προέρχονται από τις Σκανδιναβικές χώρες. Πρόκειται για αυτοκινούμενα μηχανήματα, με απόδοση κινητήρα 5-10 kw, τα οποία κινούνται πάνω στο φυσικό έδαφος με τη βοήθεια ελαστικών ερπυστριών και ο χειρισμός τους γίνεται από το δασεργάτη, ο οποίος ακολουθεί την κίνηση τους πάνω στο φυσικό έδαφος. Εργάζονται στη μετατόπιση του ξύλου με το ίδιο τρόπο όπως λειτουργούν τα μικρά βαρούλκα που συναρμολογούνται πάνω σε μεταλλικές βάσεις. Στην Εικόνα 72 φαίνεται ένας μικρός χειροκίνητος ελκυστήρας "σιδερένιο άλογο", ο οποίος χρησιμοποιείται για τη σύρση του ξύλου πάνω στο φυσικό έδαφος (Καραγιάννης Ε., 2007). Εικόνα 72. Μικρός χειροκίνητος ελκυστήρας (Καραγιάννης Ε., 2007) Μετατόπιση του ξύλου με ελκυστήρες Οι ελκυστήρες αποτελούν σήμερα για τη Δασοπονία τα πλέον εύχρηστα μηχανήματα έλξης και κίνησης. Στη χώρα μας το σύνολο των διαξονικών ελκυστήρων ανέρχεται σήμερα πάνω από (Καραγιάννης Ε., 2007). Κάθε χρόνο αγοράζονται περίπου ελκυστήρες διαξονικοί είτε για αντικατάσταση των υπαρχόντων ή για πρώτη φορά. Η κατανομή της ισχύος στους νεοεισερχόμενους ελκυστήρες δείχνει ότι τα τελευταία χρόνια υπάρχει συνεχής αύξηση ισχύος. Το έτος 1989 το 39% των ελκυστήρων ήταν ισχύος μέχρι 50 PS, το 39% από PS και το υπόλοιπο 22% ισχύος μεγαλύτερης από 70 PS, ενώ το 1970 ήταν μόνο το 61% και το 1960 μόνο το 2% ισχύος μεγαλύτερης από 70 PS. Η αύξηση του μεγέθους των ελκυστήρων σε όλες τις χώρες είχε σαν αποτέλεσμα τη μείωση της διάρκειας απασχόλησης τους στις 800 περίπου ώρες ετησίως και ίσως και λιγότερο. Αν και δεν έχουν γίνει έρευνες που να δείχνουν το βαθμό απασχόλησης των ελκυστήρων στη χώρα μας, φαίνεται ότι η μέση απασχόληση δεν πρέπει να ξεπερνά τις ώρες ετησίως με κόστος φυσικά υψηλό. Από μελέτες που έχουν γίνει βρέθηκε ότι οι ελκυστήρες εργάζονται με χαμηλό κόστος όταν η ετήσια απασχόληση τους είναι περίπου ώρες. 98

99 Για να μπορέσει να μειωθεί το υψηλό κόστος των ελκυστήρων, θα πρέπει να χρησιμοποιηθούν πέρα από τις γεωργικές εργασίες και στη μετατόπιση του ξύλου, αφού πρώτα, εξοπλιστούν κατάλληλα με τα απαραίτητα παρελκόμενα εξαρτήματα. Κατά τη διάρκεια της πενταετίας , το ποσοστό του ξύλου που μετατοπίστηκε με διάφορους τύπους ελκυστήρων φαίνεται στην Εικόνα 73 που ακολουθεί (Καραγιάννης Ε., 1995). f ü x v «T i j g e { Εικόνα 73. Ποσοστό του ξύλου που μετατοπίστηκε με διάφορους τύπους ελκυστήρων στη πενταετία (Καραγιάννης Ε., 1995) Οι τροχοφόροι ελκυστήρες διακρίνονται σε διάφορες κατηγορίες: 1) Σε ελκυστήρες μετατόπισης ξύλου μεγάλων διαστάσεων 2) Σε γεωργικούς ελκυστήρες 3) Σε ελκυστήρες γενικής χρήσεως 4) Σε δασικούς (αρθρωτούς) ελκυστήρες 5) Σε ελκυστήρες τύπου φορτηγών οχημάτων Unimog 6) Σε ελκυστήρες μεταφοράς ξύλου μικρών διαστάσεων 99

100 Στην Εικόνα 74 φαίνονται διάφοροι τύποι ελκυστήρων Εικόνα 74. Διάφοροι τύποι ελκυστήρων μετατόπισης του ξύλου (Καραγιάννης Ε., 1995) Τα κύρια χαρακτηριστικά των διαφόρων τύπων ελκυστήρων καθώς και τα πλεονεκτήματα τους φαίνονται στον Πίνακα 14 : Πίνακας 14 Κύρια χαρακτηριστικά διαφόρων τύπων ελκυστήρων (πολλά αστέρια = καλύτερο) 100

101 Για τις δασικές εργασίες, ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζουν οι δασικοί (αρθρωτοί) ελκυστήρες (Skidder), που όπως φαίνεται και από το όνομα τους έχουν σχεδιαστεί και κατασκευαστεί κατά τέτοιο τρόπο ώστε να εξυπηρετούν όσο το δυνατόν καλύτερα τις εργασίες μετατόπισης του ξύλου και ως εκ τούτου είναι δυνατότερο και προσαρμόζεται καλύτερα στις εδαφικές συνθήκες, σε σχέση με τους ελκυστήρες γενικής χρήσεως. Οι αρθρωτοί ελκυστήρες μετατόπισης του ξύλου διατίθεται στις εξής κατηγορίες: α) Με βαρούλκο και συρματόσχοινο, β) Με αρπάγη. γ) Με εγκατάσταση υδραυλικού φορτωτή και δαγκάνας τοποθέτησης και σύσφιξης ξύλου πολύ μεγάλων διαστάσεων. Οι ελκυστήρες με βαρούλκο και συρματόσχοινο εργάζονται όπως οι γεωργικοί και οι ελκυστήρες γενικής χρήσης με βαρούλκο. Οι ελκυστήρες με αρπάγη είναι κατάλληλοι για την μετατόπιση ξύλου μεγάλων διαστάσεων σε αποψιλωτικές υλοτομίες όταν το επιτρέπουν οι εδαφικές συνθήκες, για την κίνηση τους μέχρι το σημείο υλοτομίας του ξύλου. Τέλος οι ελκυστήρες με φορτωτή και δαγκάνα τοποθέτησης και σύσφιξης του ξύλου μπορούν να μεταφέρουν μεγάλα φορτία (15-20 m 3 /διαδρομή) και χρησιμοποιούνται κυρίως για την μετατόπιση προσυγκεντρωμένου ξύλου μεγάλων διαστάσεων σε μεγάλες αποστάσεις. Η απόδοση των δασικών ελκυστήρων και των ελκυστήρων Unimog στη μετατόπιση του ξύλου, φαίνεται στις Εικόνες 75 και 76 που ακολουθούν (Καραγιάννης Ε., 2007). 101

102 Εικόνα 75. Απόδοση δασικών (αρθρωτών) ελκυστήρων στη μετατόπιση του ξύλου (Καραγιάννης Ε., 2007) Εικόνα 76. Απόδοση ελκυστήρα Unimog στη μετατόπιση του ξύλου (Καραγιάννης Ε., 2007) 102

103 Μετατόπιση του ξύλου με σχοινιοεγκαταστάσεις Οι σχοινιοεγκαταστάσεις είναι το παλαιότερο μέσο μετατόπισης του ξύλου αφού η χρησιμοποίηση του συρματόσχοινου στη Δασοπονία έγινε πριν από 120 χρόνια περίπου. Ο Samset (1981) αναφέρει, ότι οι σχοινιοεγκαταστάσεις είναι το παλαιότερο μέσο διάνοιξης σε σύγκριση με το δασικό δρόμο ενώ ο Heinimann (1986) αναφέρει ότι σε κλίσεις πάνω από 40% πρακτικά μόνο ο σχοινιογερανός θα πρέπει να χρησιμοποιείται ως μέσο μετατόπισης του ξύλου. Αυτό έρχεται σε αντίθεση με την άποψη που επικρατούσε στη δεκαετία του '70 ότι οι αρθρωτοί ελκυστήρες θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν σε κλίσεις μέχρι 55%. Σήμερα οι σχοινιοεγκαταστάσεις, θεωρούνται απαραίτητες στις προηγμένες δασοπονικά χώρες, αφενός μεν λόγω των δυσμενών εδαφικών συνθηκών (κλίση, αντοχή και μικροτοπογραφία του εδάφους) και αφετέρου δε για την αποφυγή εκτεταμένων βλαβών στο έδαφος και στην παραμένουσα συστάδα (Δούκας Κ. 1989). Κατά τον Στεργιάδη Γ. (1978) οι σχοινιοεγκαταστάσεις χρησιμοποιήθηκαν σαν μέσα μετακίνησης του ξύλου κυρίως σε δασοπεριοχές, όπου το τοπογραφικό ανάγλυφο, οι ισχυρές κλίσεις των πλαγιών και οι δασοεκμεταλευτικές και δασοκομικές συνθήκες ήταν ευνοϊκές για την εγκατάσταση τους. Έτσι από τη δεκαετία του 1950 και μετά κατασκευάστηκε ένας μεγάλος αριθμός σχεδίων και κατασκευών σχοινιοεγκαταστάσεων ανάλογα με τις υπάρχουσες ειδικές συνθήκες. Ο κάθε ερευνητής ταξινομεί τις σχοινιοεγκαταστάσεις σύμφωνα με τη δική του αντίληψη και τα στοιχεία που διαθέτει. Κατά τον R.F.Lammel (1975) όπως αναφέρει ο Καραγιάννης Ε. (1991) οι σχοινιοεγκαταστάσεις κατατάσσονται, όπως φαίνονται στην Εικόνα

104 Εικόνα 77. Κατάταξη σχοινιοεγκαταστάσεων κατά R.F.Lammel (1975) Κατά τον O'Leary (1974), όπως αναφέρει ο Καραγιάννης Ε., (1991) οι σχοινιοεγκαταστάσεις κατατάσσονται ως εξής: 1) Εδαφιαία έλξη (σύρση στο έδαφος) (Εικ. 78) 2) Ημιεναέρια μέθοδος σύρσης (Εικ. 79) 3) Σχοινιοεγκαταστάσεις (Εικ. 80) 4) Μέθοδος φέροντος συρματόσχοινου (σχοινιοσύρτης) (Εικ. 81) 5) Ατέρμον σχοινίο (Εικ. 77) 6) Μετακίνηση με αερόστατο (Εικ. 82) 104

105 Εικόνα 78. Εδαφιαία έλξη ξύλου (Καραγιάννης Ε., 1991) Εικόνα 79. Ημιεναέρια μέθοδος σύρσης του ξύλου (Καραγιάννης Ε., 1991) Εικόνα 80. Σχοινιοεγκαταστάσεις (Καραγιάννης Ε., 1991) 105

106 Εικόνα 81. Μέθοδος φέροντος συρματόσχοινου (Καραγιάννης Ε., 1991) Εικόνα 82. Μετακίνηση ξύλου με αερόστατο (Καραγιάννης Ε., 1991) Οι σχοινιοεγκαταστάσεις μπορούν να διακριθούν σε διάφορες κατηγορίες ανάλογα με κάποια κριτήρια, δηλαδή α. Με βάση τις δυνατότητες λήψης φορτίου διακρίνονται σε δύο κατηγορίες: Στους σχοινιοδρόμους όπου τα σημεία φόρτωσης και εκφόρτωσης είναι σταθερά και αριθμητικά περιορισμένα και Στους σχοινιογερανούς, όπου τα μεταφερόμενα φορτία φορτώνονται και ξεφορτώνουν σε οποιαδήποτε σημεία της χάραξης. 106

107 β. Με βάση το εύρος εκμετάλλευσης διακρίνονται σε τρεις κατηγορίες: Σχοινιοεγκαταστάσεις μεγάλου μήκους, οι οποίες αφορούν αποστάσεις μεταφοράς μεγαλύτερες από 800/900 m έως 1500/1800 m. Σχοινιοεγκαταστάσεις μεσαίου μήκους για αποστάσεις από 300/400m έως 800/900 m. Σχοινιοεγκαταστάσεις μικρού μήκους για αποστάσεις μικρότερες από 300/400 m.. γ. Με βάση τη δυνατότητα μετακίνησης σε άλλες θέσεις, διακρίνονται σε τρεις κατηγορίες: Μόνιμες σχοινιοεγκαταστάσεις: Είναι αυτές που χρησιμοποιούνται για μεγάλα χρονικά διαστήματα. Ημισταθερές σχοινιοεγκαταστάσεις: Είναι αυτές που μπορούν να συναρμολογηθούν και να αποσυναρμολογηθούν συχνά σε διάφορες θέσεις. Το σύστημα μεταδόσεως της κινήσεως και τα σχοινιοτύμπανα συναρμολογούνται συνήθως σε κινητές βάσεις ή στο πλαίσιο ενός οχήματος. Κινητές σχοινιοεγκαταστάσεις: Οι εγκαταστάσεις αυτές ξεχωρίζουν από τις ημισταθερές στο ότι το σύστημα μετάδοσης της κίνησης, τα σχοινιοτύμπανα και ο πτυσσόμενος ή τηλεσκοπικός κύριος ιστός συναρμολογούνται σε ένα αυτοκινούμενο ή ρυμουλκούμενο τροχοφόρο ή ερπυστριοφόρο όχημα. Έτσι μειώνεται πάρα πολύ ο χρόνος συναρμολόγησης και αποσυναρμολόγησης και αυξάνεται η δυνατότητα μετακίνησης της εγκατάστασής σε άλλη θέση (Καραγιάννης Ε. 2000) Οι κινητοί σχοινιογερανοί, ανάλογα με το μέσο επί του οποίου συναρμολογούνται, την απόσταση μετατόπισης που μπορούν να καλύψουν, το φορτίο το οποίο μπορούν να μεταφέρουν και το ύψος του ιστού, διακρίνονται σε 3 κατηγορίας: μικρού, μεσαίου και μεγάλου μήκους. Ο Καραγιάννης (2007) αναφέρει ότι σύμφωνα με τον Nydegger (1986), οι κινητοί σχοινιογερανοί διακρίνονται σε 3 κατηγορίες: 1) Κινητοί σχοινιογερανοί που σταθεροποιούνται σε τρία σημεία (Εικ. 83) 2) Κινητοί σχοινιογερανοί που προσαρμόζονται σε ρυμουλκούμενο όχημα (Εικ. 84) 3) Κινητοί σχοινιογερανοί που προσαρμόζονται πάνω σε όχημα (Εικ. 85). 107

108 Εικόνα 83. Κινητοί Σχοινιογερανοί που σταθεροποιούνται σε τρία σημεία (Καραγιάννης Ε., 2007) Εικόνα 84. Κινητοί σχοινιογερανοί που προσαρμόζονται σε ρυμουλκούμενο όχημα (Καραγιάννης Ε., 2007) 108

109 Εικόνα 85. Κινητοί σχοινιογερανοί που προσαρμόζονται πάνω σε φορτηγό όχημα (Καραγιάννης Ε., 2007) Μεταφορά του ξύλου με αερόστατα και ελικόπτερα Παλαιότερα για την μεταφορά του ξύλου από δυσπρόσιτες περιοχές χρησιμοποιήθηκε το αερόστατο (μπαλόνι) το οποίο ήταν γεμάτο ήλιο, σε συνδυασμό με συρματόσχοινο, αλλά η χρησιμοποίηση του δεν επεκτάθηκε γιατί ήταν δύσκολος ο χειρισμός του, ειδικά σε δυσμενείς ατμοσφαιρικές συνθήκες και μικρή η ταχύτητα κίνησης. Αργότερα έγινε η προσπάθεια να συνδυαστεί το αερόστατο που είναι γεμάτο ήλιο με το ελικόπτερο που μπορεί να χειριστεί εύκολα. Έτσι προέκυψε ένας νέος τύπος αερόστατου πάνω στο οποίο προσαρμόσθηκαν 4 κινητήρες και έλικες ελικοπτέρων για την ευκολότερη μεταφορά του ξύλου. Καταλληλότερα για την δασική υπηρεσία θεωρούνται τα ελικόπτερα μεσαίου μεγέθους που έχουν την ικανότητα να μεταφέρουν φορτία βάρους μέχρι 3-4 t. Όταν τα ελικόπτερα αυτά μεταφέρουν το ξύλο σε απόσταση 1-3 Km και για υψομετρικές διαφορές m εργάζονται οικονομικότερα και επιτυγχάνουν αποδόσεις μέχρι 60 m 3 /h. Για να μπορεί να είναι υψηλή η απόδοση λειτουργίας του ελικοπτέρου απαιτείται κατάλληλη προετοιμασία του χώρου φόρτωσης και εκφόρτωσης του ξύλου. Ο χώρος συγκομιδής και αποκομιδής του ξύλου πρέπει να είναι μακριά από κατοικήσιμες και βιομηχανικές περιοχές, έτσι ώστε να μην υπάρχει κίνδυνος ατυχήματος. Η καλή ποιότητα λειτουργίας εξαρτάται κυρίως από τον χρόνο επιστροφής, το μέγεθος του φορτίου ανά κύκλο εργασίας. Η διάρκεια ενός κύκλου εργασίας εξαρτάται από την ικανότητα των εργατών που δένουν το φορτίο και την ικανότητα τους να καθορίζουν το βάρος του φορτίου και να δένουν τα κορμοτεμάχια γρήγορα χωρίς να χρειάζεται να τα λύσουν και να τα ξαναδέσουν σε περίπτωση υπερφόρτωσης. Πρέπει να αναφερθεί ότι κάθε ελικόπτερο είναι εξοπλισμένο με μηχανισμό μέτρησης του βάρους του φορτίου με δυναμόμετρο. Με αυτό τον τρόπο επιτυγχάνεται ο έλεγχος του σωστού βάρους. Συγκεκριμένα το βάρος του φορτίου εξαρτάται ιδιαίτερα από την ικανότητα μεταφοράς του 109

110 ελικοπτέρου, την εποχή και τη διάρκεια ημέρας που σχετίζεται με τις ατμοσφαιρικές συνθήκες. Σε χαμηλότερη θερμοκρασία η ικανότητα ανύψωσης του φορτίου είναι μεγαλύτερη. Για να εξοικονομείται χρόνος κατά την προετοιμασία του φορτίου, προτείνεται να υπάρχουν δύο διαφορετικά συνεργεία προετοιμασίας του προς μεταφορά ξύλου (Messingerova V.,2001). Από τις χρονικές μελέτες που έγιναν στην Σλοβακία βρέθηκε ο χρόνος που απαιτείται για τα διάφορα στάδια ενός κύκλου εργασίας μεταφοράς του ξύλου με ρωσικό ελικόπτερο τύπου ΜΙ 8, σε μία απόσταση 820 μέτρων (Messingerova V., 2001) (Πίν. 15). Πίνακας 15 Χρόνος στα διάφορα στάδια εργασίας της μετατόπισης του ξύλου με ελικόπτερα ΕΡΓΑΣΙΑ ΧΡΟΝΟΣ ΠΟΥ ΑΠΑΙΤΕΙΤΑΙ (min) Άφορτη διαδρομή 1,16 Προσέγγιση στο σημείο φόρτωσης 0,29 Δέσιμο του φορτίου 0,62 Απομάκρυνση από το σημείο φόρτωσης 0,38 Έμφορτη διαδρομή 1,61 Πετώντας προς το σημείο εκφόρτωσης 0,33 Λύσιμο του φορτίου 0,29 Απομάκρυνση φορτίου 0,18 Διάρκεια ενός κύκλου εργασίας 4,83 Καθυστέρηση για ανεφοδιασμό 11,23 Καθυστέρηση για καθημερινή συντήρηση του ελικοπτέρου Αριθμός πτήσεων ανά ημέρα

111 Αυτοκινούμενο τρακτέρ με υδραυλικά πόδια Για την προστασία του εδάφους στις δασικές εργασίες κατασκευάστηκε τα τελευταία χρόνια στις ΗΠΑ το αυτοκινούμενο τρακτέρ με υδραυλικά πόδια, το οποίο φαίνεται στις Εικόνες 86 και 87 που ακολουθούν. Εικόνα 86. Αυτοκινούμενο τρακτέρ με υδραυλικά πόδια Εικόνα 87. Αυτοκινούμενο τρακτέρ με υδραυλικά πόδια 111

112 4.7. Παράγοντες που επηρεάζουν την απόδοση και την εκλογή των μηχανημάτων μετατόπισης Η εκλογή των κατάλληλων μέσων μετατόπισης του ξύλου θα πρέπει να γίνεται ξεχωριστά για κάθε περιοχή με βάση οικονομικοτεχνικά και φιλοπεριβαλλοντικά κριτήρια (Καραγιάννης Ε., 2007). Σε οικολογικά ευαίσθητες περιοχές (μεγάλες κλίσεις, μικρή αντοχή εδαφών, πολλά εμπόδια στην επιφάνεια των εδαφών, ευδιάβρωτα ή με αυξημένη υγρασία εδάφη) θα πρέπει να επιλέγονται οι σχοινιοεγκαταστάσεις για την μετατόπιση του ξύλου. Σε περιοχές με σταθερά και ανθεκτικά εδάφη η εκλογή των μέσων μετατόπισης του ξύλου θα πρέπει να γίνεται με βάση οικονομικοτεχνικά κριτήρια, όπως: 1) Απόσταση μετατόπισης του ξύλου 2) Δυνατότητα μετατόπισης του ξύλου 3) Εγκάρσια κλίση του εδάφους, μέχρι την οποία είναι οικονομικά συμφέρουσα η μετατόπιση του ξύλου ή μπορεί να κινηθεί το μέσο ή να λειτουργήσει η εγκατάσταση. Γενικότερα μπορούμε να πούμε ότι: α) Σε εύκολα εδάφη με κλίσεις μέχρι 25%, να προτιμάται η επίγειος σύρση του ξύλου με ελκυστήρες που κινούνται πάνω στο φυσικό έδαφος (πάροδοι μετοτόπισης). β) Σε ανθεκτικά εδάφη με κλίσεις από 25-60%, να προτιμάται η χρησιμοποίηση ελκυστήρων (διαφόρων τύπων), οι οποίοι θα κινούνται πάνω σε τρακτεροδρόμους. Για το σκοπό αυτό είναι απαραίτητο ένα πυκνό δίκτυο τρακτεροδρόμων, η πυκνότητα του οποίου μπορεί να φθάσει τα m/ha, ανάλογα με τις δασοπονικές και εδαφολογικές συνθήκες. γ) Σε εδάφη μικρής αντοχής με κλίσεις από 25-60%, μπορούν να χρησιμοποιηθούν τρακτερόδρομοι για την κίνηση των ελκυστήρων, εφόσον όμως ληφθεί ιδιαίτερη μέριμνα για την σταθεροποίηση του καταστρώματος τους και την αποφυγή της διάβρωσης του εδάφους, ή εφόσον αυτό κρίνεται αντιοικονομικό, μπορούν να χρησιμοποιηθούν ημιεναέρια συστήματα μετατόπισης του ξύλου, μόνα τους ή σε συνδυασμό με ζώα έλξεως. δ) Σε δύσκολα και απότομα εδάφη με κλίση πάνω από 60%, να προτιμάται η χρησιμοποίηση εναέριων συστημάτων μετατόπισης του ξύλου μόνα τους ή σε συνδυασμό με ζώα έλξεως. Βέβαια εφόσον η οδική πυκνότητα στα ορεινά δάση της Ελλάδος φθάσει τα m/ha (οδική απόσταση m) κατάλληλα εναέρια συστήματα για τις ελληνικές συνθήκες είναι οι κινητοί σχοινιογερανοί με ιστό ανατροπής, 112

113 οι οποίοι έχουν χαμηλότερες δαπάνες αγοράς, εγκατάστασης και λειτουργίας σε σύγκριση με τους μόνιμους σχοινιογερανούς. Στην Εικόνα 88 που ακολουθεί παρουσιάζεται η εκλογή των κατάλληλων μέσων μετατόπισης του ξύλου με βάση οικονομικοτεχνικά κριτήρια. 113

114 Εικόνα 88. Εκλογή των κατάλληλων μέσων μετατόπισης του ξύλου (Καραγιάννης Ε., 2007) 114

115 5. ΑΥΤΟΜΑΤΙΣΜΟΙ 5.1 Γενικά Από τα μέσα της δεκαετίας του 1980 και μετά οι εταιρείες κατασκευής μηχανημάτων προχώρησαν στην ενσωμάτωση στις μηχανές ηλεκτρονικών διατάξεων και αυτοματισμών. Ο ηλεκτρονικός εξοπλισμός μπορεί να περιλαμβάνει μόνο όργανα ενδείξεων των λειτουργιών. Σε πιο προχωρημένες διατάξεις και κυρίως στα πιο ακριβά μοντέλα, περιλαμβάνει και αυτοματισμούς, για αυτόματη ρύθμιση διαφόρων λειτουργιών, μέσα σε προκαθορισμένα εκ των προτέρων όρια (Schueller, J.K., et al, 1987) Η γενική οργάνωση ενός συστήματος ενδείξεων των διαφόρων λειτουργιών (monitoring) φαίνεται στην Εικόνα 89. Σε διάφορα σημεία του μηχανήματος υπάρχουν αισθητήρες, οι οποίοι αποστέλλουν σήματα σε μια κεντρική ηλεκτρονική μονάδα (συνήθως μικροϋπολογιστή), η οποία τα επεξεργάζεται και τα μεταφέρει στον χειριστή μέσω ενδείξεων, συνήθως ψηφιακών αλλά και φωτεινών ή ακόμη και ηχητικών σημάτων (Τσατσαρέλης Κ., 2003). Ο χειριστής παρακολουθεί και ενεργεί ώστε να διατηρήσει ή να τροποποιήσει τη δεδομένη κατάσταση. Χρήστης Ενδείξεις Χειρισμοί Μηχανή Ηλεκτρονική επεξεργασία Αισθητήρες Εικόνα 89. Γενική οργάνωση συστήματος λειτουργιών (Τσατσαρέλης Κ., 2003) 115

116 Η Εικόνα 90 δείχνει τη γενική οργάνωση ενός συστήματος αυτοματισμού. Όταν ένα σήμα αποσταλεί από τον αισθητήρα στην ηλεκτρονική μονάδα γίνεται η επεξεργασία και αν τα μεγέθη είναι εκτός των προκαθορισμένων ορίων επεμβαίνει ένα σύστημα (σερβομηχανισμός), που προβαίνει αυτομάτως σε ενέργειες για να διορθώσει την κατάσταση, ώστε τα σήματα από τον αισθητήρα να είναι εντός των ορίων που έχουν τεθεί. Σ' αυτή την περίπτωση δεν επεμβαίνει ο χειριστής. Συνήθως τα αποτελέσματα από τον υπολογιστή αποστέλλονται στα όργανα ενδείξεων ώστε να λαμβάνει γνώση και ο χειριστής. Αν επιθυμεί, μπορεί να κάνει ο ίδιος τις απαραίτητες ενέργειες ώστε να ρυθμίσει την κατάσταση. Μπορεί επίσης να θέσει εκτός ενέργειας τον αυτοματισμό. (Miller et al, 1993) Χρήστης Χειρισμοί Ενδείξεις Προκαθορισμένη τιμή Μηχανή Ηλεκτρονική επεξεργασία Αισθητήρες Εικόνα 90. Γενική οργάνωση συστήματος αυτοματισμού (Τσατσαρέλης Κ., 2003) 5.2. Αυτοκινούμενα μηχανήματα Τις τελευταίες δεκαετίες η τεχνολογία της πληροφορικής, έχει προσδώσει στις αγροτοδασικές εργασίες μία καινοτόμο διάσταση. Με την εφαρμογή των γεωγραφικών συστημάτων πληροφορικής (GIS), του παγκόσμιου συστήματος εντοπισμού (GPS) και ενός ευρέος φάσματος αισθητήρων, η διαχείριση της παραγωγής μπορεί να επιτευχθεί με τις αρχές της εργασίας ακριβείας. Η εργασία ακριβείας είναι ένα σύνολο μεθόδων, το οποίο χρησιμοποιεί GIS, GPS και διαχείριση συστημάτων πληροφορικής, με τη βοήθεια 116

117 αισθητήρων και συστημάτων ελέγχου για να μειώσει τη διαχείριση της καλλιέργειας από επίπεδο δασοτεμαχίου σε μικρές ζώνες γης με κοινά χαρακτηριστικά (management zones). Η αρχική ιδέα της εργασίας ακριβείας ξεκίνησε από την Ιαπωνία. Για την εφαρμογή των νέων αυτών μορφών διαχείρισης της παραγωγής, τα αυτοκινούμενα οχήματα μπορούν να συνεισφέρουν ώστε να καταστεί εφικτή μια ακριβέστερη προσέγγιση στο χώρο εργασίας. Επιπλέον τα οχήματα αυτά μπορούν να βοηθήσουν στην εκτέλεση πολύπλοκων και επαναλαμβανόμενων εργασιών, ανεξαρτήτως καιρικών συνθηκών. Αυτοκινούμενα οχήματα έχουν κάνει την εμφάνιση τους εδώ και πολλά χρόνια. Με την εφαρμογή όμως του GPS έχουν αποκτήσει μία άλλη ώθηση. Στην γεωργία και τη δασοπονία το ενδιαφέρον για τα αυτοκινούμενα οχήματα είναι σχετικά πρόσφατο, κυρίως λόγω του ενδιαφέροντος από τις κατασκευάστριες εταιρίες γεωργικών και δασικών μηχανημάτων. Στην Ιαπωνία έχουν δώσει μεγάλη βαρύτητα στην ενσωμάτωση τεχνολογιών υψηλής τεχνολογίας για να γίνει πιο ελκυστική από τους νέους που θα απασχοληθούν με τη γεωργία και τη δασοπονία με αποτέλεσμα να υπάρχουν μέχρι τώρα πολλές εφαρμογές αυτοκινούμενων οχημάτων από τα Ιαπωνικά Πανεπιστήμια. Ο Torii Toru (2000) περιγράφει τα ερευνητικά προγράμματα που έχουν διεξαχθεί στην Ιαπωνία στο χώρο των αυτοκινούμενων οχημάτων, όπου για παράδειγμα το 1998, 24 προγράμματα παρουσιάστηκαν στην ετήσια συνάντηση γεωργικών μηχανικών. Ο Jahns (2000) δίνει μια σημαντική ανασκόπηση για τα αυτοκινούμενα μηχανήματα και εκτός των άλλων αναφέρει πως η γεωργία επωφελείται από τις εξελίξεις και τα επιτεύγματα στον τομέα της υψηλής τεχνολογίας από άλλους τομείς όπως αυτούς της αεροναυπηγικής και των multimedia, όπου η χρηματοδότηση είναι ποιο ισχυρή λόγω μεγαλύτερων αναγκών. Ο ίδιος ο συγγραφέας το 1983 παρουσίασε μία αναφορά σε αυτόματη καθοδήγηση μηχανημάτων στη γεωργία, όπου οι βασικές ιδέες είναι παραπλήσιες. Τότε όμως οι έρευνες αναφερόταν σε αυτόματη καθοδήγηση μηχανημάτων μόνο, ενώ τώρα σε πολύπλοκα αυτοκινούμενα μηχανήματα. Οι Blackmore et al (2001) αναφέρουν τις προδιαγραφές για τα αυτοκινούμενα οχήματα στη γεωργία. Αναφέρουν πως τα οχήματα αυτά θα πρέπει να έχουν μικρό μέγεθος, μικρό βάρος και αυτόνομη συμπεριφορά σε απρόοπτες καταστάσεις. Θα πρέπει επίσης να μπορούν να επικοινωνούν με τον υπολογιστή της γεωργικής εκμετάλλευσης, με τα διάφορα εξωτερικά τμήματα του οχήματος (παρελκόμενα ή ρομποτικούς βραχίονες) 117

118 καθώς επίσης και με άλλα οχήματα που θα δουλεύουν ταυτόχρονα. Ο πιο σημαντικός παράγοντας όμως είναι αυτός της ασφάλειας και εντατική έρευνα πραγματοποιείται σε αυτόν τον τομέα. Πρόσφατα δε, έχουμε συναντήσει αυτοκινούμενα ηλεκτρικά τρένα σε αρκετές πόλεις της Ευρώπης και των ΗΠΑ, τα οποία ωστόσο λειτουργούν σε ελεγχόμενο χώρο. Σε συνθήκες όμως εργασίας κάτω από τις οποίες εργάζεται ένα γεωργικό μηχάνημα απαιτείται να μπορεί να αντιδρά αυτόβουλα και στιγμιαία όταν συναντήσει έναν άνθρωπο ή ζώο στον αγρό. Το λογισμικό και ο τεχνικομηχανικός εξοπλισμός για τη δημιουργία αυτών των μηχανημάτων είναι ήδη διαθέσιμα, αλά αυτό που χρειάζεται είναι ένα ολοκληρωμένο σύστημα τεχνητής νοημοσύνης προσαρμοσμένο στα αγροτοδασικά δεδομένα. Με βάση το νόμο του Moore, που είναι αποτέλεσμα παρακολούθησης τη βιομηχανίας υπολογιστών, η ταχύτητα τω επεξεργαστών (microprocessors) διπλασιάζεται κάθε 18 μήνες και η τιμή παραμένει η ίδια. Μία εύλογη ερώτηση θα ήταν, πως ο τομέας της γεωργίας και της δασοπονίας για παράδειγμα θα μπορούσε να επωφεληθεί από αυτές τις εξελίξεις. Μέχρι στιγμής, εφαρμογές, όπου τα οχήματα πραγματοποιούν εργασίες που έχουν εκ των προτέρων προγραμματιστεί (deterministic) είναι αρκετές. Η πρόκληση, με τη βοήθεια της ραγδαίας εξέλιξης της τεχνολογίας, είναι να κατασκευαστούν αυτοκινούμενα οχήματα με πιο ευφυή συμπεριφορά, όπου θα είναι δυνατή η αντίδρασή τους σε μεμονωμένα ερεθίσματα που θα προέρχονται από τον περιβάλλοντα χώρο (reactive) Μηχανική όραση σε ελκυστήρες Μια εικόνα βασισμένη σε αλγόριθμους για τις καλλιέργειες έχει αναπτυχθεί στο Πανεπιστήμιο του Τόκιο. Αυτός ο αλγόριθμος εφαρμόζεται σε συστήματα πλοήγησης ενός ελκυστήρα για χρήση του σε καλλιέργεια σε σειρές. Η διάκριση των καλλιεργειών έγινε με τη χρήση των χρωμάτων και την μετατροπή τους σε παραμέτρους όπως (απόχρωση, κορεσμό, και ένταση) (Torii et al.,1996). Ο συγκεκριμένος αλγόριθμος που χρησιμοποιήθηκε σε σύστημα καθοδήγησης με μηχανική όραση έδειξε ένα σφάλμα της τάξης του 0,02 m σε ταχύτητα 0,25 m/sec ( Torii et. al.,1998). 118

119 Εφαρμογή του ασαφούς ελέγχου Στο πανεπιστήμιο του Τόκυο ένα σύστημα πλοήγησης που χρησιμοποιεί ηχητικά κύματα χαρτογράφησης για την καλλιέργεια σε σειρά με την ασαφή λογική του συστήματος διεύθυνσης (Toda et al., 1993 και 1999) Εφαρμογές των νευρωνικών δικτύων και των γενετικών αλγορίθμων Στο πανεπιστήμιο του Hokkaido ένα νευρωνικό δίκτυο (ΝΝ) με ένα όχημα- ελεγκτή σχεδιάστηκε για την κίνηση του γεωργικού ρομπότ όπως καθορίστηκε σαν μη γραμμικό σύστημα με μεγάλη ικανότητα μάθησης (Noguchi et al., 1997) Συνεργασία από πολλαπλά αυτόνομα κινητά ρομπότ Για ένα μεγάλο τομέα η συνεργασία πολλών μικρών μηχανών είναι χρήσιμη και πρόσφατα έχει αποδειχθεί ή συνεργασία δύο μικρών θεριζοαλωνιστικών ή ενός δασικού συγκομιστή με ένα όχημα μεταφοράς. Σε αμφότερες τις περιπτώσεις ένας άνθρωπος ελέγχει ένα όχημα και τα άλλα οχήματα ακολουθούν το κύριο όχημα με τη βοήθεια υπερήχων και αισθητήρων. Στο πανεπιστήμιο του Kyoto ένα αυτόματο όχημα παρακολούθησης χρησιμοποιώντας δύο μικρές μηχανές σίτισης είναι υπό εξέλιξη (Lida et al, 1998). Το προσαρμοσμένο όχημα οδηγείται από έναν άνθρωπο και ένας υπολογιστής ελέγχει αυτόματα την παρακολούθηση του δεύτερου οχήματος Οπτικές ίνες και ψηφιακό G.P.S. Στο Εθνικό Ινστιτούτο Αγροτικής έρευνας στο Tsukuda, o Inoue et al το 1997 εφάρμοσε ένα ψηφιακό G.P.S. και ένα γυροσκόπιο οπτικών ινών τα οποία τοποθέτησε σε έναν ελκυστήρα 55 kw. Η ακρίβεια του ψηφιακού G.P.S. ήταν 0,15 m Kubota Το τμήμα μηχανικής καλλιέργειας ιδρύθηκε από την Kubota C. και το1996 ξεκίνησε η έρευνα για την αυτοματοποίηση της καλλιέργειας ρυζιού, όπου ένας ελκυστήρας καθοδηγούμενος με τη βοήθεια Laser χρησιμοποιείται αυτόματα για την καλλιέργεια ρυζιού. 119

120 Μελετήθηκε η πλοήγηση με χρήση μηχανικής όρασης, και με τη βοήθεια αισθητήρα Laser καθώς και με τη χρήση επίγειων μαγνητικών κυμάτων μελετήθηκε η μεταφύτευση, το ξεβοτάνισμα και η χρήση εντομοκτόνων γίνονται με τη χρήση αυτών των τεχνολογιών Mitsubishi Ένα αυτόνομο σύστημα φύτευσης χρησιμοποιώντας έναν αισθητήρα επιτάχυνσης και γωνιακής ταχύτητας χρησιμοποιήθηκε σε ταχύτητες 0,7m/sec. Το λάθος της πορείας δεν ξεπέρασε το 0,1m (Nomami et al., 1993). 120

121 6. ΥΛΙΚΑ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 6.1. Περιοχές έρευνας Για την επίτευξη των σκοπών της μεταπτυχιακής εργασίας επιλέχθηκαν οι παρακάτω περιοχές έρευνας: 1. Πειραματική επιφάνεια εκτάσεως 2500m 2 δίπλα από το Ιβανόφειο Θεσσαλονίκης. 2. Οι δασικές συστάδες 116α και 116β του Δημοσίου δάσους Αρναίας (Διαχειριστικό σχέδιο του Δασαρχείου Αρναίας, 1995) (Πίνακας 16). Πίνακας 16 Στοιχεία των δασικών συστάδων έρευνας του Δημοσίου δάσους Αρναίας Περιγραφή τμήματος έρευνας Δασική συστάδα 116α 116β Δασική έκταση (ha) 46,20 68,10 Δασοπονικό είδος Οξυά, Δρύς Οξυά, Δρύς Ξυλώδες κεφάλαιο (m 3 /ha) 172,0 147,8 Τρέχουσα ετήσια προσαύξηση (m 3 /ha) 3,61 3,45 Δασοπονική μορφή Ηλικία (έτη) Οξυά ακανόνιστη υποκηπευτή Δρύς ομήλικη Οξυά ετών Δρύς 57 ετών και άνω Οξυά ακανόνιστη υποκηπευτή Δρύς σχεδόν ομήλικη Οξυά ετών Δρύς ετών και 90 ετών Βαθμός συγκόμωσης 0,7-0,8 0,8-0,83 Υπερθαλάσσιο ύψος (μέτρα) Έκθεση Ν-ΝΑ-ΝΔ ΒΑ Κλίση 20-70% 10-70% 3. Πειραματική επιφάνεια εκτάσεως 2025 m 2 στην περιοχή της Κατερίνης. 121

122 6.2. Υλικά Τα κύρια υλικά που χρησιμοποιήθηκαν στην έρευνα αυτή είναι : 1. Τα έντυπα που στάλθηκαν στα πιο παραγωγικά δασαρχεία της χώρας μας και στις Διευθύνσεις Δασών, προκειμένου να συλλέξουμε στοιχεία για την αποδοτικότητα και τη χρησιμοποίηση των διάφορων κατηγοριών χωματουργικών μηχανημάτων σε δασικές εργασίες, κατά τη διάρκεια της τριετίας (Τα έντυπα που στάλθηκαν καθώς και ο κατάλογος των δασαρχείων, παρατίθενται στο παράρτημα που ακολουθεί στο τέλος της εργασίας). Στα συγκεκριμένα έντυπα οι εργασίες έχουν διαχωριστεί σε δύο κατηγορίες, στις εργασίες οδοποιίας και στις εργασίες μετατόπισης του ξύλου. Για κάθε μία κατηγορία και για τα έτη ζητήθηκε από τους συναδέλφους δασολόγους που εργάζονται στα δασαρχεία να μας ενημερώσουν για τα μηχανήματα που χρησιμοποιήθηκαν, πόση ήταν η παραγωγή έργου και ποιος ο χρόνος εργασίας. Τα ίδια έντυπα έχουν σταλεί και για μηχανήματα που έχουν χρησιμοποιηθεί από ιδιώτες ή συνεταιρισμούς στις δασικές εργασίες. Δεν πρέπει να ξεχνάμε ότι οι περισσότερες εργασίες στα δασαρχεία γίνονται με ανάθεση σε ιδιώτες μετά από δημοπρασία. Αυτό συμβαίνει στις περισσότερες περιπτώσεις γιατί τα δασαρχεία δεν φέρουν τον κατάλληλο εξοπλισμό προκειμένου να εκτελέσουν τις διάφορες δασικές εργασίες. 2. Για τον υπολογισμό της απόδοσης της σκαφίδας ισοπέδωσης οριοθετήθηκε πειραματική επιφάνεια διαστάσεων 25m x 100m, δίπλα στο Ιβανόφειο Θεσσαλονίκης (Εικ.91) στην οποία εργάστηκε ένας ελκυστήρας Massey Fergunson 6290, ισχύος 135Hp μαζί με την σκαφίδα ισοπέδωσης μήκους 4 m, η οποία φέρει ηλεκτρονικό δέκτη ακτίνων Laser, τύπου MIKROFYN (Εικ. 92), επίσης απαιτήθηκαν ένας διαβιβαστής ακτίνων Laser, τύπου MIKROLASER ML 4, δύο χρονόμετρα χειρός, ένα G.P.S. ακριβείας τύπου Garminetrex συνδεδεμένο με φορητό Η/Υ για την πλήρη καταγραφή των φάσεων ισοπέδωσης, τέσσερα ακόντια και ταινία οριοθέτησης καθώς και γαιώδη υλικά για ισοπέδωση, τα οποία μεταφέρθηκαν από άλλες περιοχές. 122

123 Εικόνα 91. Οριοθέτηση της πειραματικής επιφάνειας (25 x 100) Ιβανόφειο Θεσσαλονίκης Εικόνα 92. Σκαφίδα ισοπέδωσης 123

124 3. Για τον υπολογισμό των επιπτώσεων στο περιβάλλον, κατά τη μετατόπιση του ξύλου με ελκυστήρες, χρησιμοποιήθηκε πειραματική επιφάνεια στο δημόσιο δάσος Αρναίας Χαλκιδικής (συστάδες 116α και 116β ), όπως φαίνονται στις Εικόνες 93, 94, 95 και 96, όπου εργάστηκαν δύο ελκυστήρες για τη σύρση των κορμών (Εικόνες 97 και 98), ενώ για την αποτύπωση της επιφάνειας και την κωδικοποίηση των κορμών στη διαδρομή του τρακτεροδρόμου χρησιμοποιήθηκαν ένα G.P.S. ακριβείας τύπου Trimble συνδεδεμένο με φορητό Η/Υ, δύο κλισίμετρα με πυξίδα και ένας βοηθό εργάτης. Εικόνα 93. Χάρτης δασικών συστάδων 116α και 116β. 124

125 Εικόνα 94. Χάρτης κλίσεων των δασικών συστάδων 116α και 116β. 125

126 Εικόνα 95. Χάρτης εκθέσεων δασικών συστάδων 116α και 116β. 126

127 Εικόνα 96. Χάρτης υψομέτρων δασικών συστάδων 116α και 116β. 127

128 Πάροδος μετατόπισης Εικόνα 97. Πάροδος μετατόπισης ξύλου μεγάλου μήκους Εικόνα 98. Γεωργικός ελκυστήρας με βαρούλκο μετατόπισης ξύλου 4. Για τον υπολογισμό της απόδοσης του ισοπεδωτή γαιών εξοπλισμένου με ηλεκτρονικό εξοπλισμό οριοθετήθηκε μια πειρατική επιφάνεια και αφορούσε ένα (1) μικρό βοηθητικό γήπεδο στην περιοχή της Κατερίνης διαστάσεων 45m x 45m που επρόκειτο να διαμορφωθεί (ισοπέδωση) με σπαστή άμμο (Εικ. 99 και 100). Χρησιμοποιήθηκε ένας ισοπεδωτής Volvo με λεπίδα μήκους 3,625m (Εικ. 101). Οι μοχλοί χειρισμού στην καμπίνα και ο χειριστής να κρατά το GPS καθώς και τα καντράν ελέγχου φαίνονται στις Εικόνες 102 και 103. Για τις εργασίες της ισοπέδωσης χρησιμοποιήθηκαν επίσης ένας τρίποδας με τη συσκευή εκπομπής Laser (Εικ. 104), ένα G.P.S. ακριβείας τύπου Garmin- etrex για την πλήρη καταγραφή των φάσεων 128

129 ισοπέδωσης, ένα φορτηγό όχημα μεταφοράς του υλικού διάστρωσης (Εικ. 105), τέσσερα ακόντια και ταινία οριοθέτησης. Εικόνα 99. Πειραματική επιφάνεια στην περιοχή της Κατερίνης Εικόνα 100. Πειραματική επιφάνεια στην περιοχή της Κατερίνης 129

130 Εικόνα 101. Ισοπεδωτής τύπου Volvo Εικόνα 102. Μοχλοί στην καμπίνα με τον χειριστή να κρατά το GPS Εικόνα 103. Καντράν ελέγχου στην καμπίνα 130

131 Εικόνα 104. Τρίποδας Laser Εικόνα 105. Φορτηγό όχημα μεταφοράς 5. Χρησιμοποιήθηκε η ελληνική και η ευρωπαϊκή βιβλιογραφία για την απόδοση (m/h) των δύο μηχανημάτων (προωθητή γαιών και εκσκαφέα ανεστραμμένου πτύου) που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή των δασικών και συγκεκριμένα ο Πίνακας 17 (Gorton, 1985), καθώς επίσης το πρόγραμμα Autocad για το σχεδιασμό των κατά πλάτος διατομών και οι τιμές κόστους εκσκαφής σε γαιώδες έδαφος από το ΑΤΕΟ 4 ου τριμήνου 2008, όπως φαίνονται στον πίνακα

132 Πίνακας 17 Απόδοση μηχανημάτων (προωθητή-εκσκαφέα) στην κατασκευή δασικού δρόμου Κατηγορία μηχανήματος Πλάτος καταστρώματος m Αποδόσεις (m/h) στις εγκάρσιες κλίσεις Κατηγορία εδάφους 20% 30% 40% 50% 60% Προωθητής γαιών 5 m γαιώδες 25,8 20,3 16,87 12,8 9,2 Εκσκαφέας ανεστραμμένου πτύου 5 m γαιώδες 15,05 12,08 10,03 9,13 8,15 α/α Πίνακας 18 Τιμολόγιο υλικών και εργασιών Οδοποιίας (Α.Τ.Ε.Ο) για το 4 ο τρίμηνο 2008 ΑΤΕΟ Είδος Ένδειξη έργου άρθρα μονάδας Α. Χωματουργικά Τιμή μονάδας 1. Εκσκαφή σε έδαφος γαιώδες έως ημιβραχώδες 1121 m 3 1,28 2. Όρυξη σε έδαφος βραχώδες 1131 m 3 4,77 3. Διάνοιξη τάφρου σε έδαφος γαιώδες - ημιβραχώδες 1211 m 3 5,73 4. Διάνοιξη τάφρου σε έδαφος βραχώδες 1220 m 3 14,58 Β Τεχνικά έργα 5. Εκσκαφές θεμελίων τεχνικών σε έδαφος γαιώδες 2111 m 3 3,85 6. Εκσκαφές θεμελίων τεχνικών σε έδαφος βραχώδες 2112 m 3 14,01 7. Άοπλο σκυρόδεμα Σ 100 (Β120) (θεμελίων- βάθρων) 2512 m 3 98,38 8. Προμήθεια και τοποθέτηση οπλισμένων σωλήνων D 1,00 από σκυρόδεμα 2888 m 245,32 Γ. Οδοστρωσία 9. Κατασκευή υπόβασης (Π.Τ.Π. Ο 150) 3111Α m 2 1, Μεταφορά αργού υλικού (μέση απόσταση 20km) 3112 m 2 1, Κατασκευή βάσης (Π.Τ.Π. Ο 150) 3211Α m 2 2, Μεταφορά αργού υλικού βάσης (μέση απόσταση 20km) 3212 m 2 1,60 132

133 6.3 Μέθοδος εργασίας 1. Από την επεξεργασία των στοιχείων που συγκεντρώθηκαν από τα διάφορα δασαρχεία της χώρας, προέκυψαν το είδος των μηχανημάτων που χρησιμοποιήθηκαν (εκσκαφέας, προωθητής γαιών και φορτωτής) καθώς και οι αποδόσεις ανά κατηγορία αντίστοιχα. 2. Την Άνοιξη του 2009 για τον υπολογισμό της ωριαίας πραγματικής απόδοσης (Q) της λεπίδας ισοπέδωσης στην πειραματική επιφάνεια (Εικ. 106), που οριοθετήθηκε στο Ιβανόφειο Θεσσαλονίκης εκτάσεως 25 x 100=2500m 2 και έπρεπε η τελική κλίση της πειραματικής επιφάνειας έπρεπε να είναι 1% μετά την εργασία της ισοπέδωσης, εφαρμόστηκε η συνεχής μέθοδος χρονικών σπουδών κατά την οποία χρησιμοποιήθηκαν τα συστήματα καταγραφής με G.P.S. και χρονόμετρα. Ο διαχωρισμός των διαδρομών ισοπέδωσης έγινε με βάση τη διεύθυνση κίνησης του ελκυστήρα, ο οποίος παράλληλα, είτε κατά μήκος (Χ) είτε κατά πλάτος (Υ) και κατά ορθογώνιες λωρίδες σάρωνε το σύνολο της επιφάνειας κατά τα πρότυπα των Εικόνων 107, 108, 109 και 110. Και στις δύο διαδρομές Χ και Υ ο ελκυστήρας κινήθηκε 2 φορές αντίστοιχα και καταγράφηκαν οι διαδρομές ως επίπεδα. Έτσι είχαμε στη διαδρομή (Χ), Χ,1 και X,2 επίπεδα και αντίστοιχα στη διαδρομή (Υ), Υ,1 και Y,2 επίπεδα. Η τελική διαμόρφωση συνολικά περιλάμβανε τέσσερα (4) επίπεδα. Εικόνα 106. Οριοθέτηση της πειραματικής επιφάνειας 133

134 Εικόνα 107. Κίνηση του ελκυστήρα στη διαδρομή (Χ) Εικόνα 108. Κίνηση του ελκυστήρα στη διαδρομή (Υ) Εικόνα 109. Κίνηση του ελκυστήρα στη διαδρομή (Χ) 134

135 Εικόνα 110. Κίνηση του ελκυστήρα στη διαδρομή (Υ) Στην Εικόνα 111 φαίνεται ο ελκυστήρας που διαγράφει τόξο στις διαδρομές Χ και Υ. Μερικά στοιχεία (συνταγμένες των κινήσεων Χ και Υ) που καταγράφηκαν από το G.P.S., φαίνονται στον Πίνακα 19. Εικόνα 111. Κίνηση του ελκυστήρα σε τόξο της πειραματικής επιφάνειας 135

136 Πίνακας 19 Συντεταγμένες αποτύπωσης πειραματικής επιφάνειας α/α Κίνηση Χ Κίνηση Υ x= y= x= y= x= y= x= y= x= y= x= y= x= y= x= y= x= y= x= y= Κάθε επίπεδο κωδικοποιήθηκε και χρονομετρήθηκε χωριστά με τη χρήση G.P.S. χειρός. Επιπλέον χρονομετρήθηκε ο συνολικός χρόνος των καθυστερήσεων. Όλοι οι χρόνοι καταχωρήθηκαν στις πινακίδες καταγραφής στους αντίστοιχους κωδικούς. Η συλλογή και η καταγραφή των στοιχείων, με τη χρήση G.P.S., στην πειραματική επιφάνεια ήταν συνεχής. Με τη μέθοδο αυτή μετρήθηκαν ο αριθμός των παράλληλων διαδρομών, ο απαιτούμενος χρόνος καθώς και η συνολική διανυόμενη απόσταση κατά επίπεδο. Με βάση τα ανωτέρω δεδομένα υπολογίστηκε με τη βοήθεια του Η/Υ η ταχύτητα ισοπέδωσης στις διαδρομές Χ και Υ καθώς και η απόδοση της λεπίδας ισοπέδωσης (στρ/h). 3. Για τον υπολογισμό των επιπτώσεων στο περιβάλλον από τις εργασίες μετατόπισης του ξύλου, την Άνοιξη και το Καλοκαίρι του 2009 στο Δημόσιο δάσος Αρναίας Χαλκιδικής οριοθετήθηκαν οι πειραματικές επιφάνειες (συστάδες 116α και 116β) και οι τρακτερόδρομοι μετατόπισης χωρίς προηγούμενη προετοιμασία του χώρου και των κορμοτεμαχίων που προέκυψαν από την υλοτομία. Μετά την οριοθέτηση των δύο (2) τρακτερόδρομων μήκους 1165,83m και 1260,74m αντίστοιχα έγινε η ψηφιακή αποτύπωση τους επάνω στον ορθοφωτοχάρτη (Εικ. 112). 136

137 Εικόνα 112. Χάρτης με τους αποτυπωμένους τρακτεροδρόμους. 137

138 Κωδικοποιήθηκαν με Ρωμαϊκούς και Αραβικούς αριθμούς, δειγματοληπτικά οι κατακείμενοι κορμοί στο υλοτόμιο σύμφωνα με τα στοιχεία της παραλαβής από το δασαρχείο. Έτσι είχαμε τον κωδικό ΙΙ/5 που σημαίνει κατακείμενος κορμός με 5 μέτρα μήκος. Αποτυπώθηκαν δειγματοληπτικά με τη βοήθεια ενός (1) φορητού G.P.S. τύπου Magelant οι θέσεις ιστάμενων δένδρων στα όρια του τρακτερόδρομου και στους χώρους προμετατόπισης και πήραν έναν κωδικό με σκοπό να καταγραφούν οι ζημιές κατά την διαδικασία της μετατόπισης, και εδώ είχαμε στον κωδικό Ι/7 που σημαίνει ιστάμενο κορμό με τις συντεταγμένες με το νούμερο 7. Ύστερα από την επεξεργασία των στοιχείων της αποτύπωσης που φαίνονται για μεν τα ιστάμενα δένδρα στα όρια των τρακτεροδρόμων στον Πίνακα 2 του παραρτήματος και για τα αντίστοιχα στους χώρους προμετατόπισης στον Πίνακα 3, προέκυψαν οι Εικόνες 113 και 114 με τους αποτυπωμένους ιστάμενους κορμούς παραπλεύρως και κατά μήκος των τρακτεροδρόμων. Ύστερα από πολλές παρατηρήσεις στην πειραματική επιφάνεια είχαμε τη δυνατότητα να γνωρίσουμε πόσος όγκος κατακείμενων κορμών δημιούργησε ζημιές κατά τη μετατόπιση του στα παρακείμενα στους τρακτερόδρομους και στην επιφάνεια προμετατόπισης ιστάμενα δέντρα.. Εικόνα 113. Αποτύπωση των παρακείμενων ιστάμενων κορμών στον τρακτερόδρομο και στην επιφάνεια προμετατόπισης στη συστάδας 116α με βάση τα στοιχεία των Πινάκων 2 και 3 του παραρτήματος. 138

139 Εικόνα 114. Αποτύπωση παρακείμενων ιστάμενων κορμών στον τρακτερόδρομο και στην επιφάνεια προμετατόπισης της συστάδας 116 β με βάση τα στοιχεία των Πινάκων 2 και 3 του παραρτήματος. 4. Τον Οκτώβριο του 2009 για τη λήψη των απαραίτητων στοιχείων, με τη βοήθεια του Τοπογράφου μηχανικού του έργου οριοθετήθηκε μία (1) πειραματική επιφάνεια όπως προαναφέρθηκε δηλαδή, ένα γήπεδο για ισοπέδωση εκτάσεως 45x45= 2025 m 2. Η ισοπέδωση (Εικ. 115) έγινε με ενιαία πορεία του μηχανήματος με κλίση 0% ενώ δόθηκε κλίση 1% αμφίπλευρα ακριβώς από το μέσο του γηπέδου. 45m 1% 1% Κλίση αμφίπλευρη 1% 45m 0% 0% Κάθετη πορεία έμφορτης διαδρομής Εικόνα 115. Επιφάνεια εργασίας Κάθετη πορεία άφορτης διαδρομής 139

140 Το μηχάνημα (Grader) κινήθηκε τέσσερις (4) φορές σε όλη την επιφάνεια για την τελική διαμόρφωση και οι κινήσεις καταγράφηκαν ως επίπεδα. Μετρήθηκαν με τη συνεχή μέθοδο χρονικών σπουδών σε όλα τα επίπεδα ο αριθμός των παράλληλων διαδρομών δηλαδή, μετάβαση-έμφορτη διαδρομή (εικόνα 116) και επιστροφή-άφορτη διαδρομή (Εικ. 117) ο απαιτούμενος χρόνος καθώς και η συνολική διανυόμενη απόσταση. Έγινε προσπάθεια να μετρηθούν όπως και μετρήθηκαν οι μικροί ελιγμοί για το τάϊσμα μικρών επιφανειών (γέμισμα με υλικό) (Εικ. 118) καθώς και η εκμηδένιση των σειραδίων (Εικ. 119 και 120). Στο γήπεδο όπου χρησιμοποιήθηκε GPS καταγράφηκαν τα δεδομένα της πορείας του Grader. Εικόνα 116. Μετάβαση-έμφορτη διαδρομή του μηχανήματος ισοπέδωσης 140

141 Εικόνα 117. Επιστροφή-άφορτη διαδρομή του μηχανήματος ισοπέδωσης Εικόνα 118. Διαμόρφωση (γέμισμα) υλικού από το μηχάνημα ισοπέδωσης 141

142 Εικόνα 119. Εκμηδένιση σειραδίων με τη βοήθεια του μηχανήματος ισοπέδωσης Εικόνα 120. Εκμηδένιση σειραδίων με τη βοήθεια του μηχανήματος ισοπέδωσης 142

143 5. Για τη σύγκριση των αποδόσεων του προωθητή γαιών και του εκσκαφέα ανεστραμμένου πτύου, που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή των δασικών δρόμων, σχεδιάσθηκαν με το πρόγραμμα AutoCAD κατά πλάτος διατομές για γαιώδη εδάφη και με κλίσεις 20%, 30%, 40%, 50% και 60% όπως φαίνονται στις Εικόνες 121 και 122 με τα στοιχεία (εμβαδά) των εκχωμάτων, επιχωμάτων και τάφρων καθώς και το πλάτος καταστρώματος. Οι διατομές 20%, 30% και 40% σχεδιάσθηκαν με κλίμακα 1:100 ενώ οι άλλες δύο με κλίση 50% και 60% με κλίμακα 1:200 Υπολογίσθηκαν με βάση το εμβαδόν οι όγκοι των εκχωμάτων ανά τρέχον μέτρο καθώς και το κόστος των μηχανημάτων, δηλαδή του προωθητή γαιών και του εκσκαφέα ανεστραμμένου πτύου με σκοπό τη σύγκριση της απόδοσης και του κόστους. Εικόνα 121. Κατά πλάτος διατομές σε εγκάρσιες κλίσεις εδάφους 20%, 30% και 40% 143

144 Εικόνα 122. Κατά πλάτος διατομές σε εγκάρσιες κλίσεις εδάφους 50% και 60% 144

145 ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΣΥΖΗΤΗΣΗ 1. Κατηγορίες και πραγματικές αποδόσεις των μηχανημάτων Από την επεξεργασία των στοιχείων των εντύπων που στάλθηκαν στα Δασαρχεία προέκυψε ότι τα χωματουργικά μηχανήματα που χρησιμοποιήθηκαν ήταν κυρίως ιδιωτικά. Αυτό οφείλεται στη φύση και στον όγκο των εργασιών που πρέπει να εκτελεστούν κάθε φορά. Το κόστος αγοράς και συντήρησης σύγχρονων μηχανημάτων, από τα δασαρχεία είναι πολύ μεγάλο. Τα έργα που γίνονται είναι λίγα, όπως η κατασκευή και η συντήρηση των δασικών δρόμων και άλλες μικρές διανοίξεις, όπως τρακτεροδρόμων, με αποτέλεσμα να μη μπορεί να γίνει εύκολα απόσβεση, γεγονός που επιβαρύνει τον ετήσιο οικονομικό προϋπολογισμό των δασαρχείων. Για αυτό το λόγο εκτελούνται συνήθως από τους ιδιώτες. Στην Εικόνα 123 φαίνεται το μοντέλο εξέλιξης της απόδοσης των ιδιωτικών προωθητών γαιών κατά τις τριετίες και Απόδοση ιδιωτικών προωθητών γαιών (m3/h) Εικόνα 123. Μοντέλο εξέλιξης της απόδοσης των ιδιωτικών προωθητών γαιών κατά τις περιόδους και Από την παραπάνω εικόνα φαίνεται το εύρος της απόδοσης των ιδιωτικών προωθητών γαιών που φθάνει τα 160 m 3 /h κατά την τριετία σε σχέση με το αντίστοιχο εύρος απόδοσης κατά την τριετία που είναι 135 m 3 /h. 145

146 Στην Εικόνα 124 φαίνεται το μοντέλο εξέλιξης της απόδοσης των ιδιωτικών εκσκαφέων κατά τις τριετίες και Απόδοση ιδιωτικών εκσκαφέων(m3/h) Εικόνα 124. Μοντέλο εξέλιξης της απόδοσης των ιδιωτικών εκσκαφέων κατά τις περιόδους και Στην εικόνα αυτή φαίνεται ότι η μέγιστη απόδοση του εκσκαφέα είναι 14,8 m3/h κατά την τριετία σε σχέση με την αντίστοιχη μέγιστη απόδοση κατά την τριετία που είναι 81 m3/h. Στην Εικόνα 125 φαίνεται το μοντέλο εξέλιξης της απόδοσης των ιδιωτικών φορτωτών κατά τις τριετίες και Απόδοση ιδιωτικών φορτωτών (m3/h) Εικόνα 125. Μοντέλο εξέλιξης της απόδοσης των ιδιωτικών φορτωτών κατά τις περιόδους και

147 Στην παραπάνω εικόνα παρατηρούμε ότι η απόδοση του φορτωτή είναι σχεδόν σταθερή (115 m 3 /h ) κατά την τριετία σε σχέση με την αντίστοιχη απόδοση κατά την τριετία που κυμαίνεται από 30 m 3 /h έως 115,38 m 3 /h. 2. Απόδοση λεπίδας ισοπέδωσης Από την επεξεργασία όλων των στοιχείων που καταγράφηκαν με το G.P.S. και τα χρονόμετρα για τον υπολογισμό της πραγματικής απόδοσης Q (στρ/h), της ελκόμενης από ελκυστήρα λεπίδας ισοπέδωσης στην περιοχή τoυ Ιβανοφείου, προέκυψαν τα αποτελέσματα που φαίνονται στους Πίνακες 20 και 21. Πίνακας 20 Κίνηση του ελκυστήρα με σκαφίδα ισοπέδωσης στη διαδρομή Χ και στα δύο επίπεδα Επίπεδα Αριθμός διαδρομών Συνολικά τρέχοντα μέτρα Απαιτούμενος χρόνος σε min Ταχύτητα ελκυστήρα km/h , Καθυστερήσεις 6 Σύνολο Ο συνολικός χρόνος που απαιτήθηκε για την ισοπέδωση 2,5 στρεμμάτων στη διαδρομή Χ και στα δύο επίπεδα ανήλθε στα 28 λεπτά. Πίνακας 21 Κίνηση του ελκυστήρα με σκαφίδα ισοπέδωσης στη διαδρομή Υ και στα δύο επίπεδα Αριθμός Επίπεδα διαδρομών Συνολικά τρέχοντα μέτρα Απαιτούμενος χρόνος σε min Ταχύτητα ελκυστήρα km/h , Καθυστερήσεις 5 Σύνολο Ο συνολικός χρόνος που απαιτήθηκε για την ισοπέδωση 2,5 στρεμμάτων στη διαδρομή Υ και στα δύο επίπεδα ανήλθε στα 32 λεπτά 147

148 Από τον απαιτούμενο συνολικό χρόνο (χρόνος εργασίας και καθυστερήσεις), στις διαδρομές Χ (28 λεπτά) και Υ (32 λεπτά), του μηχανήματος που φαίνονται στους Πίνακες 20 και 21 και στην Εικόνα 126 προκύπτει ότι η μέση απόδοση είναι 2,5 στρ/ h. ΣΥΝΟΛΙΚΟΣ ΧΡΟΝΟΣ ΣΤΑ ΕΠΙΠΕΔΑ Χ ΚΑΙ Υ ΚΙΝΗΣΗ ΣΤΟ ΕΠΙΠΕΔΟ Χ ΚΙΝΗΣΗ ΣΤΟ ΕΠΙΠΕΔΟΥ Υ ΚΑΘΥΣΤΕΡΗΣΕΙΣ Εικόνα 126. Συνολικός χρόνος (min) κίνησης του ελκυστήρα στις διαδρομές Χ και Υ Παρατηρήθηκε ότι η ταχύτητα κίνησης (km/h) ήταν μεγαλύτερη στο επίπεδο 2 στις διαδρομές Χ και Υ. Αυτό έγινε γιατί στο δεύτερο επίπεδο είχαμε προεργασία του εδάφους στο πρώτο επίπεδο. Οι ταχύτητες στην διαδρομή Χ είναι σαφώς μεγαλύτερες από αυτές της διαδρομής Υ. Οι μικρότερες ταχύτητες στην διαδρομή Υ ήταν αποτέλεσμα των πολλών παράλληλων κινήσεων του ελκυστήρα και των μικρών αποστάσεων. Στην Εικόνα 127 φαίνεται η ποσοστιαία αναλογία του συνολικού χρόνου κίνησης του ελκυστήρα στις διαδρομές Χ και Υ. Φαίνεται και εδώ καθαρά ότι ο ελκυστήρας ανάλωσε περισσότερο χρόνο (45%) του συνολικού χρόνου στη διαδρομή Υ από ότι στη διαδρομή Χ (36,67%). 148

149 18,33 s 36,67 ΚΙΝΗΣΗ ΣΤΗ ΔΙΑΔΡΟΜΗ Χ ΚΙΝΗΣΗ ΣΤΗ ΔΙΑΔΡΟΜΗ Υ ΚΑΘΥΣΤΕΡΗΣΕΙΣ 45,00 Εικόνα 127. Ποσοστιαία (%) αναλογία του συνολικού χρόνου κίνησης του ελκυστήρα στις διαδρομές Χ και Υ 3. Περιβαλλοντικές επιπτώσεις κατά τη μετατόπιση του ξύλου στην παραμένουσα συστάδα Από την συγκέντρωση και την επεξεργασία όλων των στοιχείων που αφορούν την εκτίμηση των περιβαλλοντικών επιπτώσεων στις δασικές συστάδες 116α και 116β του Δημοσίου δάσους Αρναίας προέκυψαν οι παρακάτω Πίνακες 23 και 24 γενικής καταγραφής των στοιχείων. Προηγουμένως είχε προσδιορισθεί το μέγεθος της βλάβης στους ιστάμενους κορμούς από την κίνηση των κορμοτεμαχίων που μετατοπίσθηκαν στις κλάσεις Α, Β, και Γ, όπως φαίνεται στον Πίνακα 22. Πίνακας 22 Μέγεθος βλάβης (cm 2 ) σε ιστάμενους κορμούς στις κλάσεις Α, Β και Γ, κατά τη μετατόπιση του ξύλου στο δάσος της Αρναίας Κλάσεις Μέγεθος βλάβης σε cm 2 Α 0-10 Β Γ 100> 149

150 Πίνακας 23 Κατακείμενοι κορμοί, ιστάμενα δένδρα και ποσοστό βλάβης τους στα όρια των τρακτεροδρόμων (συστάδες 116α,116β) α/α Κατακείμενοι κορμοί ΙΙ Όγκος (m 3 ) Ιστάμενοι κορμοί Κλάσεις & Ποσοστό βλάβης % Ι Α Β Γ Γενικό σύνολο ποσοστού βλάβης % 1 ΙΙ/5 0,35 Ι/ ΙΙ/3 0,24 Ι/ ΙΙ/4 0,41 Ι/ ΙΙ/5 0,51 Ι/ ΙΙ/4 0,48 Ι/ ΙΙ/3 0,32 Ι/ ΙΙ/5 0,33 Ι/ ΙΙ/4 0,36 Ι/ ΙΙ/3 0,38 Ι/ ΙΙ/5 0,57 Ι/ Σύνολο Πίνακας 24 Κατακείμενοι κορμοί, ιστάμενα δένδρα και ποσοστό βλάβης τους στα όρια των παράπλευρων θέσεων προμετατόπισης (συστάδες 116α,116β ) α/α Κατακείμενοι κορμοί Όγκ ος (m 3 ) Ιστάμενοι κορμοί Κλάσεις & Ποσοστό βλάβης % Α Β Γ Γενικό σύνολο ποσοστού βλάβης % 1 ΙΙ/3 0,24 Ι/ ΙΙ/4 0,47 Ι/ ΙΙ/3 0,34 Ι/ ΙΙ/5 0,41 Ι/ ΙΙ/4 0,47 Ι/ ΙΙ/5 0,40 Ι/ ΙΙ/5 0,38 Ι/ ΙΙ/3 0,52 Ι/ ΙΙ/5 0,63 Ι/ ΙΙ/4 0,69 Ι/ Σύνολο

151 Από την επεξεργασία των στοιχείων των Πινάκων 23 και 24 προέκυψαν, οι Πίνακες 25 και 26 με τα συνολικά αποτελέσματα καθώς και οι Εικόνες 128 και 129. Πίνακας 25 Μέσος όρος ποσοστού βλάβης ανά κλάση στα όρια των τρακτεροδρόμων (συστάδες 116α,116β) α/α Κατακείμενοι κορμοί ΙΙ Ιστάμενοι κορμοί Ι Μέσος όρος ποσοστού βλάβης ανά κλάση % Γενικός μέσος όρος ποσοστού βλάβης % Μήκος (m) Τεμάχια (αριθμός) Συντεταγμένες Α Β Γ Ι/5, Ι/9, Ι/ Ι/7, Ι/8, Ι/ Ι/1, Ι/4, Ι/ Σύνολο Πίνακας 26 Μέσος όρος ποσοστού βλάβης ανά κλάση στα όρια των παράπλευρων θέσεων προμετατόπισης (συστάδες 116α,116β) α/α Κατακείμενοι κορμοί ΙΙ Ιστάμενοι κορμοί Ι Μέσος όρος ποσοστού βλάβης ανά κλάση % Γενικός μέσος όρος ποσοστού βλάβης % Μήκος (m) Τεμάχια (αριθμός) Συντεταγμένες Α Β Γ Ι/13, Ι/20, 1/ Ι/17, Ι/19, Ι/ Ι/16, Ι/11, Ι/ Σύνολο

152 18,0% 16,0% 16,0% 14,0% 12,0% Ποσοτό βλάβης % 10,0% 8,0% 8,0% 9,0% 7,0% A class B class C class Total 6,0% 5,0% 4,0% 3,0% 4,0% 4,0% 3,0% 4,0% 2,0% 1,0% 2,0% 0,0% 3 m 4 m 5 m Μήκος κορμών Εικόνα 128. Ποσοστό βλάβης ιστάμενων δέντρων κατά κλάση ανάλογα με το μήκος των μετατοπιζόμενων κορμών στον τρακτερόδρομο 20,0% 19,0% 18,0% 16,0% 14,0% Ποσοστό % 12,0% 10,0% 8,0% 11,0% 12,0% 8,0% A class B class C class Total 6,0% 5,0% 5,0% 5,0% 6,0% 4,0% 4,0% 4,0% 3,0% 2,0% 2,0% 0,0% 3 m 4 m 5 m Μήκος κορμών Εικόνα 129. Ποσοστό βλάβης ιστάμενων κορμών κατά κλάση ανάλογα με το μήκος των μετατοπιζόμενων κορμών στην επιφάνεια προμετατόπισης 152

153 Στις Εικόνες 130, 131, 132, 133 και 134 φαίνονται οι ζημιές από τη μετατόπιση του ξύλου Εικόνα 130. Ξεφλούδισμα κορμού οξιάς από την κίνηση του ελκυστήρα στον τρακτερόδρομο Εικόνα 131 Ξεφλούδισμα κορμού οξιάς από την κίνηση του ελκυστήρα στον τρακτερόδρομο 153

154 Εικόνα 132. Ξεφλούδισμα κορμού οξιάς από την κίνηση του ελκυστήρα στους χώρους προμετατόπισης του ξύλου Εικόνα 133. Ξεφλούδισμα κορμού οξιάς από την κίνηση του ελκυστήρα στους χώρους προμετατόπισης του ξύλου 154

155 Εικόνα 134. Ξεφλούδισμα κορμού οξιάς από την κίνηση του ελκυστήρα στους χώρους προμετατόπισης του ξύλου Από τους Πίνακες 25 και 26 καθώς και από τις Εικόνες 128 και 129 φαίνεται ότι: Το ποσοστό βλάβης και στις τρεις κλάσεις ( Α, Β, Γ) από τη μετατόπιση στον τρακτερόδρομο είναι μικρότερο από το ποσοστό βλάβης στους χώρους προμετατόπισης. Το ποσοστό βλάβης εμφανίζεται να είναι αυξημένο στην κλάση Β και στις δύο περιπτώσεις των μετατοπίσεων (τρακτερόδρομοι, χώροι προμετατόπισης) 14% και 16% αντίστοιχα. Το μεγαλύτερο ποσοστό βλάβης εμφανίζεται να προκαλείται από τους κορμούς μήκους 5 μέτρων και στις 2 περιπτώσεις, 16% και 19% αντίστοιχα. 4. Υπολογισμός απόδοσης ισοπεδωτή γαιών (Grader) εξοπλισμένου με ηλεκτρονικό εξοπλισμό Από την επεξεργασία των στοιχείων της έρευνας για την απόδοση του ισοπεδωτή (Grader) στην Κατερίνη προέκυψαν οι Πίνακες 27, 28, 29 και 30 και οι Εικόνες 135, 136, 137 και