Hromadná laserová přejímka dříví, štěpky a biomasy

Lubomír Kolář

Přejímka dříví naráží nejen v ČR na problém smluvního vztahu mezi dodavatelem dříví či dřevní suroviny a odběratelem. Oba zúčastněné subjekty se snaží naplnit svoje požadavky na evidenci na vstupu i na výstupu. V mnoha případech dodavatel dříví požaduje a eviduje pouze objem, zatímco odběratel požaduje informaci o množství sušiny a celkový objem (včetně vody) ho nezajímá. I když je požadována z obou stran stejná evidence, vznikají významné disproporce mezi konsignovaným a přijatým množstvím vlivem odlišných způsobů měření dříví.

Alternativa klasickým systémům přejímek
V současné době neexistuje naprosto ideální způsob přejímání dřevní suroviny a s vyšší přesností lze očekávat vyšší časové a finanční nároky na přejímku. Jednou z alternativ přejímky, která vykazuje dostatečně vysokou přesnost měření a je časově nenáročná, je hromadná laserová přejímka.
Laserové měření bylo představeno na veletrhu Elmia 2009. Důvodem je aktuální situace přejímky dříví ve Švédsku (ale i v jiných zemích Evropy). V papírenském průmyslu zde reprezentuje vstupní surovina více než 50 % veškerých nákladů, v pilařském průmyslu dokonce 70 %. Z hlediska financí se do vývoje nových, přesnějších a vhodnějších způsobů přejímky de facto neinvestuje. Přitom většina vlákninového dříví je měřena manuálně pomocí měřící hole, kdy je měřena výška, délka a šířka hráně. U jednotlivých hrání je dále určen druh dřeviny, procento hniloby a množství nevhodného dříví, které je následně zatříděno do paliva. Pro průběžné ověření a kontrolu přepočtových koeficientů mezi rovnaným dřívím a objemem dříví bez kůry jsou pravidelně odebírány a testovány vzorky (v současnosti se vyvíjí nová metoda vzorkování a stanovení přepočtových koeficientů). Stanovení objemu dříví je požadováno ze strany dodavatele z důvodu evidence těžeb, zásoby porostu a nákladů na těžbu. Velice často potom následuje ATRO nebo LUTRO přejímka, která je naproti tomu požadována ze strany odběratele. Ta je však finančně a časově náročná. Tyto disproporce v evidenci podněcují zájem vyvinout systém, který zefektivní a zpřesní určování objemu.

Laserová přejímka
Hromadná laserová přejímka formou skenování celého nákladu se provádí již několik let v Chile, Brazílii a ostatních zemích Jižní Ameriky. Tento systém je založen na skenování povrchu hrání či sypaného materiálu, domodelování laserem nezachycených oblastí a výpočtem objemu s využitím biometrie a matematických algoritmů. Skenování celých odvozních souprav se provádí i na některých místech Finska a Švédska. Jedním z výrobců takového systému je chilský Woodtech, vyvíjející a vyrábějící tato zařízení ve variantě pro přejímku dříví a pro přejímku štěpky.

Ověření přesnosti
Pro ověření přesnosti, efektivity a možnosti využití Logmetru firmy Woodtech v evropských podmínkách byla v listopadu 2008 v Chile provedena studie pracovníky švédské univerzity SLU. V rámci studie byly eukalyptové vlákninové výřezy rozděleny do tří tloušťkových tříd a každá byla samostatně testována. Každý výřez byl měřen samostatně (jako výchozí hodnota) pásmem a průměrkou. Průměr byl měřen 10 cm od čela (u výřezů se zbytnělou patou byl tento měřen 50 cm od čela), ve středu výřezu a 10 cm od čepu. Objem výřezů byl vypočítán dvěma způsoby, a to podle středního průměru (Huberův vzorec) a podle průměru čela a čepu (švédský model).
Poté byly výřezy uloženy do hrání na odvozní soupravu a objem byl určen manuálním měřením hrání (viz výše; prostorové metry byly přepočteny na plnometry) a pomocí laserového skenovacího systému. Jednotlivé hráně byly zaměněny, přerovnány a změřeny opět stejným způsobem. (Pro určení přepočtových koeficientů byla užívána švédská norma zohledňující tloušťku výřezu, kvalitu urovnání, křivost, kvalitu odvětvení, podíl kůry aj.)
Při laserovém měření vůz projížděl nízkou konstantní rychlostí (do 20 km/hod) měřicím prostorem, kde je z boku a vrchu skenován skutečný povrch hrání a zařízení vygeneruje tisíce příčných řezů celého nákladu (150 tis. bodů/sek) a vytvoří 3D zobrazení. Pomocí algoritmů zobrazovacího zařízení jsou určeny hranice nákladu a „nepotřebné“ části (kola, klanice, plošiny) jsou eliminovány. Protože v Jižní Americe jsou odvozní soupravy zřídka vybaveny hydraulickými jeřáby, nebyly algoritmy pro eliminaci ramene jeřábu ještě v roce 2008 zcela dořešeny. Nyní je již eliminace ramene jeřábu pro Evropský trh vyřešena. Každý příčný řez nákladu je analyzován a neskenované oblasti nákladu jsou domodelovány s využitím biometrie. Posledním krokem laserového měření je výpočet objemu jak v prostorových metrech, tak i v plnometrech. Výpočet plnometrů je prováděn pomocí matematických modelů, které jsou nastaveny pro specifické místo, kde je Logmeter instalován. Model může být průběžně aktualizován, čímž je zajištěna přesnost. Systém umožňuje rychlé měření a je schopen pracovat i bez obsluhy.
Denní kapacita zařízení až 960 odvozních souprav
Při porovnání výsledků měření objemů vůči vstupním hodnotám (pásmo a průměrka) bylo zjištěno, že při použití měření hrání v prostorových metrech s následným přepočtem pomocí koeficientů dochází průměrně k 5% chybě u všech tloušťkových tříd. Měření Logmetrem byla chyba výrazně přesnější. U nejnižší tloušťkové třídy bylo 1,3 %, u střední 2,4 % a u největších tloušťkových tříd 3,1 %. Vzájemná korelace měření laserem versus měření pásmem a průměrkou dosahovala 99,2 %, což dává laserovému měření dobré předpoklady být stabilní metodou, s dobrou opakovatelností a možností kalibrace. Stejnou míru přesnosti uvádí i výrobce na základě certifikátu vystaveným nezávislou auditorskou společností.
Nespornou výhodou tohoto systému je možnost skenování vlákninových výřezů, krácených výřezů, kmenů v celých délkách, ale i dezintegrovaného materiálu, jako je štěpka, piliny, kůra či další biomasa. V kombinaci s měřením hmotnosti, popřípadě s měřením vlhkosti, může tento systém splňovat požadavky nejen na kvalitu ale i rychlost měření. Právě rychlost je zde dominantní, protože zařízení je schopno kvantifikovat objem suroviny během 30–45 sekund a denní kapacita je odhadována na 960 odvozních souprav.

Autor: Ing. Lubomír Kolář, MBA
RMT s.r.o.
E-mail: Tato e-mailová adresa je chráněna před spamboty. Pro její zobrazení musíte mít povolen Javascript.
Foto: archiv Woodtech