Vom 17. bis 21. Juli 2022 präsentieren die Forschenden Projektergebnisse auf der Interforst (Internationale Leitmesse für Forstwirtschaft und Forsttechnik, Messe München) am Stand der Fachagentur für Nachwachsende Rohstoffe (FNR).
Der Abschlussbericht des Projekts ist auf den Seiten des Kompetenz- und Informationszentrums Wald und Holz der Fachagentur für Nachwachsende Rohstoffe (FNR) eingestellt und kann dort abgerufen werden.
Folgende Arbeitspakete werden im Rahmen des Projektes Debarking Head II untersucht:
1) Entwicklung von Logistikketten für Nadelhölzer nach Harvesterentrindung, Erfassung der Mehr-/Minderleistung, Ermittlung der Gesamtkosten für die Systeme (Ernte, Rückung, Transport) 2) Wirtschaftlicher Vergleich von Harvesterentrindung im Bestand, mobiler Entrindung an der Waldstraße und stationärer Entrindung im Werk des Holzabnehmers 3) Wirtschaftliche Auswirkungen auf die Holzlogistikkette und Potentiale in der Kraftstoffeinsparung durch Gewichtsreduktion 4) Akzeptanzanalysen bei den Abnehmern von entrindeten Stammabschnitten (Holzwerkstoff-, Zellstoff- und Sägeindustrie) und Abschätzung der Möglichkeiten der Vermarktung der neuen Sortimente 5) Bewertung der reduzierten Feinstaub- und Aschegehalte bei energetischer Nutzung von entrindetem Energieholz (Scheitholz und Hackschnitzel) 6) Abschätzung der Potentiale der neuen Arbeitsverfahren in der Borkenkäferbekämpfung und –prophylaxe in Fichtenbeständen durch gezielte Lagerung der Sortimente von nicht/befallenen Bäumen 7) Anlage von langfristigen Untersuchungen zur Zersetzungsgeschwindigkeit und -qualität der im Wald verbleibenden Rindenhäufen Nach Abschluss des Projekts soll jeder Beteiligte in der Wertschöpfungskette Holz somit die Entrindung als möglichen Prozessschritt für sich bewerten können, um auf eine Entscheidungsgrundlage für den Einsatz der Debarking Heads zurückgreifen zu können.
Die DH-Map ist eine vom Kuratorium für Waldarbeit und Forsttechnik e.V. (KWF) betriebene Webseite.
Bennemann, C.; Hauck, A.; Grünberger, J.; Heppelmann, J.; Wittkopf, S. (2022)
Abschlussbericht, 93 S.
Entwicklung und Bewertung von Logistikketten beim Einsatz von entrindenden Harvesterfällköpfen (Debarking Heads II)
Bennemann, C.; Hauck, A.; Heppelmann, J.; Grünberger, J.; Wittkopf, S. (2020)
Holz-Zentralblatt 28, S. 519.
Entrindung bei der vollmechanisierten Holzernte. Debarking Heads leisten einen Beitrag zur insektizid-freien Borkenkäfer-Prävention
Bennemann, C.; Wittkopf, S.; Heppelmann, J.; Hauck, A. (2020)
Forst und Technik 7, S. 26-29.
Debarking Heads: Mit dem Harvester entrinden
Bennemann, C.; Heppelmann, J.; Wittkopf, S.; Hauck, A.; Grünberger, J.; Heinrich, B.; Seeling, U. (2020)
Bennemann, C.; Heppelmann, J.; Wittkopf, S.; Hauck, A.; Grünberger, J.; Heinrich, B....
LWF Aktuell, Ausgabe 125, April 2020, S. 44-46.
Die Weiterentwicklung von Debarking Heads, die in mitteleuropäischen Wäldern einsetzbar sind, wurde seit 2014 bis zur Praxistauglichkeit durchgeführt. Durch den Umbau konventioneller Aggregate ist eine Einbindung der Entrindung in den Holzernteprozess möglich. Beim Einsatz entrindender Harvesteraggregate steigen die Holzerntekosten im Vergleich zur Nutzung von konventionellen Aggregaten verfahrensbedingt leicht an, diese Erhöhung wird jedoch von den vielfältigen Vorteilen aufgewogen. Der Verbleib der Rinde im Bestand sorgt für den Erhalt der rindengebundenen Nährstoffe im Wald. Bei Borkenkäferkalamitäten entzieht die Entrindung den Insekten den Brutraum. Bei der derzeitigen Waldschutzsituation entspannt die sofortige Entrindung der Fichte den Absatzdruck der Holzvermarktung. Der Wegfall der Rinde führt eine Gewichts- und Volumenreduktion der Rundholzsortimente mit sich. Das Holz trocknet schneller ab, beim Transport wird bei gleichem Holzvolumen weniger Gewicht transportiert, die Kraftstoffeinsparungen kommen der Umwelt und »dem Geldbeutel« zu Gute. Die Verbrennung entrindeter Sortimente führt zu weniger Ascheanfall im Brennraum und zu geringeren Feinstaubemissionen.Debarking Heads
Heppelmann, J.; Labelle, E.; Wittkopf, S.; Seeling, U. (2019)
European Journal of Forest Research 138, S. 1067-1081.
Modern forestry is increasingly confronted with challenges that appear
with intensive forest management and the progression of the effects of
climate change. The forestry sector is able to react to the changing
conditions by adapting management plans, forest structure or planting
tree species with a higher stress resistance. However, during stand
management activities, silvicultural treatments and harvesting
operations can have an impact on the further development of the
remaining forest ecosystem. In Germany, the most widely used harvesting
system for thinning operations is a single-grip harvester used for
felling and processing trees followed by a forwarder for timber
extraction from the machine operating trails to roadside. In this
research project, debarking rollers and other modifications designed for
Eucalyptus harvesting heads were tested on conventional harvesting
heads for the first time to assess the possibility of adding debarking
to mechanized forest operations under Central European conditions. Seven
field tests with varying tree species, diameters and age classes, were
established within German state forests in Lower Saxony and in Bavaria.
These tests were repeated in both summer and winter seasons to evaluate
the influence of associated tree sap flows on debarking quality. Three
different harvesting heads were modified to assess the altered
mechanical characteristics and setups. To assess debarking ability
originating from head modifications, a photo-optical measurement system
developed within the scope of the project was used. The results
demonstrate that especially for summertime operations, simple
modifications to currently used harvesting heads are able to provide an
average debarking efficiency up to 90% depending on the modifications.
Another key finding is that a negatively affected sap flow, experienced
during wintertime operations, resulted in 46% lower debarking
efficiency, while spruce bark beetle infestations only resulted in a
wider spread of the variation. Additionally, the vertical position of
the log within the tree proved to have an influence on debarking
efficiency, resulting in 15% lower average debarking for butt logs and
9% for top logs as compared to middle logs. Since a debarking process
requires the stem to be fed through the harvesting head on multiple
occasions to remove bark, average harvesting productivity might be
reduced by approx. 10% compared to productivity measured with
conventional harvesting heads. Considering the results and the extent of
the modifications, the system proved to be a potential addition to
existing harvesting methods facing changing challenges in future
forestry.In-stand debarking with the use of modified harvesting heads: a potential solution for key challenges in European forestry
DOI: 10.1007/s10342-019-01225-y
Open Access
Peer Reviewed
Heppelmann, J.; Labelle, E.; Wittkopf, S. (2019)
Forests 10, 568 (7), S. 1-18.
Load safety is a critical component of successful logistic operations.
Different influencing factors can affect the necessity of intensive load
securing methods. The most dominant factor is the friction
characteristics of the intended cargo. A cargo with special requirements
on load safety is debarked roundwood. Due to modern forestry
challenges, larger amounts of debarked roundwood assortments are now
being produced within German forest operations. To assess the influence
of debarking onto the static and sliding frictions of Norway spruce,
pulling tests were performed and compared to barked assortments. Results
showed that a significant difference in both static and sliding
frictions exists between barked and debarked assortments within the
first seven days after harvesting. However, this significant difference
became less prominent after the logs continued to dry out and no
difference was detected after 21 days. Over the monitored period,
debarked assortments presented a 40%–45% faster drying rate than barked
assortments. This resulted in a calculated 11%–28% additional
transportable net load (m3) of debarked roundwood assortments
for long trailer systems. Hence, debarked roundwood can be treated
similarly to barked roundwood if stored long enough prior to road
transportation, while having the potential of increased savings within
the wood logistic chain.Static and Sliding Frictions of Roundwood Exposed to Different Levels of Processing and Their Impact on Transportation Logistics
DOI: 10.3390/f10070568
Open Access
Peer Reviewed
Heppelmann, J.; Labelle, E.; Seifert, T.; Seifert, S.; Wittkopf, S. (2019)
Remote Sensing 11, 1133 (9), S. 1-16.
Within a research project investigating the applicability and
performance of modified harvesting heads used during the debarking of
coniferous tree species, the actual debarking percentage of processed
logs needed to be evaluated. Therefore, a computer-based photo-optical
measurement system (Stemsurf) designed to assess the debarking
percentage recorded in the field was developed, tested under laboratory
conditions, and applied in live field operations. In total, 1720
processed logs of coniferous species from modified harvesting heads were
recorded and analyzed within Stemsurf. With a single log image as the
input, the overall debarking percentage was calculated by further
estimating the un-displayed part of the log surface by defining polygons
representing the differently debarked areas of the log surface. To
assess the precision and bias of the developed measurement system, 480
images were captured under laboratory conditions on an artificial log
with defined surface polygons. Within the laboratory test, the standard
deviation of average debarking percentages remained within a 4%
variation. A positive bias of 6.7% was caused by distortion and
perspective effects. This resulted in an average underestimation of 1.1%
for the summer debarking percentages gathered from field operations.
The software generally performed as anticipated through field and lab
testing and offered a suitable alternative of assessing stem debarking
percentage, a task that should increase in importance as more operations
are targeting debarked products.Development and Validation of a Photo-Based Measurement System to Calculate the Debarking Percentages of Processed Logs
DOI: 10.3390/rs11091133
Open Access
Peer Reviewed
Rescalli, R. (2020)
Wald und Holz (7), S. 16-19.
Mit dem Harvester gegen die Borkenkäfer
Hölling, D. (2020)
Waldwissen.net.
Die Rinde bleibt im Bestand
Parschau, J. (2019)
Forsttechnikteil Waldtec der Forstzeitung.at (10), S. 22-24.
Rinde runter!
Medienbeitrag, .; Heppelmann, J. (2019)
Video auf YouTube, eingestellt von top agrar Südplus, 29.09.2019.
Entrindender Harvesterkopf: Wunderwaffe gegen Borkenkäfer
Medienbeitrag, . (2019)
Beitrag in der BR-Sendung "Unser Land" vom 01.06.2019 (online bis 01.06.2023).
Holzernte mit Harvester - Hilft Entrinden gegen den Borkenkäfer?
FTI Forsttechnische Informationen, hrsg. vom Kuratorium für Waldarbeit und Forsttechnik e.V. 2019 (4), S. 14-15.
Debarking Head im Hunsrück - Vollmechanisierte Holzernte mit gleichzeitiger Entrindung
Medienbeitrag, . (2016)
Video auf YouTube, eingestellt von Kuratorium für Waldarbeit und Forsttechnik e.V., 13.10.2016.
Entrindende Harvesterköpfe: Nährstoffentzug bei der Holzernte minimieren
PhD student | Dr. rer. nat. Joachim Bernd Heppelmann |
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Research focus | Renewable raw materials |
Duration | - 2020-05-14 |
Scientific supervisor HSWT | Prof. Dr. Stefan Wittkopf |
Institutions |
Fakultät Wald und Forstwirtschaft Institut für Ökologie und Landschaft (IÖL) |
Scientific supervisor (extern) | Technische Universität München | Prof. Dr. Eric R. Labelle |
FKZ: 22012214