Säätilaa hyödyntävät mallit kuitupuun mittaukseen

Sellu- ja paperitehtailla vastaanotettava kuitupuu mitataan valtaosin painomittauksella, joka tehokkuutensa ja toimintavarmuutensa vuoksi soveltuu hyvin suurten puumäärien mittaukseen. Kuitupuun painon muuntamisessa kiintotilavuudeksi käytetään tuoretiheyslukua, joka perustuu otantanippujen valintaan ja mittaamiseen. Laskenta on tähän saakka kuitenkin ollut tehdaskohtaista eikä yhtenäistä mallia ole ollut. 

Luke toteutti kaksivuotisen (2019–2021) T&K-projektin (PPP) yhteistyössä Metsäteho Oy:n, UPM Oyj:n, Metsä Groupin ja Stora Enso Oyj:n kanssa. Tavoitteena oli kehittää yhtenäinen toimintamalli tuoretiheyden määrittämiseen, parantaa mittaustarkkuutta sekä luoda yhteinen otanta ja otannanohjaus. Tuoretiheyden määrittämisessä haluttiin hyödyntää myös säähavaintoja.  

Tuoretiheyden ennustemallien laadinnassa käytettiin metsäyhtiöiden kanssa koottua aineistoa, jonka lähes 60 000 otantamittauserää kattoivat 17 eripuolilla Suomea sijaitsevan sellu- ja paperitehtaan mittaustiedot vuosilta 2013–2020. Otantamittausaineistoon yhdistettiin Ilmatieteenlaitoksen tuottama koko Suomen kattava sääaineisto. 

Aineistojen perusteella laadittiin tuoretiheyden ennustemallit, joilla voidaan määrittää kuitupuuerän laskennallinen tuoretiheyskerroin varastointiajan ja varastointipaikan säähavaintotietojen perusteella. Oleellisia tuoretiheyteen vaikuttavia tekijöitä ovat vuodenaika, varastointiajan pituus sekä säähavainnoista muun muassa varastointiajan keskilämpötila ja sademäärä. Ennustemallit ovat käytettävissä viidelle puutavaralajille: mänty-, koivu-, kuusi-, lahokuusi- ja haapakuitupuulle. Tuoretiheyden ennustemallit ovat kalibroitavia.  

Uudessa toimintamallissa tehtaalla vastaanotettavien kuitupuuerien tuoretiheydet määritetään eräkohtaisesti ennustemalleilla. Ennustemallien toimivuutta tarkastetaan ja kalibroidaan jatkuvasti otantamittausten perusteella. Kalibroinnin tavoitteena on korjata tuoretiheysmallien tuottamat ennusteet todenmukaiselle tasolla (mm. vuosien välinen vaihtelu).  

Otantamenetelmä on Luken kehittämä, ja otantaerien valinta ja otannan ohjaus toteutetaan yli tehdas- ja yhtiörajojen. Kysymyksessä on merkittävä muutos, sillä tällä hetkellä otanta ja otannan ohjaus ovat tehdaskohtaisia.

Puutavaran mittauslain mukaan Luken tehtävänä on antaa määräykset puutavaranmittaukseen liittyvistä muuntoluvuista ja funktioista. Tämä tutkimus johtikin siihen, että tuoretiheyden ennustemallit on virallistettu Luonnonvarakeskuksen määräyksellä (1/2021) ja käytettävissä puutavaranmittauksessa vuoden 2022 alusta. 

Tuoretiheyden ennustemallien käyttö operatiivisessa mittaustoiminnassa edellyttää laskentapalvelun rakentamista. Pulpwood Online (PWO) -laskentapalvelun rakentaminen käynnistettiin TietoEVRYn, Metsä Groupin, Stora Enson, UPM-Kymmenen, Metsätehon ja Luken yhteistyönä syksyllä 2021. PWO:n on tarkoitus olla testattuna ja käyttövalmiudessa vuoden 2023 alussa. Uuden toimintamallin käyttäjiä ja hyödyntäjiä tulevat olemaan paitsi kehittämisestä vastanneet suuret metsäyhtiöt, myös pk-sektorin toimijat ja yksityiset metsänomistajat.

“Kuitupuun sääperusteiset ennustemallit ovat erinomainen esimerkki siitä, miten hyviä tuloksia voidaan saada tutkimusorganisaation ja yritysten yhteistyöllä. Mallien monipuolisuus, käytettävyys ja tarkkuus ylittivät etukäteisodotukseni. Niiden avulla voidaan määrittää tilavuuden laskentaa varten todellisiin olosuhteisiin perustuva, mittauseräkohtainen tuoretiheys Suomen käytetyimmässä puutavaran mittausmenetelmässä, paino-otannassa,” toteaa laatu- ja muutosjohtaja Timo Saarentaus Metsä Groupista.