리프팅 높이와
넘기는 힘
LIFTING HEIGHT & FELLING FORCE
펠링 컷의 리프팅 높이
만들어진 펠링 컷 틈으로 쐐기가 밀고 들어갔을 때 벌채 대상이 쐐기 높이만큼 올라가게 되는데 이를 '리프팅 높이'라 한다. 아래 표는 나무 직경에 따라 필요한 리프팅 높이를 보여준다. 표의 값은 북유럽 수종과 줄기 형태에 맞춰 적용되었으므로 정확한 수치가 아닌 지침(Guide)으로 사용한다. 이 자료를 활용하면 나무직경에 따라 벌채에 필요한 '쐐기(Wedges)' 개수를 알 수 있다.
*DBH(Diameter at breast height), 흉고직경(나무기부로부터 대략 1.3M 높이)
나무를 넘기는 힘(Tree felling force)
파괴층의 피봇(Pivot)까지의 거리를 곱하면 나무를 넘기는 힘(Felling force)이 발생한다. 아래 표는 나무를 넘기는 힘을 계산하고 변수가 많은 벌채 과정에 있어 올바른 도구 선택에 도움이 된다. 표가 제시하는 값은 위의 표와 마찬가지로 유럽 수종과 줄기 형태에 맞춰 적용되었으므로 정확한 수치가 아닌 지침(Guide)으로 사용한다.
제시된 수치는 '전문 임업 근로자'가 수세가 건강한 나무와 쾌청한 날씨에 의해 도출된 최댓값이다. 노치는 나무직경의 20%를 만들고 적절한 두께를 가진 파괴층을 만들었을 때 도출된 추정값이다. 여러분은 벌채 대상의 수관 상태, 나무줄기 기울기, 바람 그리고 눈이 쌓여있는 가지일 경우 무게를 계산하여 적절한 벌목 도구를 선택해야 한다. 아래 표는 스웨덴의 Dalarna 대학 산림 연구원 Tomas Gullberg이 제작했다.
표 사용법
(1) 캘리퍼스나 줄자를 이용해 흉고직경의 나무둘레를 측정한다. 측정된 값에 3.14를 나누어 수치를 구한다.
(2) X축은 흉고직경이다. X축을 벌채 대상이 가진 흉고직경에 맞추고 회색곡선에 맞춰질 때까지 올라간다.
(3) Y축은 나무를 넘기기 위해 필요한 힘이다. 회색곡선을 기점으로 Y축을 따라간다.
(4) Y축이 가리키는 값보다 큰 값을 낼 수 있는 벌목도구를 선택한다.
예시) 흉고직경 45cm, 뒤로 1m 기울어진 나무가 있다. 나무를 넘어뜨리기 위해 필요한 힘은 1400 daNm이다. 대형 브레이킹 바는 1200 daNm 보다 약간 더 큰 힘을 제공하므로 예시인 나무를 넘어뜨리기엔 힘이 부족하다. 대형 쐐기는 약 1500 daNm 힘이 가해지므로 예시인 나무를 넘어뜨리기엔 힘이 충분히 전달된다. 대형 쐐기 2개를 사용하면 대략 2600 daNm 힘을 전달할 수 있다.
리프팅 높이와 넘기는 힘에 따른 벌목 도구 선택
(1) 손으로 미는 힘
뒤로 기울어져있지 않고 직경이 작은 나무에만 적용할 수 있는 방법이다. 손으로 미는 힘은 제한된 전도력을 갖는다. 5M 막대를 이용하여 지상으로부터 더욱 높은 곳을 밀어낼 수 있으므로 더욱 큰 지렛대 힘을 이용할 수 있다. 나무를 밀어낼 수 있는 최대 높이는 상황에 따라 적합한 높이를 선정한다.
(2) 브레이킹 바
시중에 판매되는 브레이킹 바는 사이즈 별로 핸들 길이가 다르다. 제품에 따라 전달되는 힘이 다르다. 직경이 매우 두꺼운 나무나 뒤로 심하게 기울어진 나무를 상대할 때는 긴 핸들이 있는 제품을 사용하며 이때 과도한 힘이 전달되어 바가 부러지지 않도록 유의한다. 브레이킹 바가 가진 최대 리프팅 높이는 약 2cm이다.
(3) 벌목쐐기 ***
쐐기는 상대적으로 다른 보조도구에 비해 짧은 지렛대 거리를 제공한다. 나무 직경에 따라 적용되는 전도력이 달라진다. 어려운 벌채 난이도를 가진 나무를 상대할 경우 나무가 가진 둘레와 높이에 따라 여러 개의 쐐기가 필요하다. 쐐기가 나무줄기를 들어 올릴 수 있는 최대 리프팅 높이는 대략 3cm이다.
(4) 트리 잭(Tree jack)
만들어진 노치의 반대방향에서 나무줄기를 미는 장비다. 큰 전도력을 제공하므로 중간 크기를 가진 나무가 복합적으로 있는 대규모 벌목 작업에 적합하다. 트리 잭이 나무줄기를 밀어 들어 올릴 수 있는 최대 리프팅 높이는 제한이 없다.
(5) 윈치와 로프
의도한 방향으로 나무를 넘어뜨리기 위한 가장 안전한 방법이다. 대형목과 소형목 모두 적용할 수 있는 방법으로 로프가 묶인 나무 높이에 따라 전도력이 달라진다. 예를 들어 나무줄기 5m 높이에 로프를 묶어 윈치로 5000N의 힘으로 당긴다면 나무에 전달되는 전도력은 25,000 Nm이다. 지렛대 원리를 생각하여 벌채 대상의 적절한 높이에 로프를 고정해 당길 수 있도록 한다.
파괴층 강도에 영향 미치는 요인
까다로운 벌채 상황에선 파괴층에 전달되는 힘이 달라질 수 있다. 쐐기를 사용할 때 파괴층은 나뭇결과 나뭇결을 가로지르는 방향으로 힘을 받게 된다. 의도된 방향으로 나무를 제어하기 위해선 벌채 전체 과정에서 파괴층이 손상되지 않은 상태로 유지되어야 한다.
또한, 수종에 따라 섬유 길이가 다르다. 섬세한 작업을 하기 위해선 근로자는 수종이 가진 특성을 숙지하고 있어야 한다. 또한, 계절에 따라 목재 상태가 변한다는 점을 알고 있어야 한다. 예를 들어 겨울에 얼어붙은 목재는 탄성이 적고 쉽게 부러질 수 있으며 부후가 진행된 목재는 건강한 목재에 비해 약하다.
추신.
내용이 많이 어렵습니다. 그럼에도 불구하고 알아두면 좋은 이론입니다.
