C. R. SILVERSIDESC. R. SILVERSIDES es Director de la Woodlands Development, Abitubi Paper Company, Toronto, Ontario (Canadá).
El empleo de los tractores articulados de ruedas para la explotación forestal constituyó un fenómeno peculiar norteamericano. Fue el resultado final de una evolución relativamente breve que empezó a sentirse inmediatamente después de la segunda guerra mundial; este punto de partida lo constituyó la introducción de vehículos de ruedas en los bosques en sustitución de la fuerza animal y como máquina más adecuada y económica que los tractores de orugas. La rueda no forma parte de la naturaleza y, después de su invención por el hombre, en realidad sólo se utilizó con éxito en conjunción con senderos y caminos. La satisfactoria aplicación de la rueda en los bosques fue únicamente posible merced a las novedades introducidas durante la guerra, e inmediatamente después de ésta en la construcción de máquinas y neumáticos.
CUADRO 1. - Comparación de los tiempos de desplazamiento entre los vehículos de ruedas y los de orugas
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Vehículo |
Vacío/cargado |
Terreno |
Velocidad, metros/minuto |
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Mínima |
Media |
Máxima |
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Timberjack |
Vacío
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A campo traviesa |
28 |
53 |
78 |
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200 - 215 |
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Carretera principal de corta o |
50 |
105 |
172 |
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carretera principal de extracción |
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Tractores de orugas |
Vacíos |
A campo traviesa |
30 |
43 |
71 |
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Carretera principal de corta o |
42 |
55 |
87 |
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carretera principal de extracción |
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Timberjack |
Cargado
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A campo traviesa |
26 |
48 |
76 |
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200 - 215 |
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Carretera principal de corta o |
45 |
75 |
137 |
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carretera principal de extracción |
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Tractores de orugas |
Cargados |
A campo traviesa |
32 |
47 |
66 |
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Carretera principal de corta o |
38 |
52 |
75 |
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carretera principal de extracción |
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FUENTE Skogsarbeten (1).
Los caballos se han utilizado profusamente para el deslizamiento y arrastre de madera, pero, al ir disminuyendo su número, fue preciso sustituir este tipo de fuerza motriz. Los tractores de orugas se aplicaron con éxito, pero presentaron algunas limitaciones en cuanto a velocidad y economía.
En Europa, donde las operaciones forestales se han integrado en gran medida con las agrícolas, los tractores agrícolas de ruedas se han utilizado con bastante éxito para la explotación forestal durante muchos años. En Norteamérica esta integración no existía; las máquinas construidas y vendidas para operaciones en campo abierto eran incapaces de soportar las duras condiciones de la explotación forestal. Además, por su construcción, no eran tan manejables y móviles come deseaba el forestal. Lo que realmente precisaba éste era sustituir los caballos, es decir, una máquina capaz de un alto esfuerzo de tracción, de gran movilidad en condiciones forestales y de funcionamiento económico.
Al comenzar a sustituir los animales por fuerza mecánica, las ruedas eran más prometedoras que las cadenas de orugas, aunque la preferencia entre ambas ha ocupado a muchos ingenieros y técnicos durante años. Si un vehículo de ruedas puede hacer el trabajo en cuestión, será preferible a uno de orugas por su menor costo inicial y también de funcionamiento y manutención. Asimismo, de ordinario, las velocidades y los tiempos de desplazamiento de los vehículos de ruedas son mucho más convenientes que en el caso de los de orugas. Véase, por ejemplo, el Cuadro 1 (1).1
1 La numeración corresponde a la bibliografía que figura al final de este artículo.
Cuando terreno excede de las posibilidades de los vehículos de ruedas, deberán utilizarse entonces tractores de orugas. Se ha establecido que con tractores 4 X 2 (cuatro ruedas, de las cuales sólo dos son motrices) la máxima capacidad de salvar obstáculos se obtiene con ruedas posteriores mucho mayores que las delanteras y con la carga distribuida en gran parte detrás (2). El rendimiento máximo de esta máquina no llega, sin embargo, a exceder del 75 por ciento del vehículo 4 X 4 de más bajo rendimiento. Con ruedas de igual tamaño delante y detrás, el rendimiento de los vehículos 4 X 2 es de menos del 33 por ciento del vehículo 4 X 4 normal de más bajo rendimiento. Atendiendo a ello, los vehículos 4 X 2 no deberán tenerse en cuenta en los trabajos a campo traviesa.
El rendimiento de un vehículo 4 X 4 viene casi exclusivamente determinado por (a) la relación entre la longitud de la batalla y el diámetro de las ruedas (S/D), y (b) la distribución de la carga. La Figura 1 ilustra el rendimiento relativo de una serie de máquinas salvando obstáculos.
Se esperaba que las orugas flexibles, como las instaladas en los vehículos utilizados en la segunda guerra mundial, tuvieran una amplia aplicación en la industria, lo que no se ha convertido en realidad hasta la fecha. Una razón de esto es que en un vehículo militar la carga es relativamente constante. Un tractor de explotación forestal de ordinario transporta o remolca una carga en una dirección. Las orugas de ordinario se tensan con el vehículo descargado y, cuando éste se carga, crece su tensión y se empeora el comportamiento de la máquina, ya que las pérdidas por rozamiento en las orugas crecen hasta un nivel inaceptable. Si las orugas se tensan con el vehículo cargado, hay el peligro de que se salgan de las ruedas motrices cuando esté descargado. Los nuevos tipos de orugas y suspensiones de orugas hacen esperar fundadamente que algunos de los factores apuntados puedan vencerse para obtener cadenas de orugas con sus peculiares ventajas y con casi todos sus inconvenientes eliminados.
FIGURA 1. - Rendimiento máximo ante obstáculos de vehículos mili tares de cuatro ruedas.
NOTA: La rueda posterior es el factor limitado en todos los casos:L/D = Batalla/diámetro de las ruedas
h/D = Altura del obstáculo/diámetro de las ruedas
Uo = Coeficiente de rozamiento
En la comparación entre máquinas de ruedas y de orugas entran en juego varios principios generales que pueden ser de interés y valor para el forestal:
a) La presión ejercida por un vehículo sobre el suelo guarda relación directa con la longitud de la superficie de contacto con el suelo y con el patinamiento. La Figura 2 muestra que la diferencia principal entre la rueda y la cadena se refiere a la longitud de su superficie de contacto (3). Al analizar el efecto de cada una, se considera que una oruga representa un segmento de una rueda de enorme diámetro. En igualdad de condiciones, la diferencia de empuje y patinamiento entre una rueda y una oruga obedece únicamente a la longitud de la zona de contacto con el suelo. Mientras mayor sea ésta, mayor será el empuje producido con menor deslizamiento. Por consiguiente, la eficiencia del desplazamiento de un neumático bajo y ancho será inferior a la de uno alto y relativamente estrecho y los vehículos deberán proyectarse sin olvidar este principio. Esto ilustra a la vez que un neumático no puede sustituir a una oruga en condiciones críticas de suelo, porque la zona de contacto con éste no puede ser tan larga como la de una oruga.b) En los suelos arenosos es donde los neumáticos encuentran su mejor aplicación. En estos suelos sin cohesión, que generalmente tienen una elevada capacidad de carga, un neumático de goma, que ejerce mayor presión por unidad de superficie que las cadenas de orugas, generará un elevado empuje. Esto explica por qué los neumáticos se utilizan en los desiertos donde predomina la arena seca.
c) En los suelos con cohesión, como las arcillas plásticas, el peso del tractor es una desventaja, ya que en ellos no es generador de empuje, siéndolo en cambio la superficie total de contacto y la baja presión por unidad de esta superficie. En estos suelos, las cadenas de orugas se comportan mejor que las ruedas.
FIGURA 2. - Comparación de la superficie de contacto de orugas y de ruedas.
NOTA: W = poso en lb (1 lb = 0,45 kg)P = presión sobre el suelo en lb/pulgada2 (1 pulgada2= 6,4 cm2) cuando b y L se dan en pulgadas
En ocasiones, la superficie de un suelo, por lo demás firme, se vuelve resbaladiza y los vehículos, en particular los de ruedas, no pueden ejercer la tracción suficiente para desplazarse (4). En estos casos puede producirse simplemente el patinamiento de las ruedas, sin que el vehículo se desplace ni penetre apreciablemente en el suelo. Muy pocos vehículos de orugas quedan gravemente dificultados por una superficie del suelo escurridiza. El efecto de esta última queda realzado cuando se asocia con pendientes, debido a la reducción de la carga normal sobre aquellas.
En cualquier discusión del transporte en todo terreno, los términos «movilidad» y «traficabilidad» con frecuencia se utilizan como sinónimos. Sin embargo no lo son, aunque pueden considerarse como mutuamente dependientes.
La movilidad de un vehículo puede definirse en función del tiempo que emplea para recorrer un camino determinado sin limitaciones, o quizá como su capacidad absoluta de atravesar un camino o un tipo de terreno determinados.
La traficabilidad de un suelo es su capacidad de soportar el tráfico de vehículos. Con frecuencia se expresa como el número de desplazamientos de un vehículo determinado por un mismo itinerario antes de que quede inmovilizado.
Se deduce de lo anterior que los suelos y los vehículos deben armonizarse minuciosamente para conseguir resultados óptimos. No existe una divisoria neta entre los vehículos de ruedas y los de orugas. En algunos suelos difíciles, los mejores vehículos de ruedas darán un rendimiento superior a los peores de orugas. En modo inverso, los mejores vehículos de orugas pueden comportarse mejor que los peores de ruedas, desde todos los puntos de vista, en condiciones entre medianas y rigurosas. En resumen:
a) Las máquinas de ruedas tienen mayor velocidad y movilidad que los vehículos de orugas. El mejor rendimiento de estos últimos se obtiene con velocidades de hasta 3 m.p.h. (1 milla = 1,6 km), mientras que las máquinas de ruedas son efectivas en el intervalo de 2 a 7 m.p.h.b) A las velocidades de trabajo de los tractores de orugas, estas últimas con frecuencia desarrollan hasta 1,5 voces más esfuerzo de tracción que una máquina de ruedas del mismo peso.
c) El costo de los trenes de rodaje constituye una parte apreciable del costo total de un vehículo: 8 a 10 por ciento para los neumáticos de goma y 20 a 25 por ciento para las cadenas de orugas.
d) En los suelos sin cohesión (arena), los neumáticos dan un dilatado servicio y son de bajo costo, mientras que las orugas se desgastan rápidamente; en terreno pedregoso, las ruedas se desgastan rápidamente, mientras que las orugas se conservan aceptablemente.
e) La duración relativa de los dos tipos de máquinas queda claramente ilustrada por la especificación del Ejército de los Estados Unidos, que fija la vida óptima de los vehículos de cadenas sólo en 6.400 km (4.000 millas), mientras que para los vehículos de ruedas esta cifra es de 32.000 km (20.000 millas).
f) De los ensayos hechos por el Cuerpo de Ingenieros de los Estados Unidos pueden deducirse las siguientes características de un buen vehículo de ruedas para todo terreno (5):
i) el diámetro de las ruedas debe ser lo mayor posible;ii) la batalla debe ser lo más corta posible;
iii) no deberán existir voladizos delante ni detrás;
iv) la longitud total del vehículo debe ser lo más corta posible (un vehículo cuadrado - igual longitud que anchura - se acercaría al ideal);
v) la presión sobre el suelo debe ser lo más baja posible.
FIGURA 3. - Vehículo forestal «Blue Ox» con propulsión en las cuatro ruedas.
Los primeros tractores de ruedas utilizados en la explotación forestal eran esencialmente camiones con propulsión en las cuatro ruedas. Estos robustos vehículos daban un rendimiento superior al de los tractores de tipo agrícola, pero no eran capaces todavía de comportarse en la forma exigida dentro de límites aceptables de costo y eficacia. Esta máquina se denominó Four Wheal Drive Blue Ox, nombre tomado de un ser mítico norteamericano notable por su fuerza de tiro (Figura 3). Se utilizó principalmente entre 1956 y 1960 y hoy existen pocas, o ninguna, de estas unidades en funcionamiento en los bosques. El punto débil de esta clase de máquinas lo constituía la adopción del tipo clásico de dirección Ackerman y la rigidez de su bastidor.
La necesidad de una unidad adecuada de ruedas que funcione en terrenos forestales fue reconocida por la Canadian Pulp & Paper Association, quedando establecido en 1954 un proyecto de mecanización en tierras forestales para proyectar y construir tal máquina. Esto culminó en 1955 en la construcción del vehículo Mark V Bonnard Hauler (Figura 4), que fue el primer tractor forestal articulado del este de Norteamérica. Este modelo fue vendido a la Clark Equipment Ltd., de Benton Harbor (Michigan), que lo construyó como modelo PL-75.
Otro hecho concurrente con el anterior fue el proyecto de Dwight Garrett, Eunemclaw (Wáshington). El resultado de este programa fue el vehículo denominado Tree Farmer, antecesor de las máquinas articuladas de arrastre Tree Farmer y Timberjack, que hoy se utilizan con gran éxito.
DIRECCIÓN POR BLOQUEO ALTERNADO
En los primeros vehículos de ruedas para empleo en el bosque se trató de sustituir las cadenas por ruedas en los tractores ordinarios de orugas. Los sistemas de dirección seguían siendo los mismos. La Figura 5 muestra que, cuando una unidad de este tipo vira en una curva, se crea una fuerza hacia adelante asociada con las ruedas externas, y otra hacia atrás o negativa asociada con las ruedas internas (5). En un sistema de freno regenerativo, la fuerza motriz se transfiere de la rueda interna principal, que se bloquea, a la rueda motriz externa, que se acelera. En el sistema no regenerativo, la oruga interna se frena y la fuerza en la rueda motriz debe ser absorbida por ese freno. Aunque resultaba posible girar en una breve distancia, el rozamiento era excesivo en los neumáticos cuando éstos se forzaban lateralmente, y los obstáculos, como piedras, cepas y árboles derribados por el viento, dificultaban grandemente su movimiento.
Al mismo tiempo que se trataba de convertir los vehículos de orugas en vehículos de ruedas, se aplicaba a los tractores el principio del arco integral, adoptado en toda modificación posterior. El arco integral estaba formado por un guíacabos situado encima del malacate y ligeramente detrás de éste, que permitía la elevación del extremo frontal de las trozas o árboles, separándolo del suelo, pero en forma que el efecto de esta carga se transfería al tren de rodaje para obtener la tracción deseada. Este principio no es nuevo, pero ha llegado a su punto máximo de perfeccionamiento en las máquinas de dirección articulada.
FIGURA 6. - Fuerzas que se crean al virar un tractor a baja velocidad. Las pechas verticales indican la resistencia del suelo al giro. Las gachas horizontales representan la fuerza de tracción aplicada a las orugas para realizar el giro. (Fuente: Hanning [5]).
SISTEMA ACKERMANN DE DIRECCIÓN
El sistema normal de dirección en vehículos automóviles, tal como el usado en los camiones, se llama sistema Ackermann. Se sirve de dos puntos de giro (uno en cada rueda frontal), lo que produce una batalla y una vía más constantes que la dirección articulada. Se han construido máquinas en que el sistema de dirección actúa sobre las cuatro ruedas, pero ni siquiera esto ha producido la movilidad de la dirección articulada. En un viraje, la anchura real del vehículo no es la medida de la distancia mínima posible entre obstáculos. Debido a la superficie total cubierta por un vehículo durante un viraje, la anchura del vehículo queda virtualmente incrementada, para dar una anchura efectiva algo mayor que la real. Esta anchura efectiva guarda relación directa con la longitud del vehículo e inversa con el radio de giro.
El secreto del proyecto satisfactorio de una nueva familia de tractores articulados estribó en su sistema de dirección, que permitía a la máquina una mayor flexibilidad de empleo, capacidad de girar en su propia longitud y una fuerza de tracción utilizable mayor que la desarrollada hasta entonces por ninguna máquina de ruedas.
FIGURA 6. - Vista en planta del cultivador Brown monohilera, 1916 (Deere and Co.).
DIRECCIÓN ARTICULADA
El sistema de dirección articulada de un vehículo (de orugas o de ruedas) está formado por dos unidades de un sistema de pivote único en la que este último no está situado encima del eje de ninguna de las unidades. En un vehículo articulado, la dirección se realiza torciéndolo alrededor de un centro de giro. Este principio no es nuevo, pues existía ya en 1916 y se aplicó en una máquina cultivadora monohilera fabricada por John Deere &; Company (Figura 6).
No ha sido posible establecer cuantitativamente por qué la dirección articulada tiene éxito donde falla la dirección ordinaria, pero los ensayos comparativos hechos muestran que los vehículos con dirección articulada son capaces de salir por sí mismos de surcos, pozas de barro y otros obstáculos. No se aprecia ningún aumento particular de fuerza de tracción en la barra con la dirección articulada respecto de las unidades ordinarias en tracción horizontal. El mérito del vehículo con dirección articulada parece estribar en su posibilidad de a culebrear» y cada vez que se hace virar el vehículo se obtiene un ligero desplazamiento hacia adelante. En esta maniobra es donde se nota que el esfuerzo neto de tracción o la fuerza de tiro en la barra quedan algo incrementados. Aquí se considera la fuerza de tracción en la barra como esfuerzo tractor desarrollado por un vehículo después de vencer la resistencia al movimiento (esfuerzo tractor neto). Dado que la fuerza de tracción en la barra queda al parecer aumentada (reducción de la resistencia al movimiento) durante la maniobra de viraje, puede llegarse a la conclusión de que hay algo peculiar a la dirección articulada que produce este incremento.
Se ha descubierto que, cuando se transita en caminos con rodadas, una máquina con dirección articulada puede sacar la parte frontal del surco y alcanzar el terreno adyacente, cosa que no puede hacerse con el sistema Ackermann de dirección (7).
Puede realizarse un cambio de dirección de 90° sin movimiento del vehículo hacia adelante. El emplazamiento del muñón de dirección en el centro del vehículo o cerca de éste conduce también a una coincidencia casi exacta de las vías de las ruedas frontales y posteriores.
Esto es muy importante para salvar obstáculos, y al mismo tiempo permite virar fácilmente el vehículo, ya sea en marcha adelante o hacia atrás, ya que las características de dirección del vehículo no cambian con el sentido del movimiento (8). Gracias a esta característica, es posible servirse de mandos dobles, que permiten al operario dirigir el vehículo hacia adelante o hacia atrás con igual facilidad, lo que reduce grandemente la necesidad de maniobras y giros en el bosque (Figura 7).
Uno de los factores observados en las pruebas con tractores de dirección articulada es que son considerablemente menos estables cuando giran cuesta arriba que las máquinas con dirección por bloqueo o en las cuatro ruedas.
Los tractores articulados de ruedas se utilizan en dos formas principales:
a) para transportar cargas de madera en la unidad posterior de la máquina (para el transporte);b) para arrastrar madera rolliza de gran longitud suspendida por su extremo frontal (para el arrastre).
FIGURA 8. - Transportador Koehring en funcionamiento.
FIGURA 9. - Transportador Packjack (Timberland Ellicott Ltd.).
EMPLEO PARA EL TRANSPORTE
Uno de los empleos originales del tractor articulado adoptado por la Canadian pulp and paper industry fue como transportador de rollizos cortos. La función de la máquina era dirigirse hasta una pila de madera en el bosque y elevarla y transportarla hasta una carretera o punto de descarga. Esta aplicación tuvo éxito, pero fue sustituida cuando aún se hallaba en su fase de evolución por una máquina dotada de un aguilón y gancho hidráulico que permitía la carga de pequeñas pilas o de rollizos sueltos. Se había descubierto que la capacidad productiva de la máquina original quedaba limitada por el tamaño de las pilas de madera preparadas en el bosque. No siempre era posible formar pilas que constituyeran cargas de volumen óptimo para el transportador. En el caso de la segunda máquina, era siempre posible extraer del bosque una carga de magnitud óptima.
Los transportadores han resultado muy satisfactorios en operaciones en que los rollizos son de corta longitud (8 pies) (2,4 m aproximadamente).
Hoy existe una diversidad de tractores articulados para el transporte. La unidad ilustrada en la Figura 8 fue el tipo original y hasta la fecha ha demostrado ser la más satisfactoria de las existentes. A continuación se enumeran algunos detalles de la misma.
FIGURA 10. - Transportador de madera para pasta Tree Farmer (Canadian Car, Fort William).
Esta unidad tiene una capacidad de 5,10 m3 (2 cuerdas). Su altura es de 335 cm (11 pies), su anchara de 275 cm (9 pies) y su longitud total con el aquilón en posición frontal de 760 cm (25 pies). Su batalla es de 320 cm (127 pulgadas) y el radio de giro de 580 cm (19 pies).
Especificaciones generales del transportador Koehring
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Peso bruto |
22.500 kg (50.000 lb) | |
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Neumáticos de alta flotación: diámetro |
197 cm (6 pies 6 pulgadas) | |
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Dimensiones totales: ancho |
310 cm (10 pies 2 pulgadas) | |
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largo |
716 cm (23 pies 6 pulgadas) |
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Distancia mínima al suelo |
69 cm (27 pulgadas) | |
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Dirección articulada en el centro del bastidor |
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Propulsión en las 4 ruedas |
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Trabadores del diferencial positivos |
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Faros. Cabina para todo tiempo |
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Ningún operario en tierra |
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Capacidad de transporte |
9,9 m3 (350 pies3) | |
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Carga útil media |
8,3 m3 (300 pies3) | |
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Capacidad del cargador |
1,4 m3 (50 pies3) | |
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Alcance del cargador |
4,26 m (14 pies) de altura con un radio de 3,04 m (10 pies) | |
Esta máquina particular está construida para admitir rollizos de 2,40 m (8 pies) de longitud. Con las ruedas de gran diámetro, la distancia al suelo de 69 cm (27 pulgadas) y el bastidor articulado, posee un alto grado de movilidad en una amplia variedad de terrenos difíciles o con nieve profunda.
Los requisitos generales que se han establecido para un tractor transportador eficiente son: elevada movilidad, eficiente sistema de carga y descarga, gran carga útil que justifique el transporte a largas distancias, posibilidad de trabajar las 24 horas del día durante todo el año y en todo tiempo. En las figuras 9, 10 y 11 se ilustran otras tres versiones de tractores transportadores que se siguen perfeccionando.
Se han hecho grandes esfuerzos para construir un transportador adecuado de madera en haces partiendo de los tractores de ruedas de bastidor rígido. En su mayor parte dieron malos resultados mecánicos debido a las fuerzas que obran sobre el tractor cuando éste transporta hasta 3 toneladas y se desplaza a campo traviesa.
El mismo procedimiento de transportar madera en haces se ha aplicado en fecha reciente con todo éxito a los vehículos articulados de ruedas. En este caso, debido a la articulación, la carga se lleva bien equilibrada en la mitad posterior del tractor y la máquina en su conjunto queda sujeta a poco esfuerzo. En Canadá esta técnica se denomina «packsacking» (literalmente, transporte de haces a la espalda) (Figura 12).
Este procedimiento de transportar madera de poca longitud desde el lugar de corta hasta la carretera sigue presentando el inconveniente de que sólo es posible para pilas previamente preparadas en el bosque.
Algunos modelos actuales de tractores poseen tanto el arco integral para el arrastre de trozas completas como la plataforma para el transporte de rollizos cortos en haces. Con ello los vehículos son más adaptables.
EMPLEO PARA EL ARRASTRE
Los tractores de ruedas con dirección articulada encuentran su aplicación más generalizada en los trabajos forestales como máquinas para el arrastre. Los árboles se apean y, según los casos, se desraman o no, y por medio de un cable corredizo ligero se unen a un cable principal fijo a un malacate mecánico situado en la parte posterior del tractor. Al enrollarse el cable principal, los árboles quedan reunidos, con su extremo frontal levantado del suelo, bajo el arco integral posterior.
El arrastre de árboles enteros no es todavía práctico, aunque se realiza al presente en escala experimental en algunos países.
El arrastre de trozas y de troncos sin el raberón ni las ramas se considera hoy en general como un método conveniente de extracción. En Norteamérica, los árboles se arrastran invariablemente con la coz hacia adelante, a la vez que en Escandinavia se hace con el raberón por delante. Cada procedimiento tiene sus ventajas e inconvenientes.
Arrastre con el raberón por delante
a) Es posible la corta direccional de los árboles, lo que facilita la fijación de la eslinga corrediza.b) Cuando se fija la eslinga corrediza, el raberón flexible y delgado puede moverse manualmente para facilitar la operación.
c) Por ser el raberón de pequeño diámetro, es posible unir varios troncos con una misma eslinga corrediza.
d) Pueden utilizarse eslingas corredizas más cortas.
e) En el apiladero, los raberones de los árboles son relativamente uniformes, pero las coces son irregulares. Esto puede tener un efecto retardador sobre la operación de troceo en tal lugar.
f) Los raberones de los árboles son flexibles, lo que puede conducir a una carga incorrecta del extremo posterior del tractor, descansando sobre el suelo la mayor parte del peso. Esto puede reducir el esfuerzo de tracción que la máquina es capaz de desarrollar.
Arrastre con la coz por delante
a) En su mayor parte los árboles se apean paralelos entre sí.b) Son necesarias eslingas corredizas más largas para llegar a la coz de los árboles, ya que éstas suelen ser demasiado pesadas para moverlas juntas a mano.
c) El arrastre de esta forma rara vez permite la fijación de más de un árbol por eslinga, a menos que los árboles sean pequeños.
d) El arrastre de trozas con las coces suspendidas por el malacate bajo el guíacabos del tractor transmite 1 a mayor parte de la carga a las ruedas posteriores de la máquina y permite un esfuerzo máximo de tracción.
e) Las coces de los troncos quedarán relativamente alineadas cuando la carga se deposita en el apiladero, lo que facilita el troceado en tal punto.
f) El arrastre de árboles enteros suspendidos por la coz en tiempo frío conduce frecuentemente a la eliminación por rotura de un gran número de ramas, lo que reduce la operación de desrame en el apiladero.
Esta plataforma mantiene las trozas separadas del suelo cuando se cortan transversalmente con sierras mecánicas. La hendidura entre los maderos escuadrados da la longitud de corte. Las otras aberturas son para permitir que los garfios del cargador del tractor entren bajo la carga.
Puede resultar interesante una breve descripción de una operación típica de arrastre. Suponiendo un equipo de cinco operarios, la distribución del trabajo sería:
Dos hombres para apear, desramar y desmochar los árboles
Un hombre para accionar el tractor de arrastre
Dos hombres para trocear los troncos en el punto de descarga y apilar la madera.
El cuartel demarcado para la corta suele ser de forma rectangular y perpendicular al apiladero o carretera de extracción, de forma que los operarios actúan a lo largo de la cara más larga de la masa arbórea. El empleo de sierras mecánicas permite cortar los troncos casi a ras del suelo, por lo que raramente es necesario descuajar vías especiales de arrastre para el tractor. Al menos en Canadá, los árboles suelen apearse perpendicularmente a la dirección del arrastre. Esto permite fijar las eslingas corredizas en la coz de los troncos sin que interfieran los raberones. Los troncos ruedan lateralmente y hacia adelante cuando se halan con el malacate separándose de los raigales. Se ha observado que, si los raberones de los árboles se disponen en el suelo perpendicularmente a la dirección de desplazamiento del tractor de arrastre, este último puede transitar sobre ellos, contribuyendo a nivelar el terreno, sin que queden apresados en la carga, como ocurre cuando los troncos están dispuestos paralelamente a la dirección de arrastre. Lo normal para el tractorista es seguir un camino favorable desde el bosque, pero, si las condiciones del terreno son malas, puede convenir transitar por un sitio nuevo cada vez. Si las ramas y copas se arrojan en agujeros cuando las condiciones del terreno son favorables, los madereros pueden influir sobre la eficiencia del tractor.
El funcionamiento del tractor controla en gran medida toda la operación maderera, razón por la cual el operario debe ser gran conocedor de la máquina y tener criterio e iniciativa. Debe conocer las posibilidades del tractor en lo que se refiere a obstáculos, pendientes y maniobrabilidad. Deberá también saber cuándo ha de soltar la carga en el suelo, avanzar mientras larga el cable y situar después otra vez en posición la carga mediante el malacate. El mal uso puede destruir cualquier máquina y un buen operario es el que al final de cada jornada ha extraído un volumen máximo de madera con un mínimo de retrasos por razones mecánicas o de funcionamiento. Un rendimiento lento y uniforme es mucho más conveniente que otro rápido y desigual.
FIGURA 14. - Efecto del volumen por carga y de la distancia cubierta con ella sobre la productividad. (Las cifras se dan en pies y pies3: 1 pie = 30 cm; 1 pie3 = 0,028 m3)
FIGURA 15. - Efecto del volumen por carga y de la distancia cubierta con ella sobre la productividad. (Las cifras se dan en pies y pies3: 1 pie = 30 cm; 1 pie3 = 0,028 m3)
De ordinario, el tractorista fija las eslingas corredizas a los troncos que deben extraerse, aunque con frecuencia le ayuda uno de los leñadores. Si la remuneración está basada en una suma pagadera a todo el equipo por la producción del día, existirá mucha más cooperación entre los componentes del equipo encaminada a un rendimiento máximo. La fijación previa de eslingas en los árboles se ha intentado ampliamente, pero hasta la fecha no parece resultar económica. Esta operación consiste en fijar un juego suplementario de eslingas a los troncos cortados y preparados mientras el tractor transporta una carga al apiladero.
El troceo a la longitud exigida en el punto de descarga y el apilado de la madera son importantes y con frecuencia pueden constituir el punto débil de toda la operación. Existe la tendencia, al menos en Canadá, a dotar los tractores de arrastre con un cargador frontal o posterior para apilar las trozas mecánicamente. Los operarios de tierra deben seleccionar los troncos por su longitud, esto es, trozas de aserrío y madera para pasta, cortarlos con toda precisión a la longitud exigida y apilarlos debidamente para permitir su pesada y carga (Figura 13).
Los factores que, según se ha establecido, tienen el máximo efecto sobre la productividad son las dimensiones del árbol (importante por su decisiva influencia sobre el volumen de la carga), volumen de la carga y distancia cubierta con la misma. Estos extremos quedan bien ilustrados en las figuras 14 y 15 que, aunque sólo son indicativas, están basadas en amplios estudios realizados por el Pulp and Paper Research Institute del Canadá (10). Pudo observarse que la elevada velocidad de desplazamiento de los tractores de ruedas y la relativamente alta proporción del tiempo total dedicada a poner y quitar las eslingas corredizas en la carga significaba que la productividad quedaba sólo ligeramente afectada por la distancia (Figura 14). Se observó también que la productividad era sensible a la carga transportada. Las cargas deben ser superiores a 1,5 m3 (60 pies3). Se ha observado que, a una distancia constante, un incremento de 0,28 m3 (10 pies3) en el volumen de la carga haría aumentar la producción por hora efectiva de funcionamiento de la máquina en 0,34 a 0,64 m3 (12 a 23 pies3).
FIGURA 17. - Vehículo transportador de rollizas en angarillas (Canadian Car, Fort William, Ontario).
Por medio de largueros basculantes y angarillas de carga un tractor articulado puede utilizarse para una multitud de finalidades: transporte de madera, transporte de personas, taller móvil de reparaciones, transportador de combustible, etc. Las dimensiones se dan en pies (I pie = 30 cm).
La Figura 16 ilustra una nueva máquina que se espera se generalice rápidamente. Se trata del tractor sin eslingas. Por medio de un aguilón articulado hidráulico y de un gancho de arrastre, el operario deposita los troncos por la coz en la plataforma posterior de un tractor de ruedas. La plataforma afianza y mantiene en su lugar el extremo de los troncos por medios hidráulicos. Este tipo de máquina eliminará el empleo de cables y eslingas de arrastre y también La necesidad de que un operario permanezca en tierra para fijar las eslingas.
Todo parece indicar que los tractores de ruedas con dirección articulada se utilizarán en aplicaciones cada vez más numerosas en el bosque, aparte de transportar y arrastrar troncos. La Figura 17 ilustra varias posibilidades.
En el Apéndice se enumeran los coeficientes de rozamiento establecidos cuando se arrastran troncos enteros o trozas en diversas condiciones comúnmente reinantes en las operaciones forestales (11).
(1) Skogsarbeten. 1964. Ekonomic, No. 9, Estocolmo.
(2) RETTIG, GEORGE P. 1958. Obstacle performance of wheeled vehicles. Detroit, Michigan, OTAC, Research and Development Division, Land Locomotion Research Branch, Ordinance Corps. Report No. 29.
(3) BEKKER, M.G. 1965. A proposed system of physical and geometrical terrain values for the determination of vehicle performance and soil trafficability. Volume 2, Interservice Vehicle Mobility Symposium, Hoboken, N. J., Stevens Institute of Technology.
(4) U.S. DEPARTMENT OF THE ARMY. CORPS OF ENGINEERS. 1962 Operation Swamp Fox I: terrain and soil trafficability observations. Washington, D.C. Technical Report No. 3-609.
(5) HENNING, W.W. 1953. Steering of track-type vehicles. S.A.E. Transactions, 61.
(6) GRABAN, W.E. 1964. Terrain evaluation for mobility purposes. Journal of Terramechanics, 1 (2).
(7) HARRISON, W.L. et al, 1959. Mobility studies. Detroit Michigan, OTAC, Research and Engineering Directorate, Research Division, Land Locomotion Laboratory. Report No. RR-5.
(8) McCOLL, B.J. 1962. The Bonnard prehauling unit. Pulp and Paper Magazine of Canada, 50 (1).
(9) BELL, JAMES. 1965. Fundamentals of mechanical logging: the short wood system, engineering features. Montreal, Canadian Pulp & Paper Association, Woodlands Section. Index No. 2337 (B-1).
(10) BENNETT, W.D., WINER, H.I. & BARTHOLOMEW, A. 1965. Measurement of environmental factors and their effect on the productivity of tree-length logging with rubber-tired skidders. Montreal, Pulp and Paper Research Institute of Canada.
(11) BENNETT, W.D. 1962. Forces involved in skidding full tree and tree-length loads of pulpwood. Montreal, Canadian Pulp & Paper Association, Woodlands Section. Index No. 2162.
APÉNDICE
Coeficientes de rozamientos comparativos
|
Prueba No |
Composición de la carga por especies |
Descripción de la vereda1 |
Coeficientes de arrastre |
|
|
Tronco entero |
Troza |
|||
|
2 |
Mezclada2 |
Nieve compactada y endurecida |
,170 |
3,173 |
|
Sin obstáculos |
||||
|
3 |
Pino de Banks |
Limo graviscoso |
,626 |
,487 |
|
Picea blanca |
Humedad = 21% |
|||
|
Picea negra
|
Indice de penetración cónica = 32 |
|||
|
Cepas = 0,42% |
||||
|
4
|
Pino de Banks |
Arena limosa |
,541 |
,460 |
|
Picea negra |
Humedad = 19% |
|||
|
Indice de penetración cónica = 38 |
||||
|
Cepas = 0,45% |
||||
|
5
|
Picea negra
|
Materia orgánica (80%) |
,343 |
,279 |
|
- Tierra francolimosa (20 %) |
||||
|
Humedad = 69 % |
||||
|
Indice de penetración cónica = 29 |
||||
|
Cepas= no registradas |
||||
|
6
|
Picea blanca |
Suelo orgánico (89%) |
,452 |
,417 |
|
Abeto balsámico
|
- Tierra francolimosa (11%) |
|||
|
Humedad= 58% |
||||
|
Indico de penetración cónica = 43 |
||||
|
Cepas = 0,29% |
||||
|
8
|
Picea blanca |
Suelo orgánico - |
,506 |
,340 |
|
Picea negra
|
tierra franca |
|||
|
Humedad = 59 % |
||||
|
Indice de penetración cónica = 4 |
||||
|
Cepas = 1,0 % |
||||
|
8 |
Abeto balsámico |
- idem - |
4,757 |
,340 |
1 Descripción de la vereda:
Textura (por ejemplo, franco-graviscosa) se refiere al promedio de análisis de laboratorio de muestras de suelo superficial tomadas antes de cada desplazamiento y en cada zona (24 muestras para cada especie).
Humedad. El porcentaje de humedad es el promedio vara todas las muestras tomadas en cada vereda de extracción (24 muestras para cada especie).
Indice de penetración cónica. Este índice se midió antes de cada viaje (24 lecturas para cada especie),
Cepas. Se midió la superficie basal de cada cepa presente en la vereda, y el porcentaje de la superficie de la vereda cubierto por las cepas se calculó antes de iniciar los ensayos en cada zona.2 En todas las demás zonas, las distintas cargas estaban compuestas de una sola especie.
3 Unico caso en que las cargas de troncos enteros fueron al parecer más fáciles de arrastrar que las de trozas, aunque la diferencia no es significativa. Probablemente dos factores contribuyeron principalmente a esto: la vereda lisa y de suelo duro sin obstáculos y la dificultad de reunir troncos enteros sin perder muchas ramas (éstas eran muy frágiles debido al frío extremo dé hasta - 1 °C).
4 Unico dato del efecto de una especie. En realidad, obedece a arma combinación del fango saturado de la vereda formado por materia orgánica y limo, por arma parte, y la insólita abundancia de ramas y hojas del abeto balsámico por otra. No se observó efecto alguno de la especie en ninguna carga de trozas, esto es, el coeficiente de arrastre fue el mismo para todas las especies en cada una de las zonas.
Las características de los tractores mencionados en este articulo se incluirán en un Forestry Equipment Note, que puede solicitarse a la Sección de Equipo Forestal, FAO, Roma (Italia)
