JEAN LE RAY
4. El desmonte
5. Movimento de tierras - Tractor nivelador
6. Compacción y máquinas compactadoras
7. Nivelado y niveladoras
8. Avenamiento y zanjas de desagüe
9. La manutención de las carreteras
10. Máquinas
Conclusión general
EL DESMONTE o desforestación constituye la primera fase de los trabajos de construcción de las carreteras forestales. Esta operación será tanto más complicada cuanto más variada sea la composición del bosque tropical (varias fases de vegetación y de árboles de diámetro variable). En general, este trabajo se efectúa en varias etapas, ya sea por medio de un tractor-bulldozer solo o por un bulldozer precedido de equipos de corta que eliminan al menos parcialmente el bosque. Consideraremos primero el empleo del bulldozer de potencia nominal 130 a 160 CV (tipo D7-HD 16-TD 15-CD 8, según las marcas) y señalaremos después los accesorios indispensables para estas máquinas, terminando por reseñar algunos accesorios especiales.
El replanteo del trazado en el terreno consiste en general en un sendero jalonado y desbrozado en una anchura de 2 m.; pero ocurre que el replanteo se traduce en el terreno en el desbrozado de una banda de 10 m. de anchura que pueda guiar al tractorista. En esta banda se cortan los bejucos, arbustos y latizales de hasta 10 cm. de diámetro. Esta banda corresponde de hecho a la anchura de explanación de la carretera proyectada.
La dotación de un tractor es generalmente de 3 hombres, el conductor y dos ayudantes. Estos últimos se ocupan del mantenimiento del tractor y de regular la cuchilla de empuje (angledozer o tiltdozer). Su misión principal es cortar los bejucos molestos para el tractorista, retirar la ramiza que se adhiere a la coraza protectora del radiador o alrededor de los rodillos, y sobre todo cortar las raíces que sobresalen del suelo y enlazar las cepas con el cable del malacate.
Dos métodos son posibles:
1. Apear con el hacha o la sierra mecánica todos los árboles pequeños o grandes a una altura de 1 a 2 m. por encima del suelo y descepar después con el bulldozer.2. Atacar directamente el bosque con el bulldozer, que se abre así un camino por entre la vegetación.
Primer método
El desmonte se efectúa en dos etapas: corta manual y extracción de residuos. La corta manual por medio de hachas o de sierras es un trabajo que puede considerarse como un malgaste de mano de obra. Conviene observar que corresponde casi siempre entre las poblaciones forestales a un trabajo tradicional estrechamente emparentado con las labores preparatorias a los cultivos de consumo tradicionales. En esta corta preliminar pueden extraerse todos los árboles o solamente los de diámetro superior a 50 cm., derribando los de diámetro comprendido entre 10 y 50 cm. por medio del bulldozer. En cualquier caso, se tratará de que los árboles caigan a ambas partes del eje del trazado hacia el exterior de la explanación. Las copas y troncos se despiezan para facilitar la saca posterior por medio del tractor. El equipo de corta se sirve de hachas y de sierras tronzadoras o bien de sierras de cadena.
La limpieza se efectúa con el bulldozer, que empuja fuera de la explanación los troncos y ramas previamente despiezados. Resulta más eficaz y más rápido operar en dos pasadas, una para cada mitad de la carretera: esto exige un menor número de maniobras y evita que el tractor pueda trabarse con los troncos derribados. El tractor actúa por empuje con la cuchilla frontal o por tracción mediante el torno de arrastre, en el caso de troncos gruesos.
Segundo método
Algunos jefes de obras estiman que el tractor puede encargarse de todas las operaciones de corta y limpia. El conductor actúa por golpes frontales de la cuchilla, distintos según se trate de limpieza o de derribo de los árboles. Este método exige por parte del tractorista una gran habilidad y un excelente conocimiento de las posibilidades de la máquina. Este método es ciertamente preferible cuando en el bosque que debe atravesarse hay pocos árboles gruesos. En este caso no hay distinción entre la corta y la extracción: ambas operaciones se reducen prácticamente a una sola.
La pericia del conductor determina el partido que se saca del tractor, sea cualquiera la potencia de éste. La experiencia muestra que si bien es fácil reclutar un tractorista, no lo es tanto encontrar uno de habilidad confirmada.
En el caso de matorrales o bosquetes el bulldozer avanza con la hoja de empuje a nivel del suelo, de forma que arrastre todo lo que encuentre. En esta pasada, la máquina derriba la vegetación y la empuja hacia adelante. En la segunda pasada, el bulldozer extrae las raíces del suelo y elimina la mayor parte de la tierra vegetal, dejando así el lugar listo para una eventual explanación. Estas operaciones se hacen en primera velocidad.
Para desarraigar los árboles medios de diámetro comprendido entre 20 y 40 cm. el tractor se aproxima con la cuchilla levantada lo más posible para derribar los troncos por empuje; tan pronto el árbol inicia su movimiento de caída el tractorista debe retroceder para dejar sitio a la cepa y raíces gruesas que se levantan. De esta forma, la caída no queda frenada. En un segundo movimiento hacia adelante el tractorista baja la cuchilla, la sitúa bajo las raíces y empuja la cepa, elevando un tanto la cuchilla para conseguir el total desarraigo. El tractorista cuidará de trabajar por empuje y no por impacto: un choque puede seccionar el tronco con tendencia de la copa a caer sobre el tractor. Si los árboles están mezclados a Un sotobosque esposo, es preferible eliminar primero éste para facilitar la visión y el derribo de los árboles de diámetro medio, que así no se enredan ya entre el matorral.
Para el descepado de árboles grandes se puede operar con el bulldozer únicamente o con ayuda de explosivos.
Trabajando con bulldozer, en el caso de árboles de diámetro de 40 a 50 cm., lo más económico suele ser desarraigar el árbol entero en lugar de derribar el árbol antes de desceparlo; con ello el poso de la copa facilita la caída después de seccionar las raíces. En términos generales, no debe tratarse de derribar estos árboles atacándolos directamente, como en el caso de los de diámetro medio. El mejor resultado se obtiene seccionando previamente las raíces laterales. A menos de que el árbol sea muy grueso, no es necesario seccionar las raíces correspondientes al lado de la caída. La sucesión de operaciones recomendadas es la siguiente (Figura 26):
(a) Situar la cuchilla en posición tiltdozer.(b) Excavar un hoyo delante del árbol para seccionar las raíces del lado opuesto a la caída.
(c) Abrir a izquierda y derecha hoyos de unos 50 cm. de profundidad.
(d) Construir una pequeña rampa al pie del árbol para atacar el tronco en el punto más alto posible con la cuchilla levantada.
(e) Proceder por empujes sucesivos (no por choques) hasta que oscile el árbol ya desequilibrado.
(f) Retroceder para evitar que al salir la cepa levante frontalmente el tractor.
FIGURA 26. - Modo de seccionar las raíces de árboles gruesos. A la izquierda: seccionar las raíces en el lado 1; en el centro: seccionar las raíces en los lados 2 y 3; a la derecha: construir una rampa en el lado 1 y empujar en el lado 4.
Se evitará a toda costa proceder por impacto, sobre todo en el caso de árboles de tronco grueso fuertemente arraigados. La madera es elástica y absorbe los choques sin obtener algún resultado apreciable. En cambio, los choques son peligrosos para la máquina que está construida esencialmente para el empuje o la tracción.
Cuando el árbol ha sido previamente apeado, el descepado consiste en seccionar las raíces de todos los lados y después en elevar y voltear el tocón con ayuda del malacate.
Empleo de explosivos. Una cepa gruesa de un árbol de diámetro de 0,8 a 1,50 m. previamente apeado es casi siempre un gran obstáculo. Su extracción puede exigir una o dos horas de trabajo intenso con el bulldozer. Por ello, en la medida de lo posible, es preferible elegir trazados que eviten estos obstáculos. Cuando el descepado no puede evitarse, el procedimiento más eficaz consiste en servirse de algunos kilos de explosivo disruptivo para descuajar la cepa del suelo y, eventualmente, dividirla en dos o más fragmentos.
La carga de explosivo ahueca el suelo, de forma que el cuello y las raíces gruesas quedan libres. Después de la explosión, las cepas suelen quedar más o menos divididas por una o varias fendas verticales. El efecto obtenido dependerá de los siguientes factores: naturaleza del suelo, diámetro y resistencia mecánica de la madera de la cepa y tipo de enraizamiento.
Mientras más fuerte sea la cohesión del suelo, más potente será la carga necesaria para una cepa dada. Las raíces superficiales y estoloniformes ofrecerán menor resistencia que las profundas y pivotantes. En la práctica se obtendrá el efecto deseado con las cargas correspondientes a los valores indicativos del Cuadro 5, dictados por la experiencia:
CUADRO 5. - NÚMERO Y PESO DE LAS CARGAS EXPLOSIVAS SEGÚN LAS DIMENSIONES DEL TRONCO DEL ÁRBOL
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Diámetro del tronco en la base |
Número de cargas |
Carga total |
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Centímetros |
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Kilogramos |
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60 |
2 ó 3 0,80 a 1 |
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80 |
2 ó 3 1,50 a 2 |
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100 |
3 ó 4 3,00 a 3,5 |
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20 |
3 ó 4 5,00 a 6,0 |
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En cada caso será necesario proceder por tanteo utilizando cargas crecientes para un suelo y una especie dados.
Las siguientes sugerencias son fáciles de seguir:
1. Se tratará de colocar todos los cartuchos a la misma profundidad, que es de unos 70 a 80 cm., lo que corresponde a la longitud del brazo.2. Con especies de raíz pivotante se tratará de perforar los alojamientos no verticalmente, sino al sesgo, para acercarse a la raíz principal.
3. Cuando la carga es suficiente para poderse dividir, se obtiene mejor resultado con dos cargas de 800 g. situadas a ambas partes de la cepa que con una carga de 1.500 g. situada en una sola perforación (Figura 27).
FIGURA 27. - A la izquierda: conviene dividir en dos las cargas; a la derecha: las cargas se sitúan bajo las cepas.
Después de la explosión y una vez liberada la cepa y, si es posible, hendida, se la podrá extraer a trozos por medio del malacate del tractor. Conviene tratar de quemarlas en el propio lugar. A tal efecto, se llena el hueco dejado por la cepa, que servirá de hogar. Si es posible, antes de encender el fuego, para el que se utiliza madera seca, se podrá rociar ésta con uno o dos litros de gasoil que faciliten la combustión. Mientras más rajada esté la cepa mejor arderá: cada hendidura actúa como chimenea y aspira aire que activa la combustión. Al cabo de una jornada sólo quedan de la cepa algunos muñones unidos a las raíces laterales, que podrán eliminarse fácilmente con el malacate del tractor.
Con un equipo formado por un polvorista, un bulldozer, un conductor y un colocador de eslingas, podrán extraerse, incluidas todas las operaciones, de 15 a 20 cepas gruesas por jornada de trabajo. Desde el punto de vista económico, teniendo en cuenta el precio de los explosivos y el costo horario de funcionamiento de un tractor grande de oruga, puede admitirse que la utilización sistemática de explosivos supone una economía de empleo de los tractores correspondiente a los dos tercios del tiempo que exigiría la extracción de estas mismas cepas con el bulldozer únicamente.
Los rendimientos que a voces se citan para el desmonte son en exceso variables por dos razones. Por una parte, la consistencia del bosque es muy diversa de un punto a otro: la abundancia de barrujo, la densidad de troncos por hectárea y el tipo de enraizamiento son otras tantas variables difíciles de determinar. Por otra parte, el desmonte es una operación que exige gran habilidad por parte del conductor. Daremos así una cifra que sólo es representativa de un orden de magnitud. En un bosque denso tropical de tipo cerrado con matorral abundante y pocos árboles grandes, el desmonte con bulldozer en una anchura total media de 10 m. se efectúa a un ritmo de 20 horas (tres jornadas de trabajo) por kilómetro.
Los tractores de orugas deberán dotarse fundamentalmente de un bulldozer y de un malacate forestal o malacate de tracción de un solo tambor. Convendrá siempre elegir tractores lo más potentes que sea posible para el descuaje. Por ello es deseable utilizar tractores de potencia nominal superior a 60 CV, pero en la práctica la preocupación constante de normalizar el material hará que se elija un mismo tractor para la forestación, la excavación y la extracción. La experiencia demuestra que los tractores de 130 a 150 CV son los más convenientes. Los de potencia superior sólo interesarán a empresas muy importantes con programas especiales de construcción de carreteras. Casi todos los trabajos de descuaje pueden ejecutarse con el tractor en posición bulldozer, esto es con la cuchilla frontal derecha, perpendicular al eje del tractor. La velocidad adoptada es siempre la primera marcha. Para los trabajos en el bosque, el tractor contará obligatoriamente con los accesorios siguientes (Figura 28):
(a) blindaje bajo el cárter,
(b) coraza protectora del radiador,
(c) ventilador impelente,
(d) cabina de protección,
(e) dispositivo hidráulico de elevación.
FIGURA 28. - Cabina de tractor. Para los trabajos forestales, es menester que los tractores dispongan de accesorios especiales.
La placa de blindaje protegerá los órganos inferiores del tractor (cárter, caja de velocidades y embrague principal) contra los choques y evitará que un trozo de madera que se eleve después del paso de la cuchilla pueda llegar a los órganos delicados. Esta placa debe ser lo más cerrada posible para que la protección sea eficaz.
La coraza protectora del radiador, que se sitúa delante de éste, separa las ramas o fragmentos de madera con arista aguda que podrían dañar gravemente el radiador. Suele estar formada por una chapa gruesa perforada y fija al bastidor a unos 15 cm. delante del radiador. Algunas corazas se montan con charuelas para facilitar la limpieza.
Casi todos los tractores presentan ventiladores que aspiran el aire desde el exterior hacia el radiador. En el bosque esto tiende a obturar los orificios de la placa protectora del radiador por obra de las hojas arrastradas por la corriente de aire. Por ello suele preferirse un ventilador impelente que expulse a través del radiador el aire caliente que rodea al motor. Esta disposición que impide la obturación de las aletas, es más agradable para el tractorista en el ambiente cálido, húmedo y mal ventilado de las zonas forestales.
Cabinas de protección
No deberá emplearse en el bosque ningún tractor de oruga que no vaya provisto de una cabina de protección de tipo reforzado (heavy duty) que ofrezca suficiente seguridad al conductor. Una buena cabina deberá proteger contra las ramas muertas o vivas que caigan sobre el techo, las ramas que choquen contra el tractor y la rotura del cable del malacate.
Las cabinas deberán tener propiedades resistentes contra los choques y a la vez flexibilidad para resistir una continua trepidación. Una cabina está formada esencialmente por:
(a) un tejadillo que proteja al conductor contra todo lo que puede caer desde arriba;(b) casi siempre cuatro montantes que sustentan el tejadillo y protegen contra las ramas laterales;
(c) dos largueros inclinados que unen el tejadillo a la parte delantera del tractor y que separan las ramas durante el descuajamiento hacia adelante;
(d) un enrejado de alambre grueso o de metal desplegado situado entre los dos montantes traseros para proteger la espalda y la nuca del conductor;
(e) eventualmente, una abertura en el tejadillo provista de un enrejado de metal desplegado para permitir la visión hacia arriba.
Para que resistan a los choques, los distintos elementos deben tener dimensiones suficientes: largeros de tubo de acero de 75 mm. y tejado de chapa de 7/10. El montaje debe ser algo flexible para absorber las trepidaciones continuas. El montaje se realiza con frecuencia por cazoletas y pasadores en la placa frontal de protección e inserción de los montantes en alojamientos fijos al tractor. Una forma genérica en arco o bóveda resiste mejor los choques y las vibraciones.
En los Estados Unidos se ha popularizado un sistema de montaje muy flexible y fácil de ejecutar en el terreno. Sobre las aletas del tractor se sueldan cuatro tubos verticales de 50 a 60 cm. de longitud, reforzados con escuadras; en estos tubos se insertan cables gruesos de 75 mm. de diámetro formando arcos. Los largueros delanteros, la chapa del techo y los arcos se unen mediante grapas para cables debidamente distribuidas. El conjunto es una feliz síntesis de flexibilidad y solidez.
La elevación de las cuchillas del bulldozer puede efectuarse con dos dispositivos diferentes: cables que se arrollan en un malacate especial, o dos husillos hidráulicos alimentados por una bomba. El dispositivo de mando del malacate o de la bomba se situará preferiblemente delante, de forma que la parte posterior del tractor quede libre para un malacate forestal que pueda funcionar con independencia del embrague principal cuando el tractor no está en movimiento. El mando por cable tiene la ventaja de permitir una carrera mayor (elevación de la cuchilla a mayor altura y descenso por debajo del plano de sustentación de las orugas). Por el contrario, el mando hidráulico permite distribuir parte del peso sobre el tractor y, en consecuencia, obtener una mejor penetración de la cuchilla en el suelo y sobre todo en las raíces. El mando hidráulico es más preciso, pero también más lento. Se va generalizando cada vez más a causa de la diversidad de operaciones que realiza un tractor nivelador.
Se ha visto que el tractor con hoja topadora y malacate es una máquina que puede efectuar todos los trabajos de descuaje. Sin embargo, se obtendrá un mejor rendimiento si el tractor va dotado de accesorios especiales.
Estos accesorios se montan casi siempre en lugar de la cuchilla frontal. Su instalación y desmontado suelen ser rápidos, lo que permite emplearlos únicamente en los trabajos para que han sido construidos. En realidad, su utilización para otros fines conduciría a una sensible baja en el rendimiento del tractor.
Examinaremos rápidamente estos accesorios, agrupándolos según el tipo de trabajo que realizan: (a) máquinas escarificadoras, (b) cuchillas rozadoras y arrancaraíces, (c) descuajadoras diversas.
Máquinas escarificadoras
Escarificadores de tracción o montados. Estas máquinas se utilizan para preparar el trabajo del bulldozer. Mullen los suelos demasiado compactos, destruyen las costras o capas superficiales duras, cortan y arrancan las raíces, etc. El trabajo posterior de los bulldozers, palas mecánicas u otras máquinas queda así facilitado. Existen escarificadores remolcados o montados, dientes escarificadores situados delante de la cuchilla y dientes escarificadores situados detrás de la cuchilla.
El escarificador de tipo desraizador (rooter) es la máquina típica de esta categoría. Puede ser de tracción o remolcado. En el primer caso, va provisto de ruedas que sustentan un bastidor portaherramientas de altura regulable mediante un sistema de cables. Si va montado en el tractor, los órganos de trabajo se adaptan a un bastidor fijo sobre el tractor capaz de ascenso y descenso (Figura 29).
FIGURA 29. - Actuación de los dientes escarificadores.
El escarificador montado parece a primera vista más eficaz que el de tracción, pero presenta el inconveniente de exigir mayor tiempo de montaje. Son muchos los constructores de escarificadores montados o de tracción, pero los modelos varían poco.
Los dientes escarificadores que se montan sobre la cuchilla de empuje tienen idéntica misión que el escarificador, pero son de construcción mucho más simple, puesto que la cuchilla y su bastidor le sirven de asiento. El modo de actuación es diferente: en el escarificador de tracción la barra de unión al tractor ejerce un esfuerzo dirigido ligeramente hacia arriba, con tendencia de los dientes a salir del suelo cuando la resistencia es excesiva; se mantienen clavados gracias a su perfil y al peso del escarificador. El tractor es libre de saltar o patinar cuando el esfuerzo es excesivo.
Por el contrario, el esfuerzo de presión ejercido por el tractor sobre los dientes fijos montados en el bulldozer se dirige hacia abajo y tiende a mantener los dientes clavados, sea cualquiera la resistencia del suelo, retenidos por el cable o los husillos. El tractor no puede así saltar, su adherencia es mayor y su potencia se utiliza al máximo (Figura 30).
FIGURA 30. Escarificador desraizador Esco.
Examinaremos a continuación los diversos modelos fabricados.
Dientes escarificadores situados delante de la cuchilla del bulldozer. Los dientes escarificadores están formados por un gancho robusto, regulable en profundidad y con punta de ataque intercambiable. El diente va sujeto en un alojamiento, fijo a su vez sobre la hoja mediante dos mordazas que lo afianzan a la parte superior e inferior de la misma, sin necesidad de abrir orificios. El montaje es fácil y rápido. Estos dientes actúan a la vez que la cuchilla del bulldozer. El suelo queda con ello mullido a medida que se avanza.
Pueden instalarse, según convenga, uno o dos dientes en la cuchilla. Para desmontarlos se recomienda clavarlos primero en el suelo, pues así quedan en posición de trabajo y listos para ser montados de nuevo sin ninguna otra operación. La característica común de todos estos dientes escarificadores es que pueden montarse rápidamente para un trabajo dado y desmontarse una vez terminado este trabajo. Pueden también regularse en profundidad.
«Back ripper» Preco. Su función es idéntica a la del aparato anterior y se monta también sobre el bulldozer, pero actúa cuando el tractor retrocede y utiliza así el tiempo muerto entre dos pasadas de cuchilla.
Este retroescarificador está constituido por cuatro dientes dirigidos hacia atrás y articulados. Cuando el tractor avanza los dientes se retiran automáticamente deslizándose por el suelo. En marcha atrás, se colocan por sí mismos en posición de trabajo y atacan el terreno. El tractor utiliza así alternativamente la cuchilla o el escarificador, sin maniobra especial alguna del conductor. Existen dos modelos de retroescarificador: uno se monta detrás de la cuchilla del bulldozer y el otro en el bastidor portacuchilla. En ambos casos existe un dispositivo para retirar los dientes cuando no se utilizan.
El «Back ripper» es de empleo cómodo y sería ventajoso utilizarlo con frecuencia: por trabajar durante el tiempo muerto del tractor no perturba absolutamente la marcha. En este tiempo de trabajo recuperado se efectúa una operación que facilita mucho el trabajo del bulldozer. Los estudios hechos por el ejército estadounidense muestran un aumento en el rendimiento del tractor que llega a 100 por ciento en condiciones difíciles. En condiciones medias o fáciles la producción puede aumentarse en un 30 por ciento. En muchos casos el «Back ripper» puede evitar el empleo de explosivos o de picos.
Cuchillas desbrozadoras
Estos accesorios son en realidad topadoras de forma especial provistas de dientes y construidas para el descuaje. La cuchilla rozadora es preferible a la topadora ordinaria, siempre que no se prevea el movimiento de tierras. El transporte de tierra que efectúa automáticamente la topadora exige un esfuerzo inútil que influye en modo sensible sobre el rendimiento del tractor. Así pues, será preferible la cuchilla rozadora, sobre todo porque algunos modelos tienen una capacidad muy superior a la de las topadoras ordinarias.
FIGURA 31. - Retroescarificador en marcha atrás (a la izquierda), en marcha adelante (centro) y con los dientes retirados detrás de la cuchilla (a la derecha).
La cuchilla rozadora (clearing dozer) se monta en el bastidor de la topadora ordinaria en lugar de la cuchilla. Según los constructores, adopta la forma de una cuchilla provista de dientes en su parte inferior o de un rastrillo grande de dientes amovibles fijos sobre dos largueros (root rake). Por medio de prolongaciones desmontables y flexibles montadas lateralmente encima de la cuchilla se aumenta la capacidad de ésta.
Desraizadoras y despedradoras Fleco. Ambas adoptan la forma de un enorme rastrillo formado por robustos dientes desmontables fijos en dos largueros transversales. El trabajo de ambos accesorios puede mejorarse utilizando los dispositivos siguientes:
(a) Guardas superiores (top guards), que son dientes dirigidos hacia arriba que se fijan sobre el larguero superior del bastidor portadientes. Aumentan la capacidad de producción y protegen el tractor.(b) Puntas rozaderas (wearing caps) o extremos desmontables de los dientes que se fijan mediante un simple perno en los dientes normales, evitando su desgaste.
(c) Zapatas (shoes) que igualmente son extremos de dientes desmontables, pero de forma particular para diferentes tipos de trabajo.
Otros accesorios de descuaje
Arrancacepas (stumper). Este accesorio está formado por un garfio de acero moldeado en una sola pieza que se fija sobre el bastidor en U de las topadoras orientables. El borde de ataque está formado por cuatro dientes recubiertos de acero de alta resistencia. Gracias a su poca anchura y a su forma cóncava, el arrancaraíces penetra fácilmente en el suelo. Además, ataca a las cepas en puntos bajos, a la vez que los dientes penetran profundamente en la madera. Toda la potencia del tractor se concentra en la poca anchura de los dientes, ejerciendo presiones muy altas. El tractorista, mientras mantiene el empuje, eleva el arrancacepas por medio de los husillos o del malacate. El movimiento extractor y basculante así conseguido permite arrancar las cepas en las mejores condiciones. El montado y desmontado de este accesorio es muy simple. Antes de desmontarlos se clavan sus órganos de trabajo en el suelo y se quitan después las mordazas que los unen al bastidor de la topadora, retrocediendo por último el tractor. El arrancacepas queda así en posición de trabajo y puede volverse a montar en pocos instantes y sin ninguna otra operación (Figura 32).
FIGURA 32. - Arrancacepas Fleco.
Cabria arrancacepas (pull stumper). Este accesorio se engancha en la barra porta-herramientas del tractor y está formado fundamentalmente por un gancho robusto de acero fijo sobre un bastidor que puede elevarse con el malacate. Penetra hasta 20 cm. en el suelo. Este accesorio puede utilizarse (Figura 33):
(a) para cortar las raíces alrededor de un árbol que deba derribarse con la topadora o de una cepa que deba extraerse;(b) para arrancar las propias cepas: los movimientos de tracción y balanceo provocados extraen fácilmente las cepas grandes.
FIGURA 33. - La cabria arrancacepas Fleco en funcionamiento.
Taladora (treedozer). Este accesorio sirve para derribar árboles. Está formado por dos piezas fundamentales: un sólido larguero elevado y una topadora en V. Ambos se accionan independientemente por cable y malacate de tambor doble.
En un matorral de altura media, la cuchilla en V penetra en la vegetación como la proa de un barco, cortándola y dejándola a ambos lados. El testero horizontal derriba los árboles.
Mientras el larguero se apoya lo más alto posible en el tronco del árbol, la punta de la cuchilla penetra en el tocón y lo eleva merced a la acción del torno de elevación. El trabajo de la máquina puede ser rápido.
Gyrodozer 7 G Caterpillar. Este accesorio se monta sobre tractores de oruga D 7. Está integrado por una cuchilla topadora recta (no del tipo inclinable) provista en su parte inferior de cuatro dientes gruesos. Los brazos oblicuos de empuje, roscados en casi todas las cuchillas, quedan aquí sustituidos por husillos (Figura 34). Estos husillos confieren a la pala:
(a) un movimiento de inclinación vertical importante: puede conseguirse una diferencia de altura hacia arriba o abajo de 45 cm. entre el centro y el extremo de la hoja (ángulo de 15° hacia arriba o abajo);(b) un movimiento basculante hacia adelante o atrás hasta un ángulo máximo de 16° 30'. Este balanceo se efectúa alrededor de las uniones de los brazos de empuje horizontal.
FIGURA 34. - En la mayoría de los modelos Gyro 7 G Caterpillar bulldozer los brazos laterales que se emplean normalmente para mantener la cuchilla en posición rígida se sustituyen con mecanismos hidráulicos.
La cuchilla va provista de cuatro dientes desmontables que actúan como cuñas y como escarificadores. Balanceando la cuchilla hacia atrás desplazan los tocones o las piedras grandes a la manera de una horquilla grande. En condiciones particularmente difíciles el Gyrodozer puede operar con uno solo de sus dientes, en el cual se aplica entonces toda la potencia del tractor.
Para accionar los husillos es necesario una bomba hidráulica situada al extremo del cigüeñal del motor. El dispositivo de elevación de la topadora debe aplicarse al centro de ésta atendiendo a las fuertes inclinaciones de la cuchilla. Esta elevación es por cable con malacate posterior.
Este bulldozer muy manejable, ya que todas las maniobras descritas se dirigen desde el asiento del conductor, se presta especialmente para trabajos de descepado y despedrado. Mejora el rendimiento del tractor en todas las operaciones de roza y usado como escarificador penetra en los suelos más duros.
Para el descuaje limitado exigido por la construcción de carreteras forestales, las máquinas más interesantes son las desraizadoras de tracción, los escarificadores y los arrancacepas.
El material utilizado para la construcción de carreteras es el usual en las obras públicas. El empleo de grandes máquinas ha reducido considerablemente el precio del movimiento de tierras que así, en la construcción de carreteras forestales, incide en grado mucho menor. El tractor-nivelador (angledozer) es, con mucho, la máquina más utilizada en estos trabajos. Se considera justamente que puede ejecutar la mayor parte de las operaciones.
Los tractores-niveladores de orugas se han generalizado en todo el mundo con posterioridad a la segunda guerra mundial. Su silueta es familiar en las obras y muchos tractoristas se han especializado en la conducción de estas máquinas.
Su empleo en la construcción de carreteras forestales difiere muy poco del propio de las obras públicas. Pueden, sin embargo, señalarse las diferencias siguientes:
1. En las carreteras forestales el tractor sólo puede utilizarse como unidad aislada, por lo cual su rendimiento es relativamente bajo respecto del observado en las obras públicas importantes.2. En una carretera forestal el movimiento de tierras es siempre muy limitado, pues ya se ha visto que no se trata de buscar el camino más corto; una carretera forestal que deba servir a varias parcelas puede presentar un trayecto largo, sobre todo cuando se trata de rodear accidentes del terreno con poca pendiente.
Se darán seguidamente algunas indicaciones acerca del empleo de los tractores en trabajos de:
(a) Desplazamiento de materiales
(b) Construcción de rellenos
(c) Construcción de trincheras
(d) Operaciones a media ladera
(e) Distribución de materiales y acabado.
Como ya se ha visto anteriormente, el movimiento de tierras debe empezar por una eliminación de la tierra vegetal o capa superficial del suelo que contiene los residuos vegetales. Esto se obtiene prácticamente durante la roza.
Esta es la operación más simple, a la que pueden referirse en último término los demás casos particulares. Los tractores niveladores se construyen fundamentalmente para transportar con rapidez grandes cantidades de materiales a cortas distancias (50 a 80 m.). Observemos de pasada que cuando el transporte debe hacerse a distancias mayores conviene utilizar otras máquinas. Según la distancia se emplean arrobaderas de tracción, arrobaderas automotrices, volquetes o camiones basculantes.
Según las circunstancias, podrá disponerse la cuchilla en tres posiciones principales: derecha (bulldozer), con inclinación horizontal (angledozer) o con inclinación vertical (tiltdozer).
La cuchilla se halla en posición derecha cuando es perpendicular al sentido de marcha del tractor; esta posición conviene para evacuar materiales. Se halla en posición angular horizontal cuando puede inclinarse con relación al sentido de marcha del tractor, de suerte que forme un ángulo de 25° a 30° respecto de la perpendicular al eje. En este caso son, pues, posibles tres posiciones: recta; con inclinación a la izquierda y con inclinación a la derecha. En estas dos últimas posiciones, la máquina podrá empujar y distribuir materiales a derecha o a izquierda; podrá también atacar un punto más resistente con las puntas delanteras. La cuchilla se halla en posición angular vertical cuando puede inclinarse en el plano vertical hasta unos 20° respecto de la horizontal, ya sea a derecha o a izquierda. En esta posición, la cuchilla presenta una punta más baja que otra para atacar un suelo más duro. En la actualidad, todos los tractores niveladores se construyen de suerte que la cuchilla pueda disponerse con inclinación horizontal o vertical (Figura 35).
FIGURA 35. - A la izquierda: cuchilla con inclinación vertical; centro: cuchilla recta; derecha: cuchilla con inclinación horizontal.
En las excavaciones, la maniobra fundamental se efectúa como sigue: el tractor se pone en marcha hacia adelante en primera velocidad; el operario hace bajar la cuchilla algunos centímetros; bajo el peso del tractor, la cuchilla penetra en el suelo y empuja los materiales que se acumulan ante ella hasta llenarse. El empuje de los materiales puede proseguirse en segunda marcha hasta el punto colector, en que pueden acumularse o extenderse levantando la cuchilla. Durante toda la maniobra, el conductor ejerce un riguroso control de la posición de la cuchilla, compensando su tendencia a elevarse (acumulación) o a descender (excavación) mediante una ligera corrección en sentido contrario a la posición de la cuchilla. Debe actuar por pequeñas maniobras rápidas. Un buen conductor efectuará una corrección permanente en modo instintivo y por movimientos reflejos.
Siempre que la configuración del terreno lo permita, las excavaciones se harán en descenso, de forma que la pendiente aumente la potencia del tractor. En descenso, el volumen de los materiales extraídos aumenta respecto del trabajo en llanura en más de un cinco por ciento por cada uno por ciento de pendiente; por ejemplo, un tractor-nivelador que descienda una pendiente del ocho por ciento conseguirá un rendimiento superior en un 30 a un 50 por ciento al obtenido en una operación en terreno horizontal.
En otro tiempo se utilizaba únicamente la vía estrecha (de 40 a 60 centímetros) con vagonetas de 300 litros llenadas a pala e impulsadas a mano a distancias que podían llegar a 200 m. El rendimiento, según la excavación, la distancia y la preparación de los operarios, variaba entre 1,5 y 3 m.³ por día y por hombre. Este método se ha abandonado por el número de operarios que exige. Presentaba, además, el inconveniente de no apisonar los materiales. Además, debe proscribirse la formación de un relleno por terraplenes sucesivos.
El tractor-nivelador permite un relleno por capas sucesivas de 30 a 40 cm. de espesor. Con ello, el tractor debe efectuar muchos recorridos, empujando frontalmente los materiales hasta el extremo del relleno. Al llegar al final del recorrido, el conductor levanta la cuchilla para formar un respaldo a lo largo de la línea de descarga. Este respaldo se empuja a cada pasada y evita que la máquina pueda volcarse por el terraplén en construcción. Estas pasadas en un suelo mullido conducen a un apreciable apisonado por el solo efecto del poso y de las vibraciones del tractor. Por lo tanto un relleno hecho según este método tendrá sólo un hundimiento mínimo.
En la práctica, un relleno de carretera puede ejecutarse de dos formas diferentes, según la topografía. Cuando el relleno es continuación de un desmonte, sobre todo al franquear una vaguada o preparar el acceso a un puente, conviene hacer el relleno longitudinalmente para utilizar los materiales de excavación. Es raro que en una carretera forestal deba abrirse una trinchera importante seguida de un relleno elevado, por lo cual casi nunca se justifica el empleo de una arrobadera. A voces, se tiende a efectuar transportes a distancias superiores a la más económica, pero el empleo del tractor solo, sin arrobadera, casi siempre es una simplificación conveniente.
En terreno poco accidentado el tractor debe actuar en los puntos bajos y subir los materiales a la plataforma de la carretera. La calzada debe construirse en ligero relleno por encima del nivel del terreno circundante para facilitar la evacuación de las aguas (Figura 36).
FIGURA 36. - Construcción de calzadas en llanura.
El tractor-nivelador puede abrir cunetas poco profundas a los lados de la calzada. Esta máquina es particularmente eficaz para los desagües laterales. Observaremos de pasada que los desagües entre las cunetas laterales y las vaguadas en que vierte sus aguas la zona cercana a la carretera deben abrirse en el momento mismo de ejecutar las excavaciones. Siempre que se aplace esta construcción hasta el final de las excavaciones su realización es incompleta u onerosa, sobre todo cuando se hace a mano para evitar el desplazamiento de un tractor-nivelador. Este trabajo de apertura de desagües puede realizarse en pasadas perpendiculares al eje de la cuneta con la cuchilla en posición derecha, o en pasadas por el eje de la cuneta con la cuchilla en posición inclinada horizontal.
Al estudiar el trazado de carreteras se ha visto que a veces éstas deben pasar por laderas. El perfil de la carretera será entonces mixto, con una parte en desmonte y otra en relleno. Los tramos de carretera a media ladera deben comenzarse lo más arriba que se pueda para aprovechar las ventajas del trabajo en descenso. La iniciación de los trabajos en los diversos puntos presenta siempre dificultades. Se tratará primeramente de crear una plataforma sensiblemente horizontal en la que pueda desplazarse el tractor. Según la inclinación de la madera, pueden seguirse dos métodos (Figura 37).
FIGURA 37. - Trabajos a media ladera: dirección (1) para pendientes escarpadas; dirección (2) para pendientes débiles.
Laderas escarpadas: Excavación desde arriba
El tractor, con la pala en posición recta, se sitúa sobre el terreno de cimentación de la carretera en posición de descenso, siguiendo la línea de mayor pendiente. Bajando la cuchilla al máximo, el conductor excava y aparta la tierra ladera abajo, de forma que se consiga una plataforma mixta, semi-desmonte, semi-relleno. La anchura de esta plataforma será al menos igual a la longitud de la cuchilla, esto es, 4 m. y una longitud de por lo menos igual a vez y media la del tractor, esto es, unos 10 m. Una vez conseguida esta plataforma se sitúa en ella la máquina para continuar el trabajo, siguiendo el perfil longitudinal de la carretera.
Débil pendiente: Trabajo desde abajo
El tractor se sitúa bajo el terreno de cimentación de la carretera en posición de subida. El conductor baja la cuchilla hasta el suelo y hace avanzar el tractor girando alrededor de una oruga. La cuchilla recorre una superficie horizontal y recoge más tierra de la parte superior que de la inferior de la zona de giro. Esta operación se repetirá hasta conseguir una plataforma de partida. Puede operarse con la cuchilla en posición recta, o mejor en posición inclinada horizontal.
Una vez conseguida una plataforma de partida de dimensiones suficientes (4 × 10 m. aproximadamente) puede continuarse el trabajo siguiendo el perfil longitudinal de la carretera, preferiblemente en descenso. El conductor perseguirá un perfil transversal con un ligero peralte para evitar la tendencia al deslizamiento hacia fuera y prever un margen para el asentamiento.
El tractor-nivelador puede distribuir los materiales acumulados en montones o hileras a lo largo de la carretera. Este trabajo sólo podrá encomendarse a un conductor de reconocida competencia. Se podrá obtener una superficie aceptable con la cuchilla en posición angular horizontal siempre que se empujen pocos materiales en segunda o tercera marcha hacia adelante. Puede conseguirse un buen resultado dando al final una pasada en marcha atrás con la cuchilla apoyada sobre el suelo para eliminar las pequeñas irregularidades. Se recomienda siempre acabar la jornada dejando una superficie externa regular, de forma que se evite el efecto nocivo de la erosión y de la imbibición profunda del suelo removido durante la compacción.
No es la mejor solución encomendar a un tractor-nivelador la distribución de los materiales después del nivelado y acabado; estos trabajos se suelen realizar con niveladoras semimontadas o automotrices.
El rendimiento de un tractor se expresa en metros cúbicos por hora y depende de varios factores: habilidad del conductor, naturaleza del terreno, humedad y estado de los materiales y organización de las obras.
A título indicativo se dan en el Cuadro 6 algunas cifras. Corresponderá al capataz de las obras interpretarlas y traducirlas en función de las condiciones locales.
CUADRO 6. - RENDIMIENTO DE LOS TRACTORES-NIVELADORES
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Potencia del tractor |
Transporte a 30 m. |
Transporte a 60 m. |
||
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Regreso a 4 Km./hora |
Regreso a 8 Km./hora |
Regreso a 4 Km./hora |
Regreso a 8 Km./hora |
|
|
150/180 |
95 |
175 |
50 |
60 |
|
100/125 |
80 |
150 |
45 |
50 |
|
75/85 |
60 |
105 |
35 |
40 |
El rendimiento con cuchilla inclinable es de un 15 a un 25 por ciento mayor que con cuchilla recta.
Durante las excavaciones se persigue la compacción al construir rellenos y carreteras de cimiento estabilizado, llamadas vulgarmente carreteras de tierra.
Se confiaba en otra época en la acción del tiempo y de las lluvias para conseguir un apisonado de los rellenos que permanecía muy sensible durante dos o tres años. Los rellenos se conseguían mediante terraplenes sucesivos (de capas no horizontales). En la actualidad, los materiales se distribuyen por delgadas capas en toda la longitud del relleno. Estas capas, de unos 20 cm. de espesor, se igualan con la topadora o la niveladora, consiguiéndose una compacción mecánica regular por el paso de las propias máquinas, y si es posible con varias pasadas de rastrillo apisonador.
En la realización de carreteras de tierra, las diferentes capas colocadas se apisonan por la acción sucesiva de las lluvias, de las máquinas excavadoras (tractores y camiones) y de máquinas especiales apisonadoras. El tráfico por los rellenos o la plataforma consigue ya una compacción apreciable. Los tractores de orugas, si bien ejercen sólo una ligera presión sobre el suelo (0,5 a 0,8 Kg./cm.²) transmiten vibraciones al mismo. Los camiones también son útiles, principalmente cuando circulan en toda la anchura de la plataforma, evitando pasos sucesivos por el mismo circuito. Estos efectos pueden sumarse a los de las máquinas especiales que se describirán a continuación: Rodillos de clavijas (pie de oveja), rodillos de neumáticos, rodillos compresores lisos, máquinas vibradoras.
Consiste fundamentalmente en un cilindro de chapa gruesa que presenta en su superficie externa clavijas en forma de tronco de cono o de pirámide de unos 20 cm. que ejercen una presión sobre el suelo variable según los casos entre 10 y 20 Kg./cm.². El efecto de estos rodillos puede compararse al del pisoteo de un rebaño de ovejas. Los cilindros son huecos, de forma que puedan lastrarse con arena o agua (Figura 38).
FIGURA 38. - Rodillo de clavijas Albaret con la placa portaclavijas (pies de oveja).
Estos rodillos se utilizan solos o en baterías de dos o tres. El primer caso será el que convenga en las obras forestales por evidentes razones de economía. La longitud de los cilindros varía entre 1,20 y 1,80 m., dimensión que corresponde a la altura útil de las pasadas. Los únicos rodillos que interesan en las obras forestales son los que lastrados pueden posar 3, 7 ó 10 toneladas.
El efecto de un rodillo de clavijas se ejerce de abajo arriba. En una capa de suelo de 20 a 25 cm. de espesor, las clavijas apisonan primero la parte inferior y después poco a poco las porciones medias. El rodillo acaba apoyado en la parte más alta de esta capa; la porción superior (de unos 5 cm. de espesor) queda sin compactar y sólo puede serlo con otras máquinas (rodillo de neumáticos o rodillo liso).
Los mejores resultados se obtienen en suelo homogéneo desagregado, que no contenga terrones y con humedad conveniente (15 a 20 por ciento del peso de la tierra seca). Los cilindros o tambores se utilizan solos, en parejas, en tándem, etc. El remolque suele hacerse con un tractor de oruga. Se opera por pasadas de gran longitud, con curvas de mucho radio y a la velocidad de 6 Km./h. o de 100 m./minuto.
La fuerza en el enganche necesaria para la tracción de estos rodillos, según la casa Caterpillar, es de unos 225 Kg. por tonelada bruta remolcada. Otros autores dan una potencia de 4 a 5 CV por tonelada remolcada. En condiciones óptimas de humedad serán necesarias unas diez pasadas para compactar una capa de 25 cm.
El rodillo con pies ajustables merece una mención especial. Este aparato presenta pies inclinables que pueden adoptar tres posiciones sucesivas, consiguiéndose una compacción profunda con una presión media teórica de 33 Kg./cm.², una compacción intermedia con 12,5 Kg./cm.² y una compacción superficial con sólo 4,5 Kg./cm.² La compacción de la capa es así uniforme hasta la superficie.
El rodillo de clavijas está particularmente indicado en los suelos arcillosos. No es una máquina del todo indispensable en la explotación forestal o construcción de carreteras, pero rendirá un buen servicio, sobre todo en rellenos voluminosos que deban utilizarse poco después de construidos.
Rodillo de neumáticos
Fundamentalmente, un rodillo de neumáticos está formado por una caja que puede recibir lastre, montada en uno o dos ejes con neumáticos de banda de rodadura lisa. Cuando es de dos ejes, cada uno lleva un número diferente de ruedas, por ejemplo, 3 y 4, ó 6 y 7, de forma que estén escalonadas y sus huellas se sobrepongan. Los modelos de tracción son los únicos que satisfacen las necesidades de las obras forestales (Figura 39). La anchura de estas máquinas es de 1,60 a 2,70 m., correspondiente a una anchura de compacción de 1,50 a 2,10 m. Su peso totalmente lastradas varía entre 8 y 11 toneladas. Estos rodillos pueden remolcarse con tractores agrícolas de neumáticos de potencia media. Se recurre a disposiciones y modalidades de suspensión diversas para realzar el efecto de las ruedas. En algunos modelos, las ruedas se montan pandeadas en el eje para obtener una rodadura oscilante que deja un trazado sinusoidal en el suelo. Se atribuye a esta disposición un cierto amasado del suelo, aunque es preferible utilizar sólo rodillos con ruedas rectas. El problema de una buena distribución de las cargas se resuelve por diversos dispositivos de las ruedas. Pueden montarse por pares en un eje oscilante, o bien, en otros tipos (Isodyne), por separado en un soporte oscilante unido al siguiente por un cable y solidario con el cajón mediante una polea. Esta suspensión compensada permite una distribución uniforme de la carga entre las ruedas y un acercamiento óptimo entre éstas que aumenta el efecto apisonador en profundidad. El peso lastrado de los rodillos apisonadores de neumáticos varía entre 8 y 15 toneladas. Al forestal constructor de carreteras interesa sólo la serie de rodillos de peso moderado; aunque a veces estas máquinas le son indispensables, su empleo es casi siempre limitado.
FIGURA 39. - Rodillo de neumáticos.
Para rodillos de tipo ordinario, la presión de inflado de los neumáticos varía entre 1,5 y 3,5 Kg./cm.², según el tipo y la naturaleza del suelo. La presión de estos rodillos sobre el suelo es ligeramente superior a la de inflado de los neumáticos. Los rodillos se remolcan a una velocidad baja comprendida entre 5 y 15 Km./h. La potencia necesaria a la tracción varía entre 7 CV por tonelada bruta para los rodillos ordinarios y 5 CV para los de suspensión compensada.
Los rodillos de neumáticos se adaptan bien a suelos sílico-arcillosos no plásticos, excepto los muy arcillosos y los arenosos. Actúan en una capa delgada de unos 10 cm. que puede apisonarse en dos a cuatro pasadas únicamente. La compacción con rodillo de clavijas debe completarse siempre con algunas pasadas del rodillo de neumáticos para apisonar los últimos 5 cm. de la capa superior.
Los cilindros apisonadores ordinarios de llanta metálica lisa ejercen una presión uniforme y pueden utilizarse para la compacción a falta de una máquina mejor. Actúan sobre el suelo de arriba abajo y sólo en una capa delgada de unos cuantos centímetros de espesor, tendiendo además a deformar y cortar las capas de terreno por las que circulan. En realidad, sólo interesan para apisonar materiales pedregosos, gravas o piedra machacada. Salvo en casos excepcionales, esto es, en presencia de piedras gruesas y a falta de rodillos de neumáticos, el rodillo apisonador liso no queda justificado en las obras forestales.
Consisten en cilindros ligeros de llanta lisa. Un motor especial comunica al conjunto de llantas vibraciones de frecuencia fija. Dado que estas máquinas sólo actúan sobre partículas de dimensiones correspondientes a las arenas, se prestan especialmente a la compacción de los suelos arenosos, sobre todo los que contienen pocas partículas finas. Presentan además la ventaja de una acción profunda (hasta 50 cm.).
En la práctica, estas máquinas no se emplean todavía en las obras forestales.
Citaremos de pasada los pisones automáticos utilizados para apisonar superficies reducidas como cimientos, patios, pisos de cobertizos o de talleres, o zonas de acceso a un puente.
Una vez hechas las excavaciones principales con el tractor-nivelador, esta máquina se sustituye por la niveladora para los trabajos de acabado y perfilado de la carretera y para abrir las cunetas. La niveladora es también una máquina casi indispensable para el mantenimiento de las carreteras forestales.
Examinaremos aquí la construcción de las niveladoras y su empleo en los trabajos de acabado. Las operaciones de mantenimiento se estudiarán en la sección 10.
El aspecto de esta máquina es familiar entre quienes visitan los lugares de construcción de carreteras. Esta máquina, ya sea de tipo remolcado o automotor, consta esencialmente de cuatro partes: un bastidor de chapa gruesa, con batalla ancha, para permitir el desplazamiento de la cuchilla; dispositivos de orientación que permiten a la cuchilla adoptar muchas y variadas posiciones, más o menos inclinadas respecto del eje de la máquina y de la horizontal; grupos de rodadura de dos o tres trenes de ruedas con neumáticos de baja presión; una cuchilla de acero u órgano de trabajo de 2,50 a 4 m. de longitud y de 40 a 60 cm. de altura, suspendida al bastidor por dispositivos de orientación.
En un principio, todas las niveladoras eran de tracción pero en la actualidad sólo se construyen de este tipo las máquinas pequeñas para trabajos agrícolas o de mantenimiento en las carreteras de tierra con escaso tráfico. La niveladora de tracción es más robusta, pero también menos precisa y más lenta que la niveladora autoimpulsada (Figura 40). Para su arrastre se necesita un tractor agrícola ordinario de 40 a 60 CV; suele admitirse que el peso del tractor debe ser el doble del peso de la niveladora. El tipo remolcado no es reversible. El conjunto tractor-niveladora no puede girar más que en lugares previstos para tal maniobra. Pese a sus inconvenientes, lentitud relativa, presencia de dos conductores y dificultad en el giro, la niveladora ligera de tracción poco costosa se presta a las necesidades de una concesión forestal con una red de carreteras poco extensa.
FIGURA 40. - Niveladora de tracción.
Las empresas de obras públicas prefieren actualmente las motoniveladoras de las que existen muchos tipos (Figura 41). Se distinguen por el número de ruedas posteriores, el de ruedas motrices, el número de marchas, las posibles orientaciones de la cuchilla, la potencia del motor, y los accesorios.
FIGURA 41. - Niveladora auto pro pulsada.
Pueden tener dos o cuatro ruedas traseras. Las de cuatro ruedas posteriores en tándem se consideran más robustas, menos susceptibles a las vibraciones y más precisas. Las de dos ruedas traseras son más manejables y giran en un radio menor. Algunas niveladoras de cuatro ruedas (dos traseras) tienen accionamiento en todas ellas: sus ventajas son adherencia total y facilidad de maniobra. Las ruedas delanteras pueden estar inclinadas en el eje para compensar el esfuerzo transversal ejercido por la cuchilla.
Estas máquinas suelen tener de 5 a 8 marchas hacia adelante, de 2 a 20 Km. por hora para el trabajo, y de 25 a 40 Km. por hora para el desplazamiento en vacío, y dos marchas atrás (2 a 5 Km. por hora). Algunas máquinas tienen el mismo número de marchas hacia adelante que hacia atrás, lo que facilita el trabajo: una niveladora irreversible debe actuar en un lugar de gran longitud (300 a 500 m.) para que las pérdidas de tiempo por cambio de dirección y ajuste de la cuchilla no sean demasiado sensibles.
La cuchilla puede adoptar posiciones más o menos descentradas por traslación, inclinación transversal o rotación: con una máquina reversible y una cuchilla de rotación total se puede trabajar lo mismo en marcha hacia adelante que hacia atrás. El mando de los dispositivos de orientación es de tipo mecánico con engranajes, ejes y articulaciones universales, o más frecuentemente de tipo hidráulico.
Cada vez es mayor el número de accesorios que ofrecen los constructores con las niveladoras y que aumentan las posibilidades de la máquina. Para trabajos en canteras puede montarse delante de la cuchilla un escarificador o subsolador. Es posible instalar una pequeña cuchilla topadora delante del eje anterior, mientras que un cangilón instalado detrás permite cargar los camiones basculantes.
La potencia de los motores, que casi siempre son diesel, oscila entre 40 y 200 CV. Las máquinas más potentes y de gran capacidad sólo interesan en las obras muy importantes. Para la mayor parte de los forestales bastan máquinas de potencia baja o media (40 a 70 CV), de costo moderado y aptas a sus necesidades.
Puede distinguirse entre trabajos de construcción y trabajos de manutención. Como ya se ha dicho, estos últimos se estudiarán en la sección 9.
Los trabajos de construcción consisten fundamentalmente en la nivelación de la carretera, formación de su perfil por desplazamiento transversal de los materiales, apertura de cunetas y distribución de materiales de mejoramiento.
Nivelación y perfilado
Una vez terminadas las excavaciones con el tractor nivelador, la plataforma de desmontes y rellenos presenta una superficie prácticamente llana o con una ligera pendiente hacia los lados. La regularidad de esta superficie desaparecería rápidamente bajo el efecto del tráfico rodado y del escurrimiento de las aguas de lluvia. Ya se vio anteriormente que el perfil transversal normal de la plataforma adopta forma de tejado con dos aleros que descienden en ligera pendiente hasta las cunetas.
La nivelación propiamente dicha consiste en igualar los montículos y rellenar los huecos con los materiales extraídos: si sobran materiales se depositan en forma de hilera lateral continua. Para obtener una superficie regular son necesarias dos o tres pasadas. En el primer pase se dispone la cuchilla de modo que forme un ángulo de unos 50° con el eje de la máquina. En el último pase la cuchilla se sitúa casi perpendicular al eje de la máquina. La modalidad de actuación es sensiblemente igual que si se tratara de la nivelación o distribución de materiales. El número de pasadas dependerá de la destreza del conductor.
Desplazamiento transversal de materiales
Para obtener un perfil dado podrá recurrirse a desplazar materiales dispuestos en hileras más o menos continuas. Estos materiales se desplazan en sentido transversal, desde los lados de la plataforma hacia el eje, para conseguir el bombeado definitivo. Durante este desplazamiento transversal se puede realizar una cierta mezcla de materiales diferentes en hileras paralelas o en capas superpuestas. Por ejemplo, al desplazar todos los materiales del lado derecho hacia el izquierdo se realiza el mezclado; desplazando después parte de los materiales mezclados desde el lado izquierdo hacia el derecho se distribuye la mezcla obtenido.
Apertura de cunetas
Cuando se trata de terrenos previamente desarbolados y descepados, o que sólo presenten escasos matorrales, sin raíces y sin grandes piedras, las cunetas laterales de las carreteras podrán abrirse con una niveladora de potencia media. Los materiales extraídos se lanzan hacia la plataforma y constituyen un pequeño relleno que facilita el posterior desagüe de la calzada. Para la apertura de cunetas, la cuchilla se orienta en un ángulo de 35° respecto del eje del desplazamiento y se inclina de forma que penetre en el suelo 10 ó 15 cm. al máximo. Las cunetas se abren así en varias pasadas sucesivas hasta conseguir el perfil característico en V de las cunetas abiertas con niveladora. Las pasadas de excavación se hacen en primera marcha a 2 Km. por hora y las de desplazamiento lateral de los materiales, en segunda velocidad a 4 Km. por hora; cuando el suelo está endurecido o presenta piedras, quizás sea indispensable un cavado ligero con ayuda de dientes escarificadores montados delante de la cuchilla. Si los andenes son grasos o si la cuneta es profunda convendrá remolcar la niveladora con un tractor o un camión para evitar el patinado.
Distribución de los materiales de mejoramiento
En la sección 2 se hizo la distinción entre suelo natural y capa de mejoramiento. Con frecuencia, esta capa está formada por grava sin clasificar extraída de yacimientos naturales y distribuida directamente sobre el suelo natural apisonado y nivelado. Los camiones basculantes encargados de este transporte depositan su carga en pequeños montones dispuestos regularmente en los andenes de la calzada. Este material sin clasificar con frecuencia es grava laterítica, con predominio de los fragmentos de menos de 40 mm. de diámetro. En algunos casos, se observa ante la cuchilla una separación selectiva de los materiales por grosor decreciente, perjudicial para la homogeneidad de la capa depositada. Los buenos conductores evitan esta separación selectiva adoptando las siguientes precauciones:
(a) evitar la distribución de materiales demasiado secos,
(b) inclinar la cuchilla lo menos posible respecto del eje de marcha,
(c) cargar al máximo la cuchilla con los materiales,
(d) evitar que bajo la cuchilla quede un espacio correspondiente al grosor de los materiales,
(e) evitar pasadas que dejen un espacio triangular en un extremo de la cuchilla,
(f) dar un mínimo de pasadas.
Observemos, por último, que conviene estabilizar estas capas de mejoramiento con algunas pasadas de rodillo de neumáticos, sobre todo cuando el espesor de la capa es de más de 10 a 15 cm.
En los párrafos precedentes se ha visto que el agua actuaba como agente principal de destrucción de las calzadas: resulta así indispensable reunir bajo un título común los datos prácticos relativos al avenamiento, esto es, a las zanjas de desagüe.
El papel de las cunetas consiste en recoger las aguas de escorrentía de la calzada y dirigirlas hacia arroyos o ríos, que son desagües naturales.
Pueden distinguirse varios tipos de zanjas de avenamiento, cada una con una finalidad concreta (Figura 42):
(a) zanjas laterales,
(b) desagües hacia vaguadas,
(c) zanjas de protección o de cresta,
(d) alcantarillas bajo la calzada.
FIGURA 42. - Red de zanjas.
Estas zanjas recogen las aguas de escorrentía procedentes de la plataforma. Se ha visto que la forma convexa de la calzada tenía como misión principal facilitar el escurrimiento rápido de las aguas hacia la cuneta.
Estas aguas no deben estancarse en las cunetas para evitar que penetren en el cimiento de la calzada y disminuyan inevitablemente su resistencia. Para conseguir esto, el fondo de las cunetas debe estar a un nivel netamente inferior al de los andenes.
Se ha visto en la sección 1 que para que las aguas lleguen a los desagües las cunetas deben tener una pendiente longitudinal superior a un mínimo, para evitar la sedimentación, pero inferior a un máximo para evitar la formación de cárcavas. En la práctica, la pendiente mínima está comprendida entre un 0,5 y un 1 por ciento, determinándose la máxima por la naturaleza del terreno natural, según que sea más o menos erosionable, aunque suele estar comprendida entre un 2 y un 4 por ciento.
En climas tropicales, las precipitaciones son con frecuencia violentas, por lo cual las cunetas deben presentar una salida que permita la evacuación inmediata de un volumen considerable de agua. En zona de bosque denso se recogen con frecuencia más de 100 mm. por día. En la práctica, se mantiene en las cunetas una sección casi constante, pero se multiplican los desagües que permitan la salida de las aguas hacia la parte externa de la explanación. Si no se prevé un número suficiente de desagües, existe el peligro de una formación rápida de cárcavas en las cunetas, hasta una profundidad considerable. En este caso, su fondo se situaría por debajo del nivel del terreno adyacente, dificultándose o haciéndose imposible el vaciado. Son de temer los desmoronamientos que podrían interesar a parte de los andenes o de la propia calzada (Figura 43).
FIGURA 43. - Erosión de zanjas. 1, 2 y 3 indican la erosión de zanjas de arista viva. En 3 la zanja está demasiado erosionada para desaguar en la alcantarilla. La flecha, indica el nivel primitivo de la alcantarilla.
Se ha visto anteriormente en qué forma pueden abrirse las cunetas con una niveladora. Cuando no es posible servirse de esta máquina, habrá que excavar las cunetas a mano, lo que es una operación engorrosa. Las cunetas deben abrirse lo antes posible, a más tardar al terminarse las excavaciones. Diferir su construcción es siempre una falta grave.
Su papel es llevar las aguas desde las cunetas hacia las vaguadas naturales, o simplemente hacia las laderas, desde donde llegarán naturalmente a las vaguadas por escorrentía.
Puede decirse desde ahora que raramente el número de estos desagües es suficiente para la adecuada evacuación de las aguas. Es evidente que su número debe ser tanto mayor cuanto más pronunciada es la pendiente longitudinal de la carretera. Su espaciado no puede determinarse por norma alguna. No hay inconveniente en que su número sea excesivo. La observación directa basta para determinar las necesidades reales; una rápida inspección después de los primeros tornados, al comenzar los trabajos de excavación y nivelación, permitirá decidir los trabajos complementarios que serán necesarios.
En este punto pueden hacerse dos observaciones. Se ven a veces desagües abundantes y poco espaciados a partir de la cuneta lateral, que desembocan en una pequeña fosa, a veces profunda, que puede contener de 100 a 200 litros. Para hacer esto, con frecuencia han sido necesarios muchos días de trabajo bajo la vigilancia del jefe de equipo. Por desgracia, es ineficaz; tal foso se llena en los primeros minutos de precipitación pluvial, cuya altura puede llegar a ser de 50 a 150 mm.
Para evitar en la medida de lo posible la acumulación de arena en un desagüe conviene darle una pendiente superior a la de la cuneta contigua y creciente desde ésta hasta la ladera o la vaguada. Cuando no se hace así, la corriente de agua aminora su velocidad al pasar de la cuneta al desagüe y deposita los materiales que arrastra: el desagüe se atasca y no puede ya cumplir su misión.
La construcción de desagües se efectúa al mismo tiempo que la de las zanjas. En terreno poco accidentado, cuando debe abrirse un desagüe artificial entre la carretera y la vaguada cercana, conviene siempre emplear el tractor nivelador utilizado en las excavaciones principales de la carretera cuando llega a la altura de estos desagües. Se ha visto en la sección 5 la forma de efectuar esta operación; el tractor nivelador presenta la ventaja de abrir desagües anchos, lo que facilitará su posterior manutención.
Cuando la carretera se construye en trinchera o en desmonte a media ladera, corta la dirección habitual de las aguas que escurren por tal ladera. Con frecuencia constituye el lugar de acumulación de estas aguas que pueden erosionar el terraplén de los desmontes.
Es con frecuencia fácil abrir por encima del desmonte una zanja que detenga las aguas y las conduzca a la vaguada cercana impidiendo que lleguen a la carretera. Estas zanjas de cresta se construyen en condiciones parecidas a las de las zanjas laterales. Su importancia depende de la inclinación de la ladera por encima de las mismas.
Se impone la precaución de establecer una distancia mínima desde la cresta del terraplén del desmonte para evitar infiltraciones peligrosas para la estabilidad del terraplén que tales zanjas protegen. Esta distancia mínima será al menos de 4 a 5 m.
Cuando una orilla de la carretera está formada por el terraplén de un desmonte, la cuneta lateral sólo podrá desaguar en una vaguada o hacia la parte baja de la ladera si las aguas atraviesan la carretera por medio de una canalización. Estas serán tanto más necesarias cuanto más peligrosas para la estabilidad de la calzada sean las aguas que no pueden evacuarse. Cuando no existen estas alcantarillas las aguas de lluvia pasan sobre la calzada, que actúa así de rebosadero, lo que conduce inevitablemente a una brecha en la carretera. Por otra parte, el agua que se estanca en la cuneta al fin del chaparrón contribuye a la imbibición del suelo y disminuye la resistencia de la carretera.
Cuando la carretera de explotación debe mantenerse en servicio más de un año es indispensable instalar una alcantarilla en cada punto inferior del perfil longitudinal. Esto será también indispensable a lo largo de una rampa serpenteante a media ladera, cuya suave pendiente puede conducir abundantes aguas a la cuneta del lado del desmonte.
Según la duración en servicio prevista para la carretera y según los medios con que cuente la explotación, estas canalizaciones se construirán con diversos materiales más o menos duraderos, como viejos árboles huecos, tablas de desecho de aserraderos cercanos, bidones metálicos viejos o tubos de cemento.
Cuando se dispone económicamente de tablas de desecho o de árboles huecos con una parte de madera de corazón duradera, puede procederse como sigue: en una zanja abierta en la carretera a la profundidad deseada se sitúan marcos de madera de 50 × 50 ó 60 × 60 cm. espaciados regularmente a 1,50 ó 2 m. Estos marcos sirven de soporte a las tablas de desecho dispuestas a su alrededor. Se rellenan después las zanjas con la tierra extraída. Estas canalizaciones garantizan un desagüe eficaz durante dos o tres años (Figura 44).
FIGURA 44. - Método satisfactorio de construir alcantarillas.
Los tubos de cemento, sobre todo los de hormigón sin armar, son económicos también para la realización de estos desagües. Se pueden construir en las proximidades del lugar de utilización con ayuda de moldes desmontables de palastro o de madera. Pueden ser construidos o instalados por obreros no especializados, a condición de que se observen las precauciones siguientes:
Los tubos de cemento deben recubrirse con una capa de al menos 60 cm. hasta el nivel de la calzada. Dado que conviene no emplear más que tubos de 60 cm. de diámetro para facilitar su manutención y limpieza, el fondo de la zanja deberá estar a 1,40 m. por debajo del nivel de la calzada. Los tubos se colocarán sobre un cimiento de hormigón magro bien nivelado. Sucede a veces que los operarios rellenan los lados del tubo con piedras por creer, erróneamente, que se consigue así mayor resistencia que la de un suelo bien apisonado. En este caso, el agua encuentra una vía a través de las piedras e impregna y erosiona el terreno. Una vez desguarnecido el tubo, se rompe bajo el efecto de las vibraciones del tráfico. El tapado de la zanja debe hacerse con el máximo cuidado, rellenando los costados con tierra homogénea regularmente apisonada.
Para construir tubos de cemento sobre el terreno se pueden emplear las siguientes cantidades de materiales:
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Tubos |
cemento: 1 saco o 50 Kg. o 42 l. |
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arena: 40 l. |
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grava: 55 l. |
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Cimientos |
cemento: 1 saco de 50 Kg. |
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arena: De 145 a 170 l., o sea de 0,14 a 0,16 m.³ |
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grava: De 250 a 270 l., o sea 0,25 m.³ |
En vez de dar instrucciones concretas para el espaciado de las alcantarillas es preferible recurrir a la experiencia, y esta indica que deben construirse alcantarillas dondequiera que sea posible la evacuación de agua. No hay que olvidar que en caso de tempestades la precipitación pluvial puede ser muy considerable.
Esto es parte de los trabajos encomendados a equipos especializados adscritos a cada tramo de la carretera (véase la sección 9). El objeto de estos trabajos es mantener permanentemente y a su máximo la capacidad de evacuación de las zanjas de drenaje (cunetas, desagües y alcantarillas).
La vegetación herbácea invade con más o menos rapidez estas zanjas y dificulta la circulación del agua. Sin embargo, esta vegetación debe regularse más que destruirse, ya que contribuye a impedir la formación de cárcavas en las zanjas. Los depósitos de arena y de cieno obstruyen las zanjas.
Con frecuencia, se cuidan sólo las cunetas laterales, sin que los desagües artificiales reciban igual atención. Estos últimos pueden estar invadidos por la vegetación y no servir a su fin. Se imponen su inspección y eventual limpieza por iguales razones que en el caso de las cunetas.
En resumen, el buen avenamiento de una carretera en suelo natural exige, ante todo, buen sentido y observación directa, más que difíciles conocimientos técnicos. Conviene llegar a una ponderación instintiva. La regla de oro debe ser: ni estancamiento ni cárcavas. Es preciso saber situar una zanja allí donde el agua se acumule o por donde fluya, de suerte que se la recoja, dirija y evacué sin peligro de erosión.
Se ha visto en la sección 2 que las carreteras de explotación forestal sufren una degradación tanto más grave cuanto más intenso es el tráfico. Se observa una tendencia general a utilizar camiones forestales de peso total cada vez mayor y a que estos vehículos circulen tanto en tiempo seco como en la estación de las lluvias. Así pues, los trabajos de mantenimiento corresponden a una necesidad cada vez más imperiosa. De la buena manutención de las carreteras dependerá la regularidad del transporte forestal.
Se examinarán brevemente las degradaciones observadas y después los medios con que pueden remediarse. En la sección anterior se examinaron ya los trabajos de mantenimiento en cuanto a zanjas de desagüe. Las líneas que siguen se referirán a los trabajos en la propia carretera.
En la práctica, los efectos observados son:
1. formación de una superficie ondulada,2. formación de carriles y repechos, apreciables sobre todo en las carreteras con tráfico en un solo sentido,
3. desprendimiento de la grava por el esfuerzo tangencial de las ruedas,
4. formación de cárcavas transversales o longitudinales,
5. arrastre de las partículas finas arcillosas por las aguas superficiales desde la calzada hacia los andenes y las cunetas.
En la sección 2 se vio que el objeto del perfil bombeado de la calzada es oponerse a las degradaciones o limitarlas. La manutención tiene por objetivo dos puntos: mantener un desagüe (véase la sección 8), y mantener o restablecer el perfil bombeado de la calzada.
La ondulación de la superficie
Es éste un fenómeno bien conocido de quienes circulan en zonas tropicales por carreteras de tierra natural. Cuando éstas se construyen en terreno laterítico o se mejoran con una capa superficial de gravisca o de grava laterítica, quedan sujetas a la formación de ondulaciones aunque el tráfico no sea intenso ni a velocidad alta.
Estas ondulaciones están formadas por un conjunto de estrías paralelas entre sí y sensiblemente perpendiculares al eje de la carretera. La separación entre dos crestas sucesivas suele ser de 60 a 70 cm. El desnivel entre una cresta y el fondo adyacente es de 4 a 5 cm. Para franquear las zonas onduladas y reducir las violentas sacudidas que sufren el vehículo y el conductor, hay que bajar a una velocidad mínima, a partir de la cual el desplazamiento del vehículo se efectúa sobre las crestas; la parte suspendida del vehículo (ruedas, ballestas y ejes) no tiene tiempo de seguir el perfil de las ondulaciones y bajar de una cresta hasta el hueco siguiente. La magnitud del desnivel crece con el número de pasadas, a la vez que las ruedas provocan una compacción de las partes salientes de las ondulaciones que poco a poco se endurecen.
Carriles y cárcavas
En las carreteras con tráfico en un solo sentido, las ruedas de los vehículos pasan casi siempre por el mismo lugar. Estas pasadas repetidas provocan en las bandas de rodadura una compacción mayor que en el resto de la superficie de la carretera y las ruedas de los vehículos tienden a salirse de la calzada y lanzar al exterior la grava. Estos dos efectos combinados provocan la formación de carriles en las bandas de rodadura, limitados por resaltes laterales. Ambas formaciones se oponen a la evacuación transversal del agua de lluvia hacia las cunetas; por el contrario, estas aguas quedan canalizadas y provocan en el eje de la carretera cárcavas peligrosas.
Con un perfil convexo y perfectamente regular, las aguas de lluvia quedan uniformemente evacuadas en forma laminar. La grava, las manchas de vegetación y los baches ligeros constituyen otros obstáculos que favorecen la retención de las aguas en serie de hilillos; estos últimos, forman cárvacas que se ahondan por erosión después de cada lluvia.
En temporada lluviosa cada precipitación provoca un lavado intenso de la calzada y de los andenes, arrastrando una cantidad variable de partículas finas (arcilla) de las capas superficiales. Estos elementos finos son el aglomerante y contribuyen a la cohesión de las capas apisonadas de la carretera.
En períodos secos la cohesión disminuye y estas partículas se transforman en polvo que las ruedas de los vehículos lanzan al exterior. Las operaciones ordinarias de manutención que impiden la dispersión de estas partículas tienen por objeto limitar pérdidas de materiales y hacer posible su nueva compacción por efecto del tráfico únicamente.
Remitiéndose a la experiencia, la única actitud hoy posible es contentarse con suprimir las estrías antes de que sean demasiado pronunciadas. Para esto, se procede a reperfilado ligero que restablezca la forma bombeada. Sea cualquiera la máquina utilizada para esta operación, es esencial cuidar de que en la calzada se repongan materiales en igual cantidad que los expulsados hacia los andenes por el tráfico y la erosión. Lo importante es restablecer el perfil de la carretera y no obtener uno nuevo retocando la calzada y dejando los materiales extraídos en una hilera externa a la plataforma. La solución óptima consiste en remediar las degradaciones tan pronto como se forman, antes de que lleguen a un desnivel perjudicial para el tráfico y de que se endurezcan.
Pueden adoptarse dos soluciones: igualar las estrías ya formadas y endurecidas por medio de una motoniveladora (máquina potente y muy costosa); o deshacer las estrías incipientes antes de que se endurezcan, utilizando una emparejadura de construcción local (máquina ligera y barata).
El empleo de la niveladora automotriz exige un conductor competente, de pericia reconocida, lo cual plantea un nuevo problema a veces difícil de resolver.
Las máquinas ligeras se utilizan después de una primera corrección del perfil efectuada durante la construcción o después de un nuevo perfilado general si es posible distribuyendo en la calzada grava o gravisca y procediendo a un apisonado poco antes de terminar la temporada lluviosa. La manutención con máquinas ligeras supone una cadencia de empleo muy regular.
Emparejadoras
Los técnicos han ideado diversos tipos de instrumentos de fácil construcción con los medios locales para luchar contra las ondulaciones de la carretera.
En el Sudán se ha ido gradualmente perfeccionando un aparato llamado Tolard No. 5 (Figura 45). En un bastidor de maderos se fijan cuchillas de niveladora inclinadas respecto del eje del instrumento. Sobre el bastidor se fija además un cajón de lastrado que se llena más o menos según el fin perseguido en cada tramo de la carretera. La inclinación de las cuchillas dirige los materiales sueltos hacia el eje de la calzada.
FIGURA 45. - Planta y vista lateral de la emparejadora Tolaro N° 5.
En todo el territorio de Ghana se utilizan desde 1951 las emparejadoras estudiadas por el Servicio de Obras Públicas. Estas máquinas se construyen con perfil laminado de recuperación de 30 a 35 cm. de altura cortado en longitudes de 3 m. Estos perfiles, que pesan de 270 a 310 Kg., se arrastran de forma que las alas eliminan las irregularidades de la calzada. Para aumentar el peso de la emparejadura hasta un total aproximado de 540 Kg. pueden situarse bloques de hormigón entre las alas (Figura 46).
FIGURA 46. - Diagrama de una emparejadora diseñada para que emplee como base raíles de ferrocarril reforzados con bloques de cemento colocados entre las vías.
Empleo de las emparejadoras
El empleo de las emparejadoras ha sido objeto de un detenido estudio en Ghana, donde se recomiendan las normas siguientes:
1. El lastrado con bloques de hormigón será el máximo en la primera pasada cuando se trata de nivelar las ondulaciones. En las pasadas siguientes, la emparejadura se utiliza deslastrada para evitar la aparición de nuevas estrías. Es siempre posible concentrar los bloques de hormigón en la parte externa de la máquina para conservar o incluso mejorar el bombeado de la calzada;2. Para corregir ondulaciones ya formadas, las cadenas o cables de tracción se regulan de suerte que el extremo externo de la emparejadora respecto del eje de la carretera preceda al extremo interno en una distancia igual a una ondulación y media (aproximadamente 1 m.). La emparejadura así sesgada ataca mejor las estrías, a la vez que los materiales sueltos se dirigen hacia el eje de la carretera. Para pasadas subsiguientes destinadas a una ligera manutención, el ángulo debe disminuirse hasta dejar la emparejadura perpendicular a la carretera.
3. Por supuesto, durante la temporada lluviosa sólo se operará varias horas después del final de cada lluvia para dejar que la calzada se seque y evitar la formación de barro.
Estas emparejadoras se desgastan con mayor o menor rapidez, según la naturaleza de las carreteras en que operan. Su duración útil, sea cualquiera el tipo, será de unos cuatro meses en las carreteras de laterita, lo que corresponde a una longitud recorrida de 3.000 a 5.000 Km. Al parecer, el desgaste es más rápido en las zonas arenosas con granos gruesos de cuarzo.
Estas emparejadoras deben arrastrarse con tractores agrícolas de 30 a 40 CV o, si no hay otro remedio, por camiones basculantes. La velocidad de avance dependerá del trabajo realmente efectuado y varía entre 6 Km. por hora para una primera pasada, y 10 Km. por hora para trabajos de manutención regular. Cuando se quiere conseguir un efecto más ligero, es preferible reducir la carga antes que aumentar la velocidad de desplazamiento.
La frecuencia de las pasadas dependerá de la estación, del tipo de suelo y de la intensidad del tráfico, ya que es sabido que las ondulaciones se forman tanto más rápidamente cuanto más intenso es el tráfico. Además, con un tráfico reducido es preferible obrar antes de que se endurezcan las ondulaciones, lo que sucede, como es sabido, al cabo de dos o tres semanas.
En casi todas las carreteras forestales, atendiendo a su escaso tráfico, basta con una pasada ligera cada semana o cada quince días para conseguir la manutención deseada. De todos modos, en la cadencia adoptada se tendrán ante todo en cuenta las circunstancias locales de suelo y tráfico según la temporada.
Una de las ventajas esenciales de estas emparejadoras es su escasa agresividad respecto de las carreteras de tierra sin revestimiento. El emparejado provoca una ligera pérdida de materiales superficiales que se añade a las pérdidas causadas por el tráfico y la erosión. Es indispensable limitar al mínimo posible este desgaste de la capa de rodadura y llevar los materiales desprendidos (arena y gravisca) hacia el eje de la carretera, en lugar de en hileras exteriores cerca de las cunetas. Se ha visto que según la distribución de las masas de lastrado se facilita la corrección de la forma de la calzada. Los resaltes debidos a la rodadura se eliminan por la misma razón que las ondulaciones. En la estación lluviosa se rellenan las cárcavas laterales y se regula la vegetación herbácea en los andenes. Todo esto conduce a mantener o restablecer la forma bombeada de la carretera y favorecer la escorrentía laminar, que erosiona poco la calzada y los andenes.
Niveladoras de mantenimiento
Una motoniveladora de baja potencia, o incluso una pequeña niveladora de tracción, será una máquina excelente para los trabajos de mantenimiento de las carreteras de tierra, y la distribución de una capa de mejoramiento de grava laterítica. Durante la manutención ocurre con frecuencia que las pasadas de la niveladora provocan una expulsión de materiales hacia el exterior y un desgaste acelerado de la calzada. Conviene por el contrario, devolver a la calzada desde los andenes las partículas finas desprendidas por la erosión. Es raro el conductor que admite que en los trabajos de manutención la cuchilla de la máquina no debe tocar más que las crestas de las ondulaciones o los resaltes laterales provocados por el tráfico. Sin embargo, es esencial que la cuchilla no destruya en ningún punto la capa coherente y estable de la calzada. La contratación e instrucción de conductores de niveladora y la vigilancia de los trabajos que se les encomiendan merecen una constante atención. Por otra parte, los trabajos de mantenimiento sólo deben ejecutarse cuando se advierte realmente su necesidad y a los intervalos de tiempo previstos. Además, las niveladoras de mantenimiento sólo saldrán del garage cuando esté plenamente justificado, y no para nivelar por el gusto de nivelar. Con frecuencia, el jefe de las obras deberá ocupar la dotación de la niveladora en trabajos distintos de la manutención o construcción.
Las ventajas de una motoniveladora de poca potencia no deben hacer olvidar que existen en el mercado niveladoras de tracción mucho más económicas y que pueden prestar un servicio comparable. Además, los talleres de las obras forestales pueden construir sin grandes desembolsos simples emparejadoras inspiradas en la descripción hecha más atrás.
Como ya se dijo, se puede sacar un gran partido de máquinas simples como las emparejadoras. El empleo de estas máquinas, que resulta muy económico, evita los desperfectos con frecuencia muy grandes que un conductor de niveladora insuficientemente capacitado podría causar a las carreteras que trata de perfilar.
Hoyos en el pavimento
En ciertos lugares aparecen hoyos de boca ancha que recogen las aguas pluviales. Mientras que la calzada llega a secarse y a permitir el paso de los vehículos, la cantidad de agua recogida en estos hoyos es excesiva para evaporarse entre dos precipitaciones. Las ruedas de los vehículos, al pasar por cada hoyo, efectúan una mezcla del suelo de la calzada y del agua, que favorece la penetración de ésta en profundidad. La zona adyacente al hoyo se vuelve plástica, la calzada se ablanda y se formal carriles pronunciados después de varias pasadas de vehículos.
Se procederá a trabajos de conservación tan pronto como aparezcan estos hoyos para evitar la destrucción de la calzada. La primera operación consiste en vaciarlos mediante una reguera dirigida hacia la cuneta lateral más cercana y abierta hasta la misma profundidad que el hoyo. Una vez bien seco este último, se rellena de materiales de composición y dureza análogas a las capas adyacentes de la calzada, con objeto de restablecer un piso tan homogéneo como sea posible.
Si se pretende rellenar los hoyos sin desecarlos previamente, la operación será inútil, pues el agua impregna las capas de la calzada y destruye rápidamente su resistencia.
Cuando los hoyos se llenan con piedras o fragmentos lateríticos duros, estos elementos, en contacto con las capas impregnadas de agua que no ofrecen resistencia, se incrustan en las capas profundas de la calzada.
Los trabajos de mantenimiento deben ejecutarse siempre por equipos especializados que operen de forma permanente. Una manutención continua con ayuda de equipos poco numerosos es siempre más económica que una manutención discontinua con un equipo más numeroso que opere a intervalos más o menos largos. Dada la rápida evolución de las degradaciones de la carretera, un mantenimiento discontinuo llega siempre demasiado tarde y obliga a ejecutar trabajos de reconstrucción parcial más que simples operaciones de mantenimiento.
La formación de personal especializado en manutención queda a veces indebidamente olvidada. Esta formación técnica recurre a conceptos muy simples y se basa principalmente en el desarrollo de las facultades de observación y en el buen sentido.
A cada equipo especializado se le puede asignar un tramo de la carretera. Este equipo se encarga de los trabajos ordinarios de fácil ejecución con herramientas manuales: carretilla, pala, pico, pisón y hacha. Los trabajos de mayor envergadura se encomiendan a un equipo encargado del conjunto de la red forestal y dotado de material mecánico y motorizado.
Los diversos trabajos de mantenimiento hasta aquí examinados son correctivos de las deformaciones sufridas por las carreteras. Queda por añadir que nada hay que sustituya a una estricta disciplina de rodadura para conseguir el mejor servicio posible de una carretera de suelo natural compactado. Todas las explotaciones forestales pueden seguir produciendo en la estación de las lluvias, pues no hay un mes en que no se disponga de un número suficiente de días secos que permitan el transporte correspondiente a una producción regular, pese a las limitaciones climáticas.
Sin ser grande su número, las máquinas indispensables son en general unidades potentes y costosas. Casi siempre operan en condiciones difíciles. Su conducción no puede encomendarse a principiantes que completan su formación sobre la marcha. El mantenimiento, como se verá seguidamente, no siempre puede responder a las normas establecidas por el constructor. Por todos estas razones, la elección de materiales plantea casi siempre arduos problemas al maestro de obras. Se examinarán sucesivamente: los elementos que entran en juego al decidir una compra y la formación de un parque tipo.
Elementos que intervienen en una decisión de compra
Empezaremos por considerar un caso muy general para observar el conjunto de elementos diferentes. En la práctica, es evidente que la situación real plantea problemas más simples, reduciendo el número de posibles soluciones.
Es vano considerar las supuestas cualidades intrínsecas de las máquinas. No hay máquina alguna que sea apta para todos los trabajos. Al servirse de máquinas se adoptará una solución diferente en cada caso, pero los modelos de máquinas que se construyen son soluciones de compromiso entre diversas exigencias, que pueden ser incluso contradictorias.
Así, pues, el material mecánico puede enjuiciarse con arreglo a los siguientes criterios:
(a) mantenimiento periódico más o menos exigente,
(b) facilidad de desmontado para las reparaciones,
(c) conducción por un personal poco preparado,
(d) robustez de los órganos de trabajo.
Con frecuencia, las obras de explotación forestal se hallan aisladas y sólo cuentan con sus propios medios de manutención y reparación mecánica. Esto hace que, incluso a un precio más alto, se elijan máquinas que dispongan de una reserva de poso o de potencia, en lugar de otras que trabajarían sin reserva alguna.
Cuando es necesario contar con varias unidades de una máquina, por ejemplo, un tractor nivelador, el forestal perseguirá continuamente una homogeneidad de sus materiales, que le llevará a adquirir tractores del mismo tipo y potencia. Es preferible disponer de tres tractores de 100 CV que no uno de 60 CV, otro de 100 CV y un tercero de 140 CV: las reparaciones serán más fáciles, el aprovisionamiento de piezas de recambio será mejor y las máquinas, eventualmente podrán sustituirse entre sí.
Los desperfectos mecánicos son inevitables, sobre todo en las condiciones casi siempre duras en que se trabaja en las explotaciones forestales. Una preocupación casi cotidiana es recurrir a los servicios prestados por los concesionarios. La garantía de un servicio eficaz de este tipo constituye para el material dado una referencia de primer orden.
Desde el punto de vista del personal de conducción y mantenimiento, con frecuencia es difícil conseguir los servicios de personas competentes que conozcan y que hayan utilizado máquinas de todas las marcas. Cuando un contratista emplea personal habituado a una marca dada, es casi seguro que tal personal obtendrá un rendimiento máximo del material que conoce. Esta circunstancia puede ser determinante al decidir la adquisición de una máquina.
Formación de un parque tipo
Tractor nivelador. Cuando la importancia de las obras lo justifique, la máquina básica indispensable será el tractor nivelador. Este tractor irá equipado con una cuchilla de empuje angular y un malacate forestal posterior. Dadas las condiciones de trabajo en el bosque, el tractor se habrá dotado de los órganos de protección necesarios: cabina reforzada, placa de protección del radiador y corazas.
En las secciones 4 y 5 se han estudiado los trabajos de desmonte y excavación que se confían a esta máquina. En general, las más convenientes son las de potencia media. Tal potencia se elegirá en función del bosque que deba explotarse y de la envergadura de la explotación. Conviene no olvidar que un tractor dedicado a la construcción de carreteras trabaja solo y no como parte de un equipo numeroso, como ocurre en las obras públicas. Este mismo tractor podrá utilizarse después para la extracción de madera, que en realidad exige menos potencia y más facilidad de manejo. Se tendrá también en cuenta la necesaria homogeneidad entre los componentes del parque.
Un programa anual de construcción de carreteras correspondiente a las especificaciones de la sección 1, con 8 a 10 Km. de carretera principal, queda garantizado por un solo tractor con cuchilla topadora inclinable, de potencia nominal 120/140 CV, conducido por personas competentes. Este resultado se basa en el funcionamiento durante 1.500 horas por año y en un gasto de 100 a 200 horas por kilómetro de carretera descepada y explanada. Estas cifras sólo se dan aquí a título informativo: las condiciones naturales son tan variables que resulta imposible una mayor precisión.
Otras máquinas. Un rodillo de neumáticos y de tracción, con un peso mínimo cargado de 10 toneladas, es el más indicado para apisonar los rellenos y la calzada. Los rodillos de clavijas sólo serán necesarios en obras de gran envergadura.
Una motoniveladora de potencia media o baja será la más conveniente. Si las obras no son muy importantes la solución más económica será una niveladora de tracción.
Será necesario un tractor de neumáticos tipo agrícola de 40 a 60 CV para la tracción del rodillo de neumáticos de la niveladora y de los talleres portátiles. Si es posible, este tractor será de adherencia total, esto es, con cuatro ruedas motrices, e irá dotado de un cangilón para la carga de los materiales que se añaden a la calzada (gravisca y grava laterítica).
Uno o dos camiones basculantes de modelo ordinario (2 a 3 m.³) son indispensables para el transporte de los materiales de mejora.
Una arrobadera remolcada podrá resultar muy útil cuando se realizan obras importantes en una zona accidentada, o cuando la construcción de carreteras va acompañada por excavaciones considerables.
Las máquinas muy costosas, como el rodillo de neumáticos automotor, la motoniveladora de gran potencia, la arrobadera automotriz y los remolques portadores sólo interesan en obras que cuentan con varios tractores y que deban desarrollar una producción cuantiosa.
Los trabajos accesorios de excavación o mejora pueden justificar la presencia de un tractor de oruga de baja potencia (50 CV), fácil de trasladar en un camión de 5 toneladas. Su transporte para trabajos de corta duración evita recurrir al desplazamiento de un tractor grande en un remolque portador especial.
Los materiales útiles, si no indispensables, para la formación de un parque móvil representan desembolsos importantes, por lo cual existe una estrecha relación entre la importancia del parque y la capacidad de producción de las obras.
El buen éxito de todo parque de material de una explotación depende de que la maquinaria se halle en buenas condiciones de trabajo. Cada vez que una máquina se para por causa de averías se paralizan las operaciones en el lugar de trabajo de tal máquina. Para reducir estas averías a un mínimo, los operarios, los mecánicos y los ajustadores deben tener presentes los siguientes principios, que son fruto de la experiencia:
1. La manutención del equipo es siempre remuneradora. Beneficia por igual al operario, al capataz y al jefe del parque. Maltratar las máquinas es acelerar el fin del parque.2. La manutención debe ser preventiva. Una manutención regular reduce el tiempo que la maquinaria permanece inactiva, mientras se reparan las averías. Una hora diaria dedicada a la manutención con frecuencia evita una reparación que exigiría todo un día.
3. Todas las operaciones de manutención y reparación deben encomendarse a la clase de personal más capacitada para ello, a fin de reducir a un mínimo la inmovilización de la maquinaria.
4. El manual de instrucciones que facilitan los constructores de máquinas es un documento precioso, escrito para ser leído y cuyas instrucciones deben seguirse. Constituye una guía para un buen tratamiento que conduzca a los mejores resultados.
5. Ninguna operación de manutención o reparación será posible si el taller no cuenta con las reservas esenciales de piezas de repuesto.
Asignación de los trabajos de manutención y reparación
El principio que gobierne la asignación entre los diversos trabajadores de las obligaciones de manutención y reparación, bien podría ser éste: «a cada uno según su capacidad». De esta forma, la manutención diaria corresponderá al maquinista, la manutención ordinaria al propio parque, las reparaciones de menor cuantía al taller central de la empresa y las reparaciones generales a talleres especializados (externos).
Manutención diaria. Incumben al propio operador los trabajos de manutención diaria, como sigue:
(a) llenar el depósito de combustible, preferiblemente todas las tardes para evitar la condensación en un depósito medio vacío;(b) llenar de agua el radiador;
(c) limpiar las paletas del ventilador;
(d) reponer el aceite en el motor y en la caja de cambios;
(e) engrasar todos los días, preferiblemente cuando el motor está caliente;
(f) comprobar la presión de los neumáticos;
(g) comprobar la tensión de las orugas.
Manutención regular. Esta corresponde a un servicio de un garaje y con frecuencia se encomienda a un mecánico reparador ambulante. Este visita todos los días la maquinaria que no puede llegar al garaje; si es posible, deberá estar presente cuando se pone en marcha por la mañana; el mecánico verifica el consumo de combustible y aceite, supervisa la manutención diaria y el buen ajuste de los órganos de unión, examina el estado de las piezas sujetas a desgaste, como rodillos de las orugas, tensores y neumáticos de los tractores y verifica el equipo de reparación.
Fundamentalmente tendrá a su disposición herramientas manuales y algunas piezas de repuesto sujetas a desgaste, como filtros y pernos. Siempre que sea posible, lo mejor es poner a la disposición del mecánico un remolque ligero equipado como unidad de engrase y eventualmente, un equipo de soldadura.
Taller central. Esta parte de la empresa se encarga de las reparaciones secundarias y por ello se sitúa en el lugar más conveniente, ya sea en la obra principal o en el centro geométrico de varias obras, o bien en un centro urbano, de suerte que el desplazamiento de la maquinaria se haga en las mejores condiciones posibles. El taller se encarga de lo siguiente:
(a) efectuar reparaciones accidentales;
(b) reacondicionar los diversos accesorios;
(c) efectuar revisiones periódicas;
(d) el taller está, además, dotado de las máquinas herramientas necesarias, y
(e) es el principal almacén de piezas de repuesto.
Según el volumen de la empresa, el taller central estará dividido en secciones para realizar diferentes trabajos, como sigue:
(a) lavado, esencial antes de todo trabajo de reparación;(b) naves de reparación, instaladas de forma que pueden usarse para máquinas o vehículos con entrada y salida independientes;
(c) naves especiales que eventualmente permitan una separación entre máquinas y vehículos;
(d) en cada nave se instalará un banco grande de montaje;
(e) nave para depositar los accesorios;
(f) nave para máquinas herramientas, con el almacén de herramientas separado de la instalación;
(g) compresor fijo o semifijo con varios puntos de toma para la limpieza o el inflado;
(h) grupo electrógeno independiente de los demás locales;
(i) fragua independiente de los demás locales en previsión de incendios;
(j) almacén para piezas de repuesto con vanos especiales para cada tipo de máquina o de vehículo;
(k) almacén especial para neumáticos.
El depósito de combustible se sitúa a un nivel más bajo o, si esto no es posible, se separa del taller por medio de una zanja y un murete como medida de protección.
Los operarios con experiencia en reparaciones se destinan al taller central. Algunas reparaciones, por ejemplo las de neumáticos, las realiza la unidad móvil de reparación emplazada en el propio bosque o en el taller central. Esto dependerá del volumen del parque, capacidad del personal, distancia entre los diferentes sectores del parque y medios de comunicación.
Con frecuencia es posible utilizar los servicios de talleres especializados ajenos a la explotación forestal. Esto tiene la ventaja de evitar al taller de reparaciones trabajos demasiado complicados o largos que puedan consumir gran parte de su tiempo en perjuicio de otras reparaciones de menor envergadura, lo cual es su función propia.
Piezas de repuesto
El abastecimiento regular de piezas de repuesto plantea un problema primordial que es difícil de resolver por dos razones. Una es que los fabricantes especializados con frecuencia se hallan en otros países. La segunda es que las máquinas que trabajan en explotaciones forestales o en la construcción de carreteras están sujetas a condiciones muy duras que conducen a un rápido consumo de las piezas de repuesto.
El usuario de los equipos podrá guiarse en su elección por la calidad de los servicios de asistencia que ofrezca el fabricante: esto será garantía de un buen funcionamiento.
Mantener un almacén de piezas de repuesto suficientemente abastecido para satisfacer todas las exigencias es tarea ardua que exige una gran preparación por parte de los encargados. Las siguientes sugerencias concretas pueden ser de ayuda al hacer los pedidos:
1. Enviar las notas de pedido con tiempo suficiente, teniendo presentes los retrasos en la entrega, de forma que se cuente con las piezas de repuesto pedidas cuando sean necesarias, con lo cual la máquina sólo deberá estar parada el tiempo imprescindible para hacer la reparación.2. Describir las piezas en el pedido: denominarlas de acuerdo con el manual de instrucciones y citar su número de identificación.
3. Mencionar el tipo, modelo y número del motor que debe repararse. Cuando se trata de una pieza de un mecanismo importante, dar también el tipo, modelo y número de éste (motor de arranque, etc.).
4. Dar detalles completos del documento en que se basa el pedido (título, fecha, edición y página).
5. Dar instrucciones precisas de envío: dirección del destinatario, medios de transporte, embalaje y fecha de entrega.
6. Redactar cada pedido de tal forma que facilite la misión del empleado encargado de la entrega, quien puede no ser un mecánico, a la vez que ha de ocuparse de un elevado número de piezas distintas.
La construcción de carreteras tiene tanto de ciencia como de arte. Sin embargo, las forestales, tanto en su planeamiento como en su ejecución, exigen cualidades peculiares en alto grado. Un conocimiento vario, una experiencia amplia y una vigilancia constante son indispensables frente a dificultades que surgen de la distancia, del aislamiento o de los medios limitados con que cuentan los parques de material. Se trata, sin embargo, de un trabajo esencial, ya que puede decirse que donde no existan carreteras forestales no habrá explotación del bosque.
