La accesibilidad en las operaciones forestales, particularmente en el bosque nativo, ha demostrado ser diferente a la de otras operaciones. En Chile, la aproximación tradicional al bosque nativo ocurre principalmente cuando se busca su cosecha. Históricamente, la accesibilidad forestal se ha enfocado en facilitar la extracción de madera, y solo en raras ocasiones ha cumplido funciones no productivas, como servir de vía de comunicación entre comunidades indígenas.
Esta situación se traduce en que los costos de extracción y transporte de madera en trozas pueden alcanzar más del 40% de los costos totales de la madera puesta en planta (Gayoso, 1993a; Casagrande, 1995). Actualmente, la accesibilidad a los bosques siempreverdes se logra exclusivamente mediante caminos.
Planificación y Diseño de Caminos Forestales
Estándares y Densidad de la Red Caminera
El estándar de los caminos varía significativamente, dependiendo de si se construyen en bosques propios o de terceros, y de si el proyecto es ejecutado por una empresa forestal o un propietario individual. Generalmente, los caminos se utilizan durante el verano, pero la frecuente ocurrencia de lluvias exige la estabilización con gravas en los caminos de acceso y principales. La red de accesibilidad se complementa con caminos de temporada sin estabilizar.
Según la calidad del bosque, el valor de las especies y el volumen de transporte, es posible encontrar caminos construidos con un alto estándar, con inversiones que pueden superar los 25.000 US$/km, permitiendo el tránsito durante todo el año.
En el pasado, era común encontrar redes camineras en bosque nativo con densidades de 5 m/ha, lo que implicaba distancias de madereo de 1000 a 1200 metros, cubiertas con bueyes o tractores de orugas pequeños y antiguos. Sin embargo, las planificaciones modernas contemplan intensidades de 15 m/ha e incluso más (Contreras, 1995; Ebert, 1993; Meneses y Gayoso, 1995).
Localización y Metodología de Planificación
Aunque las empresas no siempre determinan la intensidad de la red mediante análisis de optimización, la localización de los caminos se define por su viabilidad técnica. El objetivo es instalar la mínima cantidad necesaria para asegurar el acceso, de acuerdo con los métodos de madereo que se emplearán. En terrenos planos y moderadamente ondulados, se suele decir que el bosque prevalece sobre el terreno en la planificación.
En este tipo de terrenos, los caminos se planifican directamente en el campo y son transitorios. No obstante, en terrenos montañosos, la complejidad de la topografía ha impulsado una mejor planificación. Comúnmente, el trazado no es factible sin un reconocimiento detallado de la zona, además de un análisis exhaustivo de la cartografía y fotografías correspondientes.
La planificación preliminar de los caminos se efectúa sobre ampliaciones de la cartografía regular a escala 1:50000 con equidistancias de 25 metros, o sobre ortofotocartas a escalas 1:20000 o 1:10000 con curvas de nivel cada 20 o 10 metros (Gayoso, 1987; Meneses et al, 1992; Ebert, 1993; Meneses et al, 1994; Gayoso et al. 1995).
Una vez identificadas las zonas de corta, se instalan trazados alternativos sobre el plano con curvas de nivel mediante el "método del paso" (Gayoso, 1987; Dietz et al, 1984). Estos trazados se verifican en el campo para ratificar su viabilidad técnica, ya que la cartografía no permite apreciar el microrelieve ni la posible presencia de mantos rocosos a poca profundidad que podrían obligar a modificar el trazado. La localización de los caminos, ya sea a media ladera, en valles o en cumbres, depende directamente del sistema de madereo a implementar.
Especificaciones Técnicas de los Caminos Forestales
Clasificación y Pendiente Longitudinal
Los caminos en bosque nativo se clasifican, según su temporalidad, en caminos de temporada o de fondo común, y permanentes o estabilizados con calzada de grava. Debido a la topografía donde se ubican los bosques, a menudo es posible establecer una dirección preferente de viaje cargado, de tipo descendente, hacia los destinos.
En estas condiciones, los caminos permanentes en bosque nativo presentan una pendiente longitudinal máxima del 15%, la cual se observa solo en tramos cortos y en la dirección de salida. Tres consideraciones principales rigen la fijación de la pendiente límite: una adherencia suficiente de las ruedas de tracción con la calzada, la potencia adecuada del motor del camión, y los costos asociados al camino y al transporte.
La pendiente se determina, por un lado, por el tipo de camión, que generalmente posee tracción y potencia suficientes para superar pendientes mayores. Sin embargo, en condiciones de humedad o con carpetas sueltas, el menor coeficiente de tracción dificulta vencer pendientes superiores al 15%, especialmente en el viaje vacío. Por otro lado, una mayor pendiente implica una menor velocidad y un mayor consumo de combustible. La pendiente longitudinal idealmente no debe ser inferior al 2% para facilitar el drenaje.
Curvas Horizontales y Peralte
Las curvas horizontales en los caminos forestales chilenos son generalmente circulares, con radios superiores a 15 metros. No obstante, muchos trazados basados en caminos antiguos presentan radios mínimos de 10 metros, lo que obliga a reducir la velocidad y a considerar ensanches extensos. En cuanto al peralte, existen dos situaciones: una en la que no se considera peralte, dado que son caminos de baja velocidad (menor de 25 km/hora), lo que facilita el mantenimiento con motoniveladora y no causa problemas de desacomodo de la carga. La otra situación implica la asignación de peraltes entre 5 y 10%, los cuales se fijan por la experiencia del operador del bulldozer.
Es común que no se trace la curva, sino que, dadas las alineaciones, se deje al operador de la máquina de movimiento de tierras la tarea de confeccionarla. En la práctica, el resultado es a menudo una curva de forma parabólica, o simplemente se adapta a la forma natural de la topografía. La pendiente longitudinal en las curvas se disminuye para evitar el efecto "esquinas", que puede comprometer la habilidad de tracción en algunas configuraciones de camiones con 5 o más ejes. Los ensanches se consideran hacia el interior de la curva y generalmente varían de 1 hasta 2 metros como máximo.
Perfil Transversal y Taludes
El volumen de tránsito en los proyectos actuales de cosecha nativa no excede los 10 a 20 viajes diarios en la temporada alta. Esto conduce a la construcción de caminos de una vía con un ancho de calzada estabilizada de 4 metros sobre plataformas de 6 metros. Las posibles dificultades de cruce de vehículos se resuelven mediante la instalación de ensanches cada 200 a 300 metros, los cuales a veces se construyen ensanchando las curvas hacia el exterior. Estos ensanches suelen tener de 25 a 30 metros de largo por 2 metros de ancho.
Desde el punto de vista económico, parece más conveniente aceptar demoras o un mayor tiempo de viaje que invertir en un movimiento de tierras y un ancho de carpeta mayores. El diseño de taludes basado en estudios geotécnicos es poco frecuente en caminos forestales, y solo se recurre a ensayos de mecánica de suelos ante la ocurrencia de deslizamientos (Gayoso, 1994c).
El ángulo de los taludes se determina siguiendo la experiencia en la zona, diferenciando solo dos condiciones según la naturaleza del suelo: taludes 1:2 (63,4°) para tierra común y 1:3 a 1:4 para materiales rocosos. En algunas ocasiones, debido a la altura del talud, la alta variabilidad de los suelos y la presencia de sectores húmedos, el talud no resulta adecuado y se producen deslizamientos.
No obstante, por razones económicas, se prefiere trabajar con un menor factor de seguridad en el diseño, mantener ángulos mayores y reparar individualmente los taludes dañados, antes que diseñar todo el camino con un ángulo menor, lo que incrementaría el volumen de tierras. En otras situaciones, sobre roca fragmentada o meteorizada, la estabilidad observada al abrir el camino en la temporada estival se pierde con la llegada de las lluvias. En bosques nativos cordilleranos, son comunes taludes de 6 metros o más.
Métodos de Construcción
Trazado y Preparación del Terreno
El método empleado para trazar los caminos en bosques nativos siempreverdes es similar al utilizado en todo el país para bosques de plantación, conocido como el "método de la línea cero" (Pestal, 1977). Este consiste en trazar una línea que representa el corte cero o una línea que se apoya sobre el terreno. En Chile, es común establecer el 100% de la plataforma del camino en corte.
El método utiliza instrumental simple que incluye un clisímetro para medir el ángulo vertical, una brújula para medir el Azimut y una huincha de distancia de 30 metros. Un trazador, un ayudante con conocimiento de la zona y un fajero trazan el eje y, eventualmente, los bordes de la faja que contendrá el camino, dejando marcas con cinta plástica o pintura cada 20-30 metros. Tras el trazado, se cortan los árboles en una faja de 10 a 20 metros de ancho. Es frecuente encontrar alrededor de 500 tocones por kilómetro con diámetros entre 10 y 100 centímetros, los cuales deben ser removidos.
Actualmente, es raro desmontar el árbol completo con la maquinaria de movimiento de tierras, ya que se prefiere cosechar y aprovechar los árboles de la faja previamente. Una vez materializada la faja y volteados los árboles, generalmente se vuelve a estacar el eje del camino para facilitar el trabajo del operador de la máquina de movimiento de tierras. Sin embargo, no es común ver estacados completos en estos caminos forestales, pues se otorga mucha libertad al operador de la máquina, quien a menudo es un experto capaz de construir buenos caminos con una mínima orientación.
Maquinaria y Técnica "Bote al Lado"
Las máquinas más utilizadas para el movimiento de tierras en el bosque nativo son los tractores niveladores (bulldozers) con potencias entre 150 y 220 HP, montados sobre orugas. Actualmente, se emplean equipos de nueva generación como los Caterpillar Serie II o Komatsu D65EX-12. Estos tractores están equipados con una hoja de 4 metros de ancho y una capacidad de 4 a 7 metros cúbicos. Generalmente, operan con zapatas de ancho estándar (510 mm), pesan de 18 a 24 toneladas y las presiones al suelo alcanzan valores de 50 a 60 kPa.
Los caminos forestales en bosque nativo son, por lo general, caminos de ladera, y su construcción se realiza dejando el 100% de la plataforma en corte firme mediante la técnica conocida como "bote al lado". Esta técnica busca asegurar la estabilidad de la calzada en terrenos con pendiente. Consiste en extender completamente la tierra removida excedente sin dejar un cordón al lado del terraplén, o botarla inmediatamente hacia el lado inferior de la ladera, formando el derrame.
El tractor siempre trabaja aprovechando la pendiente, es decir, desde la parte alta hacia la parte baja del camino. Según la altura del corte, este se realiza gradualmente en sucesivas pasadas, cuidando de conformar el talud de corte con el ángulo recomendado. Finalmente, se lleva a cabo un afinamiento o perfilado de la subrasante, considerando ocasionalmente la confección de la cuneta, que normalmente se realiza en un trabajo posterior con la motoniveladora. El material derramado queda suelto sobre la ladera, acomodándose naturalmente al ángulo de reposo del material.
Costos y Productividad
Rendimiento y Contratación
El rendimiento de los bulldozers en la técnica "bote al lado" depende principalmente de la potencia de la máquina, la pendiente lateral del terreno, el tipo de suelo, la presencia de rocas y la experiencia del operador. A medida que la pendiente lateral aumenta, el volumen por metro de camino también se incrementa, el bulldozer trabaja a plena carga con menores desplazamientos, lo que se traduce en un mayor rendimiento.
En los últimos años, la productividad ha aumentado gracias a una mejor organización del trabajo y la incorporación de equipos con tecnología avanzada. Un estudio reciente señala que la rotura del suelo y el desplazamiento de la tierra hacia el lado ocupan el 68% de los tiempos de producción, el perfilado el 25%, y el 7% restante corresponde a demoras (Morales y Quirós, 1994). Las demoras se refieren a aquellas directamente asociadas al proceso productivo y no incluyen reparaciones mayores o detenciones superiores a 30 minutos.
Actualmente, se manejan dos modalidades de contrato para el movimiento de tierras: un valor fijo por metro cúbico movido o el arrendamiento de los equipos por hora. Dado que los caminos se construyen con la plataforma en corte, para efectos de medición y pago, solo se considera el volumen de corte cubicado en banco (antes de remover). La modalidad de arrendamiento exige un control permanente de la máquina, aunque se pague por horómetro, debido a que el operador podría gastar horas en exceso sin un mayor rendimiento en producción o realizar más movimiento de tierras del necesario. El costo del movimiento de tierras se conoce al finalizar el trabajo y puede presentar marcadas diferencias con lo presupuestado.
Variación de Costos
El costo por movimiento de tierras varía desde 1000 US$/km en condiciones fáciles hasta más de 8000 US$/km en pendientes escarpadas con presencia de roca. Se estima que los costos del movimiento de tierra deberían ser mayores en la X Región debido a la mayor cantidad de días de lluvia, lo que impide operar las máquinas. Sin embargo, la abundante oferta de maquinaria y el desplazamiento de contratistas de otras zonas en los últimos años han propiciado la estabilización y unificación de las tarifas.
| Pendiente Lateral (%) | Ancho de Plataforma (m) | Volumen de Movimiento de Tierras (m³/km) | Estimación Horas Bulldozer (horas/km) |
|---|---|---|---|
| 10-20 | 6 | [Dato] | [Dato] |
| 20-30 | 6 | [Dato] | [Dato] |
| 30-40 | 6 | [Dato] | [Dato] |
| 40-50 | 6 | [Dato] | [Dato] |
| Nota: Los datos específicos para el volumen y horas no se proporcionaron en el texto original, por lo que se mantienen como '[Dato]'. | |||
Incorporación de Nuevas Tecnologías
Excavadoras Hidráulicas
Actualmente, Chile ha incorporado el uso de las excavadoras hidráulicas en la construcción de caminos forestales, demostrando ser más eficientes en terrenos con laderas de pendientes fuertes, taludes de corte de gran altura, alta presencia de tocones y terrenos calificados como frágiles. Cuando la excavadora y el bulldozer trabajan de manera conjunta, la excavadora realiza la apertura de una "picada" o faja angosta, facilitando el trabajo posterior del bulldozer. Además, la excavadora trabaja los taludes y el bulldozer completa el movimiento de tierras con una nivelación.
Sin embargo, desde el punto de vista económico, el empleo conjunto de estos dos equipos resulta en un mayor costo del camino por kilómetro (Cabezas, 1994). Una excavadora trabajando sola es ineficiente tanto en productividad como en calidad en la fase de perfilado de la subrasante, ya que invierte en esta actividad un 30% de los tiempos productivos (Fundación Chile, 1991). Estudios comparativos han arrojado resultados encontrados respecto a las ventajas de la excavadora sobre el bulldozer en cuanto a rendimiento y costos.
Aplicaciones Especiales
Ocasionalmente, en condiciones de materiales rocosos, se ha observado el reemplazo del balde por un martillo hidráulico. Mediante esta herramienta, es posible fraccionar y remover sectores con roca, evitando el uso de explosivos. Otra ventaja del uso de las excavadoras es la mejora en el trabajo de la superficie de los taludes de corte (peinado), lo que resulta en una mejor terminación.
No obstante, debe tenerse presente que en plataformas angostas, su eficiencia puede ser limitada.
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