Autor: Jorge Elías
A. Proyecto: Construcción de nuevos caminos rurales
B. Fundamentación: La necesidad de incrementar debido al poco impulso y crecimiento que tienen los caminos rurales en zonas de bajo desarrollo económico plantea la importancia de los mismos como elementos de integración que contribuyen al ordenamiento territorial, al intercambio económico y al desarrollo en todas sus expresiones, en una Nación.
La accesibilidad es un factor importante para integrar socialmente a la población localizada en las regiones más apartadas; su incorporación puede ser poco rentable desde una óptica económica, sin embargo, bajo una visión social integral, las inversiones de este tipo se justifican si ello conlleva a proporcionar a dichas regiones un mejor equipamiento, y un consecuente incremento en el nivel de bienestar de las diversas comunidades.
Los caminos han sido una condición necesaria para el desarrollo económico y social de las regiones, ya que sirven de soporte para el intercambio de bienes y personas así como de la cultura, dando con ello origen a las relaciones de producción con las consecuentes relaciones sociales. Por su parte, las relaciones de producción se manifiestan mediante la integración de mercados regionales, lo cual se logra aprovechando las ventajas que presenta cada región para acceder a diversos mercados, fortaleciendo con ello la productividad y la capacidad de crecimiento económico de manera sostenida y armónica. La necesidad de fortalecer las redes de transporte en el medio rural surge de la necesidad de impulsar el crecimiento y desarrollo de las comunidades desfavorecidas. Al contar con mejores vías de acceso, estas localidades tendrán mayores posibilidades para integrarse al aparato productivo nacional.
C. Objetivos Generales:
- Permitirá atender de una mejor manera las demandas sociales.
- Incidirá en el mejoramiento de los niveles de vida de la población.
- Generará mayor integración de los mercados internos, que coadyuve a la recuperación y crecimiento económico de las distintas regiones del territorio nacional.
- Proporcionará oportunidades individuales y colectivas para aquellos que participan en la actividad económica.
- Proporcionará un mayor bienestar social.
- Apoyara el acceso a la educación y capacitación.
- Contribuirá a la seguridad nacional.
- Incrementara el nivel de asistencia en salud.
- Mejorará el abastecimiento de mercaderías.
D. Lugar: Surgirá de encuestas con los habitantes de los municipios en donde se efectuará la construcción.
E. Recursos necesarios
1. Planificación local de una red de caminos regionales (Ver Anexo 1)
2. Determinación de los proyectos de corto, mediano y largo plazo del área en estudio (presupuestación)
3. Licitación pública de la Obra definida o ha ser construida por Vialidad Nacional con apoyo del Ejercito Argentino.
4. Necesidades de equipamiento básico (Ver Anexo 2)
5. Ejecución de la Obra
E. Características generales
Anexo 1: Características de los caminos no pavimentados
a) Planificación de la red de caminos
En general en situación de terrenos planos y moderadamente ondulados se dice que manda el bosque por sobre el terreno. Los caminos se planifican directamente en el campo. El trazado no requiere del uso de ningún instrumento y se trata sencillamente de marcar una faja, por donde el bulldozer hará el camino.
En terrenos montañosos la dificultad de la topografía ha llevado a una mejor planificación de los caminos. Comúnmente el trazado no es posible sin recorrer en detalle la zona, además del análisis de la cartografía y fotografías correspondientes. Se puede decir que aquí manda la configuración del terreno por sobre el bosque. La planificación preliminar de los caminos se hace sobre ampliaciones de la cartografía regular escala 1:50000 con equidistancias de 25 metros o sobre ortofotocartas a escalas 1:20000 ó 1:10000 con curvas de nivel cada 20 ó 10 metros.
Una vez identificadas las zonas de corta, mediante el "método del paso" se instalan trazados alternativos sobre el plano con curvas de nivel. Estos trazados se prueban en el campo con el fin de ratificar su viabilidad técnica, dado que la cartografía no permite apreciar el microrelieve ni la presencia de mantos rocosos a poca profundidad que obligarían a cambiar de trazado. Nuevamente en oficina se decide la alternativa más económica y se vuelve al terreno para estacar la alternativa seleccionada. El empleo de GPS (Sistema de Posicionamiento Global por enlace satélital), puede llegar a ser una herramienta útil para localizar o levantar los trazados de caminos en el campo.
La localización de los caminos a media ladera, en valles o cumbres depende del sistema de madereo. Teniendo en cuenta la forma convexa del perfil topográfico que marca una línea de cambio entre las pendientes suaves y las fuertes, muchos caminos se localizan siguiendo este borde.
b) Características de diseño de los caminos
Los caminos prediales en el caso de bosques nativos, generalmente se diseñan para camión sin carro. En los accesos a los predios o adyacente a caminos públicos pavimentados se construyen canchas intermedias donde se hace transferencia de la carga a camiones de mayor tonelaje. En general, los diseños de los caminos existentes se pueden calificar de bajo estándar por cuanto deben acomodarse a la topografía, originando 10 y más curvas por kilómetro, con radios mínimos de 10 a 15 metros y pendientes longitudinales máximas de 15% y más, todo lo que se traduce en bajas velocidades de tránsito y alto costo operacional de transporte.
La pendiente longitudinal máxima de los caminos se asocia con la dificultad que ofrece la topografía, en ocasiones se prefiere alcanzar una cota determinada con una fuerte pendiente y luego de alcanzada se mantiene el trazado siguiendo la curva de nivel, aunque esto último sea una limitante para posibilitar un expedito drenaje.
Por la topografía donde se ubican los bosques, muchas veces es
posible establecer para los caminos forestales una dirección preferente de viaje cargado hacia los destinos, de tipo descendente. En estas condiciones los caminos permanentes en bosque nativo presentan como pendiente longitudinal máxima 15%, pendiente que se aprecia sólo en tramos cortos y en la dirección de salida. Los tramos con contra pendiente son poco frecuentes y con pendientes que no superan el 10 por ciento.
Tres son las consideraciones principales en la fijación de la pendiente límite: adherencia suficiente de las ruedas de tracción con la calzada, potencia suficiente del motor del camión y costos del camino y transporte. Así, la pendiente se fija por una parte por el tipo de camión, que en general tiene suficiente tracción y potencia para vencer pendientes mayores. Pero en condiciones de humedad o carpetas sueltas, debido al menor coeficiente de tracción no es fácil vencer pendientes de más de 15 por ciento, especialmente en el viaje vacío.
Por otra parte a mayor pendiente, menor será la velocidad y mayor el consumo de combustible. Otra consideración en áreas de altas precipitaciones y lluvias erosivas y suelos de textura fina, en pendientes sobre 8%, se deben esperar procesos erosivos de importancia obligando a elevados costos de mantenimiento. La pendiente longitudinal no debiera ser menor de 2% con el fin de facilitar el drenaje. Se observaron numerosos ejemplos de tramos muy húmedos por ser muy planos, los que terminan por hacerse intransitables en períodos con lluvias.
Las curvas horizontales en los caminos forestales son curvas circulares, comúnmente con radios superiores a 15 metros. Sin embargo, muchos de los trazados con base en caminos antiguos presentan radios mínimos de 10 metros, lo que obliga a bajar la velocidad y considerar extensos ensanches. En cuanto al peralte se dan dos situaciones: una no considera peralte, debido a que son caminos de baja velocidad (menor de 25 km/hora), facilita el trabajo de mantenimiento con motoniveladora y no genera problemas de desacomodo de la carga (estiba); la otra considera la asignación de peraltes entre 5 y 10%, los que se fijan por la experiencia del operador del bulldozer.
Se debe reconocer que lo habitual no es trazar la curva, sino que dadas las alineaciones se deja al operador de la máquina de movimiento de tierras la confección de la curva. El resultado en la práctica es muchas veces una curva de forma parabólica otras veces simplemente se trata de seguir la forma natural de la topografía. La pendiente longitudinal en las curvas se disminuye con la finalidad de evitar el efecto "esquinas" que hace perder 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 son de 1 hasta 2 metros como máximo.
El perfil transversal está caracterizado por el ancho de la calzada y plataforma, la pendiente transversal, las cunetas y el ángulo de los taludes de corte y derrame. Si es de escaso transito, esto lleva a la construcción de caminos de una vía con un ancho de calzada estabilizada de 4 metros sobre plataformas de 6 metros. Las dificultades que podría presentar el cruzamiento de vehículos se supera instalando ensanches cada 200 a 300 metros, los que a veces se construyen ensanchando las curvas hacia el exterior. Estos ensanches se hacen de 25 a 30 metros de largo por 2 metros de ancho. El perfil transversal considera una pendiente transversal o bombeo de 3 a 5% desde el eje hacia los lados del camino.
El diseño de taludes basado en estudios geotécnicos es poco común en caminos forestales y sólo cuando se presentan deslizamientos se recurre a ensayos de mecánica de suelos. El ángulo de los taludes se decide siguiendo la experiencia en la zona, llegando a diferenciar sólo dos condiciones de acuerdo con la naturaleza del suelo: taludes 1:2 (63,4°) para tierra común y 1:3 a 1:4 para materiales rocosos.
En algunas oportunidades según la altura del talud, por la alta variabilidad de los suelos y la presencia de sectores húmedos el talud no resulta adecuado y se presentan deslizamientos. Sin embargo por razones económicas se prefiere trabajar con un menor factor de seguridad en el diseño, persistir con ángulos mayores y reparar en forma individual los taludes dañados, antes que diseñar todo el camino con un menor ángulo, lo cual llevaría a aumentar el volumen de tierras. Otras veces, sobre roca fragmentada o meteorizada, al abrir el camino en la temporada estival presentan estabilidad que luego pierden con la llegada de las lluvias. En bosques nativos cordilleranos son comunes taludes de 6 y más metros.
c) Trazado de caminos
El método empleado para trazar los caminos en bosques nativos siempre verdes es similar al empleado en todo el país para bosques de plantación y corresponde al
"método de la línea cero"). Es decir, se traza la línea que representa corte cero o línea que se apoya sobre el terreno. Es habitual establecer el 100% de la plataforma del camino en corte.
El método emplea instrumental simple que comprende un clisímetro para medir el ángulo vertical, una brújula para medir el Azimut y una huincha de distancia de 30 metros. Con este método se levanta los datos de las poligonales del terreno, los que permiten posteriormente estimar los volúmenes de movimiento de tierras.
El trazador, un ayudante conocedor de la zona y un fajero trazan el eje y eventualmente los bordes de la faja que va a contener el camino dejando marcas con cinta plástica o pintura cada 20-30 metros. La cuadrilla según las dificultades del terreno y soto bosque es capaz de trazar de 0,8 a 1,2 km/jornada a un costo de 100 a 150 US$/km.
d) Desmonte
Luego de trazado el camino, se corta los árboles en una faja de 10 a 20 metros de ancho. Es común encontrar alrededor de 500 tocones por kilómetro con diámetros entre 10 y 100 centímetros, los que deben ser removidos. Hoy raramente se desmonta el árbol completo con la maquinaria para movimiento de tierras, ya que se prefiere cosechar y aprovechar los árboles de la faja en forma previa. El destronque con excavadora hidráulica llega a ocupar el 11 % de los tiempos productivos del movimiento de tierras, mientras que esta incidencia puede llegar al 20% con bulldozer.
e) Estacado
Una vez materializada la faja, volteado los árboles de ésta, generalmente se vuelve a estacar el eje del camino para facilitar el trabajo del operador de la máquina de movimiento de tierras. Es poco común ver estacados completos en estos caminos forestales, ya que se deja mucha libertad al operador de la máquina. Este muchas veces es un operador experimentado que con sólo una pequeña orientación es capaz de construir buenos caminos. Lo normal es estacar el eje del camino o la línea de corte cero cada 20 metros mediante estacones de 0,6 metros de longitud y 7,5 centímetros de diámetro.
f) Movimiento de tierras
Las máquinas más empleadas para el movimiento de tierras en el bosque nativo son tractores niveladores (bulldozer) de potencias entre 150 y 220 HP montados sobre zapatas (orugas). Actualmente se utilizan máquinas de nueva generación como los equipos Caterpillar Serie II o Komatsu D65EX-12. Los tractores están equipados con una hoja de 4 metros de ancho y una capacidad de 4 a 7 metros cúbicos. Por lo general 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. Además están equipados de un desgarrador de tres dientes que se emplea para remover terrenos duros y soltar tocones.
Los caminos en bosque nativo son generalmente caminos de ladera y la construcción se realiza dejando el 100% de la plataforma en corte firme mediante la técnica llamada "bote al lado", para asegurar la estabilidad de la calzada en terrenos con pendiente. Es decir, la tierra removida excedente debe quedar completamente extendida sin dejar cordón al lado del terraplén o se bota inmediatamente hacia el lado inferior de la ladera, constituyendo el derrame.
El tractor trabaja siempre aprovechando la pendiente, esto es, desde la parte alta hacia la parte baja del camino. Según la altura del corte, se va realizando en forma gradual en sucesivas pasadas, cuidando ir conformando el talud de corte en el ángulo recomendado. Finalmente realiza un afinamiento o perfilado de la subrasante, considerando ocasionalmente la confección de la cuneta ya 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. En las áreas cordilleranas es común que el movimiento de tierras alcance a la estrata de material rocoso. El volumen de movimiento de tierras es función de la pendiente lateral del terreno, del ángulo del talud de corte y del ancho de la plataforma en corte firme.
El rendimiento de los bulldozer en la técnica "bote al lado" depende principalmente de la potencia, 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, aumenta el volumen por metro de camino, el bulldozer trabaja a plena carga con menores desplazamientos, lo que se traduce en mayor rendimiento. En los últimos años la productividad en general ha aumentado por la mejor organización del trabajo y la incorporación de equipos de mejor tecnología. Es común lograr rendimientos de más de 100 m3/hora.
Un estudio reciente señala que la rotura del suelo y desplazamiento de la tierra hacia el lado ocupa 68% de los tiempos de producción, el perfilado 25%, el restante 7% son demoras. Las demoras se refieren a las directamente asociadas al proceso productivo y no incluyen las reparaciones mayores o detenciones mayores a 30 minutos. Las demoras corresponden a traslados (28%), labores de mantenimiento o relacionadas con la máquina (41%) y el resto a descanso o demoras relativas al operador.
Hoy se dan dos modalidades de contrato para el movimiento de tierras, un valor fijo por metro cúbico movido o bien el arrendamiento de los equipos por hora. La primera opción tiene la ventaja de asegurar un costo de construcción antes de iniciar la faena, no depende de la experiencia del operador, ni es necesario un control permanente de la máquina, pero exige hacer una cubicación estimativa antes y una real después de realizado el movimiento de tierras para comprobar la cantidad de obra y, un control de calidad de lo ejecutado.
Dado que los caminos se construyen con la plataforma en corte, para efectos de medición y pago sólo se considera el volumen de corte cubicado en banco (antes de remover). La tendencia hoy es hacia este sistema, aunque en más de un ejemplo ha significado un mayor costo que el arrendamiento debido a una subestimación de los rendimientos.
La modalidad de arrendamiento obliga a un control permanente de la máquina aunque se paga por horómetro, debido a que el operador puede gastar horas en exceso sin un mayor rendimiento en producción o efectuar más movimiento de tierras que el necesario. El costo del movimiento de tierras se viene a conocer una vez finalizado el trabajo y puede sufrir marcadas diferencias con lo presupuestado. Sin embargo, con un adecuado control y la fijación de volúmenes máximos a pagar por kilómetro es posible regular esta modalidad.
El costo por movimiento de tierras varía desde 1000 US$/km en condiciones fáciles a más de 8000 US$/km en pendientes escarpadas con presencia de roca. Se estima que los costos del movimiento de tierra debieran ser mayores en la X Región como consecuencia de la mayor cantidad de días de lluvia en los cuales no se puede operar las máquinas. Sin embargo, la abundante oferta de maquinaria y el desplazamiento de contratistas desde otras zonas en los últimos años, ha significado la estabilización y unificación de las tarifas.
Actualmente, se ha incorporado el uso de las excavadoras hidráulicas a la construcción de caminos forestales, las que se muestran más eficientes para terrenos con laderas de pendientes fuertes, taludes de corte de gran altura, alta presencia de tocones y terrenos calificados como frágiles. Cuando trabajan juntos excavadora y bulldozer, la excavadora realiza la apertura de una "picada" o faja angosta lo cual facilita el trabajo posterior del bulldozer.
La excavadora además trabaja los taludes y el bulldozer termina 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. La 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. Estudios comparativos dan resultados encontrados respecto de las ventajas de la excavadora por sobre el bulldozer en cuanto a rendimiento y costos.
Ocasionalmente en condiciones de materiales rocosos se observó el reemplazo del balde por un martillo hidráulico, mediante el cual fue posible fraccionar y remover sectores con roca, evitando el uso de explosivos. Esto es válido para rocas con cierto grado de meteorización.
Otra ventaja del uso de las excavadoras es el mejor trabajo en la superficie de los taludes de corte (peinado) los que quedan con una mejor terminación. Sin embargo, debe tenerse presente que en plataformas angostas (4-5 m) la excavadora tiene dificultades para maniobrar. En caminos forestales es poco común el alisado de taludes con motoniveladora. El trabajo con excavadora presenta similares tiempos improductivos o demoras que el bulldozer (12%), de los cuales el 29% corresponde a descanso o demoras personales, 44% a mantenimiento o relativas a la máquina y 27% a traslados
g) Explosivos
En las áreas de bosque nativo ubicado en la Cordillera de Los Andes es común encontrar frentes de roca sana que requiere el empleo de explosivos para su remoción. Es una faena de la cual no se tiene mayor información, excepto que su costo alcanza de 8 a 10 US$/m3 de roca. Esto incluye la perforación con barrenos neumáticos, la tronadura y el movimiento del material removido. Este trabajo se contrata a empresas especializadas en el manejo de explosivos.
h) Obras de drenaje
- Cunetas
La mayoría de los caminos forestales incluye una cuneta lateral de tipo triangular en el lado y pie del talud de corte, de aproximadamente 80 a 100 cm de ancho y 30 a 50 cm de profundidad. Si el material del fondo de la cuneta puede ser rocoso, generalmente se deja construida como parte del proceso de movimiento de tierras. De lo contrario finalizado éste, en la etapa de perfilado de la subrasante se da el bombeo a la plataforma y construye la cuneta mediante el empleo de motoniveladora. Por esta razón fue difícil obtener datos de rendimiento y costo independientes para la construcción de cunetas, el que se estima en 200 US$/km.
Las cunetas requieren descargar hacia puntos más bajos o quebradas naturales. Si ésto no es posible, se descargan a través de alcantarillas que cruzan el camino. La distancia entre descargas de cunetas se fija por las condiciones del terreno, la pendiente del camino, las curvas, los cursos naturales y posible volumen tributario de agua, generalmente no superan los 100 metros. Las cunetas de los caminos forestales en bosque nativo siguen la pendiente longitudinal del camino, no son revestidas y el material del fondo corresponde al material del lugar. Sólo ocasionalmente se coloca algo de grava o material rocoso para evitar erosión y socavamiento por la fuerza del agua.
- Fosos y contrafosos
En situaciones de terrenos planos y húmedos se construyen fosos laterales para drenar el agua del cuerpo del camino profundizando la napa freática. Son fosos de 1 a 1,2 m de ancho y profundidades de 1 m o más, construidos con retroexcavadora hidráulica. El rendimiento de la excavadora en estas condiciones no supera los 35 m3/hora, esto es aproximadamente 1,25 US$/m3. Los contrafosos o contracunetas se construyen en la cabeza de los taludes de corte y tienen por finalidad controlar las escorrentías superficiales, evitando que lleguen a la superficie del talud causando erosión.
- Alcantarillas
Las alcantarillas son canalizaciones que cruzan transversalmente el camino y permiten la evacuación de cursos de agua natural y la descarga de cunetas. La sección se determina en base a la estimación del caudal a evacuar - para lo cual se consulta a los lugareños sobre las máximas crecidas - y por la experiencia constructiva que se ha logrado en la zona. El número de alcantarillas depende primero de los cruces naturales de cursos de agua y segundo de las descargas obligadas de las cunetas. Es común encontrar valores medios de 5 alcantarillas por kilómetro o 30 a 40 m/km, las que generalmente se construyen a continuación del movimiento de tierras. Una excepción son las alcantarillas ubicadas en cursos de agua permanentes, las que se instalan antes.
Los materiales más usados son la madera para la alcantarilla rústica de rollizos y las tipo puente, el cemento vibro comprimido y el acero galvanizado corrugado para las tuberías. Las alcantarillas tipo puente se construyen en lugares donde la profundidad no permite la instalación de tubos o donde se requieren tubos mayores de 50 cm de diámetro. Las alcantarillas rústicas y tipo puente construidas de madera son la más comunes en los caminos forestales de los bosques nativos.
- Alcantarillas rústicas: Estas se construyen con troncos huecos o grupos de 6 a 8 troncos colocados transversalmente al camino siguiendo el curso de la corriente, los que se cubren con materiales locales o ripio. Se instalan cuando los flujos son pequeños y los caminos no serán permanentes. Pueden durar un par de temporadas, son muy sencillas, rápidas y económicas de construir, usan sólo materiales locales y se construyen durante la etapa de movimiento de tierras.
- Acantarillas tipo puente construidas con rollizos: Están constituidas por dos rollizos de 30 a 40 cm de diámetro colocados transversalmente y separados 1 a 2 m, sobre ellos se colocan a modo de tablero rollizos de 20 a 25 cm de diámetro uno al lado del otro y se tapa con material del lugar o ripio. La construcción requiere sólo de un motosierrista y materiales locales. Se prefiere la especie coigüe (Nothofagus dombeyi) por su mayor duración cuando quedan en contacto con la tierra y humedad. Los rollizos se alambran para evitar que se separen al recibir carga.
- Alcantarillas tipo puente con vigas de madera aserrada: Una vez realizada la excavación de 1 a 2 metros de ancho y 0,6 a 0,90 m de profundidad, según se trate de caminos ripiados o de tierra, se instalan dos rollizos de 30 cm de diámetro o basas de 30×30 cm colocadas y ancladas transversalmente. Sobre éstas se colocan cinco vigas longitudinales separadas a 0,9 m y sección de 20×30 cm o rollizos de 25 cm de diámetro. Luego se clavan las vigas transversales de madera aserrada o tablero de resistencia de 3,6 m, de sección 7,5×20 cm ó 7,5×25 cm, colocadas de plan y separadas 5 cm una de otra para permitir la aireación y evitar la pudrición. Finalmente se termina con un rodado o dos huellas de 0,8 a 1,0 m de ancho cada una y 5 a 7,5 cm de espesor. Los clavos utilizados son de hierro de construcción de 10 mm de diámetro y 20 cm de largo. Donde el curso de agua es más importante o más torrencial estas alcantarillas toman las características de un puente, es decir los muertos se reemplazan por cabezales y estribos El costo de las alcantarillas de madera tipo puente alcanza de 200 a 300 US$/alcantarilla.
- Alcantarillas de tubos rígidos de cemento comprimido: Son menos frecuentes que las alcantarillas de madera pero por la escasez de la madera de roble (Nothofagus obliqua) tradicionalmente empleada y por la facilidad de instalación de los tubos de cemento, su uso será cada vez más común. Las alcantarillas se instalan en una zanja de una profundidad igual a tres diámetros y ancho igual al diámetro más 30 cm a cada lado para permitir la colocación de los tubos. El fondo de la excavación debe quedar liso, compacto y con una pendiente entre 3 y 6 por ciento. Si el fondo es rocoso la tubería se coloca sobre una capa de arena de 10 cm de espesor, si el fondo está constituido por material de baja capacidad de soporte (CBR<5>
Las tuberías rígidas de cemento vibro comprimido corresponden a tubos de 30 a 50 cm de diámetro interno, resistencias de 1900 a 2800 kg.m. Los tubos se unen y se emboquillan con mortero de cemento. La instalación se termina con un relleno colocado por capas de 20 cm y compactado adecuadamente. En la entrada y salida de la alcantarilla se construye una protección para sostener la tierra. El largo de la alcantarilla debe ser tal que la salida entregue el agua 1 m más afuera de la plataforma, esto es comúnmente entre 7 y 10 metros. Las alcantarillas en cursos de agua natural se instalan perpendicularmente al camino o siguiendo el curso de agua, las alcantarillas que corresponden a descargas de cunetas se instalan formando un ángulo de 30° con el transversal del camino.
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Predomina la excavación e instalación de alcantarillas en forma manual mediante cuadrillas de tres a cuatro hombres que alcanzan rendimientos de 12 a 15 m/jornada. De los tiempos totales 64% corresponde a excavación, 20% a colocación de tubos y 16% a relleno y compactación. En la excavación se emplea ocasionalmente pequeñas retroexcavadoras montadas sobre tractores agrícolas, pero por lo general por el poco volumen y gran cantidad de tiempos de espera no resulta económico. En los caminos forestales de bosques siempreverdes se construyen de 30 a 40 m/km con un costo de 30 a 70 US$/m, lo que representa de 12 a 15% del costo total del camino.
- Alcantarillas de tuberías flexibles de lámina de acero galvanizado corrugado: Son las menos empleadas debido a su alto costo. La sola tubería sin instalar para 0,4 m de diámetro cuesta 100 US$/m. La instalación es similar que para tubos de cemento, excepto la unión de los tubos que es empernada. La ventaja frente a las tuberías de cemento es su menor peso, lo que hace fácil su transporte e instalación, especialmente para diámetros mayores de 50 centímetros.
- Badenes
Muchos de los ríos de cordillera son torrenciales, de poco caudal en verano y cuentan con un lecho de rocas o piedras, razón por la cual es posible construir badenes para cruzarlos. Tienen la desventaja que anualmente hay que reconstruirlos, pero no son gran inversión ya que se requiere sólo unas horas de bulldozer. Son menos frecuentes, debido a que muchas veces las orillas no son lo suficientemente firmes, lo que lleva a construir puentes.
- Puentes de madera
El requerimiento de puentes por las condiciones topográficas y la abundancia de cursos de agua de cierta importancia en las áreas de bosques nativos alcanza de 2 a 3,5 m/km. Los puentes de madera son de una vía y comúnmente tienen 6 a 20 m de longitud. Los puentes que superan los 8 metros se construyen de más de una luz o tramo.
El diseño es más bien estándar, variando sólo la cantidad y dimensiones de las vigas longitudinales. Los cabezales están constituidos por un muerto o rollizo de gran dimensión asentado sobre una base firme y anclado con cables. Este recibe 5 a 6 vigas longitudinales, generalmente rollizos de 35 a 50 cm de diámetro o basas labradas de 35 × 40 cm, que se fijan a los cabezales con clavicotes o pernos de 19 mm de diámetro y 60 cm de largo. Sobre ellas se clava el tablero de resistencia de 4,0 m de ancho constituido por piezas dimensionadas de 10×20 cm colocadas de plan y clavadas con clavicotes de acero de 10 mm de diámetro. Sobre este tablero va el rodado constituido por dos huellas de 0,8 a 1 m cada una, de 3" de espesor.
En general los puentes de madera son sencillos de construir, se requiere de un perito en puentes ("maestro"), un motosierrista y tres ayudantes, dos tecles y un tractor para lanzar las vigas. Se estima que se requieren 4 a 6 jornadas por metro de puente según se construyan estribos de alas o no, es decir un puente de una luz de 8 a 10 m puede construirse en 10 días. Las especies de madera más usadas en su construcción son el roble (Nothofagus obliqua), el coigüe (Nothofagus dombeyi) y últimamente por escasez de ellas, eucalipto (Eucalyptus globulus). Para preservar la madera seca contra la pudrición se pintan con productos bituminosos, principalmente carbolineo.
El costo de construcción de puentes sencillos de una luz alcanza de 500 a 600 US$/m, de los cuales 25% corresponde a mano de obra y 60% a materiales, el resto son arriendo de equipos Si incluye la construcción de estribos el costo puede superar los 1000 US$/m.
Es común que el costo de estabilización represente de 60 a 70% del costo total del camino.
Los caminos principales exigen la estabilización para asegurar el transporte debido a que es frecuente tener veranos lluviosos y por la presencia de suelos de baja capacidad de soporte. En terrenos de laderas muchas veces con el movimiento de tierras se llega a una fundación suficientemente firme, requiriéndose una delgada capa de ripio para contar con un camino transitable. Si el suelo es más profundo, las exigencias son mayores y se llega a colocar hasta más de 30 cm de material pétreo.
- Aridos
Los materiales más usados para estabilizar son gravas de canto rodado (ripio), roca fragmentada en estado natural y roca chancada artificialmente. En la cordillera de Los Andes existe abundancia de rocas intrusivas y graníticas y en la Depresión Intermedia lo son los depósitos aluviales y fluvioglaciales. A lo largo del valle de los ríos es posible obtener a poca profundidad yacimientos de ripios de buena calidad. Muchas veces en su estado natural los ripios presentan granulometrías bien graduadas y escaso sobretamaño, cumpliendo con las exigencias que establecen las bases técnicas para la construcción de caminos.
En general el proceso de obtención en pozo considera el escarpe para la eliminación de la capa de suelo que lo cubre, soltar el material y una clasificación para eliminar el sobretamaño sobre 7,5 cm. El costo de producción de áridos no chancados varía entre 2,5 a 4,0 US$/m3. La clasificación se hace generalmente haciendo pasar por gravedad el material a través de una malla de acero con ayuda de un cargador frontal. Cuando el material no presenta una adecuada cantidad de finos, esto ocurre generalmente cuando el material proviene de playones de río, se agrega aproximadamente un 5% arcilla. Esto ayuda a dar adherencia al material y a sellar la carpeta.
Otro material en uso en los caminos es la roca fragmentada de origen metamórfico. Esta roca a diferencia de la costera es más sana, menos micácea. Como todo material metamórfico tiene la tendencia a la fragmentación por lo cual es más adecuado para bases y subbases que para carpetas de rodado. El material se obtiene de los cortes de camino mediante excavadora y aunque heterogéneo ofrece soportes superiores a 58% CBR.
La elección de cuál material usar es hoy principalmente una decisión económica, ya que el costo de transporte de los áridos es el principal ítem del costo de la estabilización, con aproximadamente 0,3 US$/m3/km. Esto lleva generalmente a emplear materiales locales aún renunciando a una mejor calidad.
i) Proceso constructivo
- Preparación de la subrasante. Antes de colocar el ripio, se perfila la subrasante con empleo de motoniveladora dejando un perfil transversal bombeado y luego se compacta con rodillo pata de cabra o liso, de peso estático no inferior a 5,5 toneladas. La compactación se efectúa a humedad óptima, precediéndose a regar si fuere necesario, hasta alcanzar como mínimo el 95% de la densidad máxima determinada por ensayo Proctor Modificado. A pesar que la compactación de la subbase se traduce en un menor requerimiento de espesor de carpeta, es una práctica que aún no se generaliza en la construcción de los caminos forestales. El costo de la preparación de la subrasante varía de 0,1 a 0,3 US$/m2 (600 a 1780 US$/km) y el rendimiento de la motoniveladora alcanza a 0,7 km/hora.
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- Acordonado del material. El ripio transportado en camiones tolva de 5 a 10 m3 de capacidad, se deposita en volúmenes uniformes a lo largo del camino para poder obtener los espesores y anchos especificados. El material es acordonado por medio de motoniveladora, se agrega arcilla si es necesario, y se mezcla hasta obtener completa uniformidad en el cordón. Finalmente es esparcido en una capa uniforme. El rendimiento de la motoniveladora en el trabajo de acordonado es de aproximadamente 0,3 km/hora, en revoltura 0,16 km/hora y en extendido 0,35 km/hora.
- Compactación. El ripio se compacta en condiciones de humedad óptima empleando un rodillo liso vibratorio hasta lograr un 95% de la densidad máxima dada por el ensayo Proctor Modificado o hasta una densidad relativa mínima de 80 por ciento. Generalmente es necesario aplicar riego para lograr la humedad óptima del material. El rodillado se hace partiendo por los bordes y siguiendo hacia el centro de la calzada, traslapando las franjas un mínimo de 30 centímetros. La calzada terminada se entrega pareja con un perfil transversal bombeado de igual pendiente que la subbase. La formación de la carpeta sin incluir el costo del material, pero incluyendo acordonado, revoltura, extendido y compactación tiene un costo de 2450 US$/km o 1,5-2 US$/m3 de ripio. En construcciones más rústicas, los camiones depositan el ripio directamente sobre la subrasante tal como quedó de la etapa de movimiento de tierras y la distribución del ripio se hace con el bulldozer. El camino se entrega al tránsito sin una compactación previa, dejando este proceso al propio paso de los vehículos.
- Espesor de la carpeta de rodado: Estos varían según el volumen a transportar y las condiciones de soporte de la subrasante. Es común observar espesores compactados entre 20 y 40 centímetros.
- Construcción en terrenos de baja capacidad de soporte: Envaralados o planchados de madera. En terrenos planos generalmente húmedos y blandos, suelos profundos, llega a ser imposible colocar la capa de ripio, ya que se incrusta en la fundación perdiendo su valor estructural. Cuando la capacidad de soporte es igual o inferior a 3% CBR, se recurre a la técnica tradicional del "envaralado", que consiste en colocar transversalmente al eje del camino rollizos de 20 a 30 cm de diámetro y 4 a 5 metros de ancho sobre el terreno nivelado, figura 4.10. Luego las trozas se recubren con material del lugar o material granular. A veces se utilizan residuos de cosecha, metro ruma o incluso desechos de aserradero. El costo del planchado sin incluir la capa de recubrimiento alcanza a 12 US$/m.
- El problema del polvo en el verano y la estabilización: Por el tipo de suelo de origen volcánico, de textura limosa o arenosa fina, los caminos en condiciones de temporada seca presentan una capa suelta de 20 a 30 cm, que con el paso de los vehículos genera densas nubes de polvo. Esto trae como consecuencia inseguridad al tránsito, problemas mecánicos por mayor desgaste de rodamientos y filtros y, un aumento del riesgo de afecciones en las vías respiratorias del personal expuesto. Las técnicas usadas para controlar el polvo van desde el riego permanente con agua hasta la colocación de una delgada capa de 8 a 10 cm de material granular (sal común, cloruros de magnesio, cloruros de calcio y otros productos químicos)
j) Mantenimiento.
El mantenimiento de los caminos forestales se aborda de dos maneras. Uno es el mantenimiento periódico que se hace una a dos veces en el año, antes de iniciar la temporada de transporte y durante ella, dependiendo de las necesidades. El mantenimiento mecanizado se contrata a empresas contratistas especializadas y consiste en recargar la calzada con material adicional en los puntos donde es necesario, limpiar cunetas y alcantarillas, eliminar los derrumbes de taludes y motonivelar la calzada. El otro, es un mantenimiento que generalmente está a cargo de la empresa y corresponde al mantenimiento diario que se hace en forma manual con una persona y una carretilla cada 4 a 6 kilómetros. Esta persona tiene por finalidad tapar hoyos, eliminar derrumbes y obstrucciones de las cunetas y alcantarillas. La práctica demuestra que es un mantenimiento muy efectivo y de bajo costo, razón por la cual está hoy muy difundido.
El costo medio anual de mantenimiento de una red de caminos que recibe tránsito de invierno varía entre 6 y 10 por ciento del costo del camino. Este se estima es mayor a menor inversión inicial y mayor participación de tránsito en condiciones húmedas.
Anexo 2: Equipamiento requerido (Ejemplo)
1. Camión fuera de ruta John Deere 250D
Motor: John Deere 6090 - 265 HP
Configuración de manejo: 6x6
Peso operacional: Vacío 18298 kg - Cargado 41499 kg
Capacidad colmada 2:1 - 13.8 m3
Carga útil nominal 23201 kg
2. Excavadora John Deere 160 LC
Motor John Deere 4045H - 121 HP - 4 cilindros Aspiración turboalimentada
Peso operacional 18135 kg
Capacidad de levante: 4129 kg
Profundidad de excavación: 6.49 m
Fuerza de desprendimiento del brazo 76.7 kN
Capacidad tanque de combustible: 322 litros
3. Excavadoras John Deere 650D LC
Motor John Deere 6090H - 271 HP - 6 cilindros
Peso operacional: 34910 kg
Capacidad de levante: 12518 kg
Profundidad de excavación: 7210 mm
Fuerza de desprendimiento del brazo: 169.2 kg
Capacidad tanque de combustible: 628 litros
4. Cargadoras John Deere 624J Zbar
Motor John Deere 6068H - 167 HP 6 cilindros Transmisión Automatica - Powershift
Peso operacional 14647 kg
Capacidad tanque de combustible: 352 litros
Motor John Deere 6068H - 165 HP 6 cilindros con Transmisión Powershift
Peso operacional 15255 kg
Capacidad tanque de combustible: 401 litros
6. Topadoras John Deere 750J
Motor John Deere / 6068H - 145 HP - 6 cilindros en línea con Transmisión hidrostática
Peso operacional 14781 kg
Profundidad de excavación 620 mm
Capacidad del tanque de combustible 371 litros
7. Topadoras John Deere 1050J
Motor Liebherr / D946 L A6 - 335 HP - 6 cilindros en línea, Aspiración diesel interenfriado y turboalimentado
Peso de trabajo: 39372 kg
Garras de 56, 61 y 71 cm
Hojas de 159 cm y 170 cm
8. Retroexcavadoras John Deere 710J
Motor John Deere 4045T - 123 HP
Peso de trabajo 11791 kg
Profundidad de excavación de 5.41 metros
Fuerza de desprendimiento de la cargadora de 69.1 kN
Capacidad de levante de la cargadora de 4212 kg
9. Minicargadoras John Deere 332
Motor John Deere 5030Hw - 85 HP 5 cilindros Transmisión servo-hidrostática
Peso operacional 4155 kg
Capacidad tanque de combustible: 91 litros
10. Miniexcavadoras John Deere 50D
Motor Yanmar 4TNV88 - 39.9 HP 4 cilindros - Cilindrada 2189 litros
Combustible: diesel
Peso operacional: 4730 kg
Capacidad de levante: 2390 kg
Ancho de hoja: 2000 mm
Capacidad tanque de combustible: 70 litros
