Construcción de caminos forestales

La construcción de caminos forestales exige la tala de vegetación y el movimiento de tierras y rocas para conseguir estructuras capaces de soportar el paso de vehículos pesados aun en los períodos de condiciones ambientales adversas. Esas actividades ocasionan casi inevitablemente un aumento de la erosión. Para reducirla y limitar sus efectos destructivos, se recomiendan las siguientes prácticas:

Recurrir a ingenieros competentes para que estudien el trazado y supervisen la construcción.

Limitar al mínimo indispensable la longitud de los caminos forestales. De esta forma, no sólo se reduce al mínimo su erosión sino también la tala del bosque y se incrementa la rentabilidad, al ser menor el coste de la construcción y mantenimiento de los caminos.

En condiciones idénticas, la longitud total de caminos necesarios para las operaciones de saca de madera por arrastre es dos o tres veces mayor que la que se necesita en los sistemas de saca con cable aéreo o con vehículos que transportan la carga levantada del suelo. En los sistemas de saca aérea, por ejemplo con helicópteros, la densidad de carreteras es aún menor. Hay que decir, no obstante, que los sistemas de cable aéreo son más costosos que los sistemas de arrastre, excepto cuando el terreno es sumamente abrupto o empinado. Por tanto, si a una mayor densidad de carreteras le corresponde un mayor coste de construcción, cuando la densidad es menor aumenta el costo de extracción.

Reducir al mínimo la zona alterada al construir los caminos. Las directivas que se han formulado para los bosques hidrofíticos tropicales del norte de Australia especifican que en los terrenos de pendiente suave donde el movimiento de tierras es escaso, la anchura máxima del desmonte debe ser inferior a 7, 5 m para los caminos de saca principales y de menos de 5 m para los secundarios. El desmonte ha de ser mayor cuando el terreno es más abrupto, pues se han de excavar taludes de terraplenes y se han de talar las zonas donde las precipitaciones son especialmente intensas, para que penetre la luz del sol y se sequen los caminos después de las tormentas. Aunque pueden aplicarse sistemas distintos según las regiones, el principio general es el de compatibilizar una anchura limitada de los caminos forestales con una construcción y mantenimiento adecuados para efectuar el desembosque con eficacia y seguridad. De esta forma se reduce la erosión del suelo y la superficie de bosque destinada a infraestructuras.

Evitar, cuando sea posible, las zonas de suelos húmedos y propensas a la erosión. El costo de las carreteras en esas zonas es muy elevado, tanto por lo que respecta a su construcción inicial como a los trabajos más intensos de mantenimiento que serán necesarios.

Reducir en la medida de lo posible los desmontes y terraplenes. En las laderas muy abruptas y erosivas deben utilizarse excavadoras hidráulicas que eviten que el material excavado sea arrojado lateralmente. Cuando es necesario realizar voladuras han de utilizarse las técnicas apropiadas y el material excavado será depositado en zonas estables alejadas de los cursos de agua.

Compactar suficientemente el fondo de la carretera y permitir que ésta se seque completamente antes de ser utilizada. Cuando sea posible, las carreteras deben construirse durante la estación seca y esperar a que haya transcurrido una estación lluviosa para permitir el transito de la maquinaria pesada. Hay que utilizar materiales locales adecuados para preparar sólidos cimientos y cuando sea factible aplicar una capa de gravilla o de un material similar impermeabilizante en la superficie de las carreteras primarias.

Excavar cunetas y construir, a intervalos apropiados, estructuras de drenaje transversales para canalizar el agua hacia las zonas de vegetación contiguas a los caminos. Son estructuras sencillas y poco costosas que con frecuencia se descuidan y que son indispensables para limitar la erosión del suelo que provoca la construcción de carreteras, especialmente cuando las precipitaciones son muy abundantes. Por añadidura, el costo de estas estructuras se recupera con creces al reducirse el costo de reconstruir las carreteras y disminuir los retrasos cuando éstas están embarradas o encharcadas.

Revestir lo antes posible de vegetación los taludes laterales de la carretera una vez terminada su construcción. Es mejor una vegetación baja y arbustiva o de gramíneas que los árboles de crecimiento rápido que sombrean la superficie del camino e impiden que se sequen tras los períodos de lluvia. En muchas regiones tropicales, puede ser necesario controlar las especies arbóreas pioneras, de crecimiento rápido, que brotan aceleradamente tras el desmonte en los bordes de los caminos, para que éstos puedan secarse adecuadamente.

Procurar que las carreteras y zonas alteradas estén alejadas de los cursos de agua y de las fajas de amortiguación contiguas a los arroyos. Cuando es necesario atravesar un arroyo se debe diseñar la estructura de cruce después de haber realizado un estudio detallado del lugar y perturbar lo menos posible el cauce del arroyo durante la construcción.

Cuando se utilizan tuberías de desagüe o estructuras similares para el drenaje transversal o en los lugares de cruce de los arroyos, determinar el tamaño adecuado de las estructuras y los intervalos entre éstas en función de la intensidad de las precipitaciones y de la tasa de escorrentía.

Trazar la carretera con la pendiente mínima, compatible con la necesidad de permitir un acceso adecuado al bosque. En algunos países se recomienda que la pendiente máxima oscile entre el 10 y el 20% (6-11°) salvo en algunos tramos cortos en los que la pendiente ha de ser mayor para permitir el acceso a los lugares de mayor altitud. En las zonas montañosas son preferibles los caminos

con pendientes relativamente elevadas a las carreteras más llanas, que exigen trabajos más intensos de construcción. Sin embargo, a mayor pendiente mayores son los costos de mantenimiento y los problemas de erosión.

Cuando sea posible, trazar las carreteras por zonas elevadas estables, salvo en los casos en que se han de utilizar cables aéreos de larga distancia en combinación con carreteras en el fondo de los valles.

Mantener adecuadamente la superficie de los caminos, las cunetas, las estructuras transversales de drenaje y los cruces de los cursos de agua. Los caminos secundarios pueden cerrarse si no se han de utilizar hasta el siguiente ciclo de corta; se puede eliminar el pavimento de la carretera si y plantar gramíneas o arbustos. En todas las carreteras que se consideran indispensables para la ordenación o protección del bosque se ha de efectuar un trabajo adecuado de mantenimiento que permita utilizarlas en todo momento.

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 propia empresa forestal 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. Además del mantenimiento de los caminos prediales las empresas forestales deben asumir o al menos contribuir al mantenimiento de los caminos públicos comunales.

Resumen de costos

La construcción de caminos forestales en la forma detallada en los párrafos anteriores para una red de 20 m/ha, significa un costo de 300 a 500 US$/ha, que puede llevar a una incidencia de 2 a 5 US$/m3 de madera producida. En el cuadro 4.7 se resumen los costos de las diferentes etapas del proceso constructivo.

Etapa US$/km (%)

Trazado 150 0,6

Desmonte - (1)

Movimiento de tierras 6500 (2) 27,0 27,6

Cunetas 200 0,8

Alcantarillas (30-40m/km) 2250 9,3

Puentes (2m/km) 1100 4,5 14,6

Preparación subrasante 1200 5,4

Producción ripio 5600 23,3

Transporte ripio 4000 16,6

Construcción carpeta 3000 12,5 57,8

Total 24000 100,0 100,0

Como se aprecia en el cuadro 4.7, el componente principal del costo de un camino forestal permanente corresponde a la estabilización. Actualmente no incluyen costos como protección de taludes y derrames, construcción de pequeños diques y disipadores de energía en las descargas de alcantarillas, ni los costos por desactivación de caminos.

La construcción de caminos forestales en las empresas forestales se encarga habitualmente a contratistas especializados, los que deben ajustarse a un conjunto de bases técnicas generales y específicas que detallan la forma cómo debe realizarse cada etapa del proceso constructivo y la calidad de obra esperada. Sin embargo, persiste aún mucha construcción informal en los predios pertenecientes a medianos y pequeños propietarios, donde la técnica queda depositada en la buena voluntad de los ejecutantes. En los párrafos siguientes se describen las faenas más comunes en torno a los principales proyectos forestales.

Trazado de caminos

El método empleado para trazar los caminos en bosques nativos siempreverdes es similar al empleado en todo el país para bosques de plantación y corresponde al "método de la línea cero" (Pestal, 1977). Es decir, se traza la línea que representa corte cero o línea que se apoya sobre el terreno. En Chile es común 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.

Desmonte y estacado

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 (Buckley, 1991), mientras que esta incidencia puede llegar al 20% con bulldozer (Terranova S.A., 1990b).

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.

4.4.3 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), figura 4.3. 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 forestales 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, cuadro 4.2.

Cuadro 4.2 Volumen de movimiento de tierras en m3/km según pendiente y ancho de plataforma y estimación del requerimiento de horas bulldozer. Angulo de talud de corte 1:2 (63,4°).

Pendiente del terreno Ancho de la plataforma

5 m 6 m 7 m

(%) m3/km m3/km m3/km

15 2027 2919 3973

30 4412 6353 8647

45 7258 10452 14226

60 10714 15429 21000

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, cuadro 4.3.

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 (Morales y Quirós, 1994). 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, figura 4.4 (Cabezas, 1994).

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.

Cuadro 4.3 Rendimiento de bulldozer y excavadoras en movimiento de tierras - Incluye destronque bosque adulto.

Tipo de suelo Pendiente lateral (%)

Bulldozer (m3/hora)

140 HP 190 HP 215 HP

(1) (2) (3)

Arcilloso 10 96 - 102

20 149 - 132

30 - - 155

50 - - 190

Limoso blando 50 - 223 -

20-60 - 264(4) -

Roca granítica oxidada 60 - 140 -

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. Basado en esta consideración y ante la ausencia de una mayor cantidad de datos locales se incluyen en el cuadro 4.4 los costos de máquina y producción tanto de la X como de la VIII Región de Chile.

Costos horarios y producción en movimiento de tierras

Maquinaria Costo horario Costo producción

US$/hora US$/m3

Bulldozer 190 HP 65 0,29-0,46 (1)

0,55-0,60 (2)

Bulldozer 165 HP 50 0,55-0,60 (2)

Excavadora 118 HP 44 0,51 (1)

0,55-0,60 (2)

Excavadora 128 HP 63 0,61 (3)

1,19 (4) (1) Cuociente entre el valor arrendamiento de la máquina y el rendimiento, VIII Región (Cabezas, 1994)

(2) Valor fijo contratado por unidad de producción

(3) Cuociente entre el valor arrendamiento de la máquina y el rendimiento, X Región (Contreras, 1995)

(4) Material rocoso con empleo de martillo hidráulico, X Región (Contreras, 1995)

ii) Excavadora hidráulica

Actualmente Chile 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, figura 4.5. 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 (Cabezas, 1994). 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 (Fundación Chile, 1991). Estudios comparativos dan resultados encontrados respecto de las ventajas de la excavadora por sobre el bulldozer en cuanto a rendimiento y costos. En el cuadro 4.5 se entregan algunos datos de rendimiento obtenidos recientemente (Cabezas, 1994; Contreras, 1995; Fundación Chile, 1991).

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 (Cabezas, 1994).

Movimiento de tierras con excavadora, rendimientos en caminos forestales

Tipo de suelo Pendiente (%) Excavadora (m3/hora)

118 HP 128 HP

Suelo limoso 10 76(1) -

Suelo limoso 55 86(1) -

Suelo arcilloso 50 106-123(3) -

Suelo arcilloso y roca granítica oxidada 60 86(1) -

Suelo arcilloso y roca oxidada 80 86(3) -

Suelo arcilloso y roca metamórfica fragmentada

40-70 - 104(2)

Roca, martillo hidráulico 40-70 - 53(2)

iii) 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.

Obras de drenaje

Cunetas

La mayoría de los caminos forestales de la X Región 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 es 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.

En un importante número de casos se observaron cunetas tipo rectangular o trapezoidal de pequeñas dimensiones, 40 cm de ancho y profundidades variables de 20 a 40 centímetros. Esto generalmente estaba asociado a plataformas estrechas.

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

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 siempreverdes.

Alcantarillas rústicas o tipo "patagona". 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, figura 4.6. 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.

Alcantarillas 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, figura 4.6. 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 fierro 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 (Mininco S.A., 1993). El costo de las alcantarillas de madera tipo puente alcanza de 200 a 300 US$/alcantarilla.

Alcantarillas: tipo patagona

Alcantarillas de tubos rígidos de cemento comprimido. Son menos frecuentes que las alcantarillas de madera en los caminos actuales de bosques nativos, 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, figura 4.7. 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%), es reemplazado en una profundidad de 30 cm por material estabilizado.

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.

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 (Arrué, 1991). 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 (Mininco S.A., 1994; Terranova S.A., 1990b).

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.

v) 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 (Terranova S.A., 1990c). 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, figura 4.8.

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 una yunta de bueyes o 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.

El costo de construcción de puentes sencillos de una luz alcanza de 500 a 600 US$/m, de los cuales 25% corresponde a mano de obra y 60% a materiales, el resto son arriendo de equipos (Terranova S.A., 1990a; Mininco S.A., 1994). Si incluye la construcción de estribos el costo puede superar los 1000 US$/m.

Estabilización de calzadas

A pesar de ser la etapa más costosa de la construcción de caminos forestales, en las cosechas de bosques siempreverdes no ha alcanzado aún los niveles de profesionalismo que se observan y exigen en las faenas de bosques de plantaciones. Es común que el costo de estabilización represente de 60 a 70% del costo total del camino (Terranova S.A., 1990b; Mininco S.A., 1994).

Los caminos principales para cosechas de nativo, aún cuando se trate de cosechas de temporada seca, 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 y en general en todo el valle central de la X Región 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, cuadro 4.6. 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, figura 4.9.

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.

Tamiz (mm) % que pasa

Banda especificada Muestra de pozo

76 100 100

50 76-100 88

37 64-84 76

25 52-72 67

12 30-50 49

4,76 19-39 37

2,38 11-31 31

0,59 5-20 21

0,42 4-17 14

0,075 4-10 6

Los materiales chancados a pesar de ser estructuralmente más apropiados que los ripios, son poco habituales en la construcción de caminos forestales en bosque nativo debido a su mayor costo de producción, el que alcanza cifras de 10 a 16 US$/m3 y a la abundante oferta de ripios (Terranova S.A., 1990c; Mininco S.A., 1994). Sin embargo, donde no hay ripios o las distancias de transporte son mayores, el chancado ha llegado a ser una opción. Aunque en el caso de la Cordillera de la Costa de la X Región, existen pocos lugares donde hay roca sólida para chancar, ya que las rocas de la Costa son de origen metamórfico y no sirven a este propósito por ser del tipo mica esquisto, muy fraccionables, laminares y fácilmente meteorizables. Hay también algunos ejemplos de utilización de cuarcitas propias del complejo metamórfico, aunque sólo han resultado apropiadas para tránsito liviano.

Otro material en uso en los caminos de bosques nativos en la X Región es la roca fragmentada de origen metamórfico ubicada en la Cordillera de los Andes. 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 (Gayoso, 1992b).

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.

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 (Gayoso, 1990a; Mininco S.A., 1993). 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 de bosque nativo. 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.

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 (Terranova S.A., 1990b; Gayoso, 1992a; Mininco S.A., 1994).

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

Los espesores de la carpeta varían según el volumen de madera a transportar y las condiciones de soporte de la subrasante. Es común observar espesores compactados entre 20 y 40 centímetros. Si bien el dimensionamiento de carpetas por el método de la AASHTO (American Association of State Highway Transportation Officials) es habitual en caminos forestales de bosques de plantación, en bosques nativos el espesor se determina sólo en base a la experiencia ganada en la zona (Gayoso, 1994b).

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.

Estabilización química de suelos. En Chile en los últimos años se han desarrollado numerosas experiencias empleando aceites sulfonados para estabilizar suelos arcillosos en caminos forestales (RRP, CON-AID, ISS). Dado que ninguna de ellas se ha realizado en áreas de bosques nativos, y sólo dos en la X Región, no se puede decir que haya resultados concluyentes respecto de los éxitos y fracasos.

En general se piensa que los mejores resultados han ocurrido sobre suelos arcillosos de la Cordillera de la Costa, mientras los mayores fracasos son sobre suelos volcánicos (Pernas et al, 1991; FORVESA, 1993). El costo de la estabilización química del suelo alcanza 4000 US$/km, a lo que hay que sumar los costos de construcción de una delgada carpeta de rodado.

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. La bibliografía señala como controladores de polvo diferentes sales higroscópicas (sal común, cloruros de magnesio, cloruros de calcio y otros productos químicos conocidos como RRP, CURASOL, HÜLS BL 801, SACOFLOR, BIOSOL, BINDERSOL). Sin embargo, las pruebas realizadas hasta ahora en los suelos volcánicos no han mostrado el control esperado.