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Arrime de Trocería con Motogrúa, Utilizando un Carro Aéreo Gravitacional

José Ciro Hernández Díaz^[1]

1. Introducción

La motogrúa es la máquina más comúnmente usada para el arrime de trocería en México y particularmente en Durango. El modelo en uso es el resultado de adaptaciones menores sobre un diseño de origen norteamericano, el cual aún se utiliza en la región del noroeste interior de Estados Unidos y que es conocido como "Idaho Jammer" (Mendoza 1997). En lugares donde se extrae trocería con motogrúa suele observarse una creciente deforestación, erosión y deterioro en general. Esto puede atribuirse en parte a que las trozas se arrastran al ras del suelo, propiciando mayor escorrentía y daños a la vegetación residual. La principal desventaja del arrime con motogrúa es que requiere una mayor cantidad de caminos y brechas forestales que con el cable aéreo; y los caminos y brechas son la causa primaria de la degradación de los bosques del país.

En los bosques de México donde predomina la topografía escarpada, el arrime de trocería con cables aéreos es una alternativa a la motogrúa. Este tipo de arrime puede realizarse en una gran diversidad de configuraciones. La FAO 1981, citada por Hernández 1994, así como Studier and Binkley 1974, describen varios de estos sistemas de extracción, algunos de los cuales son aplicables a los bosques mexicanos.

El objetivo principal del trabajo que se describe en este reporte, fue evaluar la eficiencia de un sistema que combinó una motogrúa de dos carretes y un carro aéreo gravitacional de frenado automático, procurando conjugar las ventajas de los dos equipos y comparar su productividad con la del sistema tradicional de arrime de trocería con motogrúa.

2. Antecedentes

La productividad de la motorgrúa en el arrime de trocería es elevada en condiciones de matarraza y en distancias inferiores a 300 metros (Conway 1976; FAO 1978). Sin embargo, la motogrúa es un sistema impropio de aprovechamientos maderables basados en cortas parciales, como las que predominan en México, por permitir que la trocería arrastre sobre el suelo y por el poco control de la trayectoria de la carga (Mendoza 1997). Hernández y Delgado (1998), analizaron el arrime de trocería con motogrúa, reportando que en promedio se arriman entre 30 y 50 m³r por jornada de 8 horas.

Por otra parte, los sistemas de cable aéreo son los más utilizados en las áreas forestales escarpadas del mundo. En México empezaron a evaluarse desde los años 1960's en diversas empresas e instituciones (DGDF 1980); sin embargo, el uso de dichos sistemas no se ha consolidado, quizá por tratarse de equipos importados, lo cual los hace caros y difíciles de reparar en caso de descomposturas (Hernández 1983).

3. Materiales y métodos

3.1. Motogrúa de dos carretes

Se utilizó una motogrúa con dos carretes (Figura 1). En la actualidad en Durango lo más común es encontrar motogrúas de un solo carrete, ya que la costumbre de usar solo un cable para el arrime de trocería está generalizada. Sin embargo, en el mismo taller donde se fabrican motogrúas es posible acoplarles el segundo carrete que estaba incluido en el diseño original.

En el carrete interior (el más cercano al operador de la motogrúa) se enreda un cable de acero, de 19.0 milímetros (mm) de diámetro, que se usa como cable "portante" de la carga, y que se instala entre el mástil de la motogrúa y el "soporte final". Este cable se tensa entre estos dos puntos con la fuerza de la motogrúa y sobre él ruedan las poleas que permiten deslizar al carro aéreo, movimiento que a la vez inyecta la presión necesaria al sistema de freno hidráulico.

Figura 1. Motogrúa de dos carretes utilizada en las pruebas.

En el otro carrete se enreda el "cable de tracción" que tiene un diámetro 12.7 mm. Este cable se utiliza para detener y controlar el carro vacío o cargado durante su traslado mientras se desliza por gravedad sobre el cable portante hasta el punto de carga o descarga de las trozas.

3.2. Carro aéreo gravitacional

Este tipo de carro aprovecha la gravedad para deslizarse hasta el lugar donde se localiza la trocería y ahí, mediante un mecanismo automático, se enfrena el carro y se queda fijo mientras se amarra y engancha la carga. En este caso, el carro aéreo utilizado fue un modelo Koller-300 gravitacional, de procedencia austriaca (Figura 2), con capacidad de carga útil de hasta 2.5 toneladas con el sistema original, que utiliza un cable portante de 25.4 mm de diámetro. Sin embargo, debido a que en el sistema combinado de este reporte el cable portante fue de 19.0 mm, se constató que la capacidad de carga segura del sistema fue de hasta 1.5 toneladas por viaje.

Figura 2. Carro aéreo cargado en pleno recorrido cuesta arriba.

3.3. Radiocomunicación

La comunicación por silbidos entre el operador y el ganchero es posible y común en el sistema de motogrúa tradicional, debido a que la distancia de arrime es inferior a los 150 m. En cambio, cuando la distancia de arrime es superior a 400 m como sucedió con el sistema combinado, es indispensable contar con radios del tipo "walkie talkie" con alcance de por lo menos un kilómetro (Figura 3). La comunicación por radio permitió que el operador supiera lo que estaba sucediendo en la zona de amarre de las trozas y por lo tanto, operara con propiedad y sobre todo con seguridad para el personal, la motogrúa y el carro aéreo

Figura 3. Radios Walkie-talkie usados con el sistema combinado.

3.4. Áreas de trabajo

Dos de las tres áreas en las que operó el sistema combinado, son similares a los sitios donde se realiza el arrime con motogrúa de manera tradicional y donde la pendiente del terreno suele ser suficiente para que el carro se deslice sobre el cable portante por efecto de la gravedad. La primera prueba se realizó en el predio Quebrada de Cebollas, municipio de Santiago Papasquiaro, Dgo., donde el arrime de trocería se hizo desde una distancia máxima de 480 m.

La segunda área se localiza en la Comunidad Río y Papudos, municipio de Canelas, Dgo. En ese lugar ya se había arrimado trocería con la motogrúa; sin embargo, dado que este arrime había sido hasta 150 m como máximo, se instaló el sistema combinado para arrimar la trocería que había quedado en la franja comprendida entre los 150 y los 480 m de distancia del camino.

La tercera área de prueba también se ubica en la Comunidad Río y Papudos. En este caso toda la trocería había sido concentrada en una tonga localizada a una distancia de 620 m del camino más cercano. Inicialmente se intentó arrimar hasta el camino esta trocería con el mismo malacate que la había concentrado, pero aunque este malacate tiene mayor potencia que la motogrúa, sólo se pudieron arrimar seis trozos en tres días, debido a lo abrupto de la topografía del lugar.

3.5. Capacitación del personal

La operación del sistema combinado de la motogrúa y el cable aéreo es tan sencilla que el mismo personal de la motogrúa y del malacate tradicional se capacitaron para trabajar con este sistema en las primeras dos instalaciones.

3.6. Toma de datos de campo

El equipo combinado estuvo operando en campo desde octubre de 2000 hasta febrero de 2001, con diversas interrupciones, algunas debidas a condiciones climatológicas desfavorables y otras a la necesidad de resolver imprevistos propios de la etapa de adaptación del carro aéreo y de la motogrúa para funcionar como un equipo combinado. En ese lapso se arrimaron 2,791 metros cúbicos de madera en rollo (m³r) de trocería en cinco sitios diferentes. Los datos de campo que aquí se analizan se tomaron en solo tres de los cinco sitios donde se trabajó. Estos datos se refieren a 779.123 m³r contenidos en 864 trozas.

4. Resultados y discusión

4.1. Rendimiento en el arrime de trocería con el sistema combinado

En los Cuadro 1 al 3 se resumen los rendimientos observados en las tres áreas. El total de las observaciones se tomaron en 32 días, correspondientes a diversas fechas, de los cuales sólo en 15 se trabajó durante 6 horas o más. Esto debido a las diversas interrupciones ya descritas. Sin embargo y aunque al principio del periodo observado hubo más variación, el promedio general se estableció arriba de 5 trozas y en el orden de 4.5 m³r/hora trabajada (m³r /h), (Figuras 4 y 5).

Cuadro 1. Arrime de rocería con el sistema combinado, en el área de prueba 1: Quebrada de Cebollas, Mpio. de Santiago Papasquiaro, Dgo.

Los primeros 13 días que se ilustran en las Figuras 4 y 5, corresponden a las primeras dos áreas de prueba. En estos primeros días se observa gran variación en el número de trozas arrimadas por hora y se nota que el promedio diario es mayor que en el resto del periodo. Esto se debe a que en las primeras dos áreas la distancia máxima de arrime era menor a 480 m, y las trozas eran de un volumen unitario menor, por lo que con frecuencia se realizaron viajes con dos trozas, ya que se encontraban en áreas accesibles.

Los últimos 19 días corresponden a la tercera área de prueba. Ahí, el arrime se realizó desde una distancia de 620 m con respecto al camino y la topografía es inaccesible para la motogrúa e inclusive para el malacate; de hecho eran bosques vírgenes, lo cual explica que las trozas tuvieran, en promedio, un mayor volumen individual y se arrimó una sola troza por viaje.

Figura 4. Rendimiento en metros cúbicos por hora trabajada.

Otro factor que indujo a reducir el número de trozas arrimadas por hora, fue que en la segunda área de prueba hubo una ocasión en que se reventó el cable portante por exceso de carga, ya que se arrimaron algunos viajes con más de dos metros cúbicos de trocería, y ello implicó riesgo para los obreros y pérdidas de tiempo, al tener que reparar el cable y reinstalar el sistema. Por lo tanto, en lo sucesivo se optó por cargar una sola troza por viaje y así lograr mayor seguridad y constancia en la operación. En general se observó que con el sistema combinado y usando un cable portante de 19.0 mm, la operación es segura para cargas inferiores a 1.5 toneladas.

Cuadro 2. Arrime de trocería con el sistema combinado, en el área de prueba 2: comunidad Río y Papudos, Mpio. de Canelas, Dgo.

Cuadro 3. Arrime de trocería con el sistema combinado, en el área de prueba 3: comunidad Río y Papudos, Mpio. de Canelas, Dgo.

Figura 5. Rendimiento en trozas por hora trabajada.

4.2. Ventajas del sistema combinado

A partir de los resultados y tomando en cuenta trabajos anteriores (Hernández 1983, Hernández y Delgado 1998) donde se ha estudiado el arrime de trocería con motogrúa, es posible asegurar que el sistema de arrime que combina la motogrúa con el cable aéreo tiene las ventajas siguientes:

1. Con este sistema combinado se puede arrimar trocería desde una distancia hasta cuatro veces mayor que con el sistema tradicional de jalón directo, con que se usa actualmente la motogrúa. Por lo tanto, con el sistema tradicional de motogrúa se requiere una densidad de caminos y brechas de por lo menos 66.6 metros lineales por hectárea (m/ha), mientras que con el sistema combinado es posible efectuar la extracción de la misma trocería hasta con una densidad mínima de solamente 16.6 m/ha.

2. El sistema combinado permite arrimar con eficiencia trocería cuesta arriba desde una distancia de hasta 600 m ó más (según la capacidad del carrete del cable portante) y cuesta abajo hasta 100 m ó más. El arrime lateral es eficiente en una distancia de 40 m ó más de cada lado del carril, por lo que con una sola instalación se pueden cubrir más de 5.0 hectáreas (ha) cuya trocería se arrima por un solo carril y casi sin impacto ambiental. En contraste, con el sistema tradicional de motogrúa se requieren por lo menos cinco instalaciones para cubrir esa misma superficie y en cada instalación se definen varios carriles en los cuales se registran fuertes impactos al arbolado residual, en especial en los carriles principales, cuya longitud promedio rara vez sobrepasa los 150 m.

3. Los puntos anteriores indican que es posible disminuir la necesidad de caminos y brechas, con la consiguiente reducción en costos y sobre todo con una considerable reducción de impactos negativos al ambiente.

4. La citada disminución en costo por caminos y brechas puede compensar el aumento del costo inicial que representa el reforzar algunas partes de la motogrúa y el adquirir los cables, poleas extras y el carro aéreo que requiere el sistema combiando.

5. Conclusiones

1. El sistema de arrime que combina la motogrúa con el cable aéreo representa una importante opción económica y ambiental, ya que requiere menos caminos y minimiza los impactos ambientales adversos correspondientes.

2. El sistema combinado es aplicable en topografía accidentada que se ha considerado inaccesible para la motogrúa, y también en áreas con pendientes pronunciadas y moderadas en donde opera comúnmente la motogrúa.

3. El sistema combinado permite arrimar trocería cuesta arriba o cuesta abajo y en forma suspendida o semisuspendida, reduciéndose el impacto al suelo y a la vegetación residual.

4. En las pruebas efectuadas con el sistema combinado se arrimaron con eficiencia y seguridad trozas de un volumen promedio de 0.902 m³r y algunas de más de 1.5 m³r, y desde una distancia de hasta 620 metros, la cual es cuatro veces superior al promedio de distancia de arrime con motogrúa.

5. Con el sistema combinado se puede arrimar trocería con una densidad de caminos inferior a 20.0 m/ha en el área de corta. Con el sistema tradicional de motogrúa la densidad requerida en promedio actualmente es superior a los 60.0 m/ha.

6. El promedio de producción con el sistema combinado fue de 4.5 m³r por hora trabajada, equivalente a más de 30.0 m³r por día de trabajo, lo cual es similar al promedio que suele obtenerse con motogrúa; sin tomar en cuenta la gran diferencia en la distancia de arrime.

7. En promedio se arrimaron 5.3 trozas por hora trabajada, equivalentes a más de 40 trozas por día de trabajo, lo cual también se asemeja al promedio que se obtiene con motogrúa; sin considerar la diferencia en la distancia de arrime y la respectiva necesidad de caminos e impacto ambiental.

6. Obras citadas

DGDF, 1980. Sistema de cable aéreo en la extracción de trocería y leñas; Dirección General para el Desarrollo Forestal, S.F. - S.A.R.H.; México, 146 p.

FAO, 1981. Cable Logging Systems. Forestry Paper No. 24. FAO-ONU, 105 p.

Hernández D., J. C., 1983. Análisis comparativo de costos en arrime de trocería, con cable aéreo y motogrúa. Tesis de Maestría. Colegio de Postgraduados, Chapingo, Méx., 194 p.

Hernández D., J. C., 1994. El arrime de trocería con diversos sistemas de cable. Folleto Técnico Núm. 5; Campo Experimental "Valle del Guadiana", CIRNOC-INIFAP. 30 p.

Hernández D., J. C. y Delgado P., M., 1998. Análisis del arrime de trocería con motogrúa en una empresa forestal (estudio de caso). Folleto Científico Núm. 6; Campo Experimental "Valle del Guadiana". CIRNOC-INIFAP. 39 p.

Mendoza B., M., 1997. Rendimiento de un sistema de cable en relación a la intensidad del régimen silvícola. Revista Maderas y Bosques, México, D.F. Vol.3. Num.1, p 13 -32.

Studier, D. D. and Binkley, V. W., 1974. Cable Logging Systems. Division of Timber Management. Forest Service, U. S. Department of Agriculture, Portland, Oregon. 211 p.