Máquinas para la tala de árboles o la recolección de matorral

Las cosechadoras convencionales, llamadas comúnmente ‘procesadores’ o ‘procesadoras’, son máquinas que tienen la capacidad de cortar árboles y procesarlos a continuación (es decir, desramarlos, tronzarlos y despuntarlos). Las multitaladoras no son en realidad cosechadoras, dado que no pueden desramar y tronzar los árboles, sino sólo apearlos y apilarlos. Por tanto, una multitaladora sería una modalidad de ‘taladora-apiladora’ que presentara la capacidad de acumular en su cabezal talador un grupo de árboles para depositarlos juntos en una pila.

Las cosechadoras convencionales presentan un cabezal de apeo y procesado que cuenta con los siguientes elementos:

- Un útil de corte para el apeo y despunte que es, generalmente, una espada de motosierra que gira alrededor de uno de sus extremos y que está protegida por una funda metálica cuando no está cortando. Aunque hay máquinas de corte mediante cuchilla o cuchillas, lo más común en España para el uso en cortas de madera son estos útiles de corte de cadena, dado que no dañan la madera en el corte, tienen menor requerimiento de potencia –especialmente para diámetros grandes–, así como un mantenimiento sencillo, aunque más frecuente, que el de las cuchillas –pero que puede realizarse en el taller y evitar las pérdidas de tiempo llevando un juego de cadenas–. El cabezal se aproxima al árbol y lo abraza, rodeándolo con las garras de desramado y los rodillos de alimentación. En ese momento, se acciona la espada que, con un movimiento de giro sobre un extremo, corta el árbol. Después, el cabezal gira gracias a una de sus articulaciones y le obliga a caer en sentido opuesto a la grúa. En algunos cabezales, hay una ‘motosierra escamoteable’ adicional, que sólo se emplea para el despunte, lo que puede ahorrar algo de tiempo y separar más eficazmente la biomasa –punta y ramas– de las trozas, aunque sea a costa de apear a un solo lado de la calle, con lo que la madera quedaría a ese mismo lado y las ramas y puntas, al otro lado.

-Un sistema de alimentación, formado por rodillos, que generalmente son piezas cilíndricas enfrentadas que giran en sentidos contrapuestos, unas veces cubiertos por piezas metálicas prominentes (dentados), en ocasiones con filetes espirales cortantes sobre su superficie externa para descortezar y otras veces con superficies de goma cubiertas por cadenas análogas a las que se acoplan sobre los neumáticos para mejorar la adherencia. En algunos casos, los cilindros de alimentación son de tipo cinturón, de sección ovalada, aumentando la superficie de contacto con el árbol. El sistema de alimentación, una vez apeado el árbol, hace que avance con fuerza, atravesando el propio cabezal desde la base a la punta. En dicho avance, además de producirse el desramado, se ejecutan los cortes de tronzado, bien de forma automática, con control manual del maquinista o a través de un sistema mixto en que el ordenador sugiere los puntos de tronzado, que son confirmados o no por el maquinista.

- Unas garras de desramado, parte de las cuales son cuchillas curvas fijas y forman parte del cuerpo del propio cabezal, abrazando el árbol, en el momento de su apeo, por la zona superior y proximal con respecto al propio cabezal. Las otras dos garras de desramado abrazan al árbol por la zona distal de su sección. Todas son accionadas mediante cilindros hidráulicos para presionarlas tangencialmente contra la superficie externa del fuste y cortar las ramas, por impacto con sus bordes afilados, cuando del tronco es empujado por el sistema de alimentación desde su coz y hacia la cogolla. Su forma de trabajar es apear, y en su caso procesar, un árbol detrás de otro. Frente a ellas, las multitaladoras pueden acumular algunos árboles cortados y transportarlos en el propio cabezal mientras cortan otros nuevos. Tienen un ciclo de trabajo en la primera aproximación al pie y el apeo similar al de las cosechadoras convencionales, si bien es posible –y conveniente, dado el tamaño pequeño de los árboles que se cortan para biomasa con destino energético– que corten más de un pie al accionar su útil de corte. Para poder acumular pies cortados, el cabezal tiene un doble sistema de garras: para la sujeción de los pies durante su apeo, en el caso de uno de los juegos de garras, y en el caso del otro juego para mantenerlos sujetos al cabezal, agrupados en sentido vertical como un ramillete mientras se produce la aproximación a otro arbolillo o grupo de ellos para su apeo y colocación. Por este motivo, se conocen estos cabezales como ‘acumuladores’ (figura 1). Aparte del órgano de corte y de el doble juego de garras, el cabezal de estas taladoras – apiladoras acumuladoras no presenta un sistema de alimentación, ni requiere tanta robustez para la labor de desrame. La ausencia del sistema de alimentación permite reducir los requerimientos de caudal hidráulico (y, por ello, de potencia) y además facilita la aproximación del cabezal a los árboles en masas densas o agrupadas en matas, como ocurre con frecuencia en los montes bajos.

Por el interés en que el cabezal apee más de un pie a la vez, el útil de corte suele ser de cuchilla, dado que, por un lado, el pequeño tamaño de los pies y la inexistencia de sistema de alimentación hace menos gravosos los mayores requerimientos de potencia de las cuchillas. Los cabezales de sierra de cadena tienen problemas para el ataque a varios árboles a la vez si la cadena está cortando un tronco y contacta con otro, puede atascarse o rebotar y pararse en medio del corte. Además, los cabezales de cuchilla son menos sensibles a las piedras, pudiendo trabajarse con más seguridad en condiciones de mala visibilidad desde la máquina, lo que es frecuente cuando se trabaja en montes bajos con agrupación en matas espesas.

En los países escandinavos, las multitaladoras se han impuesto para maderistas que trabajan de forma continua para producir biomasa, sobre todo en montes bajos jóvenes de abedul.

En los Estados Unidos, el sistema de aprovechamiento de árboles completos se emplea con cierta frecuencia en cortas a hecho de madera de cierto tamaño con destino industria. Por ello, se han desarrollado muchos cabezales para taladoras-apiladoras de cierto tamaño, como los que fabrica John Deere. Lo más frecuente hoy es que se basen en sierras circulares, como el que se muestra en la figura 2. Recientemente, han aparecido en el mercado escandinavo cabezales mixtos, con cadena y guillotina.

Las cosechadoras convencionales pueden tener diversos papeles en el aprovechamiento de biomasa:

- Corta y, en su caso, tronzado, de árboles pequeños o de especies no comerciales para su saca con autocargador. En este caso, la cosechadora convencional compite con las multitaladoras, y su principal ventaja es que tiene mucha mayor facilidad para tronzar en el caso de que los pies sean de un tamaño que lo exija –para autocargadores convencionales, más de 8 ó 10 m de altura–.

- Procesado en pista o cargadero de árboles completos extraídos por otros medios. En cortas de regeneración, los pies de cierto tamaño se concentran en pista o cargadero por cableo desde pista, por arrastre con skidder o con cable aéreo.

- Procesado convencional de la madera, dejando aparte las copas y ramas como biomasa para su desembosque por separado, generalmente con autocargador. Este sistema es similar al utilizado cuando se persigue sólo sacar la madera, aunque se producen pérdidas de tiempo cercanas al 20% por la necesidad de apilar de forma separada la biomasa y la madera, fuera de la futura trayectoria de la máquina, para evitar que se contamine la biomasa con barro o tierra. En el caso de no recoger la biomasa, los “restos” se depositan precisamente delante de la máquina para que sean pisados por ella, de modo que se reduce su volumen –lo que es conveniente para reducir riesgos de incendio y facilitar su incorporación al suelo– y que actúen como un colchón, reduciendo los daños de compactación o formación de rodadas que la propia cosechadora y, sobre todo, el autocargador, pueden producir sobre la superficie de la calle.

Las multitaladoras centran su interés en masas de diámetros pequeños, especialmente en masas densas o con pies agrupados, como los tallares. No obstante, la corta mecanizada de árboles demasiado pequeños resulta muy cara, y en los países nórdicos no se utilizan multitaladoras por debajo de 10 centímetro, sino que se emplean motosierras convencionales montadas en un armazón metálico que permite que el motoserrista no se tenga que agachar para cortar. Su principal inconveniente es la falta de polivalencia, dado que no se pueden usar para el aprovechamiento convencional para madera, dado que no pueden desramar ni tronzar.

La relativa ligereza y baja demanda de potencia de los cabezales multitaladores ha permitido concebir máquinas, sobre la base de un autocargador potente, que realizan otras funciones sobre los árboles completos, además de su apeo y apilado. Estas máquinas están en fase de ensayo, aunque algunas casas ofrecen los prototipos ya en su catálogo. Podemos hablar de dos tipos:

- Multitaladora-astilladora: Existe un prototipo producido por Valmet, que es una astilladora móvil, integrada en autocargador, con carga frontal, que se produce por medio de la propia grúa ligera en cuya punta se dispone el cabezal multitalador. La astilladora expulsa la astilla, hacia un depósito trasero, que tiene un ingenioso sistema de descarga, basculando longitudinalmente sobre un vehículo que puede situarse delante de la propia máquina. La carga longitudinal, a través de una tolva situada delante de la cabina, y esa posibilidad de descarga sin necesitar que otro vehículo se disponga a su lado, hacen que esta máquina combinada sea especialmente adecuada para cortas parciales en calles no muy anchas, lo que es una ventaja dado que el pequeño tamaño de los árboles hace que su probable origen sea un clareo selectivo, donde no resulta razonable usar máquinas que requieran mucho espacio. Su mayor ventaja es ser multifuncional (en montes pequeños, se puede pensar en trabajar con una sola máquina más un juego de contenedores), si bien en cuanto las distancias de desembosque se incrementan, requiere un vehículo auxiliar para la saca de la astilla. Como todas las máquinas multifuncionales, la propia sofisticación le hace vulnerable a las averías, y además una avería en cualquiera de sus órganos de trabajo paralizaría completamente –o casi– todos los procesos.

- Multitaladora-empacadora: De acuerdo con Jylha y Laitila (2007), el prototipo llamado Fixteri, desarrollado por Biotukki OY, se compone de un ‘harwarder’ (máquina combinada entre una cosechadora y un autocargador) como máquina base, en la que el cabezal cosechador se sustituye por un cabezal multitalador de guillotina Naarva-Grip 1500-40E, cuyo diámetro máximo de corte es de 30 cm, mientras que el remolque se sustituye por una unidad empacadora giratoria y semiautomática, de forma que el conjunto funciona de un modo similar a una cosechadora de cabezal talador en punta de grúa y plataforma de procesado. Al igual que en el caso anterior, parece tener ventaja para su uso en esquemas móviles y calles no muy anchas –la unidad de empacado funciona en dirección casi paralela al eje de la máquina y puede ser alimentada desde ambos lados de la calle.

Las máquinas cosechadoras de matorral no son muy comunes en el panorama internacional, a pesar de su interés en relación con especies invasoras o con la prevención de incendios. En general, se basan en una desbrozadora remolcada por un tractor, a la que se acoplan uno o dos ciclones que impulsan la mayor parte del material desmenuzado por ésta, a través de una o dos cañoneras, hasta un contenedor, remolcado también por el mismo tractor, que también podría ir en paralelo al mismo.

Un prototipo sobre esta idea, remolcable por un tractor agrícola adaptado de cierta potencia, y con un contenedor de 12 metros cúbicos aparentes de capacidad, fue desarrollado por la empresa aragonesa Serrat Trituradoras en la segunda mitad de los años 90, con resultados variables, en general con unos coeficientes de tiempo productivo reducidos.

Actualmente, se está desarrollando y probando otro prototipo con dos ciclones, concebido para una mayor anchura de trabajo y para poder trabajar con materiales más gruesos. El diseño del prototipo ha surgido como fruto de la cooperación entre la empresa Serrat y Ramón Marinero, empresario del sector de suministro de madera y tratamientos selvícolas de Castilla y León, con participación de la Fundación Cidaut a través de un Proyecto Europeo. Se trata de una máquina equipada con un motor independiente al del tractor de más de 400 CV. Su concepción hace pensar que su uso sea complejo en terrenos forestales que no sean llanos y firmes. Otro problema común a estas máquinas se refiere al riesgo de incorporación de piedras y tierra a la biomasa triturada.

En otros países, parece haber pocas experiencias con cosechadoras forestales de matorral, fuera de las cosechadoras pensadas para cultivos energéticos, como por ejemplo la Claas Jaguar (que trabaja, como es natural, en terrenos agrícolas, es decir, terrenos llanos labrados y con una geometría de plantación uniforme), o algunos prototipos para trabajar con ciertas especies (como el que desarrolla en la actualidad el profesor Roisi en la Universidad de Carolina del Norte para triturar el mezquite tejano, que en su primera versión parece tener el problema consistente en que más del 50% del material queda sobre el terreno).