Una motosierra (o motosierra ) es una sierra que corta con un juego de dientes unidos a una cadena giratoria impulsada a lo largo de una barra guía. Las motosierras modernas se utilizan en actividades como tala de árboles , desrame , corte , poda , corte de cortafuegos en la extinción de incendios forestales , recolección de leña , para uso en motosierras y aserraderos , para cortar hormigón y cortar hielo. Los precursores de las motosierras modernas se utilizaron por primera vez en cirugía, y las patentes para motosierras de madera comenzaron a finales del siglo XIX.
Una motosierra consta de un motor, un mecanismo de accionamiento, una barra guía, una cadena de corte, un mecanismo tensor y elementos de seguridad. Se utilizan diversas prácticas de seguridad y técnicas de trabajo con las motosierras.
Una motosierra (o motosierra [1] ) es una sierra motorizada portátil que corta con un juego de dientes unidos a una cadena giratoria impulsada a lo largo de una barra guía. Las motosierras modernas suelen funcionar con gasolina, electricidad o baterías y se utilizan en actividades como tala de árboles , desrame , corte , poda , corte de cortafuegos en la extinción de incendios forestales y recolección de leña .
Se debate el origen de las motosierras en cirugía. A finales del siglo XVIII ( c. 1783-1785 ) dos médicos escoceses, John Aitken y James Jeffray , fueron los primeros en utilizar una "sierra flexible", que consistía en una fina cadena de eslabones dentados sujeta entre dos mangos de madera, para la sinfisiotomía y la escisión de pacientes enfermos. hueso, respectivamente. [2] Fue ilustrado en la segunda edición de Principios de partería o medicina puerperal de Aitken (1785) en el contexto de una pelviotomía . [3] En 1806, Jeffray publicó Casos de escisión de articulaciones cariosas , que recopilaba un artículo publicado previamente por H. Park en 1782 y una traducción de un artículo de 1803 del médico francés PF Moreau, con observaciones adicionales de Park y Jeffray. [4] En él, Jeffray informó haber concebido la idea de una sierra "con articulaciones como la cadena de un reloj" de forma independiente muy poco después de la publicación original de Park en 1782, pero que no pudo producirla hasta 1790, después de lo cual se Se utilizaba en el laboratorio de anatomía y ocasionalmente se prestaba a los cirujanos. Park y Moreau describieron la escisión exitosa de articulaciones enfermas, particularmente la rodilla y el codo, y Jeffray explicó que la motosierra permitiría una herida más pequeña y protegería los músculos, nervios y venas adyacentes. [5] Si bien la sinfisiotomía tenía demasiadas complicaciones para la mayoría de los obstetras, las ideas de Jeffray sobre la escisión de los extremos de los huesos se hicieron más aceptadas, especialmente después de la adopción generalizada de los anestésicos. Durante gran parte del siglo XIX, la motosierra fue un instrumento quirúrgico útil, pero fue reemplazada en 1894 por la sierra de alambre retorcido Gigli , que era sustancialmente más barata de fabricar y proporcionaba un corte más rápido y estrecho, sin riesgo de romperse y dañarse. atrapado en el hueso. [6]
Un precursor de la motosierra que hoy conocemos en la industria maderera fue otro instrumento médico desarrollado alrededor de 1830 por el ortopeda alemán Bernhard Heine . Este instrumento, el osteótomo , tenía eslabones de una cadena que llevaba pequeños dientes cortantes con los bordes dispuestos en ángulo; la cadena se movía alrededor de una hoja guía girando el mango de una rueda dentada. Como su nombre lo indica, se usaba para cortar hueso. [7]
Una de las primeras patentes de una "motosierra sin fin" que comprende una cadena de eslabones con dientes de sierra fue concedida a Frederick L. Magaw de Flatlands, Nueva York en 1883, aparentemente con el fin de producir tablas estirando la cadena entre tambores ranurados. [8] [9] El 17 de enero de 1905 se concedió una patente posterior que incorporaba un marco guía a Samuel J. Bens de San Francisco, con la intención de talar secuoyas gigantes. [10] La primera motosierra portátil fue desarrollada y patentada en 1918 por el ingeniero canadiense James Shand. [11] [12] Después de que permitió que sus derechos caducaran en 1930, su invento fue desarrollado aún más por lo que se convirtió en la empresa alemana Festo en 1933. La empresa, que ahora opera como Festool , produce herramientas eléctricas portátiles. Otros contribuyentes importantes a la motosierra moderna son Joseph Buford Cox y Andreas Stihl ; este último patentó y desarrolló una motosierra eléctrica para su uso en sitios de tronzado en 1926 [13] y una motosierra de gasolina en 1929, y fundó una empresa para producirlas en masa. En 1927, Emil Lerp , el fundador de Dolmar , desarrolló la primera motosierra de gasolina del mundo y la produjo en serie.
La Segunda Guerra Mundial interrumpió el suministro de motosierras alemanas a América del Norte, por lo que surgieron nuevos fabricantes, entre ellos Industrial Engineering Ltd (IEL) en 1939, precursor de Pioneer Saws Ltd y parte de Outboard Marine Corporation , el fabricante de motosierras más antiguo de Norte América. America. [14]
En 1944, Claude Poulan supervisaba a prisioneros alemanes cortando madera para pasta en el este de Texas. Poulan utilizó un viejo guardabarros de camión y le dio forma de pieza curva que sirvió para guiar la cadena. La "guía de arco" ahora permitía que un solo operador utilizara la motosierra.
McCulloch en Norteamérica comenzó a producir motosierras en 1948. Los primeros modelos eran dispositivos pesados para dos personas con barras largas. A menudo, las motosierras eran tan pesadas que tenían ruedas como sierras de arrastre . Otros equipos utilizaban líneas impulsadas desde una unidad de potencia con ruedas para impulsar la barra de corte.
Después de la Segunda Guerra Mundial, las mejoras en el aluminio y el diseño de los motores aligeraron las motosierras hasta el punto de que una sola persona podía transportarlas. En algunas zonas, los equipos de motosierras y skidders han sido reemplazados por taladores apiladores y cosechadores .
Las motosierras han sustituido casi por completo a las simples sierras manuales en el sector forestal. Se fabrican en muchos tamaños, desde pequeñas sierras eléctricas destinadas al uso doméstico y en el jardín, hasta grandes sierras de "leñador". Los miembros de las unidades de ingenieros militares están capacitados para utilizar motosierras, al igual que los bomberos para combatir incendios forestales y ventilar incendios estructurales.
Se utilizan tres tipos principales de afiladores de motosierras: lima de mano, motosierra eléctrica y montado en barra.
La primera motosierra eléctrica fue inventada por Stihl en 1926. [15] Las motosierras con cable estuvieron disponibles para la venta al público a partir de la década de 1960, [16] pero nunca tuvieron tanto éxito comercial como el tipo más antiguo de gasolina debido a su alcance limitado. dependencia de la presencia de una toma de corriente , además del riesgo para la salud y la seguridad de la proximidad de la cuchilla al cable. [17]
Durante la mayor parte de principios del siglo XXI, las motosierras de gasolina siguieron siendo el tipo más común, pero a partir de finales de la década de 2010 se enfrentaron a la competencia de las motosierras inalámbricas que funcionaban con baterías de litio . [18] Aunque la mayoría de las motosierras inalámbricas son pequeñas y adecuadas solo para podar setos y cirugía de árboles , [19] Husqvarna y Stihl comenzaron a fabricar motosierras de tamaño completo para cortar troncos a principios de la década de 2020. [20] Las motosierras alimentadas por baterías deberían eventualmente ver una mayor participación de mercado en California debido a las restricciones estatales que se planean que entren en vigencia en 2024 sobre los equipos de jardinería que funcionan con gasolina. [21] [22]
Una motosierra consta de varias partes:
Los motores de motosierra son tradicionalmente un motor de combustión interna de gasolina (gasolina) de dos tiempos (normalmente con un volumen de cilindro de 30 a 120 cm 3 ) o un motor eléctrico impulsado por una batería o un cable de alimentación eléctrica. En una motosierra de gasolina, el combustible se suministra generalmente al motor a través de un carburador en la entrada.
Para permitir su uso en cualquier orientación, las motosierras de gasolina modernas utilizan un carburador de diafragma, que extrae combustible del tanque utilizando el diferencial de presión alterno dentro del cárter. Los primeros motores utilizaban carburadores con cámaras de flotación alimentadas por gravedad , lo que provocaba que el motor se calara cuando se inclinaba. Es posible que sea necesario ajustar el carburador para mantener una velocidad de ralentí y una relación aire-combustible adecuadas , como cuando se mueve a una altitud más alta o más baja o cuando el filtro de aire se obstruye. Los carburadores los ajusta el operador o, en algunas sierras, automáticamente mediante una unidad de control electrónico .
Para evitar lesiones inducidas por vibraciones y reducir la fatiga del usuario, las sierras generalmente tienen un sistema antivibraciones para desacoplar físicamente los mangos del motor y la barra. [23] Esto se logra construyendo la sierra en dos piezas, conectadas por resortes o goma de la misma manera que la suspensión de un automóvil aísla el chasis de las ruedas y la carretera. [24] En climas fríos, puede producirse formación de hielo en el carburador, por lo que muchas sierras tienen un respiradero entre los cilindros y el carburador que se puede abrir para permitir el paso del aire caliente. La temperatura fría también puede contribuir a lesiones inducidas por vibraciones, [25] y algunas sierras tienen un pequeño alternador conectado a elementos calefactores resistivos en los mangos y/o el carburador.
Normalmente se utiliza un embrague centrífugo y una rueda dentada . El embrague centrífugo se expande al aumentar la velocidad, engranando un tambor. Sobre este tambor se encuentra una rueda dentada fija o intercambiable. El embrague tiene tres funciones: cuando el motor funciona al ralentí (normalmente entre 2500 y 2700 rpm), la cadena no se mueve. Cuando se acopla el embrague y la cadena se detiene en la madera por otro motivo, se protege el motor. Lo más importante es que protege al operador en caso de contragolpe. En este caso, el freno de cadena detiene el tambor y el embrague se suelta inmediatamente.
Se utiliza una barra guía, normalmente una barra alargada con un extremo redondo de acero de aleación resistente al desgaste, normalmente de 40 a 90 cm (16 a 36 pulgadas) de longitud. Una ranura en el borde guía la cadena de corte. En un momento también se utilizaron barras especializadas en forma de bucle, llamadas barras de arco, para trocear troncos y limpiar maleza, aunque ahora rara vez se encuentran debido a los mayores riesgos de la operación.
Todas las barras guía cuentan con algunos elementos para su funcionamiento:
La parte inferior de la cadena corre en el ancho. Aquí el aceite lubricante es arrastrado por la cadena hasta la punta. Este es básicamente el grosor de los eslabones impulsores.
El extremo del cabezal motor de la sierra tiene dos orificios de aceite, uno a cada lado. Estos agujeros deben coincidir con la salida de la bomba de aceite. La bomba envía el aceite a través del orificio en la parte inferior del manómetro.
Los fabricantes de barras de sierra ofrecen una gran variedad de barras que se adaptan a diferentes sierras.
A través de este orificio, se bombea grasa y, por lo general, se llena cada tanque para mantener bien lubricada la rueda dentada de punta.
Aquí pasan uno o dos tornillos de la sierra. La tapa del embrague se coloca encima de la barra y se fija mediante estos pernos. La cantidad de pernos está determinada por el tamaño de la sierra.
Hay diferentes tipos de barras disponibles:
Por lo general, cada segmento de una cadena (que está construida a partir de secciones de metal remachadas similar a una cadena de bicicleta , pero sin rodillos ) presenta dientes cortantes pequeños y afilados. Cada diente toma la forma de una lengüeta doblada de acero cromado con una esquina angular o curva afilada y dos bordes cortantes biselados, uno en la placa superior y otro en la placa lateral. En la cadena se alternan dientes diestros y zurdos. Las cadenas se fabrican en distintos pasos y calibres; El paso de una cadena se define como la mitad de la longitud abarcada por tres remaches consecutivos (por ejemplo, 8 mm, 0,325 pulgadas), mientras que el calibre es el espesor del eslabón impulsor donde encaja en la barra guía (por ejemplo, 1,5 mm). , 0,05 pulgadas). La cadena convencional "completa" tiene un diente por cada dos eslabones motrices. La cadena de "salto completo" tiene un diente por cada tres eslabones motrices. Incorporado en cada diente hay un medidor de profundidad o "rastrillo", que va delante del diente y limita la profundidad del corte, normalmente a alrededor de 0,5 mm (0,025"). Los medidores de profundidad son fundamentales para el funcionamiento seguro de la cadena. Si se dejan demasiado altos, Provocan un corte muy lento; si se lima demasiado bajo, la cadena se vuelve más propensa a retroceder. Los calibres de profundidad bajos también hacen que la sierra vibre excesivamente. La vibración es incómoda para el operador y perjudicial para la sierra.
La tensión de la cadena de corte se ajusta de manera que ni se atasque ni se suelte de la barra guía. Para ello, el tensor se acciona girando un tornillo o una rueda manual. El tensor está en posición lateral debajo del escape o integrado en la tapa del embrague.
Los tensores laterales tienen la ventaja de que la tapa del embrague es más fácil de montar, pero la desventaja de que es más difícil llegar cerca de la barra. Los tensores a través de la tapa del embrague son más fáciles de operar, pero la tapa del embrague es más difícil de colocar.
Al girar el tornillo, un gancho en el orificio de la barra mueve la barra hacia afuera (tensando) o hacia adentro, aflojando la cadena. La tensión es adecuada cuando se puede mover fácilmente con la mano y no colgar suelta de la barra. Al tensar, sostenga la punta de la barra hacia arriba y apriete las tuercas de la barra. De lo contrario, la cadena podría descarrilarse.
La parte inferior de cada eslabón presenta un pequeño dedo de metal llamado "eslabón impulsor", que ubica la cadena en la barra, ayuda a transportar aceite lubricante alrededor de la barra y se acopla con la rueda dentada impulsora del motor dentro del cuerpo de la sierra. El motor impulsa la cadena alrededor de la oruga mediante un embrague centrífugo, engranando la cadena a medida que aumenta la velocidad del motor bajo potencia, pero permitiéndole detenerse cuando la velocidad del motor disminuye a ralentí.
A lo largo de los años se han realizado mejoras constantes en el diseño general de las motosierras, incluida la adición de características de seguridad . Entre ellas se incluyen sistemas de freno de cadena, un mejor diseño de la cadena y sierras más ligeras y ergonómicas, incluidos sistemas antivibración que reducen la fatiga.
A medida que el tallado con motosierra se ha vuelto más popular, los fabricantes están fabricando barras especiales cortas y de punta estrecha (llamadas barras de "punta de un cuarto", "punta de níquel" o "punta de moneda de diez centavos", según el tamaño de sus puntas). Algunas motosierras están diseñadas específicamente para aplicaciones de tallado. [26] Echo patrocina una serie de tallas. [27]
.jpg/1280px-Moving_the_2016_Tree_to_the_West_Lawn_(31363813072).jpg)
Las motosierras actuales tienen múltiples características de seguridad para proteger al operador. Éstas incluyen:
Las motosierras de dos tiempos requieren entre un 2% y un 5% de aceite en el combustible para lubricar el motor, mientras que el motor de las motosierras eléctricas normalmente está lubricado de por vida. La mayoría de las sierras modernas que funcionan con gasolina hoy en día requieren una mezcla de combustible del 2% (1:50). La gasolina que contiene etanol puede causar problemas al equipo porque el etanol disuelve el plástico, el caucho y otros materiales. [28] Esto genera problemas, especialmente en equipos más antiguos. Una solución alternativa a este problema es utilizar únicamente combustible nuevo y dejar secar la sierra al final del trabajo.
Para la lubricación de la espada y la cadena se utiliza aceite de cadena o aceite de barra por separado en todo tipo de motosierras. El aceite de la cadena se agota rápidamente porque tiende a ser expulsado por la fuerza centrífuga de la cadena y es absorbido por el aserrín. En las motosierras de dos tiempos, el depósito de aceite de la cadena normalmente se llena al mismo tiempo que se reposta combustible. Normalmente, el depósito es lo suficientemente grande como para proporcionar suficiente aceite para la cadena entre repostajes. La falta de aceite para la cadena, o el uso de un aceite de viscosidad incorrecta , es una fuente común de daño a las motosierras y tiende a provocar un desgaste rápido de la espada, o que la cadena se atasque o se salga de la espada. Además de ser bastante espeso, el aceite para cadenas es particularmente pegajoso (debido a los aditivos " tackificantes ") para reducir la cantidad que se desprende de la cadena. Aunque el aceite de motor es un sustituto común de emergencia, se pierde aún más rápido, por lo que deja la cadena poco lubricada.
El aceite se bombea desde una pequeña bomba hasta un orificio en la barra. A partir de ahí, los extremos inferiores de cada eslabón de transmisión de la cadena llevan una porción del aceite al medidor hacia la punta de la barra. La salida de la bomba y el orificio de la barra deben estar alineados. Dado que la barra se mueve hacia afuera y hacia adentro dependiendo de la longitud de la cadena, la salida de aceite en el lado de la sierra tiene una forma larga estilo plátano.
Las cadenas deben mantenerse afiladas para que funcionen bien. Se desafilan rápidamente si tocan tierra, metal o piedras. Cuando están desafilados, tienden a producir aserrín en polvo, en lugar de las virutas más largas y limpias características de una cadena afilada; una sierra afilada también necesita muy poca fuerza por parte del operador para empujarla hacia el corte. Las cadenas especialmente endurecidas (fabricadas con carburo de tungsteno ) se utilizan para aplicaciones en las que es probable que el suelo contamine el corte, como para cortar raíces .
Un signo claro de una cadena desafilada son las vibraciones de la sierra. Una cadena afilada se introduce en la madera sin presionar la sierra.
Dado que el filtro de entrada de aire tiende a obstruirse con aserrín, debe limpiarse de vez en cuando, pero no supone un problema durante el funcionamiento normal.
La ropa protectora está diseñada para proteger a los operadores en caso de que una cadena en movimiento toque su ropa enredando la cadena y la rueda dentada, mediante el uso de fibras sintéticas especiales tejidas en la prenda. A pesar de los dispositivos de seguridad y la ropa protectora, aún pueden producirse lesiones por el uso de motosierras, por las grandes fuerzas involucradas en el trabajo, por la cadena afilada y que se mueve rápidamente o por la vibración y el ruido de la maquinaria. [29]
Un accidente común surge del "contragolpe" cuando un diente de la cadena en la punta de la barra guía se engancha en la madera sin cortarla. [30] Esto lanza la barra (con su cadena en movimiento) en un arco hacia arriba hacia el operador, lo que puede causar lesiones graves o incluso la muerte.
Otra situación peligrosa ocurre cuando la madera pesada comienza a caer o moverse antes de que se complete el corte. El operador de la motosierra podría quedar atrapado o aplastado. [31] De manera similar, la madera que cae en una dirección no planificada puede dañar al operador o a otros trabajadores, o un operador que trabaja en altura puede caerse o resultar herido por la caída de la madera.
Al igual que otras máquinas manuales, el funcionamiento de las motosierras puede provocar vibraciones en los dedos blancos , [32] tinnitus o sordera industrial . Estos síntomas eran muy comunes antes de que se introdujera la amortiguación de vibraciones mediante resortes de caucho o acero. Los mangos calefactados son una ayuda adicional. Las motosierras eléctricas inalámbricas más nuevas, más livianas y más fáciles de manejar utilizan motores sin escobillas, que reducen aún más el ruido y la vibración en comparación con los modelos tradicionales que funcionan con petróleo.
Los riesgos asociados con el uso de motosierras significan que normalmente se usa ropa protectora como botas para motosierras , chaparreras y protectores auditivos mientras se utilizan, y muchas jurisdicciones exigen que los operadores estén certificados o autorizados para trabajar con motosierras. [ ¿ dónde? ] También pueden producirse lesiones si la cadena se rompe durante el funcionamiento debido a un mantenimiento deficiente o al intentar cortar materiales inadecuados.
Las motosierras que funcionan con gasolina exponen a los operadores al nocivo gas monóxido de carbono , especialmente en interiores o en áreas exteriores parcialmente cerradas. [33]
Arrancar con caída, o encender una motosierra dejándola caer con una mano mientras se tira del cable de arranque con la otra, es una violación de seguridad en la mayoría de los estados de EE. UU. [34] Mantener ambas manos en la sierra para mayor estabilidad es esencial para el uso seguro de la motosierra .
El uso seguro y eficaz de motosierras y cortadoras en tierras públicas administradas federalmente dentro de los Estados Unidos está codificado desde 2016 en la Directiva final para el Programa Nacional de Sierra [35] emitida por el Servicio Forestal de los Estados Unidos , que especifica el proceso de capacitación, pruebas y certificación. para empleados y voluntarios no remunerados que operan motosierras dentro de tierras públicas.
.jpg/1280px-Woman_cutting_a_dead_tree_with_a_Ryobi_battery-powered_chainsaw_in_Bois_de_Roly,_Belgium_(DSC04844).jpg)
La capacitación en motosierras está diseñada para proporcionar conocimientos técnicos y habilidades para operar el equipo de manera segura. [36]
Se han desarrollado motosierras con combinaciones de barra y cadena especialmente diseñadas como herramientas para su uso en el arte de la motosierra y en los aserraderos . Se utilizan motosierras especializadas para cortar hormigón durante las obras de construcción. A veces se utilizan motosierras para cortar hielo; por ejemplo, esculturas de hielo y natación en invierno en Finlandia.
Cuando se fija a un marco guía especial, una motosierra se puede utilizar como aserradero portátil para cortar madera a granel en tablones o tablas. Este uso se denomina aserradero de motosierra o aserradero de Alaska.
Las motosierras especiales pueden cortar hormigón, ladrillo y piedra natural . Estas utilizan cadenas similares a las motosierras comunes, pero con bordes cortantes incrustados con arena de diamante . Pueden utilizar gasolina o energía hidráulica , y la cadena se lubrica con agua , por la alta fricción y para eliminar el polvo de piedras. La máquina se utiliza en la construcción, por ejemplo, para cortar agujeros profundos y cuadrados en paredes o suelos, en esculturas de piedra para retirar grandes trozos de piedra durante el tallado previo, en los departamentos de bomberos para acceder a edificios y en la restauración de edificios y monumentos para retirar piezas con un daño mínimo a la estructura circundante. Más recientemente se han desarrollado también motosierras para hormigón con motores eléctricos de 230 voltios. [39]
Debido a que el material a cortar no es fibroso, se produce mucho menos retroceso. Por lo tanto, el método de corte más utilizado es el corte por inmersión, empujando la punta de la hoja hacia el material. Con este método se pueden conseguir cortes cuadrados tan pequeños como el ancho de la hoja. Puede ocurrir un retroceso si un bloque se mueve cuando está casi cortado y pellizca la hoja, pero en general, la máquina es menos peligrosa que una motosierra para cortar madera.
