Cómo estimar la huella de un neumático para nuestros cálculos estructurales

En más de una ocasión he tenido que realizar alguna comprobación de paso de un extravial por encima de una estructura. Es fácil que te faciliten las cargas de los ejes del vehículo e incluso las distancia entre ejes pero casi nunca te ofrecen la superficie donde aplicar dichas cargas, es decir, la huella del neumático.

huella-neumatico-estructuras

El saber que forma tiene la huella de la rueda o área de contacto parece un tema superfluo pero tiene su importancia. Este área de contacto es de vital importancia para comprobaciones locales en la estructura y, si hay terreno entre la rueda y la estructura (como puede suceder en un marco), para saber la distribución de cargas a través del terreno.

En este post os comentamos una forma rápida de estimar la huella de contacto para vuestros cálculos estructurales.

reparto-cargas-rueda-terreno

La distribución de las cargas en el terreno depende de las dimensiones del área de contacto.

En un principio, podríais pensar que una rueda sobre una superficie plana tienen un punto o arista de contacto (en función de si estáis pensando en 2d o en 3d). Por tanto, en ese caso, toda la carga tendría que ser aplicada como una carga puntual (2d) o en el mejor de los casos lineal (3d). Sin embargo, esta simplificación esta muy del lado de la seguridad y así, ciertas comprobaciones pueden resultar insuperables.

Realmente, la huella de un neumático tiene una forma elipsoidal de dimensiones inferiores al ancho de la rueda:

huella-neumatico

Incluso, las dimensiones de dicha huella dependen mucho de la propia presión del neumático. Recordemos nuestras clases del carné de conducir:

huella-neumatico-segun-presion

Para una primera aproximación para nuestros cálculos y para vehículos normales, podemos usar la siguiente expresión para estimar el radio del círculo equivalente a nuestra huella:

radio-equivalente-huella-neumatico

Donde r es el radio del circulo equivalente, Q es las carga que transmite la rueda y P0 es la presión de contacto de la rueda que suele ser de:

  • 0.23 N/mm² para turismos
  • 0.50 N/mm² para camiones
  • 0.75 N/mm² para carretilla de neumáticos

Básicamente lo que estamos haciendo es igualar el área que resulta de dividir la carga Q por la presión de contacto Po con el área de un círculo de radio r.

Pero si tenemos vehículos con cargas por ejes importantes, como puede pasar en un extravial, podemos hacer uso de la siguiente gráfica:

radio-equivalente-huella-estructuras

Con dicha gráfica se puede obtener nuestro círculo equivalente según tengamos un eje simple (rueda sencilla) o un eje doble (ruedas gemelas).

Espero que este dato os haya resultado útil e interesante para vuestros cálculos estructurales.

Fuente: PROYECTO Y CALCULO DE ESTRUCTURAS DE HORMIGÓN. José Calavera Ruiz. Ediciones INTEMAC.


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José Antonio Agudelo Zapata

Ing. Caminos, Canales y Puertos y Máster de Estructuras por la Universidad de Granada. Cofundador y responsable de Estructurando.net

3 Responses to Cómo estimar la huella de un neumático para nuestros cálculos estructurales

  1. Carlos dice:

    Hola, un tema interesante… Yo alguna vez que me ha hecho falta comprobar la huella de un camión, hemos elevado la rueda con un gato, la hemos untado con gasoil, y la hemos dejado apoyar sobre una superficie de cartón, y directamente hemos medido la superficie de la huella sobre el mismo.

  2. Jeniffer dice:

    Hola Estructurando
    Pregunta y perdonen mi ignorancia: El pavimento rígido JRCP (Hormigon) lleva malla tipo truckson o algo parecido o solo Pasajuntas (DOWELS) y Barras de Amarre???
    Ayudenme a desmontar un mito

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