Cómo estimar la huella de un neumático para nuestros cálculos estructurales

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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.

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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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Flecha-roja

11 Comentarios

  1. 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. 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

  3. ¿Se puede usar tu cálculos para determinar las cargas de una llanta de una grúa GROVER RT655? (la grúa peso 30.5 ton y el peso a izar es de 30 ton)
    Saludos

    • Los cálculos descritos en el artículo es para ver las dimensiones de la huella y no la carga de la llanta. Para saber la carga por rueda mejor es dirigirse a la ficha técnica del vehículo.
      Un saludo.

  4. Hola. Tengo una grua reach-steaker en un puerto de contenedores con llantas “18 x 25” en el eje delantero que es donde mas recibe carga, es un eje con cuatro llantas, se esta soportando cerca de 100.000 kilogramos con un contenedor cargado. ¿Cual sería el radio equivalente en cada llanta? o ¿Cuál sería el radio equivalente en el grupo de dos llantas? o el radio equivalente en todo el eje?

  5. Estimados, excelente la información que brindan. Tengo un prototipo de caja subterránea para instalaciones de servicios eléctricos, fibra óptica, etc. que se instalará a 0,5 m de tapada sobre terreno natural y necesito saber que peso (presión) debe soportar si el peor caso seria el paso de un camión (55ton totales). Desde ya agradezco su orientación. Saludos

  6. Hola,

    Tengo el libro de Proyecto y cálculo de Estructuras de Hormigón de J.Calavera, el cual mencionas como fuente de los datos. En su capítulo 70, dedicado a los pavimentos de hormigón detalla los valores de las presiones de las ruedas y el gráfico que muestras, pero no aparece la fórmula que mencionas. ¿Sería posible que me facilitar el origen de esa fórmula?
    Muchas gracias

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