Presión sobre el suelo de una plataforma elevadora: por qué el peso de la máquina no basta

Una plataforma de brazo de seis toneladas está estacionada sobre una losa de concreto. ¿Basta dividir su peso entre el área que ocupa y comparar el resultado con la capacidad de carga del piso?

No. Una plataforma elevadora móvil de personal (PEMP) transmite sus cargas a través de neumáticos, orugas o estabilizadores, no de toda la superficie rectangular del chasis. El peso de la máquina indica la magnitud de la carga, pero no la fuerza que recibe una rueda o una pata estabilizadora. La diferencia importa especialmente en entrepisos, losas sobre sótanos, terrenos de relleno y equipos apoyados sobre estabilizadores.

1. Tres datos que no deben confundirse

Una máquina de seis toneladas no distribuye necesariamente 1,5 toneladas entre cada una de sus cuatro ruedas. La carga de la plataforma, la posición del brazo, los contrapesos y la configuración del equipo modifican ese reparto.

La guía de IPAF sobre condiciones del terreno y estructuras de apoyo explica por qué las reacciones en los apoyos cambian según la posición del brazo y las condiciones de operación.

2. Un caso de Genie: 13,98 kPa frente a 689 kPa

La publicación Floor Loading Specifications de Genie incluye datos de la Z-45/25 DC anterior al número de serie 22051.

Fuente: Genie, Floor Loading Specifications, documento 97897, revisión J, marzo de 2017, página 5 del PDF. Los valores corresponden al rango de números de serie indicado, no a todas las versiones de la Z-45/25.

La diferencia es considerable: 13,98 kPa de presión media calculada sobre el área ocupada y 689 kPa en la zona de contacto del neumático.

El primer valor se calcula usando el rectángulo ocupado por el equipo. Sin embargo, las ruedas transmiten la carga en superficies mucho menores. Utilizar la presión media como si fuera la presión local puede subestimar considerablemente las solicitaciones concentradas.

Hay una precisión importante: Genie define estas cifras para condiciones diferentes. La presión media se refiere al equipo replegado con carga nominal; la carga máxima del neumático corresponde a una configuración de trabajo; y la presión de contacto tiene sus propias condiciones de cálculo. No son valores simultáneos de una misma distribución de cargas y no deben combinarse como si lo fueran.

3. ¿Por qué cambia la carga en cada rueda?

En una plataforma de brazo, la pluma y el contrapeso giran alrededor del eje de rotación. Cuando el brazo se extiende o cambia de orientación, varían los momentos y las fuerzas que recibe cada punto de apoyo.

La rueda más cercana a la plataforma no siempre es la más cargada. El contrapeso también produce un momento; según la posición del conjunto, otra rueda puede recibir una reacción mayor.

Las plataformas de tijera no tienen la misma pluma giratoria, pero las personas y los materiales situados sobre una extensión de plataforma también pueden desplazar las cargas entre los ejes delantero y trasero.

Por eso, para estudiar la resistencia del piso, los valores máximos de carga por rueda publicados por el fabricante son más útiles que dividir simplemente el peso total entre cuatro. También hay que conocer las condiciones de carga y la configuración de los neumáticos a las que se refiere cada valor.

4. ¿Qué cambia al colocar placas de reparto bajo los estabilizadores?

Las plataformas tipo araña, las montadas sobre camión y otras máquinas con estabilizadores pueden transmitir fuerzas importantes a través de superficies de apoyo relativamente pequeñas. Una placa adecuada ayuda a repartir la reacción sobre un área efectiva mayor.

Consulte la guía sobre el espacio de estabilización de una plataforma araña para conocer los puntos que debe comprobar.

La relación básica es:

Presión media de apoyo = reacción del estabilizador ÷ área efectiva de apoyo.

Supongamos una reacción de 40 kN. Si se distribuye uniformemente sobre 0,10 m², la presión media es 400 kPa. Si el área efectiva aumenta a 0,40 m², baja a 100 kPa.

Es un ejemplo hipotético para explicar la relación, no un cálculo de dimensionamiento de placas. En la realidad, la carga quizá no se distribuya por toda la superficie: importan la rigidez, el espesor, el material, la posición del pie y el comportamiento del terreno.

La orientación de IPAF sobre placas de reparto insiste en que estas deben tener resistencia y rigidez suficientes para la reacción y las condiciones reales.

Una placa distribuye la fuerza; no convierte por sí sola una losa insuficiente o un subsuelo débil en un apoyo seguro.

5. Si el piso admite 500 kg/m², ¿puede trabajar una máquina de tres toneladas?

Ese dato, por sí solo, no permite responder.

Una carga uniformemente distribuida y una carga concentrada bajo un neumático son casos estructurales distintos. Aunque el peso de la máquina dividido entre la superficie del chasis quede por debajo del límite de carga uniforme, todavía podría ser necesario verificar punzonamiento local, flexión, transmisión de esfuerzos y elementos estructurales de apoyo.

Lo mismo ocurre en pavimentos aparentemente firmes sobre sótanos, zanjas de servicios, drenajes o rellenos recientes. El acabado superficial no permite conocer lo que hay debajo.

Si se trata de una losa elevada o de un terreno cuya capacidad no está clara, hay que entregar los datos de carga de la máquina a un profesional competente para evaluar la estructura o el terreno. Ni una cifra de presión media ni un artículo pueden sustituir ese estudio.

6. Qué pedir al proveedor antes de comprar

Una solicitud breve resulta suficiente:

El peso dice cuánta carga hay. La trayectoria de esa carga y el área sobre la que actúa explican por qué puede ser crítica en un punto concreto.