Fórmula del peso bruto del puente federal

La Fórmula Federal de Peso Bruto de Puentes , también conocida como Fórmula B de Puentes o Fórmula Federal de Puentes , es una fórmula matemática que utilizan los conductores de camiones y los funcionarios del Departamento de Transporte (DOT) en los Estados Unidos para determinar el peso bruto máximo apropiado para un vehículo comercial motorizado (CMV) en función del número de ejes y el espaciado. La fórmula forma parte de las regulaciones federales de peso y tamaño con respecto al tráfico comercial interestatal (el tráfico intraestatal está sujeto a límites estatales). La fórmula es necesaria para evitar que los vehículos pesados ​​dañen las carreteras y los puentes. Los CMV suelen ser tractocamiones o autobuses, pero la fórmula es de mayor interés para los conductores de camiones debido a las cargas pesadas que suelen transportar sus vehículos.

A principios del siglo XX se promulgaron límites de peso para proteger los caminos de tierra y grava de los daños causados ​​por las ruedas sólidas de los camiones pesados. Con el paso del tiempo, los límites de peso de los camiones se centraron principalmente en los límites de peso bruto (que no tenían límites prescritos en cuanto a longitud). En 1974, los puentes recibieron protección especial ante el aumento de los límites de peso de los camiones. El Congreso de los EE. UU. promulgó la ley de fórmula para puentes para limitar la relación peso-longitud de los camiones pesados ​​y para proteger las carreteras y los puentes de los daños causados ​​por el peso concentrado de los camiones más cortos. La fórmula reduce efectivamente el límite de peso legal para los camiones más cortos, lo que evita que provoquen un deterioro prematuro de los puentes y la infraestructura de las carreteras .

El cumplimiento de la ley se verifica cuando los vehículos pasan por una estación de pesaje , a menudo ubicada en las fronteras entre estados o en las afueras de las principales ciudades , donde se puede pesar y medir el vehículo. La única excepción a la fórmula permite que una configuración estándar de semirremolque de cinco ejes pese el peso bruto legal máximo. Esta excepción fue solicitada específicamente por la Asociación Estadounidense de Camioneros para permitir que los camiones cisterna alcancen el peso bruto legal máximo sin violar la ley de fórmula de puente.

Los primeros límites de peso para camiones fueron promulgados por cuatro estados en 1913, desde 18.000 libras (8.200 kg) en Maine hasta 28.000 libras (13.000 kg) en Massachusetts . Estas leyes se aprobaron para proteger las carreteras con superficie de tierra y grava de los daños causados ​​por las ruedas de acero y caucho macizo de los primeros camiones pesados. En 1933, todos los estados tenían algún tipo de regulación del peso de los camiones. La Ley de Ayuda Federal para Carreteras de 1956 instituyó la primera regulación federal del peso de los camiones (fijada en 73.280 libras o 33.240 kilogramos) y autorizó la construcción del Sistema de Carreteras Interestatales . ^[2]

A fines de la década de 1950, la Asociación Estadounidense de Funcionarios de Carreteras Estatales y Transporte (AASHTO, por sus siglas en inglés) realizó una serie de extensas pruebas de campo en carreteras y puentes para determinar cómo contribuía el tráfico al deterioro de los materiales del pavimento . En 1964, la AASHTO recomendó al Congreso que se utilizara una tabla de fórmulas para puentes en lugar de un único límite de peso bruto para camiones. Las Enmiendas a la Ley de Carreteras con Ayuda Federal de 1974 establecieron la fórmula para puentes como ley, junto con el límite de peso bruto de 80 000 libras (36 000 kg). Las aplicaciones actuales de la fórmula permiten hasta 7 ejes y 86 pies o más de longitud entre juegos de ejes, y una carga máxima de 105 500 libras. ^[2]

La fórmula se promulgó como ley para limitar la relación peso-longitud de un vehículo motorizado comercial (CMV). ^[4] La fórmula es necesaria para evitar que los ejes del camión concentrado sobrecarguen los pavimentos y los elementos del puente (posiblemente causando un colapso del puente ). ^[5] En forma simplificada, esto es análogo a una persona que camina sobre hielo delgado. Cuando está de pie, el peso de una persona se concentra en la planta de sus pies, canalizando todo su peso en un área pequeña. Cuando está acostado, el peso de una persona se distribuye sobre un área mucho más grande. Esta diferencia en la distribución del peso permitiría a una persona cruzar un área de hielo mientras se arrastra que de lo contrario podría colapsar bajo su peso corporal mientras está de pie. Para que un camión con sobrepeso cumpla con la fórmula, se deben agregar más ejes, se debe aumentar la distancia entre ejes o se debe eliminar peso. ^{[1] [6]}

Mientras que la Administración Federal de Seguridad de Autotransportistas (FMCSA), regula la seguridad de la industria del transporte por carretera de EE . UU ., ^[7] la Administración Federal de Carreteras (FHWA) supervisa la aplicación estatal de los límites federales de tamaño y peso de los camiones establecidos por el Congreso para el Sistema de Ayuda Federal como se describe en 23 CFR 658. Los límites de tamaño federales se aplican en todos los estados a la Red Nacional (NN), que es una red de autopistas interestatales , autopistas estadounidenses y carreteras estatales . Siempre que el camión permanezca en la NN, en todos los estados y un camión no esté sujeto a límites de tamaño estatales. ^[8] De manera similar, los límites de peso federales y la Fórmula Federal de Puentes se aplican al Sistema Interestatal en todos los estados. Las regulaciones estatales de tamaño y peso de camiones se aplican a las rutas del Sistema de Ayuda Federal que no tienen límites federales.

El peso y el tamaño de los CMV están restringidos por razones prácticas y de seguridad. Los CMV están restringidos por peso bruto (peso total del vehículo y la carga) y por peso por eje (es decir, el peso que lleva cada neumático). Los límites de peso federales para los CMV son 80.000 libras (36.000 kg) para el peso bruto (a menos que la fórmula del puente dicte un límite inferior), 34.000 libras (15.000 kg) para un eje tándem y 20.000 libras (9.100 kg) para un eje simple. ^[9] Un eje tándem se define como dos o más ejes consecutivos cuyos centros están espaciados más de 40 pulgadas (102 cm) pero no más de 96 pulgadas (244 cm) entre sí. ^[10] Los ejes espaciados a menos de 40 pulgadas (102 cm) entre sí se consideran un solo eje. ^[11]

En efecto, la fórmula reduce el límite de peso legal para camiones más cortos con menos ejes (ver la tabla a continuación). Por ejemplo, un camión volquete de tres ejes de 25 pies (7,6 m) tendría un límite de peso bruto de 54.500 libras (24.700 kg), en lugar de 80.000 libras (36.000 kg), que es el límite de peso estándar para un tractocamión de cinco ejes de 63 pies (19,2 m). ^[1] La reglamentación §658.17 de la FHWA establece: "El peso bruto máximo del vehículo será de 80.000 libras (36.000 kg), excepto cuando la fórmula del puente dicte un peso bruto inferior del vehículo". ^[9]

El colapso de agosto de 2007 del puente de la Interestatal 35W sobre el río Mississippi en Minneapolis trajo renovada atención al problema de los pesos de los camiones y su relación con la tensión del puente. ^[12] En noviembre de 2008, la Junta Nacional de Seguridad del Transporte determinó que había habido varias razones para el colapso del puente, incluyendo (pero no limitado a): placas de refuerzo defectuosas , inspecciones inadecuadas y el peso adicional de equipo pesado de construcción combinado con el peso del tráfico de la hora pico. ^[13] El Estudio del Corredor Comercial I-35 informó que la Administración Federal de Carreteras (FHWA) expresó su preocupación por los puentes en el corredor I-35 debido a un aumento esperado del tráfico internacional de camiones desde Canadá y México , y la FHWA lo incluyó como "alta prioridad" en 2005. ^[14]

Según las estimaciones federales, en 2007 el tráfico de camiones aumentó un 216% desde 1970, poco antes de que el límite federal de peso bruto para camiones se incrementara en 30.000 libras (14.000 kg). Este es también el período durante el cual se construyeron muchos de los puentes interestatales existentes. Las investigaciones muestran que el aumento del tráfico de camiones (y, por lo tanto, el aumento de la tensión) acorta la vida útil de los puentes. ^[12] Las estimaciones del Modelo Nacional de Costos de Pavimentos (NAPCOM) indican que un camión de 80.000 libras (36.000 kg) causa tanto daño a las carreteras como 750 automóviles de 3.800 libras (1.700 kg). ^[15]

Algunos puentes más pequeños tienen un límite de peso (o capacidad de carga de peso bruto) indicado por un cartel (de ahí la referencia a un "puente señalizado"). Estos son necesarios cuando el límite de peso del puente es inferior al límite de peso bruto federal o estatal para camiones. ^{[16] [17]} Conducir un camión sobre un puente que es demasiado débil para soportarlo normalmente no resulta en un colapso inmediato. El puente puede desarrollar grietas, que con el tiempo pueden debilitarlo y hacer que se derrumbe. La mayoría de estas grietas se descubren durante las inspecciones obligatorias de los puentes. La mayoría de los derrumbes de puentes ocurren en áreas rurales, resultan en pocas lesiones o muertes y reciben relativamente poca atención de los medios. Si bien el número varía de un año a otro, hasta 150 puentes pueden derrumbarse en un año. Alrededor de 1.500 puentes se derrumbaron entre 1966 y 2007, y la mayoría de ellos fueron el resultado de la erosión del suelo alrededor de los soportes del puente. ^{[18] [19]} En 1987, el puente Schoharie Creek se derrumbó en el norte del estado de Nueva York , debido a la erosión del suelo alrededor de los cimientos, lo que despertó un renovado interés en el diseño de puentes en los procedimientos de inspección. ^[20]

En casos especiales que involucran camiones con sobrepeso inusual (que requieren permisos especiales), no respetar el límite de peso del puente puede tener consecuencias desastrosas. Quince días después del colapso del puente de Minneapolis, un camión pesado derrumbó un pequeño puente en Oakville, Washington . ^[21]

Los vehículos comerciales deben pasar por estaciones de pesaje en las fronteras de la mayoría de los estados y algunas ciudades grandes. Estas estaciones de pesaje están a cargo de los DOT estatales, y la FHWA supervisa la aplicación de las normas de peso y tamaño de los vehículos comerciales. Las estaciones de pesaje verifican el peso bruto y el peso por eje de cada vehículo mediante un conjunto de básculas para camiones en el suelo y, por lo general, son donde se verifica el cumplimiento de la fórmula por parte de un camión. ^[22]

La reglamentación §658.17 de la FMCSA establece: ^[9]

• Ningún vehículo o combinación de vehículos se podrá mover ni operar en ninguna carretera interestatal cuando el peso bruto en dos o más ejes consecutivos exceda las limitaciones prescritas por la siguiente fórmula:

${\displaystyle W=500\left({\frac {LN}{N-1}}+12N+36\right)}$

• W = el peso máximo en libras que se puede transportar en un grupo de dos o más ejes, redondeado a las 500 libras (230 kg) más cercanas.
• L = espacio en pies entre los centros de los ejes exteriores de dos o más ejes consecutivos.
• N = número de ejes a considerar.

Dos o más ejes consecutivos no pueden exceder el peso calculado por la fórmula del puente, ni siquiera el peso bruto del camión. ^[4] Esto significa que el "grupo externo" o los ejes 1 a 5, que comprenden todo el peso bruto del vehículo (GVW) del camión y toda la combinación interior de ejes, también deben cumplir con la fórmula del puente. El estado no puede emitir menos de cuatro citaciones cuando un camión viola cada uno de los límites de peso federales en el sistema interestatal que son: 1) Eje simple 2) Eje tándem, 3) Peso bruto del vehículo (GVW), 4) Grupo interno. ^{[23] [1]}

Las sanciones por violar los límites de peso varían entre los estados (las violaciones de la fórmula de peso puente se tratan como violaciones de peso bruto), ya que los estados son responsables de la aplicación y el cobro de multas. Algunos estados, como Connecticut , emiten multas en base a un porcentaje (por ejemplo, 20% de sobrepeso a $10 por cada 100 libras o 45 kilogramos), lo que significa que los camiones más grandes pagan multas más altas. Por ejemplo, un camión con un límite bruto legal de 20,000 libras (9,100 kg) que viola el límite en 5,000 libras (2,300 kg) pagaría una multa de $500, mientras que un camión con un límite bruto legal de 60,000 libras (27,000 kg) que viola el límite en 5,000 libras pagaría una multa de $250. Otros estados, como Nueva York , emiten multas por libra (por ejemplo, 5,000 libras de sobrepeso equivalen a una multa de $300). Otros, como Massachusetts , imponen una escala de multas menos complicada según la cual un vehículo que viola los límites en menos de 10 000 libras (4500 kg) recibe una multa de 40 dólares por cada 1000 libras (450 kg), mientras que una infracción de más de 10 000 libras (4500 kg) paga 80 dólares por cada 1000 libras (450 kg) (por ejemplo, 5000 libras o 2300 kilogramos de sobrepeso equivalen a una multa de 200 dólares). ^[24]

Algunos estados exigen que los camiones con sobrepeso descarguen suficiente carga para cumplir con los límites. En Florida , cualquier vehículo que exceda los límites en más de 6000 libras (2700 kg) debe ser descargado hasta que el vehículo cumpla con los requisitos. Florida también incluye una tolerancia de escala, que permite perdonar las infracciones de menos del 10% y no emitir multas. Florida también permite que se desplace una carga (por ejemplo, se mueva desde la parte delantera hacia la trasera del vehículo) para que el vehículo cumpla con los límites de peso por eje, sin penalización. ^[25]

Hay una excepción a la fórmula: dos conjuntos consecutivos de ejes tándem pueden transportar 34.000 libras (15.000 kg) cada uno si la distancia total entre el primer y el último eje de estos tándems es de 36 pies (11 m) o más. Por ejemplo, un camión de cinco ejes puede transportar 34.000 libras tanto en los ejes tándem del tractor (2 y 3) como en los ejes tándem del remolque (4 y 5), siempre que los ejes 2 y 5 estén separados al menos 36 pies (11 m). ^[1]

Esta excepción permite que la configuración estándar de semirremolque de 5 ejes alcance un peso bruto de hasta 80.000 libras (36.000 kg) (el límite legal) ^[9] sin violar la ley de fórmula puente. Sin ella, la fórmula puente permitiría un peso real de solo 66.000 libras (30.000 kg) a 67.500 libras (30.600 kg) en tándems espaciados entre 36 pies (11 m) y 38 pies (11,6 m); en comparación con 68.000 libras (31.000 kg) con la excepción. Esta excepción fue solicitada por la Asociación Estadounidense de Camioneros para que las compañías de camiones pudieran usar remolques de 40 pies (12,2 m) y pesar 80.000 libras (36.000 kg). Era la única forma en que los operadores de camiones cisterna podían alcanzar las 80.000 libras sin agregar ejes a sus flotas de remolques que ya estaban en funcionamiento. ^[26]

Un CMV puede exceder los límites de la fórmula del puente (o el peso bruto y los límites de peso de sus ejes) en hasta 550 libras (249 kg) si el vehículo está equipado con una unidad de potencia auxiliar (APU) o tecnología de reducción de ralentí . Esto está permitido "para promover la reducción del uso de combustible y las emisiones debido al ralentí del motor". Para ser elegible, el operador del vehículo debe demostrar el peso de la APU con una certificación escrita o, mediante una demostración o certificación, que la tecnología de reducción de ralentí funciona completamente en todo momento. La certificación del peso de la APU debe estar disponible para los agentes de la ley si se determina que el vehículo infringe las leyes de peso aplicables. El peso adicional permitido no puede exceder las 550 libras o el peso certificado, lo que sea menor. ^[27]

La fórmula de los puentes (también denominada Fórmula B) se basa en investigaciones sobre puentes de un solo tramo y no tiene en cuenta los puentes de varios tramos. Los puentes de dos tramos pueden no estar totalmente protegidos por la Fórmula B, dependiendo de la longitud del camión, la longitud del tramo y otros factores. ^[28] Los vehículos con distancia entre ejes más corta (normalmente camiones especializados como camiones de basura y camiones cisterna) tienen problemas para cumplir con la Fórmula B. ^[29]

En 1987, el Congreso de los EE. UU. aprobó la Ley de Asistencia Uniforme para el Transporte de Superficie y la Reubicación , solicitando a la Junta de Investigación del Transporte (TRB) que realizara un estudio para desarrollar alternativas a la Fórmula B. El estudio recomendó varias que nunca se implementaron. Sugirió que la Fórmula B era demasiado estricta para los camiones con longitudes de eje más cortas. Una de las fórmulas alternativas (más tarde conocida como la Fórmula del Puente TTI HS-20) se desarrolló en conjunto con el Instituto de Transporte de Texas . La TTI HS-20 permitió que los camiones más cortos tuvieran límites de peso más altos que la Fórmula B. Para un camión de 3 ejes con una longitud de eje de 14 pies (4,3 m), el límite de peso aumentó de 46.500 libras (21.100 kg) a 54.000 libras (24.000 kg). ^[29] La TTI HS-20 tampoco abordó el problema de los puentes de múltiples tramos. ^[28]

• ¹ Los valores calculados reflejan la política de la FHWA de redondear hacia abajo cuando las distancias caen exactamente entre incrementos de 6 pulgadas (15,24 cm). ^[30]
• ² Los valores calculados reflejan la política de la FHWA de redondear hacia abajo cuando los pesos caen exactamente entre incrementos de 500 libras (227 kg). ^[4]
• ³ Eje tándem por definición. ^[11]
• ⁴ Las distancias entre 8 pies (2,44 m) y 8 pies 11 pulgadas (2,72 m) no se pueden redondear hacia abajo. ^[30]
• ⁵ __ Límite de peso máximo legal basado en el número de ejes. El aumento de la longitud de los ejes por encima de estos no aumenta el peso máximo legal. ^[11]
• ⁶ __ Excepción a la fórmula: cuando los cuatro ejes considerados son dos ejes tándem espaciados al menos 36 pies (10,97 m) entre sí, se permite un peso bruto de 68.000 libras (30.844 kg). ^[11]
• __Las áreas en blanco superiores representan configuraciones poco realistas. ^[4]

• Vehículo de combinación larga
• Dolly (tráiler)

• Calculadora de pesos de fórmula de puente