Capacidad de la carretilla industrial: el cálculo correcto de la capacidad de carga

Todo operador de una carretilla industrial debe conocer con exactitud tanto el peso de una carga como la capacidad de carga de su apiladora o transpaleta. Ya sea en el almacén o fuera de él, las actividades de desplazamiento deben realizarse con rapidez, precisión y seguridad. Dado que las mercancías que hay que trasladar varían en forma, tamaño y peso, hay que analizar en cada caso cómo hacerlo, porque en cuanto se levantan y transportan las cargas, entran en juego diferentes fuerzas y dinámicas.

Diferencia entre la capacidad de carga nominal y la real

Cuando se utilizan apiladoras o transpaletas, es importante distinguir primero entre lo que se conoce como capacidad de carga nominal y capacidad de carga real (también denominada capacidad de carga residual). Coloquialmente, la capacidad de carga nominal también se denomina, simplemente, capacidad de carga. Sin embargo, este último término se utiliza, con frecuencia, de manera incorrecta.

La capacidad de carga real y la capacidad de carga nominal dependen la una de la otra y, por tanto, deben entenderse juntas:

• La capacidad de carga nominal se refiere al límite de carga más alto de una apiladora o transpaleta, tanto de los elementos de transporte de la carga en sí, como pueden ser las horquillas, así como de llantas y neumáticos. Se mide en kilogramos y está vinculada a la tara de la carretilla. Las fuerzas dinámicas no se tienen en cuenta.
• La capacidad de carga real determina el correcto dimensionamiento de la carretilla industrial o de las mercancías a transportar. La capacidad residual no se aplica a las transpaletas de baja elevación ni a las grúas de taller. Para las transpaletas de baja elevación se utiliza el concepto carga nominal y para las grúas de taller se utilizan los conceptos de fuerza de tracción y carga remolcada.

El centro de gravedad de la carga: elevación y desplazamiento seguros

Si se va a mover una carga de peso uniforme con una apiladora o transpaleta, el centro de gravedad (S) de esta se encuentra en el centro de la carga siempre que esta tenga forma cúbica, cuboide o cilíndrica.

El mecanismo entre la carga a mover y la apiladora o transpaleta corresponde al comportamiento de un balancín:

• La capacidad de carga depende del centro de gravedad de la carga (S): cuanto más larga, alta y ancha es una carga, más influye en el centro de gravedad de un apilador o transpaleta.
• La capacidad de carga disminuye al aumentar la altura de elevación y la distancia entre los centros de gravedad.

Cuando un apilador o transpaleta recoge una carga, la carretilla puede, teóricamente, volcar en el punto de giro (G) de su eje de carga. Aquí es donde actúa el momento de carga. Se compone de la carga (kg) junto con la distancia del centro de gravedad de la carga (mm), así como la medida de la constante del aparato desde el centro del eje de la carga hasta el borde delantero del respaldo de la horquilla.

En el lado contrario al punto de giro actúa en contra la fuerza de la tara más alta de la apiladora o transpaleta. En combinación con la distancia entre ejes, es decir, la longitud del brazo de potencia (mm), todo forma el denominado contrapeso.

Este comportamiento físico puede reproducirse en las fórmulas según el principio de palanca:

• Momento de carga (M) = carga (Q) x brazo de carga (c + x)
• Contrapeso (M) = fuerza (F) x longitud del brazo de potencia (h)

• Distancia del centro de gravedad de la carga (c) = distancia horizontal del centro de gravedad de la carga al dispositivo de elevación.
• Distancia de carga (x) = distancia desde el centro del eje delantero hasta el dispositivo de elevación (por ejemplo, el respaldo de la horquilla)
• Centro de gravedad de la carga (CG) = longitud de la carga a desplazar / 2

Si hay que aumentar la distancia entre los centros de gravedad de carga, la capacidad de carga real de la apiladora o transpaleta se reduce automáticamente. Esto se puede dar, por ejemplo, cuando el palé está mal puesto, aunque la carga del palé en sí no cambie. En esos casos, la carretilla puede volcar, aunque se haya trabajado previamente con las mismas cargas sin problemas, ya que la capacidad de carga residual de la apiladora o transpaleta ya no es suficiente:

Con cargas desiguales, es esencial que el lado más pesado se sitúe siempre hacia la parte posterior de la horquilla. De esta manera, la distancia del centro de gravedad de la carga es la más pequeña. También se debe procurar que la carga esté siempre apoyada directamente sobre el respaldo de la horquilla antes de ser transportada.

La distancia estandarizada del centro de gravedad carga para apiladoras de horquilla con una capacidad nominal de hasta 10 000 kg es la siguiente:

• hasta 1 000 kg de carga: 400 mm
• 1 001 a 5 000 kg de carga: 500 mm
• 5 001 a 10 000 kg de carga: 600 mm

El centro de gravedad de la carga para las diferentes carretillas industriales

Las apiladoras y las transpaletas se dividen en tres grupos diferentes de carretillas industriales. Estos se organizan en función de la relación entre la distancia entre ejes y la posición del centro de gravedad de la carga:

Cálculo de la capacidad de carga real con el diagrama de centro de gravedad de la carga

La altura de elevación tiene una influencia decisiva en la capacidad de la carretilla apiladora y la transpaleta. Las alturas de elevación estándar hasta las cuales una carretilla debe ser capaz de levantar la carga nominal sin comprometer la estabilidad están especificadas en la directiva 86/663/CEE del Consejo de 22 de diciembre de 1986. Estas son:

• Altura de elevación = 2 500 mm para las transpaletas de gran elevación con una anchura máxima de las horquillas o de la plataforma de 690 mm.
• Altura de elevación = 3 300 mm para apiladoras en general.

En todas las carretillas industriales con mástil delante del eje delantero o en los accesorios de elevación debe haber una placa indicadora de capacidad de carga o un diagrama del centro de gravedad de la carga, situada en el campo de visión del operador y cerca de la placa de identificación de la carretilla. Aquí se puede encontrar el centro de gravedad de la carga y la capacidad de carga real para poder estimar correctamente el efecto de palanca durante el trabajo de carga. El diagrama se basa una apiladora o transpaleta con horquillas de serie cuyo centro de gravedad se encuentra en el centro de la carretilla. En el diagrama de capacidad de la carretilla se puede ver la fórmula para la capacidad de carga nominal máxima:

• Peso de la carga (kg) y distancia normalizada del centro de gravedad de la carga a la parte posterior de la horquilla (mm), considerando la altura de elevación estándar (mm)

En la práctica, la capacidad de carga máxima de la carretilla (incluyendo las cargas recogidas) a menudo se desvía de la capacidad de carga nominal; esto es lo que se denomina capacidad de carga real o residual: es la capacidad restante debido a las restricciones de capacidad de carga que se deben aplicar frente a la capacidad de carga nominal. La capacidad de carga nominal se calcula en base a una determinada altura y distancia entre centros de gravedad de carga. Sin embargo, una mayor distancia entre los centros de gravedad conduce a una limitación de la capacidad de carga nominal. Al añadir a la carretilla elementos de trabajo auxiliares, la distancia del centro de gravedad de la carga también suele cambiar, y, además, el peso de estos elementos auxiliares también reduce la capacidad de carga nominal. También se producen restricciones de la capacidad de la carretilla cuando se dan grandes alturas de elevación debido a la flexión del mástil y a un mayor brazo de resistencia de palanca.

Consultando el diagrama de capacidad de carga, podrá determinar rápidamente la altura a la que puede elevarse con seguridad una determinada mercancía. La capacidad de carga de una apiladora depende de su tara: cuanto más pesado es un vehículo, más carga soporta. Se puede encontrar con algunas excepciones si se dan los siguientes puntos:

• Altura de elevación diferente a la estandarizada
• Mástil de elevación con una forma especial
• Centro de gravedad de la carga diferente al estandarizado
• Accesorios o elementos de trabajo auxiliares desmontables

Cómo leer correctamente el diagrama de carga

Para evitar accidentes de trabajo y daños en la mercancía o el vehículo, es de suma importancia leer e interpretar correctamente el diagrama de capacidad de una carretilla. Normalmente, el diagrama se compone de tres partes: a la derecha encontrará la posible capacidad de la carretilla en kg en orden ascendente y a la izquierda la información sobre la altura de elevación en milímetros. La parte inferior muestra las distancias permitidas entre los centros de gravedad de la carga en orden ascendente de izquierda a derecha.

Gracias a esta división en tres partes, es posible determinar una de ellas conociendo las otras dos. Por ejemplo, puede averiguar la altura a la que se puede elevar una carga con seguridad si conoce su peso y su centro de gravedad. Igualmente, y con la misma facilidad, se puede conocer la capacidad de carga residual máxima de una carretilla industrial o el centro de gravedad de la carga adecuado en función de la altura de una estantería.

Para encontrar, por ejemplo, la capacidad de carga permitida dada una determinada altura y distancia del centro de gravedad de la carga, hay que buscar la casilla en la parte de la derecha (Q) en la que se cruzan la altura y la distancia dadas. Si lo que queremos saber es la altura máxima permitida, buscaremos el punto de encuentro entre distancia (Dmm) y peso en la parte derecha, y miraremos a que casilla se corresponde de la parte izquierda del diagrama (Hmm).

Este diagrama de capacidad de la carretilla simplificado se utiliza para las que su capacidad de carga nominal no varía con la altura de elevación, sino que debe considerarse exclusivamente en función de la distancia del centro de carga:

Al leer un diagrama de carga real, siempre hay que tener en cuenta que los datos sólo se aplican al uso en condiciones normales de almacenamiento. Los suelos irregulares, las paletas cargadas de forma irregular o el movimiento de la carga levantada tienen un efecto significativo sobre la capacidad de carga y la seguridad de transporte de una carretilla industrial, por lo que la capacidad de carga para estas situaciones excepcionales debe calcularse por separado.

Ejemplo de aplicación

El siguiente ejemplo le mostrará cómo utilizar el diagrama de carga en la práctica. Para ello, se parte de cajas paletizadas del mismo tamaño y peso como carga de ejemplo:

• Altura de la carga: 800 mm
• Longitud de la carga: 1150 mm
• Distancias entre el centro de gravedad y el dispositivo de elevación de la carga: 400 mm en vertical, 575 mm en horizontal

Tenga en cuenta que:

• Para cargas con distribución uniforme del peso, el centro de gravedad de la carga se encuentra en el centro geométrico.
• Para cargas rectangulares con una distribución uniforme del peso en todo el volumen, el centro de gravedad de la carga se encuentra en el centro a la mitad de la longitud, la mitad de la altura y la mitad de la anchura de la carga.

Accesorios para apiladoras y transpaletas

Si hay que acoplar accesorios a la carretilla industrial durante los trabajos de carga, la capacidad de carga nominal cambia debido al aumento del peso de tara, así como de la distancia del centro de gravedad de la carga. Por ejemplo, si se utiliza una extensión de las horquillas, la capacidad de carga real se reduce. Si se utilizan accesorios adicionales como plataformas de trabajo, contenedores basculantes o grúas pluma, la capacidad de carga real también disminuye considerablemente.

Si una apiladora o transpaleta ya viene equipada con accesorios extraíbles por el fabricante, estos deben indicar de manera clara su correspondiente capacidad de carga, así como la altura y la distancia del centro de gravedad de la carga relacionadas.

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