Requisitos FMVSS 121: la Norma de Frenos de Aire de EE. UU.

La FMVSS 121 — Norma Federal de Seguridad de Vehículos Motorizados N.º 121, codificada en 49 CFR 571.121 — es la norma estadounidense que establece el desempeño mínimo para camiones, tractocamiones, autobuses y remolques nuevos con frenos de aire. Dicta con qué rapidez debe cargar el sistema el compresor, cuánto volumen de depósito debe llevar el vehículo, con qué velocidad deben aplicarse y liberarse los frenos, qué distancia puede tardar el vehículo en detenerse desde 60 mph, y que el vehículo debe tener frenos antibloqueo. De forma crucial, es una norma de fabricación: la NHTSA la hace cumplir al fabricante en el momento de la fabricación, mientras que el estado de un camión que ya trabaja en servicio se rige por las normas de la FMCSA en 49 CFR Parte 393.

Qué regula realmente la norma

La FMVSS 121 está redactada como un conjunto de pruebas de aprobado/reprobado que debe superar un vehículo nuevo. En términos generales cubre cinco áreas: suministro y almacenamiento de aire, dispositivos de aviso, tiempos de aplicación y liberación del freno, desempeño de parada de servicio y de emergencia, y fuerza de retención del freno de estacionamiento. También incluye el requisito antibloqueo que remodeló el hardware de frenos de aire norteamericano a finales de los años 90. Normas relacionadas cubren los vacíos: la FMVSS 106 cubre mangueras y tubos de freno de aire, las FMVSS 105 y 135 cubren vehículos con frenos hidráulicos, y la FMVSS 136 cubre el control electrónico de estabilidad en tractocamiones y autobuses grandes.

Suministro de aire, depósitos y dispositivos de aviso

La prueba de carga es la que más recuerdan los técnicos: partiendo de los depósitos a 85 psi y el motor a las rpm máximas recomendadas por el fabricante, el compresor debe elevar la presión del depósito de servicio a 100 psi en 25 segundos. Por eso la cilindrada del compresor se especifica según el vehículo en lugar de elegirse de un catálogo genérico: una unidad de tamaño insuficiente sobre un banco de depósitos grande no puede cumplirlo.

El almacenamiento se dimensiona según los frenos que debe alimentar. El volumen combinado del depósito en una unidad motriz debe ser al menos doce veces el volumen combinado de todas las cámaras de freno de servicio; los remolques se rigen por un múltiplo menor. Cada depósito necesita un drenaje en su punto más bajo y protección de válvula de retención para que un fallo aguas arriba no vacíe todo el sistema. La norma no fija un ajuste de regulador concreto — exige que el sistema alcance y mantenga la presión de trabajo — así que en la práctica se ve el corte entre 120 y 135 psi, el reenganche entre 100 y 110 psi, y un sistema sano completamente cargado cerca de 120 psi. El aviso de baja presión debe activarse a no menos de la mitad del corte del regulador, lo que sitúa la alarma y la luz alrededor de 60 psi en la mayoría de los equipos.

Tiempos de aplicación y liberación

Los límites de tiempo existen para que los frenos del tractocamión y del remolque entren en acción juntos, no en secuencia. Las pruebas parten de unos 100 psi de presión de depósito y miden en la cámara.

Estas son las cifras en torno a las cuales se diseñan las válvulas relé, las válvulas de liberación rápida y el dimensionado de líneas. Sustituir una válvula relé con una presión de apertura incorrecta o instalar en un remolque una línea de diámetro insuficiente puede hacer que el vehículo se salga de lo que fue certificado a hacer, aunque técnicamente no haya ninguna fuga.

Distancia de parada

La norma de 2009 de distancia de parada reducida recortó los requisitos para tractocamiones en aproximadamente un 30 por ciento, con implementación escalonada desde agosto de 2011 para la mayoría de los tractocamiones de tres ejes y 2013 para el resto. Las paradas se realizan desde 60 mph sobre superficie seca y el vehículo debe permanecer dentro de un carril de 12 pies.

Se aplican distancias distintas, más largas, para paradas con carga ligera y para paradas de emergencia con un circuito averiado. Esa prueba de fallo parcial es la razón por la que todo sistema moderno de frenos de aire divide el sistema de servicio en circuitos delantero y trasero independientes; consulte cómo funciona un sistema de frenos de aire dual para conocer el lado de la instalación.

ABS y estabilidad

El frenado antibloqueo se hizo obligatorio bajo la FMVSS 121 en tractocamiones con frenos de aire fabricados a partir del 1 de marzo de 1997, y en otros camiones, autobuses y remolques con frenos de aire fabricados a partir del 1 de marzo de 1998. Los tractocamiones llevan una luz de avería ABS en cabina; los remolques llevan una luz de avería externa en el lado izquierdo, y los tractocamiones fabricados desde marzo de 2001 también deben mostrar en cabina una luz de avería del ABS del remolque. El ABS del remolque recibe alimentación a través del conector de siete vías, por lo que un pin corroído puede presentarse como una luz de ABS del remolque apagada en lugar de un fallo de frenado.

Frenos de estacionamiento y de emergencia

El freno de estacionamiento debe aplicarse mecánicamente — es decir, con muelles acumuladores, no manteniéndolo con aire — y debe retener el vehículo cargado en una pendiente del 20 por ciento. Los muelles empiezan a aplicarse a medida que la presión del sistema cae, típicamente en algún punto entre 20 y 45 psi, por lo que una fuga descontrolada acaba estacionando el vehículo en lugar de dejarlo rodando libremente. La norma también exige que un fallo en el sistema de servicio siga dejando un medio para detener el vehículo.

A quién se aplica — y a quién no

La FMVSS 121 se aplica a vehículos nuevos con frenos de aire fabricados para uso en carretera en EE. UU. Los sistemas hidráulicos y aire-sobre-hidráulico caen bajo normas distintas, y ciertos remolques y equipos todoterreno o de propósito especial están excluidos o parcialmente excluidos. Nada en la FMVSS 121 indica a una flota cómo mantener el camión después; esa tarea corresponde a las regulaciones de frenos de aire de la FMCSA en la Parte 393 y a los criterios de inspección usados en carretera.

FMVSS 121 frente a ECE R13

Fuera de Norteamérica, la mayoría de los vehículos pesados se certifican según el Reglamento ONU N.º 13. Ambos regímenes persiguen el mismo resultado, pero la filosofía de prueba difiere lo suficiente como para que un camión estadounidense conforme no sea automáticamente homologable en Europa.

Las normas ECE R13 también integran el control electrónico de estabilidad dentro del propio reglamento de frenado, mientras que en EE. UU. se gestiona en una norma separada. En la práctica, por eso los remolques europeos llegan con EBS y detección de carga de serie, mientras que los remolques norteamericanos normalmente solo llevan válvulas relé y ABS.

Lo que esto significa en el taller

Usted no certifica vehículos, pero puede descertificar uno sin darse cuenta. Instale un compresor con menos cilindrada que el original y el camión puede dejar de cumplir el tiempo de carga de 85 a 100 psi. Elimine o reduzca un depósito y pierde el volumen de reserva que la norma daba por supuesto. Cambie a una válvula con temporización distinta y el remolque deja de entrar en acción junto con el tractocamión. Deje una luz de ABS inoperativa y tiene a la vez un problema de cumplimiento y un vehículo que tarda más en detenerse sobre hielo. Iguale los componentes a la especificación OE — Bendix, Wabco/ZF, Knorr-Bremse, Haldex, Meritor y los fabricantes de camiones publican las cifras — y el vehículo sigue rindiendo como fue certificado.