¿Primero... A que te refieres con "Prisioneros Allen"?. ¿A los "Prisioneros SIN CABEZA"?.
Si es así, te digo que esos solo se usan cuando "no queda más solución porque no hay lugar para la cabeza". El problema de esos es que la llave que se usa para ajustarlos es más chica que el tornillo... y o bien, terminan engranados que cuando los tengas que sacar no se puede y debes tirar eje y pieza a la basura... o quedan flojos. Así que lo preferible es usar siempre "Prisioneros cabeza cuadrada".
Ahora, no es solo "cuestión de peso soportado", deberías saber la fuerza cortante de torque que realiza el eje sobre la polea, que en general es muchas veces superior al peso de la pieza, y a su vez la presión que se ejerza sobre el material del eje (Que suele ser más blando que el prisionero, de modo que se "clave en el eje". Te diría que no es un calculo simple... y por el costo de un prisionero (o mejor DOS PRISIONEROS, porque para un trabajo "bien hecho" siempre se colocan dos a 90 grados entre si), conviene poner "un prisionero más grande sin muchos cálculos". Los 10 centavos de costo de un prisionero, no justifican media hora de trabajo de calculo de un ingeniero (a menos que vayas a hacer una nave espacial o el F35)