Las vigas de acero son elementos prefabricados con diferentes diseños cuya función consiste en soportar y distribuir cargas en estructuras metálicas de diversos tipos de edificación. Su empleo es común en naves industriales, plataformas, marcos estructurales y cubiertas con claros amplios, donde se requiere alto rendimiento mecánico.
En este artículo nos adentramos en la información más importante sobre los diferentes tipos de vigas de acero o perfiles cuyo diseño les permite cumplir con la función de viga metálica. Además, exploramos los aspectos que deben tomarse en cuenta durante su instalación, incluyendo la forma de unirlas a otros elementos estructurales.
Tipos de Vigas de Acero
Cada tipo de viga de acero presenta, en mayor o menor medida, distintas características geométricas y mecánicas que determinan su comportamiento en obra. En este sentido, según el diseño de la estructura, los requerimientos de carga y el sistema constructivo, se puede optar por perfiles metálicos como la viga IPR, la viga IPS o el canal CPS.
A continuación, te presentamos las principales características de estos perfiles, sus materiales, normas de fabricación y los contextos en los que resultan más eficientes.
Viga IPR
Este perfil en forma de “ꀤ” o “H” cuenta con secciones simétricas y patines rectos diseñados para facilitar su integración en conexiones soldadas o atornilladas de alta precisión. Gracias a su diseño distribuye de manera eficiente cargas verticales y horizontales, lo que la convierte en una solución idónea para estructuras que exigen un comportamiento mecánico confiable en claros amplios.
La viga IPR se fabrica habitualmente con acero al carbono bajo la norma ASTM A-36, aunque también es común encontrarla en grado A-572-50, un acero estructural de alta resistencia y excelente soldabilidad. Esta viga de acero se utiliza en sistemas portantes principales, como el caso de columnas y losas metálicas elaboradas con Losacero.
Gracias a su diseño, el perfil IPR ofrece gran compatibilidad con placas base, conectores estructurales y elementos secundarios. Las medidas de viga IPR disponibles en el mercado permiten cubrir distintas exigencias estructurales, desde refuerzos en marcos hasta la construcción de puentes y plataformas.
Viga IPS
La viga IPS presenta una sección tipo “ꀤ” con patines sesgados y bordes redondeados, lo que reduce las concentraciones de esfuerzo en zonas críticas durante la conexión con otros elementos y mejora la compatibilidad con uniones atornilladas o apoyos que no requieren gran rigidez.
A diferencia del perfil IPR, sus dimensiones son más compactas, lo que reduce el peso lineal sin eliminar su capacidad para soportar esfuerzos verticales moderados.
Fabricada bajo la norma ASTM A-36 y generalmente en acero grado A-529-50, esta viga de acero es frecuente en estructuras secundarias, cerchas metálicas, apoyos intermedios y marcos ligeros. Su menor peso facilita el transporte e instalación en obra, haciéndola adecuada para configuraciones económicas y de carga controlada.
En proyectos que no demandan la rigidez de un perfil IPR, la viga IPS representa una opción adecuada, especialmente en zonas de carga distribuida o en sistemas donde el diseño estructural requiere perfiles menos voluminosos pero igualmente resistentes.
Canal CPS
Este perfil abierto en forma de “C” puede emplearse como viga en sistemas ligeros, aunque su diseño sea diferente al que presentan típicamente dichos elementos. En este sentido, al estar compuesto por un alma vertical y dos patines rectos, cuenta con la capacidad para resistir flexión en un solo eje.
El canal CPS suele utilizarse como columna auxiliar, viga secundaria o refuerzo lateral en estructuras modulares, techumbres o plataformas, especialmente cuando se busca reducir el peso sin comprometer la estabilidad de la edificación.
Al respecto, por su diseño, este perfil de acero resulta especialmente útil en marcos estructurales donde se combinan piezas abiertas y cerradas. Su uso como viga de acero en obras de pequeña y mediana escala lo convierte en una opción versátil, económica y técnicamente válida frente a perfiles más robustos.
Por otra parte, las características del acero ASTM A-36 con el que se fabrica el canal CPS asegura resistencia y facilidad de trabajo mediante procesos de corte y soldadura.
Consideraciones para la Correcta Instalación de Vigas de Acero
Sobre el Predimensionamiento de las Vigas de Acero
El predimensionamiento de vigas de acero consiste en definir dimensiones aproximadas del perfil antes de realizar el cálculo estructural completo. Su objetivo es anticipar proporciones coherentes con la función que tendrá la viga, asegurando una distribución adecuada de esfuerzos y evitando deformaciones excesivas en obra.
Para obtener una predimensión funcional, es necesario considerar el tipo de solicitación (flexión dominante, carga axial combinada, vibración), la configuración de los apoyos, el uso de la estructura y el grado de acero. En el caso de vigas IPR, el criterio se enfoca en asegurar suficiente rigidez y continuidad estructural sin sobredimensionar. Aunque es una etapa preliminar, su precisión impacta directamente en el desempeño y eficiencia final.
Sobre el Cálculo de Vigas de Acero
El cálculo estructural de una viga de acero considera variables como el tipo y magnitud de la carga, el claro entre apoyos, el grado de acero y el tipo de sección empleada. En perfiles como la viga IPR, aspectos como el momento de inercia y el módulo de sección influyen directamente en su capacidad de carga y en su desempeño frente a la flexión y la deflexión.
Evaluar la capacidad de carga de una viga IPR implica determinar si su sección transversal ofrece suficiente rigidez para evitar deflexiones excesivas. La selección de las medidas de este tipo de vigas de acero debe responder a un cálculo estructural que considere tanto la resistencia como la eficiencia del material.
Herramientas digitales como SkyCiv o E-struc que permiten realizar simulaciones preliminares de esfuerzos y deformaciones, útiles para verificar el diseño. Sin embargo, estas calculadoras de flexión no sustituyen el trabajo del ingeniero estructurista, quien es responsable de validar la seguridad de la viga conforme a las exigencias del proyecto.
Sobre el Empalme de Vigas de Acero Soldadas
Las conexiones entre vigas de acero por medio de soldadura favorecen la transmisión directa de esfuerzos y una alineación precisa de las trayectorias de carga.
Sin embargo, su correcta ejecución depende del proceso de montaje, del tipo de soldadura especificada en el diseño estructural y del cumplimiento de los criterios de calidad establecidos por normas como la AWS (American Welding Society). Entre los aspectos clave a considerar antes de realizar este tipo de unión se encuentran los siguientes:
- Posición y tipo de cordón de soldadura
- Acceso para su ejecución
- Control mediante ensayos no destructivos
- Calificación del personal que realiza la unión
Por otra parte, si bien este tipo de empalme proporciona gran rigidez, también limita la capacidad de disipación sísmica y dificulta futuras modificaciones. Es por tales motivos que su uso debe analizarse en función del comportamiento estructural esperado, la magnitud del proyecto y el entorno operativo.
Sobre el Anclaje de Vigas de Acero a Columnas de Concreto
El anclaje entre vigas de acero y columnas de concreto debe garantizar una transferencia eficiente de cargas axiales, cortantes y momentos, sin comprometer la rigidez ni la estabilidad del sistema mixto. Este tipo de conexión es común en estructuras industriales, marcos rígidos y edificaciones con componentes prefabricados o híbridos.
Para este fin, se utilizan fragmentos de placa de acero, pernos de anclaje y refuerzos que permiten unir la viga IPR con el núcleo de concreto, ya sea por medio de conectores embebidos, placas soldadas o pernos de cortante, los cuales transfieren cargas mediante adherencia y fricción en el concreto endurecido.
Toma en cuenta, asimismo, que el diseño debe prever el comportamiento plástico del acero frente a la rigidez del concreto, evitando concentraciones de esfuerzo que generen fisuras o fallas prematuras en el nodo estructural.
Al respecto, la correcta ubicación de los anclajes, el espesor de las placas y el grado de acero utilizado influyen directamente en la capacidad resistente de la unión.
Por otra parte, el anclaje debe respetar el principio de continuidad estructural, permitiendo una trayectoria clara de cargas entre elementos y asegurando la compatibilidad de deformaciones bajo condiciones sísmicas o de carga variable.
Preguntas Frecuentes
¿Cuánto soporta una viga de 6 pulgadas?
La capacidad de carga de una viga IPR de 6 pulgadas depende de factores como el grado de acero utilizado y las condiciones específicas del proyecto.
Para estimar esta capacidad, un ingeniero estructurista debe calcular el esfuerzo admisible mediante fórmulas como σ= M⋅c/ꀤ, entre otras, las cuales consideran el momento flector, el módulo de sección y el momento de inercia. Solo un análisis técnico completo puede garantizar que la viga de acero cumpla con los requisitos de seguridad estructural.
¿Qué medidas tienen las vigas de acero?
Vigas de acero como la IPR e IPS y el canal CPS, están disponibles en múltiples medidas para adaptarse a distintos tipos de estructuras y requerimientos constructivos.
Por ejemplo, en Max Acero Monterrey ofrecemos viga IPR en longitudes de 6.10 y 12.20 metros, con medidas nominales como 4×4, 6×4, 8×4, 10×10 y hasta 18×10, con peraltes que van de desde 4.16 hasta más de 18 pulgadas, y pesos por metro que varían entre los 12.60 y los 393 kg/m.
En el caso de la viga IPS, hay opciones también en largos de 6.10 y 12.20 metros, desde 3 hasta 12 pulgadas de peralte, en perfiles delgados que favorecen el armado de estructuras más ligeras. En este caso sus pesos van desde 8.48 kg/m hasta más de 26.20 kg/m según la medida.
Por su parte, el Canal CPS es fabricado en longitudes de 6.10 y 12.20 metros, con peraltes desde 3 hasta 15 pulgadas según el calibre.
Solicita una cotización del producto que requieras a través del 55 5888 5454 o por medio de la página de contacto. Continúa leyendo los artículos de este blog para obtener la información más completa sobre acero y construcción y síguenos en Linkedin para mantenerte al tanto de más información clave sobre nuevos materiales y promociones.
