Estructuras
Estructuras metálicas para bodegas: PTR, vigas y marcos rígidos
La estructura de una bodega se elige por el claro libre: hasta 12 m, columnas de PTR con viga de celosía; de 10 a 20 m, viga de alma llena (IR); de 15 a 45 m, marco rígido; y por encima de 35–40 m, armadura. La estructura principal pesa de 12 a 35 kg/m², y ese peso es la base de su costo.
Los 4 sistemas estructurales principales
No hay un sistema universal. La elección depende del claro libre (la distancia entre apoyos sin columnas intermedias), de las cargas y del presupuesto. Los cuatro más usados:
| Sistema | Claro típico |
|---|---|
| PTR con viga de celosía | Hasta 12 m |
| Viga de alma llena (IR, W) | 10–20 m |
| Marco rígido (pórtico) | 15–45 m |
| Armadura o cercha de acero | 30 m o más |
Perfiles PTR: cuándo usarlos
El PTR (perfil tubular rectangular) es el elemento más versátil del acero estructural: su sección cerrada resiste bien la torsión y facilita las conexiones soldadas y atornilladas.
En bodegas se usa sobre todo como columna y viga secundaria en claros cortos (hasta 12 m), y como contraventeo, marco de puertas y estructura de mezzanines para duplicar el área útil de la bodega.
| PTR | Espesor de pared (mm) | Uso típico |
|---|---|---|
| 4″×4″ (100×100) | 3.0–6.0 | Columnas de bodegas pequeñas, mezzanines |
| 6″×6″ (150×150) | 4.5–9.5 | Columnas de bodegas medianas, hasta 6 m de altura |
| 4″×6″ (100×150) | 3.0–6.0 | Vigas secundarias, largueros de muro |
| 4″×8″ (100×200) | 4.5–9.5 | Vigas de mayor peralte, claros de hasta 8 m |
Medidas, calibres y pesos por metro en la tabla de PTR.
Vigas de acero de alma llena
Las vigas de alma llena —vigas W o perfiles IR— son perfiles laminados en caliente de sección «I». Su alma peraltada les da mucha rigidez a flexión: cubren de 10 a 20 m sin columnas intermedias en bodegas medianas.
En una bodega de marco rígido aparecen sobre todo en la estructura secundaria —largueros de muro y, a veces, vigas de entrepisos o mezzanines que piden más capacidad que un PTR. No hay que confundirlas con las vigas armadas, que se fabrican en taller soldando placas y permiten ajustar el peralte cuando el perfil laminado no existe o el momento es muy alto. Medidas y pesos en vigas de acero.
Marcos rígidos: el estándar de la bodega industrial
El marco rígido (pórtico de acero) es el sistema dominante en bodegas industriales prefabricadas. Columnas y vigas se conectan rígidamente en los nudos y forman un pórtico que resiste junto las cargas verticales y las horizontales de viento y sismo. Sus componentes:
- Columnas: perfiles I armados, de sección constante o variable (más peralte en la base)
- Vigas o rafters: los elementos inclinados del techo a dos aguas, de sección variable para ahorrar material
- Nudo de cumbrera: conexión atornillada en el punto más alto, que simplifica transporte y montaje
- Placa base: une la columna a la cimentación con anclas embebidas en el concreto
- Contraventeos: cables o perfiles en X entre marcos que dan rigidez lateral al conjunto
| Claro libre | Altura libre típica | Separación entre marcos | Peso aprox. (kg/m²) |
|---|---|---|---|
| 15 m | 5–7 m | 6–7.5 m | 14–18 |
| 20 m | 6–8 m | 6–7.5 m | 16–22 |
| 25 m | 7–9 m | 7.5–9 m | 20–26 |
| 30 m | 8–10 m | 7.5–9 m | 22–30 |
| 40 m | 10–12 m | 9 m | 28–38 |
Armaduras para grandes claros
Cuando el claro pasa de 35–40 m, el marco rígido deja de ser lo más eficiente. La armadura (cercha o truss), un sistema triangulado de elementos a tensión y compresión, cubre 50, 60 m o más con mucho menos material. Se usa en hangares, almacenes de gran superficie y plantas de manufactura sin columnas.
A cambio, pide más trabajo de fabricación y montaje, y la armadura ocupa altura: sube el volumen a climatizar o el costo de los muros. Cuando la armadura trabaja como viguetas de techo, se habla de joist; su funcionamiento está en qué es un joist.
Criterios de selección del sistema
Antes de definir el sistema, el proyectista necesita tener claro:
Claro libre requerido
El factor que más decide: define si alcanza el PTR o hace falta marco rígido o armadura. Diseña para el claro que necesitas hoy más un margen de crecimiento.
Cargas de diseño
Carga muerta (peso de la cubierta), viva (mantenimiento, granizo en la sierra), viento y sismo. En bodegas de cubierta ligera el viento suele mandar.
Altura libre de operación
No es la altura total: se mide del piso terminado a la cara inferior de la viga o el polín más bajo. Define si caben montacargas, racks o equipos.
Cargas colgadas
Monorrieles, polipastos, puentes grúa o instalaciones colgadas de la estructura tienen que estar en el cálculo desde el diseño original.
Crecimiento futuro
Si se prevé ampliar, la estructura se diseña con marcos de extremo que permitan agregar crujías sin demoler.
¿Cuánto cuesta la estructura metálica de una bodega?
El costo de la estructura se estima con su peso: kilos de acero por m² (de la tabla de marcos rígidos) por la superficie, por el precio del acero fabricado y montado del momento. A eso se suman anclas, contraventeos, pintura y las maniobras. Por eso el claro y la altura mueven más el precio que la superficie: una bodega de 40 m de claro pesa casi el doble por m² que una de 15 m.
Para el precio de una bodega terminada —estructura, cubierta, piso y montaje— los rangos por m² y por tamaño están en la guía de precio de una bodega prefabricada.
De la ingeniería a la entrega: 6 etapas
Una bodega de acero de unos 500 m² se entrega en alrededor de 10 semanas, porque la fabricación en taller y la cimentación en sitio avanzan al mismo tiempo:
| Semanas | Etapa |
|---|---|
| 1–2 | Ingeniería, aprobación de planos e inicio de fabricación |
| 2–6 | Fabricación en taller y cimentación en sitio, en paralelo |
| 6–8 | Montaje de la estructura |
| 8–9 | Cubierta y muros |
| 9–10 | Puertas, instalaciones, acabados y entrega |
En cada etapa hay un control de calidad que conviene pedir como cliente:
| Etapa | Control | Evidencia a pedir |
|---|---|---|
| Acero | Calidad del acero (ASTM A36 / A572) | Certificado de molino del proveedor |
| Soldadura | Inspección visual y líquidos penetrantes o ultrasonido en uniones críticas | Reporte de inspección de soldadura |
| Cimentación | Resistencia del concreto | Resultado de cilindros a 28 días |
| Anclas | Posición y nivel antes del colado | Registro fotográfico |
| Montaje | Plomos, niveles y apriete de tornillos | Reporte de torque |
| Cubierta | Estanqueidad | Reporte de prueba de agua o inspección |
Lámina galvanizada para bodegas: recubrimiento y calibre
El recubrimiento de zinc se designa en oz/ft² (ASTM A653) o en g/m²; a mayor designación, más zinc y más protección:
| Recubrimiento | Zinc total | Dónde conviene |
|---|---|---|
| G-60 | 183 g/m² | Interiores y ambientes muy secos; no en cubierta exterior con lluvia frecuente |
| G-90 | 274 g/m² | Estándar industrial; mínimo recomendado para cubierta exterior en Hermosillo y el desierto sonorense |
| G-115 | 351 g/m² | Humedad alta, costa (Guaymas, Puerto Peñasco) o vapores industriales |
En la costa, en zonas mineras con vapores ácidos o donde se quiere reducir el mantenimiento, se especifica Galvalume (AZ-50, recubrimiento de aluminio y zinc) en lugar de galvanizado; en zona árida, G-90 con mantenimiento básico es suficiente. El calibre estándar de cubierta es el 24: espesores y pesos en la tabla de calibres de lámina, y la ficha de la lámina en lámina galvanizada.
Normas aplicables en México
- Manual de Diseño de Obras Civiles de la CFE: cargas de viento y sismo por zona; en el noroeste, las velocidades de diseño de referencia van de 130 a 160 km/h
- Reglamento de construcciones del municipio (Hermosillo, Nogales, Cajeme) y sus normas técnicas; algunos toman como referencia las NTC de la Ciudad de México
- AISC 360, diseño por factores de carga y resistencia (LRFD): la especificación más usada por los despachos de ingeniería estructural de la región
- ASTM A36 (Fy = 250 MPa) en elementos secundarios y PTR; A572 grado 50 (Fy = 345 MPa) en vigas armadas de marcos rígidos
Qué es cada tipo de acero y sus propiedades está en qué es el acero estructural; la comparación con una bodega de block, en acero vs. concreto.
Preguntas frecuentes
¿Qué tipo de estructura metálica es mejor para una bodega?
Depende del claro libre. Hasta unos 12 m, columnas de PTR con viga de celosía o de alma llena son económicas y suficientes. De 15 a 40 m, el marco rígido de acero (pórtico a dos aguas) es el sistema dominante. Por encima de 35–40 m conviene una armadura o cercha.
¿Cuánto pesa una estructura metálica para bodega por m²?
La estructura principal pesa de 12 a 35 kg/m² según el sistema, el claro y las cargas. Una bodega comercial simple de PTR anda en 12–18 kg/m²; un marco rígido de 25 m de claro, en 20–30 kg/m². Ese peso es la base para estimar el costo del acero.
¿Cuánto cuesta la estructura metálica de una bodega?
Se estima con el peso del acero por m² (de la tabla por claro) multiplicado por la superficie y por el precio del acero fabricado y montado del momento, más anclas, contraventeo y pintura. Los rangos por m² y por tamaño de una bodega terminada están en la guía de precio de una bodega prefabricada.
¿Qué norma aplica al diseño de estructuras metálicas en México?
Las cargas de viento y sismo salen del Manual de Diseño de Obras Civiles de la CFE; el diseño se ajusta al reglamento de construcciones del municipio y sus normas técnicas, y los elementos de acero se diseñan con AISC 360. Los aceros más usados son ASTM A36 y A572 grado 50.
¿Se puede instalar un puente grúa en una bodega prefabricada de acero?
Sí, si está en el diseño original. El puente grúa genera cargas de impacto y de frenado que deben entrar al cálculo de columnas, vigas carril y cimentación desde el inicio. Agregarlo después a una estructura no diseñada para ello es caro y puede ser inseguro.