Catálogo de perfiles de acero: 703 perfiles, cada uno con su fuente

Un diseño en acero depende, de principio a fin, de las propiedades de los perfiles, y volvemos a ellas una y otra vez. Usamos el área para calcular masas, pesos y cantidades de obra; las inercias, para el análisis y las deflexiones; el módulo plástico, el radio de giro o la constante de alabeo, para las verificaciones de diseño de la NSR-10; y los espesores y la geometría de la sección, para asegurar que la conexión sea compatible con el perfil, que la platina quepa en el alma entre los acuerdos y que los pernos respeten las distancias al borde. Si esos números están mal, todo lo que se construye sobre ellos también lo está.

ÁreaMasas, pesos y cantidades de obra

InerciasAnálisis y deflexiones

Z, r, J y CwVerificaciones de diseño de la NSR-10

Espesores y radiosCompatibilidad de las conexiones

Y casi nunca nos preguntamos de dónde salieron. Copiamos de un PDF que alguien nos pasó en la universidad, de una hoja de Excel heredada de otro proyecto o de un catálogo de proveedor sin fecha. Funciona hasta el día en que un valor está mal y nadie lo nota.

En Bimet construimos un catálogo de perfiles gratuito y en línea. En este artículo te cuento qué trae, de dónde salen sus datos, qué puedes hacer con él y, también, qué no tiene todavía.

¿Por qué importa tanto una tabla de perfiles?

Porque cada propiedad de la sección alimenta una verificación distinta. La NSR-10, en su Título F, sigue la especificación AISC 360, y casi todas sus ecuaciones de resistencia arrancan de estos valores:

Un error del 5 % en el área de una diagonal se traslada directo a su resistencia a compresión. Un error en Cw puede cambiar la longitud a partir de la cual una viga deja de alcanzar su momento plástico.

No es un riesgo teórico. Al revisar a fondo nuestro propio catálogo encontramos que el área de los perfiles W estaba calculada con rectángulos, sin los acuerdos entre alma y alas. El W6x16, por ejemplo, tenía un 7,7 % menos de área de la real. Algunos HE M grandes tenían áreas hasta un 10 % por debajo, y la constante de torsión de los perfiles europeos era una aproximación con errores de hasta el 11 %. Los corregimos todos. La lección que nos dejó es la que motiva este artículo: un catálogo vale lo que vale su fuente.

¿Qué contiene?

703 perfiles laminados en caliente, en diez series: las americanas (AISC), que son las más usadas en Colombia y en buena parte de Latinoamérica, y las europeas (EN), que también se consiguen en la región.

Para cada perfil encuentras:

• Geometría: altura, ancho, espesores de alma y ala y los radios de los acuerdos, en milímetros. En los ángulos, las dos alas y el espesor.
• Masa y área.
• Propiedades en los dos ejes: I, S, Z y r.
• Torsión: J y Cw.
• En los ángulos, los ejes principales: inercia máxima y mínima, radio de giro mínimo y tan α. Más abajo te explico por qué esto importa.

Las propiedades se muestran en centímetros (cm², cm³, cm⁴, cm⁶), como en las tablas impresas, para que puedas compararlas directamente con tus referencias. Las dimensiones van en milímetros.

¿De dónde salen los datos?

Esta es la parte de la que más orgullosos estamos. Cada valor sale de una tabla publicada por una fuente identificable, y se verificó contra una segunda fuente o contra la coherencia interna de la propia tabla:

Además, cada perfil pasa por pruebas automáticas que comprueban que su radio de giro sea √(I/A), que su módulo elástico sea I/c, que su masa corresponda a su área y que el dibujo de la sección tenga el área de la tabla. Si alguien introduce un error al actualizar los datos, las pruebas lo detectan antes de que llegue a la página.

Cada perfil muestra su fuente. Debajo de las propiedades verás, por ejemplo, "Fuente: AISC Shapes Database v16.0".

Hay 40 perfiles sin una tabla publicada que los respalde. Son ángulos métricos que no están en la gama de ArcelorMittal (como el L 40x20x4) y los UPN 30 y 40. Preferimos mantenerlos, porque se usan, pero marcados: en la tabla llevan el símbolo ≈ y su fuente aparece en ámbar con la nota "valores aproximados".

Cuando una fuente no publica un valor, verás "—" en lugar de un número inventado. Es el caso del módulo plástico de los ángulos europeos.

Funciones

Tabla por serie. Escoges la serie con los botones de arriba (W, IPE, HEA…) y la tabla muestra la altura, la masa y el área de todos sus perfiles. Puedes ordenarla por cualquiera de esas columnas o por nombre. El orden por nombre es el de una tabla de acero, no el alfabético: el W6x9 va antes que el W10x12, y el L2-1/2x2x1/4 después del L2x2x1/4.

Buscador. Escribe parte del nombre ("W14", "HE 300", "L4x4") y salta a cualquier perfil, de cualquier serie.

Dibujo de la sección. La sección se dibuja con sus acuerdos y a la escala de su serie: el perfil más grande llena el recuadro y los demás se ven proporcionalmente más pequeños. Así percibes de un vistazo el tamaño relativo de lo que estás escogiendo.

Gráficas de la serie:

• la masa de todos los perfiles de la serie, con el seleccionado resaltado;
• un radar con los radios de giro rx y ry y el tamaño (√A), comparados con el máximo de la serie;
• las relaciones Ix/Iy, rx/ry y h/b, que te dicen qué tan direccional es la sección.

Ejes principales de los ángulos. En un ángulo, los ejes x e y paralelos a las alas no son los ejes principales. Un ángulo de alas iguales tiene Ix = Iy, pero eso no significa que sea igual de rígido en todas las direcciones. Su eje débil real es el principal menor, inclinado 45°, y es el que gobierna el pandeo de un ángulo aislado.

Mira el L 100x100x10. Su radio de giro respecto al eje x es 3,04 cm, pero su radio de giro mínimo es 1,95 cm, un 36 % menor. Si calculas la esbeltez de una diagonal con el radio equivocado, te sale una columna mucho más resistente de lo que es. Por eso el catálogo muestra para cada ángulo una sección de "Ejes principales" con Imáx, Imín, rmín y tan α, y no llama "fuerte" ni "débil" a los ejes geométricos.

Ejes x e y, paralelos a las alasr = 3,04 cm

Eje u, principal mayorImáx = 280 cm⁴

Eje v, principal menorrmín = 1,95 cm, un 36 % menos

Exportaciones:

• Copiar: copia la tabla de propiedades, con la fuente, lista para pegar en Excel o en Google Sheets, cada valor en su celda.
• Polilínea (escritorio): copia la sección como un comando de AutoCAD o BricsCAD de escritorio. Lo pegas en la línea de comandos, pulsas Enter y tienes la sección dibujada en milímetros.
• Esquema DXF: descarga la sección en DXF, con los acuerdos como arcos reales, cotas de altura y ancho y una nota con espesores y radios. Funciona en cualquier programa de CAD, incluido AutoCAD Web.
• Tabla Excel: descarga toda la serie con todas sus propiedades, su geometría completa, los ejes principales de los ángulos y la fuente de cada perfil.

CopiarLas propiedades y su fuente, listas para pegar en Excel o Sheets

PolilíneaUn comando para AutoCAD o BricsCAD de escritorio

Esquema DXFEl contorno con arcos reales, cotas, espesores y radios

Tabla ExcelToda la serie, con su geometría, ejes principales y fuente

Enlaces para compartir. La dirección de la página guarda la serie, el perfil y el orden. Si le envías a un colega el enlace de un perfil, lo abre exactamente donde tú lo estabas viendo.

En el celular. La tabla se adapta a la pantalla y, al tocar un perfil, se abre su ficha completa con el dibujo, las propiedades y la descarga del DXF.

Modos de uso

1. Consulta rápida. Estás en una reunión de obra y alguien pregunta cuánto pesa un HE 200 B. Buscas "HE 200 B" y en segundos tienes la respuesta: 61,3 kg/m.

2. Escoger el perfil más liviano. Ordena la serie por masa y recorre la tabla buscando el primer perfil que cumpla tu requisito de inercia o de módulo plástico. También sirve para comparar entre series. Un IPE 300 y una W12x26 tienen casi la misma inercia, 8356 y 8491 cm⁴, pero la W pesa 38,7 kg/m frente a 42,2 kg/m del IPE, un 8 % menos. Antes de cambiar de perfil, eso sí, confirma con tu proveedor que lo tiene disponible.

3. Llevar los datos a tu hoja de cálculo. Con Copiar pegas las propiedades del perfil en tu memoria de cálculo sin transcribir a mano. Con Tabla Excel tienes toda la serie para hacer tus propias tablas de selección o tus rutinas de verificación.

4. Llevar la sección al plano. Descarga el DXF o copia la polilínea y tendrás la sección exacta, con sus acuerdos, para detalles de conexiones, cortes o planos de taller.

5. Dentro de las otras herramientas de Bimet. El catálogo es la base de CIRCUS, nuestra herramienta de análisis estructural: cuando asignas un perfil a una barra, el análisis toma su área, sus inercias y su constante de torsión directamente de este catálogo y, en los ángulos, tiene en cuenta que sus ejes principales están inclinados. Cuando importas un modelo de SAP2000, ETABS o STAAD.Pro, CIRCUS reconoce las secciones comparándolas con estos mismos perfiles. La herramienta de conexión a corte también toma de aquí la geometría de la viga.

6. Para los que programan. Si automatizas tus cálculos en Python o en Excel, puedes consultar los datos directamente. Todas las unidades van en milímetros:

• https://www.bimet.com.co/api/catalogo/profiles?series=IPE devuelve el listado de una serie;
• https://www.bimet.com.co/api/catalogo/profile?name=IPE%20300 devuelve todas las propiedades de un perfil;
• https://www.bimet.com.co/api/catalogo/profiles/details?series=IPE devuelve todas las propiedades de toda una serie.

Lo que todavía no tiene

Prefiero que sepas también los límites:

• Perfiles tubulares y de lámina delgada. Los tubos estructurales (NTC 4526 / ASTM A500) y los perfiles formados en frío (C, Z y PHR) son la base de muchas estructuras en Colombia y aún no están. Estamos investigando las fuentes de los fabricantes colombianos para incorporarlos con el mismo rigor que el resto.
• Propiedades efectivas. En lámina delgada dependen del acero y del esfuerzo, así que no son un número fijo de tabla. Cuando incorporemos esas familias, lo resolveremos de forma explícita.
• El catálogo no reemplaza al proveedor. Los valores son los de las tablas de referencia. La disponibilidad, el grado del acero y las tolerancias de lo que llega a la obra los confirma el fabricante o el distribuidor, con su certificado.

Una invitación

Este catálogo nació con la misma idea del manifiesto que publicamos al empezar Bimet: los ingenieros estructurales trabajamos mejor cuando compartimos herramientas confiables y abiertas.

Si encuentras un valor que no coincide con tu referencia, si echas de menos una serie o si tienes una idea para mejorarlo, escríbenos. Cada corrección que nos reportes la verificamos contra la fuente y la ve el siguiente ingeniero que abra la tabla.

Y si todavía no lo has probado, entra al catálogo de perfiles y busca el perfil que tengas en tu escritorio ahora mismo.