Calculadora técnica para determinar peso por metro cuadrado en estructuras de edificación y obra industrial.
Métodos normativos y cálculo detallado incluyen materiales, cargas, espesores, armaduras y factores de seguridad adicionales.
Cálculo técnico del peso propio por metro cuadrado de elemento constructivo (kg/m²)
Fundamentos físicos y unidades para cálculo de peso por m²
El peso por metro cuadrado (kg/m²) se obtiene a partir de la densidad del material y el espesor considerado. Desde un punto de vista dimensional, la relación básica es:
Donde:
- Espesor (m): espesor efectivo de la capa o elemento estructural medido en metros.
- Densidad (kg/m³): masa por unidad de volumen del material en condiciones normales.
Adicionalmente, para elementos compuestos (losas con armadura, capas de acabado, aislamiento, revestimientos) el peso total por m² es la suma de los pesos de cada capa y de las cargas variables y permanentes adicionales.
Variables y fórmulas aplicadas
Fórmula básica y sumatoria de capas
Para un conjunto de n capas:
Explicación de variables con valores típicos:
- Espesor_i (m): ejemplo 0.12 m (120 mm) para losa de hormigón, 0.02 m para capa de enlucido.
- Densidad_i (kg/m³): hormigón 2400 kg/m³, acero 7850 kg/m³, madera 400–700 kg/m³, aislamiento EPS 20–40 kg/m³, cerámica 1800–2200 kg/m³.
- Peso_accesorio (kg/m²): incluye armadura (kg/m²), elementos de carga puntual distribuida (kg/m² equivalente), cargas permanentes menores.
Influencia de la armadura (barras de refuerzo)
El peso del acero se calcula a partir de la longitud total de armadura por m² y la masa lineal de la barra:
Ejemplo de fórmula en una sola línea:
Valores típicos:
- ρ_acero = 7850 kg/m³
- Diámetros comunes: 8 mm, 10 mm, 12 mm, 16 mm (d = 0.008, 0.010, 0.012, 0.016 m).
- Masa_lineal aproximada (kg/m): 8 mm ≈ 0.395 kg/m, 10 mm ≈ 0.617 kg/m, 12 mm ≈ 0.888 kg/m, 16 mm ≈ 1.578 kg/m.
Tablas de referencia: densidades y masas por espesor
| Material | Densidad típica (kg/m³) | Observaciones |
|---|---|---|
| Hormigón armado (Hº-Aº) normal | 2400 | Hormigón sin porosidad significativa |
| Hormigón ligero (bloques ligeros) | 1600 | Paneles o bloques con áridos ligeros |
| Acero | 7850 | Acero estructural y de refuerzo |
| Madera estructural (pino) | 500 | Valores entre 400–700 según humedad y especie |
| Aislamiento EPS | 20–40 | Poliestireno expandido |
| Yeso/Enlucido | 800–1000 | Dependiendo de densidad del acabado |
| Azulejo/Cerámica | 1800–2200 | Manta cerámica o baldosas |
| Mortero de albañilería | 1800–2000 | Morteros de cemento y arena. |
| Ladrillo macizo | 1600–1900 | Depende de tipo (cerámico, silicato, etc.) |
| Espesor | Material | Peso por m² (kg/m²) — cálculo |
|---|---|---|
| 0.12 m | Hormigón 2400 kg/m³ | 0.12 × 2400 = 288 kg/m² |
| 0.02 m | Capa de enlucido 900 kg/m³ | 0.02 × 900 = 18 kg/m² |
| 0.05 m | Mortero 1900 kg/m³ | 0.05 × 1900 = 95 kg/m² |
| 0.01 m | Baldosa cerámica 2000 kg/m³ | 0.01 × 2000 = 20 kg/m² |
| 0.08 m | Madera 500 kg/m³ | 0.08 × 500 = 40 kg/m² |
Metodología práctica: pasos para el cálculo preciso
- Identificar todas las capas del elemento constructivo (huecos, acabado, estructura, aislamiento, protección).
- Obtener densidad normativa o tabulada para cada material en condiciones previstas.
- Medir o elegir el espesor efectivo para cada capa (m).
- Calcular el peso por m² de cada capa mediante Espesor × Densidad.
- Calcular las armaduras: determinar tipos de barras, espaciado y longitud por m²; multiplicar por masa lineal.
- Sumar cargas permanentes y considerar cargas variables (asegurando conversión correcta de kN/m² a kg/m² si es necesario).
- Aplicar coeficientes de combinación según normativa vigente (por ejemplo, factores parciales de acciones en Eurocódigo o CTE).
Conversión de cargas desde kN/m² (presiones) a masa equivalente kg/m²
Si se dispone de una acción en kN/m² (fuerza por unidad de superficie), la masa equivalente por m² es:
donde g = 9.81 m/s².
Ejemplo de conversión rápida:
- 1.5 kN/m² → masa = (1.5 × 1000) / 9.81 ≈ 152.9 kg/m²
- 2.0 kN/m² → masa ≈ 203.9 kg/m²
Cálculo detallado: Ejemplo 1 — Losas de hormigón armado (vivienda típica)
Planteamiento: losa maciza de hormigón armado de espesor 0.12 m con dos armaduras principales de 12 mm en ambos sentidos, acabado con solado cerámico y mortero de adherencia. Cargas variables de uso según vivienda: 2.0 kN/m². Calcular peso por m² total y masa equivalente incluyendo carga variable.
Datos:
- Espesor hormigón = 0.12 m
- Densidad hormigón = 2400 kg/m³
- Acabado cerámico (baldosa y lechada) ≈ 0.01 m × 2000 kg/m³ = 20 kg/m²
- Mortero de pegado 0.02 m × 1900 kg/m³ = 38 kg/m² (si aplica)
- Armadura: barras Ø 12 mm, espaciado 150 mm en ambos sentidos
- Carga variable = 2.0 kN/m²
1) Peso del hormigón por m²:
2) Peso del acabado y mortero:
3) Peso de la armadura:
Con espaciado 150 mm en ambas direcciones, número de barras por m en cada dirección = 1 / 0.15 = 6.6667
4) Suma de cargas permanentes (estructura + acabados + armadura):
5) Conversión de carga variable 2.0 kN/m² a masa:
6) Peso total por m² a efectos de gravedad (masa total):
7) Representación en kN/m² (fuerza equivalente):
Comentarios: este valor es útil para análisis estructural (esfuerzos, flechas) y para dimensionamiento de forjados y vigas.
Cálculo detallado: Ejemplo 2 — Cubierta inclinada con estructura de madera, rastrel, aislamiento y teja cerámica
Planteamiento: cubierta inclinada sustentada por vigas de madera, compuesta por:
- Estructura y tablero de 0.02 m (madera) bajo teja
- Aislamiento EPS 0.08 m
- Teja cerámica 0.015 m de espesor y mortero de colocación según sistema
- Sobreestructura (rastrel) y contraviento: considerar 10 kg/m²
- Carga de nieve de diseño en la zona: 0.75 kN/m²
Datos y densidades:
- Madera: 500 kg/m³
- EPS: 30 kg/m³
- Teja cerámica + mortero equivalente: densidad efectiva 2000 kg/m³
- g = 9.81 m/s² para conversiones
Cálculos:
4) Rastrel y elementos secundarios: 10 kg/m²
5) Carga de nieve 0.75 kN/m² → masa equivalente:
Comentarios: la carga de nieve varía por zonas; la normativa local determina la acción de nieve característica. En casos de pendientes pronunciadas se debe aplicar factor de reducción según normativa.
Consideraciones normativas y factores de seguridad
Para un diseño correcto, el peso por m² calculado se debe combinar con criterios y factores de las normas vigentes. Algunas referencias técnicas relevantes:
- Eurocódigo 1: acciones en las estructuras — EN 1991-1-1 (acciones permanentes) y EN 1991-1-3 (nieve) — https://eurocodes.jrc.ec.europa.eu/
- Eurocódigo 2: diseño de estructuras de hormigón — EN 1992-1-1 — https://eurocodes.jrc.ec.europa.eu/
- ACI 318: Building Code Requirements for Structural Concrete — https://www.concrete.org/
- Código Técnico de la Edificación (CTE) — Documentos Básicos de Seguridad Estructural (DB-SE) y otras partes aplicables — https://www.codigotecnico.org/
- EHE-08 (España): Instrucción de Hormigón Estructural — aplicable para ciertos proyectos — consultar normativa local.
Factores de combinación comunes (resumen simplificado):
- Acciones permanentes (G): γ_G ≈ 1.35 (según combinación accidental o de servicio, ver norma).
- Acciones variables (Q): γ_Q ≈ 1.5 (comb. última), factores parciales distintos en servicio.
- Cuando se suman masas para cargas gravitacionales en comprobaciones de servicio, a menudo se usan combinaciones sin factores de resistencia, pero con coeficientes de combina-ción definidos por normativa.
Buenas prácticas y tolerancias en proyectos
- Utilizar densidades tabuladas de la normativa o ensayos específicos cuando existan materiales no estándar.
- Incluir juntas, huecos y pérdidas de material por recortes en estimaciones de peso en obra.
- Para estructuras prefabricadas, emplear los valores proporcionados por el fabricante y verificar con ensayos de control de calidad.
- Revisar el contenido de humedad en madera y hormigones curados, pues la densidad efectiva varía con la humedad.
- Documentar los supuestos en memorias de cálculo (espesores exactos, densidades, cargas variables consideradas, conversiones y factores aplicados).
Errores comunes y cómo evitarlos
- No considerar la armadura o subestimarla: calcular kg/m² de acero por mediciones de espaciado y diámetro.
- Ignorar capas finas pero de alta densidad (por ejemplo, capas de revestimiento o impermeabilización con arenas).
- Uso de densidades aparentes en vez de densidades secas o de servicio sin ajustar al proyecto.
- Mala conversión entre kN/m² y kg/m²: usar g = 9.81 y documentar la conversión.
Ejemplos prácticos adicionales y verificación
Ejemplo 3 (verificación rápida) — Muro de ladrillo cara vista
Planteamiento: muro de 0.14 m de espesor con ladrillo cerámico macizo densidad 1800 kg/m³ y enfoscado interior 0.01 m densidad 1900 kg/m³. Calcular peso por m² de muro (por m² de superficie vertical).
Cálculos:
Comentario: si se considera cara vista sin enfoscado, eliminar esa capa. Añadir carga de revestimientos, carpinterías y sistema de anclaje si aplica.
Ejemplo 4 (estructura prefabricada con losa alveolar)
Planteamiento: losa alveolar prefabricada con masa propia informada por fabricante 400 kg/m² para elemento de 0.20 m de espesor, capa de compresión in situ 0.05 m de hormigón 2400 kg/m³, acabado cerámico 20 kg/m². Considerar carga viva 3.0 kN/m² (uso público). Calcular masa total y acción en kN/m².
Cálculos:
Observación: los sistemas prefabricados llevan su propio comportamiento estructural y peso distribuido; siempre validar con la documentación del fabricante y ajustar los pesos de elementos auxiliares (vinculación y solape).
Fuentes normativas y bibliografía técnica
- Eurocódigos — Comité Europeo de Normalización (CEN). EN 1991-1-1, EN 1991-1-3, EN 1992-1-1. Documentación y guías: https://eurocodes.jrc.ec.europa.eu/
- ACI Committee 318 — Building Code Requirements for Structural Concrete. https://www.concrete.org/
- Código Técnico de la Edificación (CTE), Ministerio de Transportes, Movilidad y Agenda Urbana (España). https://www.codigotecnico.org/
- Instrucción de Hormigón Estructural EHE-08 (y actualizaciones). Consultar boletines oficiales y registros normativos nacionales.
- Manuales de construcción y catálogos de fabricantes (por ejemplo, fabricantes de losas prefabricadas, tejas cerámicas, aislamientos) para densidades y masas reales.
Resumen operativo y checklist para calculadoras y hojas de cálculo
- Registrar las capas en orden de aposición con espesores precisos (m).
- Asignar densidad normativa por material; si es necesario, usar valores conservadores (mayor densidad) para cargas permanentes.
- Calcular peso por m² de cada capa: Espesor × Densidad.
- Calcular peso de armaduras mediante masa lineal y longitud por m² o usar tablas de consumo estándar por tipo de forjado.
- Convertir cargas variables en kN/m² a masa kg/m² si se requiere masa total; documentar conversión con g = 9.81.
- Sumar y convertir a unidades requeridas (kg/m² o kN/m²).
- Incluir verificaciones de coherencia y contrastar con tablas de referencia y documentación normativa.
Recomendaciones finales para profesionales
- Incorporar en la memoria técnica la lista completa de densidades utilizadas, su origen (norma o fabricante) y las conversiones aplicadas.
- En proyectos con cargas críticas (cubiertas, forjados colaborantes, puentes), realizar comprobaciones dinámicas y considerar variaciones por temperatura y humedad.
- Realizar mediciones y comprobaciones in situ cuando sea posible, especialmente en rehabilitación donde las densidades y espesores pueden diferir de los planos.
- Utilizar programas y calculadoras validadas por laboratorios o proveedores cuando se desarrollen combinaciones complejas.
Con estas directrices y fórmulas en HTML, el diseñador o calculista puede implementar una calculadora fiable de peso por metro cuadrado para múltiples tipologías constructivas, garantizando trazabilidad y cumplimiento normativo.