Antes de adentrarnos en los detalles, es fundamental comprender bien qué son las varillas milimétricas y las varillas legítimas.
Varillas legítimas
La varilla de hierro legítima es una barra utilizada en la construcción, denominada por el diámetro de su sección transversal. Por ejemplo, Una varilla de 3/8 se refiere a una varilla con un diámetro de sección transversal de 3/8 de pulgada, lo cual equivale a 9.5 mm en unidades métricas.
Cuando se habla de varilla legítima, se refiere a que, al medir la sección con un pie de rey, la medida es exacta a su diámetro comercial. Esto significa que si compras una varilla de 3/8, su diámetro será exactamente 3/8 de pulgada.
Varillas milimétricas.
Por otro lado, las varillas milimétricas tiene una pequeña variación en el diámetro de su sección transversal. Esta diferencia puede ser de hasta 1.5 mm.
Por eso es común que las ferreterías se refieran a estas varillas usando un juego de palabras, como “varilla milimétrica de 3/8 de 8 mm”. Esto significa que, aunque se comercialice como una varilla de 3/8, su diámetro real es de 8 mm en lugar de los 9.5 mm.
Costo.
Las varillas milimétricas suelen ser más económicas debido a la menor cantidad de material con la que se fabrican; A simple vista, estas varillas son más delgadas en comparación con las varillas legítimas.
¿Usar varillas milimétricas pone en riesgo mi construcción?
Mi respuesta es que depende, debido a los diversos factores y propiedades de la presentación de este material en el mercado nacional. Por ejemplo, el grado de fluencia, que se comercializa comúnmente en grados 40, 60 y 75, es un factor importante a considerar. Además, los diámetros de las varillas milimétricas son variables, lo cual también debe tomarse en cuenta.
Explicación Detallada con Cálculos :
Llevaremos a cabo un cálculo utilizando una norma establecida en las Normas Técnicas Complementarias (NTC-2023) del Reglamento de Construcciones para el Distrito Federal de México. Este análisis te permitirá evaluar si la implementación de varilla milimétrica afectará tu proyecto. Es importante tener en cuenta que este cálculo y la norma aplican exclusivamente para castillos y soleras en elementos de albañilería tradicional confinada o mampostería.
¿Qué es la albañilería tradicional confinada o mampostería confinada?
La albañilería tradicional confinada, también conocida como mampostería confinada, es un sistema constructivo que utiliza muros de carga hechos de ladrillos o bloques. Estos muros están rodeados o confinados por elementos estructurales de concreto armado, como soleras y castillos, los cuales se colocan tanto verticalmente como horizontalmente a distancias máximas de 3 metros.
Este tipo de construcción ofrece una mayor resistencia a las cargas y a la flexión en comparación con la albañilería simple, y se utiliza ampliamente en la construcción de viviendas y edificaciones de baja altura. Además, proporciona una excelente durabilidad y estabilidad estructural, siendo especialmente eficaz en zonas sísmicas debido a su carácter antisísmico
1.Datos para el calculo:
2.Norma NTC:
Realizaremos el siguiente cálculo para determinar el área de acero necesaria para una sección de un castillo común de 15 cm x 15 cm, utilizado en elementos confinados en albañilería tradicional. La fórmula proporcionará el valor As, que es el área de hierro requerida en cm² que debe tener la sección del castillo.
También utilizaremos las propiedades de la varilla de 3/8 de pulgadas grado 40. Este grado corresponde a una resistencia de 2812.278 kg/cm² en unidades métricas, con un diámetro de 9.5 mm. La resistencia del concreto para un castillo es de 210 kg/cm², equivalente a aproximadamente 3000 psi en unidades imperiales.
3.Tabla de valores:
| Fc del concreto | 210 kg/cm2 |
| fy del acero | 2812.278 kg/cm2 |
| bc, de la sección del castillo | 15 cm |
| hc, de la sección del castillo | 15 cm |
Sustituimos los valores en la formula:
AS = (0.2)X(210/2812.278)X(15)X(15) = 3.6 cm2 de acero en la sección del castillo.
El siguiente cálculo consiste en determinar la cantidad de varillas necesarias. Para ello, dividiremos el valor obtenido previamente entre el área de cada tipo de varilla, basándonos en las dimensiones disponibles en el mercado nacional.
4.Cantidad de varilla necesaria en la sección transversal del castillo.
La norma establece que se deben utilizar al menos 4 varillas por sección del elemento. Por lo tanto, dividiremos el área obtenida en el paso 3 entre el área de cada varilla individual para determinar la cantidad necesaria.
| Tipo de varilla de 3/8 según su Diámetro. | Área en cm2 | Área necesaria según calculo. | Resultado de la División. | Cantidad de varillas redondeada al entero superior. | Observaciones |
| Varilla de 3/8. 9.5 mm Legitima | 0.71 cm2 | 3.6 cm2 | 5.07 | 5 | El armado es posible con 6 varillas, pero es necesario analizar otras opciones. |
| Varilla de 3/8,9.0 mm, milimétrica | 0.64 cm2 | 3.6 cm2 | 5.62 | 6 | El armado es posible con 6 varillas, pero es necesario analizar otras opciones. |
| Varilla de 3/8,8.8 mm, milimétrica | 0.61 cm2 | 3.6 cm2 | 5.9 | 6 | El armado es posible con 6 varillas, pero es necesario analizar otras opciones. |
| Varilla de 3/8, 8.5 mm, milimétrica. | 0.57 cm2 | 3.6 cm2 | 6.31 | 7 | antieconómico, para una sección de 15×15 cm |
| Varilla de 3/8, 8 mm, milimétrica. | 0.5 cm2 | 3.6 cm2 | 7.2 | 8 | antieconómico, para una sección de 15×15 cm |
Podemos observar que, con las propiedades del concreto y del acero utilizado, los castillos de este tipo requieren más de 4 varillas, superando la cantidad típica utilizada en un castillo común. A continuación, analizaremos el impacto de cambiar la variable del fy del acero a un grado 60, que en unidades métricas es equivalente a 4218.42 kg/cm².
Cálculo con Varilla de 3/8″ Grado 60
| Fc del concreto | 210 kg/cm2 |
| fy del acero | 4218.42 kg/cm2 |
| bc, de la sección del castillo | 15 cm |
| hc, de la sección del castillo | 15 cm |
Sustituimos los valores en la formula:
AS = (0.2)X(210/4218.42)X(15)X(15) = 2.24 cm2 de acero en la sección del castillo.
| Tipo de varilla de 3/8 según su Diámetro. | Área en cm2 | Área necesaria según calculo. | Resultado de la División. | Cantidad de varillas redondeada al entero superior. | Observaciones |
| Varilla de 3/8. 9.5 mm Legitima | 0.71 cm2 | 2.24 cm2 | 3.15 | 4 | Cumple. |
| Varilla de 3/8,9.0 mm, milimétrica | 0.64 cm2 | 2.24 cm2 | 3.5 | 4 | Cumple. |
| Varilla de 3/8, 8.5 mm, milimétrica. | 0.57 cm2 | 2.24 cm2 | 3.92 | 4 | cumple |
| Varilla de 3/8, 8 mm, milimétrica. | 0.5 cm2 | 2.24 cm2 | 4.48 | 5 | No se puede armar un elemento vertical con un número impar de varillas, y utilizar 6 sería antieconómico. |
Podemos observar que al calcular utilizando varilla de grado 60, el resultado es aceptable. Los cálculos realizados para varillas con diámetros de 9.5 mm, 9.0 mm y 8.5 mm demuestran que con varilla de grado 60 se puede emplear varilla milimétrica, siempre y cuando no sea inferior a 8.5 mm de diámetro.
¿Qué ocurre si construí mi casa con albañilería tradicional o mampostería con 4 varillas de 3/8 de grado 40 en los elementos estructurales?
Hay que tomar en cuenta que el análisis y las normas utilizadas para el cálculo anterior pertenecen a la norma del Distrito Federal de México, una zona de alta sismicidad. Este cálculo se realiza con fórmulas especializadas para hacer los elementos resistentes a las solicitaciones sísmicas.
Al evaluar un muro de mampostería de bloque de concreto 15 cm de espesor, armado con varilla de 3/8 de diámetro 8.5 mm milimétrica y de grado 40, se determina que soporta aproximadamente 23 toneladas por metro lineal (ton/ml). Comparando esto con la carga aproximada de 2.5 ton/ml que una casa de dos pisos transmite al muro del primer piso, se confirma que el muro soporta ampliamente más de lo necesario.
Como conclusión, es posible trabajar con varillas legitimas de 3/8 de grado 40, pero lo más recomendable es utilizar hierro de grado 60 con un diámetro no menor de 8.5 mm, armado con 4 varillas por sección. Si se usan varillas milimétricas de grado 40, solo se debe utilizar aquellas con un diámetro de 8.8 mm hasta 9.5 mm. Es recomendable armar los castillos con 6 varillas por sección para mayor seguridad estructural.
Como recomendación general, estos cálculos y análisis deben ser realizados por profesionales de la construcción, debido a la complejidad y variabilidad de las estructuras.
