¿Cuánta carga soporta una columna HEB 200?

Preguntar por la "carga máxima" de una columna HEB 200 es como preguntar cuán lejos puede ir un auto con un tanque lleno: depende. Un HEB 200 corto y robusto falla aplastando su propio acero. Un HEB 200 alto y esbelto falla por pandeo — flexándose lateralmente — a una fracción de esa carga de aplastamiento. Así que la respuesta real es una curva de capacidad que cae a medida que la columna se hace más alta.

Tres variables mueven el número: el grado del acero (S235, S275, S355…), la longitud de pandeo (altura combinada con la forma en que se sujetan los extremos) y la norma de diseño que apliques. Defínelos, y la capacidad es determinista. Este artículo recorre toda la cadena — y muestra cómo una herramienta en el navegador la reduce a un clic.

HEB es la serie europea de alas anchas en "H" (la "B" denota la variante estándar, más pesada, frente a la más ligera HEA). La geometría está fijada por la EN 10365 / la antigua DIN 1025-2. Para el HEB 200, dos tablas de propiedades independientes coinciden en los números centrales: canto h = 200 mm, ancho b = 200 mm, alma t_w = 9 mm, alas t_f = 15 mm.

• Área de sección transversal A = 7.810 mm² (78,1 cm²)
• Masa 61,3 kg/m
• Inercia respecto al eje fuerte I_y ≈ 56,96 × 10⁶ mm⁴; eje débil I_z ≈ 20,03 × 10⁶ mm⁴
• Módulo plástico W_pl,y ≈ 642,5 × 10³ mm³

Como la inercia respecto al eje débil es aproximadamente un tercio del valor respecto al eje fuerte, una columna HEB 200 casi siempre pandea primero respecto a su eje débil (z) — que es exactamente donde se decide la capacidad.

El límite superior absoluto es la carga de aplastamiento — la fuerza axial que plastifica toda la sección transversal, ignorando el pandeo. Es simplemente el área por la resistencia a la fluencia: N_pl,Rd = A · f_y / γ_M0.

• S235 (f_y = 235 MPa): 7.810 × 235 ≈ 1.835 kN
• S275: ≈ 2.148 kN
• S355 (f_y = 355 MPa): 7.810 × 355 ≈ 2.773 kN

Estos son los números a los que se aproxima una columna HEB 200 muy corta (digamos, por debajo de ~0,5 m). Pero ninguna columna práctica es tan rechoncha. En el momento en que añades altura, el modo de fallo gobernante pasa de la fluencia a la estabilidad — y el número destacado cae, a veces a la mitad o más. Por eso citar la carga de aplastamiento como "la carga máxima" es el error más común en el diseño de acero.

Las matemáticas son antiguas. En 1757 Leonhard Euler dedujo la carga crítica de una columna ideal, perfectamente recta y biarticulada (publicada en las memorias de la Academia de Berlín en 1759): N_cr = π²EI / L². Es elegante y, para el acero real, peligrosamente optimista — ignora la curvatura inicial, las tensiones residuales del laminado y la excentricidad accidental de la carga.

La corrección vino de la formulación de Perry-Robertson (arraigada en el trabajo de Ayrton y Perry de 1886, y con sus valores de imperfección calibrados experimentalmente por Robertson hacia 1925), que modela una curvatura inicial supuesta y combina el límite elástico de Euler con la meseta de fluencia. La calibración empírica decisiva fue europea: la familia de curvas de pandeo a₀, a, b, c, d — propuesta por primera vez por Beer y Schulz, de Graz, hacia 1970 — se ancló en una gran campaña de ensayos de la ECCS (reportada como aproximadamente 1.067 ensayos de columnas en varios países), cada curva con un factor de imperfección α diferente.

Las normas modernas envuelven esta historia en una receta. En la EN 1993-1-1:2005 (aprobada por el CEN el 16 de abril de 2004 y publicada en 2005, sustituyendo a la ENV) la resistencia al pandeo es N_b,Rd = χ · A · f_y / γ_M1, donde el factor de reducción χ ≤ 1 proviene de la esbeltez adimensional λ̄ y de la curva de pandeo correcta. La AISC 360, la brasileña NBR 8800 y la india IS 800 siguen la misma lógica con ajustes de curva y formatos de seguridad diferentes.

Un programa ejecuta esta cadena automáticamente:

• Busca el perfil: A, I_z, radio de giro i_z.
• Calcula la longitud de pandeo L_cr = k·L a partir de las condiciones de extremo.
• Forma la esbeltez λ̄ = (L_cr/i) / λ₁, con la meseta en λ̄₀ = 0,2.
• Selecciona la curva de pandeo (perfil H laminado, eje débil, h/b ≤ 1,2 → típicamente curva c), obtiene α, resuelve la Φ de Perry-Robertson y la χ.
• Devuelve N_b,Rd y la tasa de utilización.

La conclusión: el mismo HEB 200 en S355 puede ofrecer ~2.773 kN aplastado, pero solo una fracción de eso con 4–6 m sin arriostrar — y solo un software que recorre cada paso lo acierta de forma consistente.

Entonces, ¿cuál es la carga máxima de una columna HEB 200? Honestamente: entre aproximadamente 1.835 kN (S235, aplastamiento) y un valor mucho menor gobernado por el pandeo que depende de tu altura exacta, los arriostramientos y la norma. Quien te da un valor fijo en kN sin preguntar la longitud y el grado está adivinando.

Esa es precisamente la tarea que el software existe para eliminar. CalcSteel es una aplicación estructural nativa del navegador — un front-end en React/TypeScript sobre un backend de elementos finitos en Python — con más de 1.140 perfiles de acero (HEB 200 incluido) y verificaciones normativas integradas para NBR 8800, AISC 360, Eurocódigo 3, AS 4100 e IS 800. Modelas la columna, defines su longitud y condiciones de extremo, eliges un grado, y devuelve la resistencia al pandeo verificada y la utilización — sin tablas manuales. El plan Free cubre trabajo real; el Pro se anuncia a US$ 24/mes con facturación anual. Pruébalo en el editor y deja que la curva, y no un número folclórico, te dé la respuesta.