Dala de desplante, seccion 15 x 20 cm, concreto fc=200 kg/cm2, r.n. ag.max. 3/4″, reforzada con 4 varillas de 3/8″ de diametro (no. 3) y estribos de 1/4″ de diametro (no. 2) a cada 20 cm, cimbrado comun, incluye: acarreo de los materiales a una 1a. estacion a 20.00 m. de distancia horizontal.

I. INTRODUCCIÓN A LOS ESTRIBOS DE 3/8 EN LA CONSTRUCCIÓN MEXICANA

Definición y Rol Fundamental: ¿Qué son los estribos y por qué se usa la varilla de 3/8?

Los estribos, también conocidos como anillos o zunchos, son elementos de acero de refuerzo transversales que se colocan perpendicularmente alrededor de las varillas longitudinales (o principales) dentro de un elemento de concreto armado, como una columna, viga o castillo. Su función, a menudo subestimada por los autoconstructores, es tan crítica como la de la varilla principal, ya que garantiza la integridad estructural del elemento frente a las fuerzas laterales.

El rol estructural primordial de los estribos es doble: resistir las fuerzas cortantes y proveer confinamiento sísmico. La fuerza cortante es la que intenta "rebanar" o deslizar el elemento estructural en sentido diagonal, una acción particularmente intensa cerca de los apoyos de las vigas o en los extremos de las columnas durante un sismo.

La varilla de 3/8 de pulgada (Varilla No. 3), con un diámetro de 9.5 mm, es el calibre mínimo más utilizado y preferido para la fabricación de estribos en la construcción residencial y comercial ligera en México. Este calibre ofrece un equilibrio óptimo entre la rigidez necesaria para confinar el concreto y la maleabilidad que requiere el habilitado de acero manual en obra.

El Pilar de la Seguridad Sísmica (Analogía del Cinto de Seguridad)

Para comprender la trascendencia de los estribos, se puede utilizar una analogía simple: si las varillas longitudinales son la columna vertebral que soporta la carga vertical del edificio, los estribos son el "cinto de seguridad" o las "cuerdas" que atan y confinan el núcleo de concreto.

En un evento sísmico, cuando la columna o viga se flexiona y se comprime lateralmente, el concreto dentro del elemento tiende a expandirse y desmoronarse (falla frágil). Los estribos, al estar correctamente espaciados y rematados con ganchos cerrados, impiden esta expansión, manteniendo el núcleo de concreto comprimido. Este confinamiento sísmico permite que el concreto mantenga su capacidad de carga axial incluso después de haber sufrido daños severos, aumentando drásticamente la ductilidad estructural de la pieza. Una falla en el diseño o la colocación de los estribos lleva a una rápida pérdida de resistencia y al colapso catastrófico de la estructura.

Contexto Normativo Mexicano y el Grado de Acero

En México, el diseño y la construcción de estructuras de concreto deben acatar las Normas Técnicas Complementarias (NTC), las cuales regulan el tipo, la cantidad y la separación del refuerzo. El acero más utilizado para el refuerzo estructural, tanto longitudinal como transversal (estribos), es el Acero Grado 42, que garantiza un esfuerzo de fluencia mínimo (fy​) de 4,200 kg/cm2.

Es fundamental que la varilla de 3/8 utilizada para estribos cumpla con este grado para asegurar la máxima reserva de resistencia, especialmente en elementos críticos de las zonas de alta sismicidad del país.

II. ESPECIFICACIONES TÉCNICAS Y TIPOS DE ACERO PARA ESTRIBOS

Ficha Técnica de la Varilla de 3/8 (No. 3): Diámetro, Peso y Área de Acero

La varilla de 3/8 de pulgada es designada como No. 3 dentro de la nomenclatura mexicana y estadounidense. Sus propiedades geométricas y mecánicas son esenciales para el cálculo y la cuantificación de materiales en una obra, afectando directamente el precio unitario del elemento estructural.

Tabla de Propiedades de la Varilla de 3/8" (No. 3) – Acero Grado 42

Estas propiedades son la base para calcular cuánto material de acero se consume por metro lineal de columna o viga, lo cual es vital para el control de inventario y el presupuesto.

Grados de Acero Permitidos (Grado 42 vs. Alambrón): Análisis de la NMX

Existe un debate constante en obra sobre el material adecuado para fabricar estribos. Las Normas Técnicas Complementarias de la Ciudad de México (NTC-2017) establecen directrices claras respecto al acero de refuerzo.

1. Barras Corrugadas (Varilla 3/8" Grado 42): Este material es el estándar de oro. Su alto esfuerzo de fluencia (fy​=4,200 kg/cm2) y su corrugado garantizan una excelente adherencia al concreto y la máxima capacidad de confinamiento y resistencia a la fuerza cortante.

2. Alambrón (Barras Lisas): Las NTC admiten explícitamente el uso de alambrón o barras lisas únicamente en estribos, mallas de alambre soldado o conectores. Para ser utilizado, el alambrón debe cumplir con un diámetro mínimo de 5.5 mm y un esfuerzo de fluencia mínimo de fy​=2,100 kg/cm2.

Aunque la normativa permite el alambrón, la elección del acero de 3/8" (No. 3) Grado 42 ofrece una superioridad técnica indiscutible para elementos estructurales primarios (columnas y vigas). El estribo de varilla de 3/8" provee el doble de esfuerzo de fluencia que el alambrón reglamentario. En regiones de alta sismicidad, esta diferencia se traduce en una mayor reserva de resistencia y capacidad de deformación (ductilidad), lo que es fundamental para la supervivencia de la estructura. Por lo tanto, mientras que el alambrón podría ser aceptable para castillos de mampostería no estructural, el profesional debe priorizar el estribo de 3/8" (Grado 42) para elementos que forman parte del sistema estructural primario.

Tipos de Estribos: Cerrados, Ganchos Suplementarios (Grapas) y sus Dobleces Reglamentarios

El diseño y el doblado del estribo son tan importantes como el material.

• Estribos Cerrados: Son los anillos principales que envuelven las varillas longitudinales. Para cumplir con la función de confinamiento sísmico, el estribo debe cerrarse con dobleces a 135 grados en el núcleo de concreto. Un gancho a 90 grados no provee el confinamiento adecuado y tiende a abrirse durante el sismo, lo que es un error constructivo grave.

• Grapas o Estribos Suplementarios: Se utilizan cuando hay más de cuatro varillas longitudinales en un elemento. Su función es confinar las varillas internas que no son abrazadas por el gancho de 135 grados del estribo principal. Las grapas deben rematarse con dobleces a 180 grados para garantizar que no se abran bajo esfuerzo severo.

Se ha observado que la densidad de los estribos cerrados con ganchos de 135 grados puede, en ocasiones, dificultar el proceso de colado al obstaculizar la bajada del concreto fresco dentro del elemento. Los ingenieros y maestros de obra deben balancear la necesidad de precisión estructural con la operatividad, asegurando el uso de concreto con la trabajabilidad adecuada y un vibrado eficiente para evitar oquedades, sin sacrificar el cierre de 135 grados que es vital para la seguridad sísmica.

III. USOS ESTRUCTURALES CLAVE: CASTILLOS, COLUMNAS, VIGAS Y DALAS

El estribo de 3/8" se utiliza en prácticamente todos los elementos verticales y horizontales de una estructura de concreto armado, pero su función y las normas de espaciamiento varían.

Estribos para Castillos y Dalas (Mampostería Confinada)

En la construcción tradicional de mampostería confinada en México, los castillos y las dalas son elementos perimetrales que refuerzan los bordes de los muros para evitar que se separen o fallen por corte bajo cargas laterales. Los castillos no suelen ser elementos que soporten la carga axial principal de la estructura, como lo haría una columna.

Las Normas Técnicas Complementarias (NTC) para Mampostería establecen que para los castillos y dalas, la separación de estribos (s) no deberá exceder de 1.5t (donde t es el espesor del muro) ni de 200 mm (20 cm).

Estribos en Columnas (Elementos a Compresión): La Importancia del Confinamiento

Las columnas son los elementos estructurales primarios que transfieren la carga del edificio al cimiento. En las columnas, los estribos son cruciales para:

1. Prevenir el pandeo (combamiento) de las varillas longitudinales.

2. Aumentar la resistencia del concreto a la compresión mediante el confinamiento lateral.

El diseño de estribos en columnas para zonas sísmicas exige una concentración de anillos más estrecha en los extremos, conocida como zonas de confinamiento o articulación plástica. Este rigor se debe a que el daño más severo durante un sismo se concentra en los nudos (uniones viga-columna).

Estribos en Vigas (Elementos a Flexión/Corte): Resistencia a la Fuerza Cortante

En las vigas, los estribos tienen como función principal resistir la fuerza cortante diagonal. Esta fuerza es máxima en los puntos de apoyo, es decir, donde la viga se conecta a la columna, y disminuye hacia el centro del claro. Por esta razón, el espaciamiento de los estribos debe ser más cerrado cerca de los apoyos y puede ser más abierto en el centro del claro (siempre respetando los mínimos).

Es fundamental que los profesionales distingan entre un castillo y una columna. Si bien ambos usan estribos, la separación de estribos en columna debe regirse por criterios de ductilidad sísmica (NTC para Concreto, Sección IV), que son mucho más estrictos y requieren espaciamientos más reducidos que los castillos de confinamiento de mampostería. El uso de estribos de 3/8" en una columna estructural debe seguir el rigor del Acero Grado 42 para garantizar la respuesta sísmica esperada.

IV. NORMATIVIDAD MEXICANA CRÍTICA: SEPARACIÓN DE ESTRIBOS EN ELEMENTOS ESTRUCTURALES (NTC)

La correcta colocación de los estribos es el punto donde la guía práctica se encuentra con el rigor de la ingeniería estructural. La práctica común de colocar estribos uniformemente a 15 cm o 20 cm en toda la longitud de una pieza es un error grave que compromete la seguridad, especialmente en zonas sísmicas. La separación debe ser variable, determinada por la NTC, y diferenciada entre zonas de confinamiento y zonas centrales.

Zonas de Confinamiento vs. Zona Central

Las zonas de confinamiento (o zonas de articulación plástica) son los tramos de las columnas y vigas donde se espera la mayor deformación y el mayor daño durante un sismo. Por ello, la normativa exige que los estribos estén mucho más juntos en estas áreas para evitar el pandeo de las varillas longitudinales y asegurar la capacidad de deformación de la pieza.

La separación de estribos en columnas y vigas depende directamente de las dimensiones del elemento (peralte efectivo d) y la intensidad de la fuerza cortante de diseño (Vu​).

Criterios de Separación Mínima y Máxima (Columnas y Vigas) según NTC-2017

La NTC establece criterios estrictos para la separación de estribos en columna y vigas:

• Separación Mínima Absoluta: La separación entre estribos (s) nunca debe ser menor de 6 cm. Esta restricción garantiza que el concreto pueda fluir y vibrarse correctamente alrededor del refuerzo, evitando nidos u oquedades.

• Criterio de Cortante en Vigas: La demanda de fuerza cortante rige la separación. Si la fuerza cortante de diseño (Vu​) es muy alta, la separación s no puede exceder de 0.25d (un cuarto del peralte efectivo d). Si la demanda de cortante es baja, la separación máxima permitida es de 0.5d (medio peralte efectivo), siempre que se cumpla con el refuerzo mínimo por tensión diagonal.

• Criterio de Columna (Zonas de Confinamiento): La separación en los extremos de columnas (zonas de confinamiento) es la más rigurosa, ya que se rige por el menor valor de múltiples criterios (típicamente d/4, 8× diámetro de varilla longitudinal, o 10 cm).

Por ejemplo, si se tiene una columna de 30 cm×30 cm con varillas longitudinales de 3/4" (No. 6) y un peralte efectivo d de aproximadamente 25 cm:

1. d/4=6.25 cm.

2. 8×db​(No. 6)=8×1.9 cm=15.2 cm.

3. 10 cm (criterio general).

El valor menor es 6.25 cm. Esto significa que el espaciamiento en las zonas de confinamiento de esta columna debe ser, por ejemplo, de 7.5 cm, y no de 15 cm, como dicta la costumbre errónea. La aplicación rigurosa de estos criterios es lo que asegura la seguridad sísmica.

A continuación, se resume la tabla de criterios clave de la NTC para estribos de refuerzo:

Criterios Normativos de Separación de Estribos en Columnas y Vigas (NTC-2017)

Detalle de los Ganchos Sísmicos

La normativa para el doblado y gancho de estribos es estricta: los estribos cerrados deben terminar con un doblez de 135 grados y tener una extensión mínima (cola) para un anclaje adecuado dentro del núcleo confinado. Si se utilizan grapas suplementarias (para confinar varillas intermedias), estas deben rematarse con dobleces de 180 grados para evitar su apertura durante la vibración o el sismo. La elección entre 135 grados y 180 grados no es arbitraria; el doblez más cerrado garantiza que el estribo no falle al abrirse, lo cual es la principal causa de falla de confinamiento.

V. HABILITADO Y ARMADO DE ESTRIBOS: GUÍA PRÁCTICA PARA EL FIERRERO

El habilitado de acero es el proceso de cortar, doblar y amarrar las varillas de acuerdo con las especificaciones del plano. Para el estribo de 3/8", este proceso requiere precisión y el uso de herramientas adecuadas.

Herramientas Esenciales del Fierrero: Desde el Grifón hasta la Trampa

El fierrero utiliza principalmente herramientas manuales para el doblado:

• Grifón o Gancho de Fierro: Una herramienta manual de palanca, fundamental para hacer dobleces en el sitio. Permite ajustar el ángulo de forma flexible.

• Trampa o Dobladora Manual: Para la producción en serie de estribos de 3/8, se recomienda el uso de trampas triples o dobladoras con pines fijos. Estas herramientas aseguran que todos los estribos mantengan dimensiones consistentes y, lo más importante, que los ángulos de 135 grados y 90 grados sean precisos y no redondeados, lo cual maximiza la eficacia del confinamiento.

Proceso Detallado de Habilitado Manual de Estribos de 3/8 (Paso a Paso)

El armado de estribos para castillos y columnas comienza con el cálculo exacto del desarrollo de la varilla (perímetro del estribo más la longitud de los dos ganchos reglamentarios).

1. Medición y Corte: Se mide la longitud total requerida de la varilla de 3/8" y se corta. Si el corte se realiza con una tronzadora, es obligatorio el uso de EPP específico, incluyendo careta facial y protector auditivo.

2. Doblado Inicial (Ganchos de 135∘): El primer doblez de 135 grados se realiza utilizando una guía (como un tubo o pin fijo) para asegurar que el ángulo sea exacto. Es crucial aplicar la fuerza de manera controlada para evitar que la varilla se "ruede" o se mueva, lo que resultaría en un doblez redondo en lugar de una escuadra definida.

3. Doblado en Escuadra (90∘): Se procede a doblar los lados del estribo a 90 grados alternando las medidas (ej. 19.5 cm y 14.5 cm para un estribo de 15×20 cm) hasta formar el rectángulo o cuadrado requerido.

4. Cierre Final: El último doblez de 135 grados cierra el anillo, completando el estribo cerrado.

Técnicas de Amarre y Colocación en el Armado de Castillos y Columnas

Una vez habilitados, los estribos deben ser colocados y asegurados a las varillas longitudinales con alambre recocido (calibre 18 o 16).

La técnica de amarre debe ser robusta para que el estribo no se mueva o gire durante el transporte, el cimbrado o el colado. Se recomienda el amarre en cruz o doble, asegurando la unión de la varilla longitudinal y el estribo en ambas direcciones. Esto es vital para mantener la separación de estribos en columna y garantizar que la pieza mantenga su geometría de diseño hasta que el concreto haya fraguado.

Rendimiento Promedio y Productividad en Obra (kg/Jornada)

El rendimiento del habilitado de acero (cortar, doblar y colocar) es un factor determinante en el costo total de la mano de obra. Este rendimiento varía considerablemente según la complejidad del armado y si el estribo es simple o requiere grapas suplementarias.

Para el habilitado y colocación de acero de refuerzo simple, el rendimiento promedio en México puede oscilar entre 180 y 250 kg por jornada (kg/Jor). Sin embargo, elementos más complejos, como las uniones viga-columna o el confinamiento estricto en zonas sísmicas, reducirán este rendimiento. La utilización de herramientas de doblado más precisas, como la trampa con pines, puede mejorar la velocidad y la calidad de los dobleces, incrementando la productividad del fierrero.

VI. ANÁLISIS DE COSTOS Y PRECIOS UNITARIOS PROYECTADOS PARA 2025 (MXN)

El costo de los estribos de 3/8" forma parte intrínseca del precio unitario del elemento estructural (columna, viga, castillo). A continuación, se presenta una estimación o proyección para 2025 de los costos clave en Pesos Mexicanos (MXN).

Advertencia Crítica sobre Costos: Es imperativo que estos datos se consideren como una proyección para 2025, basada en las cifras de finales de 2024. Los costos son aproximados y están sujetos a la alta volatilidad del precio internacional del acero, la inflación, el tipo de cambio y las variaciones regionales significativas dentro de México (zona Norte, Centro, Sur).

Costo de Material Base: Proyección del Precio por Tonelada y por Pieza de Varilla 3/8

Al finalizar 2024, el precio de la varilla de 3/8" de 12 metros se cotizaba en rangos cercanos a 699.00 MXN por pieza en puntos de venta al detalle. Por volumen, el precio por tonelada de varilla corrugada R-42 (3/8") se situaba alrededor de 17,284.00 MXN.

Proyectando estos costos a 2025, considerando ajustes por inflación y fluctuaciones del mercado del acero, se estima lo siguiente:

Proyección de Costos Clave para Estribos de 3/8" en México (Estimación 2025)

Para calcular el precio de estribos de 3/8" individual, se debe dividir el costo material total entre el número de piezas obtenidas de la varilla de 12 metros.

Costo de Mano de Obra (Habilitado y Colocación)

El costo de la mano de obra para el habilitado y colocación de los estribos es un componente vital del precio unitario de estribos. Este costo refleja la realidad laboral mexicana, caracterizada por la alta informalidad (72.7% de Herreros reportados como informales en el primer trimestre de 2025, con un salario promedio mensual de 7,100 MXN).

• Estimación del Precio por Kilogramo Habilitado (P.U.O.T.): En análisis de precios unitarios formales (P.U.O.T.), el costo directo de habilitar, cortar y colocar el acero (Mano de Obra y Herramienta) se ha referenciado alrededor de 4.74 MXN/kg. Proyectando este costo base con un factor de ajuste y considerando la inclusión de herramienta menor y seguridad, el rango de costo de habilitado de acero por kilogramo para 2025 se estima entre 5.50 y 7.50 MXN/kg.

• Salarios de Referencia (Fierrero/Ayudante): Mientras que el salario mínimo diario para el Resto del País en 2024 es de 248.93 MXN , el costo real de una cuadrilla formal (incluyendo el Factor de Salario Real, prestaciones, indirectos y utilidad) es considerablemente más alto. La diferencia entre el salario informal y el costo P.U.O.T. formal es una disparidad clave: el P.U. formal debe incluir indirectos (como el 10.10% y utilidad del 8.80% vistos en análisis) , incrementando el precio final por kilogramo significativamente.

Análisis de Precio Unitario (P.U.O.T.): Estimación del Costo por Metro Lineal de Castillo/Columna Armado

Para responder a la pregunta de cuánto cuesta el metro lineal de castillo armado con estribos de 3/8 habilitados en 2025, es necesario sumar los materiales, la mano de obra, la herramienta y los indirectos.

Considerando un análisis de precio unitario complejo para una columna (que incluye varilla de 3/4" y 9.52 kg de varilla de 3/8" para estribos) :

• Material de Estribos (Varilla 3/8"): 9.52 kg (a un costo referencial de 26.00 MXN/kg en el análisis) = 247.52 MXN.

• Mano de Obra (Fierrero/Ayudante): Componente de la cuadrilla (MO-001) para habilitado y armado, cuyo costo total en el análisis referencial es de 72.32 MXN por metro lineal.

El costo directo por metro lineal de un elemento estructural complejo puede superar los 1,319.28 MXN, resultando en un precio unitario final (con indirectos y utilidad) de hasta 1,523.63 MXN/mL.

Un castillo o columna simple de 15×15 cm con estribos de 3/8" (No. 3) a 15 cm de separación requiere aproximadamente 1.5 kg/mL de estribos. Aplicando la proyección de costos (material + mano de obra habilitada), el costo total por metro lineal de castillo armado con estribos de 3/8" (sin contar el concreto ni la cimbra) podría oscilar, de manera conservadora, entre 150.00 y 220.00 MXN/mL. Este cálculo ayuda a la planeación de la obra, diferenciando el costo del material base del costo total de colocación.

VII. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ESTRATÉGICAS

Los estribos de varilla de 3/8" (No. 3) son un componente esencial y no negociable de la seguridad estructural en el contexto sísmico mexicano. Su correcto diseño y ejecución son la primera línea de defensa de la estructura contra las fuerzas cortantes y la falla frágil del concreto.

La Importancia del Director Responsable de Obra (DRO) y la Supervisión Estructural

Dada la complejidad de los criterios de separación de estribos según las Normas Técnicas Complementarias (NTC), especialmente en las zonas de confinamiento, la participación de un Director Responsable de Obra (DRO) o un Corresponsable en Estructuras (CSE) es indispensable en cualquier proyecto más allá de la autoconstrucción básica. La supervisión profesional garantiza que las especificaciones de diseño, como la separación variable y los ángulos de doblado, se trasladen correctamente del plano a la obra.

Errores Comunes en el Armado de Estribos y Cómo Evitarlos

Los errores constructivos relacionados con los estribos son la causa principal de la vulnerabilidad sísmica en México:

• Separación Excesiva y Uniforme: Utilizar un espaciamiento constante (ej. 20 cm) a lo largo de toda la columna. Esto ignora las zonas críticas de confinamiento donde la separación debe ser de d/4 o menos.

• Ganchos Abiertos: Usar dobleces de 90 grados o 45 grados en lugar de los 135 grados (estribos cerrados) o 180 grados (grapas suplementarias) exigidos por la normativa para evitar que el anillo se abra durante un evento sísmico.

• Material Inadecuado: Utilizar alambrón o calibres inferiores al 3/8" en columnas y vigas estructurales críticas, sacrificando la resistencia al cortante y la ductilidad, a pesar de que la NTC admita su uso en términos mínimos. Se recomienda priorizar siempre el acero Grado 42 para el refuerzo transversal de elementos primarios.

Resumen Final de Buenas Prácticas para el uso de Estribos de 3/8"

Para garantizar una construcción segura, eficiente y conforme a las Normas Técnicas Complementarias, se recomienda:

1. Priorizar la Calidad del Acero: Utilizar varilla de 3/8" (No. 3) con Acero Grado 42 (fy​=4,200 kg/cm2) para todos los elementos estructurales primarios (columnas y vigas).

2. Rigidez en el Habilitado: Asegurar que los dobleces se realicen con precisión a 135 grados (para el confinamiento sísmico) o 180 grados (para las grapas). El uso de prensas o trampas en lugar del grifón manual puede mejorar la calidad de la producción en serie.

3. Diferenciar la Separación: Aplicar rigurosamente los criterios de la NTC para la separación de estribos en columna, concentrando el refuerzo en las zonas de confinamiento (extremos) y solo ampliando el espaciamiento en la zona central.

4. Presupuesto Cauteloso: Considerar que el costo por kilogramo de habilitado de acero en proyectos formales será significativamente mayor que el costo del material base, debido a la inclusión de factores de salario real, herramientas e indirectos.