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Los Refuerzos Ocultos: La Guía Definitiva de los Atiesadores de Acero

En el esqueleto de cualquier gran edificación de acero, desde naves industriales hasta rascacielos, existen componentes críticos que, aunque a menudo ocultos a la vista, son fundamentales para la seguridad y eficiencia del conjunto. Entre estos héroes anónimos se encuentran los atiesadores de acero estructural. Se puede pensar en ellos como los "refuerzos ocultos de la estructura": placas de acero que se sueldan al alma o a los patines de las vigas IPR y otros perfiles para impedir que las partes delgadas de la viga (el alma) se pandeen o abollen bajo cargas pesadas. Un atiesador, también conocido como rigidizador, es un elemento de ingeniería de precisión cuyo diseño y fabricación exigen un conocimiento profundo de la mecánica estructural y los procesos constructivos. Esta guía explorará a fondo para qué sirven los atiesadores, su diseño, su costo dentro de la fabricación de estructuras y por qué son cruciales para la integridad de las vigas de acero.

Fundamentos de los Atiesadores: ¿Qué Son y Por Qué Son Indispensables?

Para comprender la función de un atiesador, primero es necesario entender las vulnerabilidades inherentes de los perfiles de acero más comunes y eficientes utilizados en la construcción.

Definición Técnica y Función Primordial

Un atiesador es un elemento estructural secundario, típicamente una placa de acero, que se une mediante soldadura o tornillos a un miembro principal (como una viga IPR o una columna) con el propósito de rigidizar su sección transversal y prevenir fallas por inestabilidad local. Su función primordial es mantener la geometría de la sección bajo carga, asegurando que el elemento pueda desarrollar su máxima capacidad de resistencia sin fallar prematuramente.

El Fenómeno a Vencer: Una explicación detallada del pandeo y la abolladura en almas y patines de vigas

Los perfiles de acero tipo "I" (como los IPR) son extraordinariamente eficientes desde el punto de vista estructural. Su diseño concentra la mayor parte del material en los patines (las alas superior e inferior), que es donde se manifiestan los máximos esfuerzos de tensión y compresión durante la flexión.

Sin embargo, esta optimización geométrica crea una vulnerabilidad. Para maximizar la eficiencia y minimizar el peso, el alma suele ser un elemento alto y delgado (esbelto). Esta esbeltez la hace susceptible a un fenómeno de inestabilidad conocido como abolladura o pandeo local del alma. Este fenómeno es análogo al pandeo que sufre una columna esbelta bajo compresión: cuando los esfuerzos de compresión o cortante en el alma alcanzan un valor crítico, esta puede deformarse lateralmente, perdiendo su capacidad de carga de manera súbita.

Las normativas de construcción, como las Normas Técnicas Complementarias de México, identifican varios estados límite de falla que los atiesadores ayudan a prevenir directamente :

• Pandeo local del alma producido por flexión.

• Pandeo local del alma por cortante.

• Otras formas de pandeo del alma producidas por fuerzas transversales (cargas concentradas).

La ausencia o el diseño incorrecto de un atiesador puede permitir que una falla local en el alma desencadene un colapso progresivo de la viga, aun cuando los patines tuvieran capacidad de carga remanente. La integridad de esta parte del perfil es, por tanto, indispensable para la estabilidad global del miembro.

El Rol Estratégico del Atiesador: Garantizando la transferencia de cargas y la continuidad estructural

El atiesador no debe ser visto como un simple "parche" para una viga débil, sino como una herramienta de diseño proactiva que permite la optimización del acero. Al rigidizar el alma, los ingenieros pueden utilizar perfiles más esbeltos y eficientes, maximizando la relación resistencia-peso de la estructura y reduciendo costos de material y cimentación.

Sus roles estratégicos son tres:

1. Prevenir la inestabilidad: Como se describió, su función principal es aumentar la rigidez del alma para prevenir el pandeo o la abolladura.

2. Transferir cargas concentradas: Cuando una carga puntual (como la reacción de un apoyo o el peso de una viga secundaria) se aplica sobre el patín de una viga, el atiesador proporciona un camino de carga directo y robusto para distribuir esa fuerza a través de todo el peralte del alma, evitando el aplastamiento o la fluencia del alma justo debajo del punto de aplicación de la carga.

3. Dar continuidad estructural: En las uniones críticas, especialmente en las conexiones viga-columna, los atiesadores son fundamentales para asegurar que las fuerzas se transmitan de manera continua y eficiente de un elemento a otro, manteniendo la rigidez y la integridad de la junta .

Tipología de Atiesadores: Clasificación, Función y Aplicación

Los atiesadores se clasifican según su función y ubicación dentro del elemento estructural. La clasificación principal los divide en atiesadores de apoyo y atiesadores intermedios .

Atiesadores de Apoyo (de Carga y Reacción)

• Función: Su propósito es transmitir cargas concentradas o reacciones de apoyo muy fuertes al peralte total del alma de la viga. Se colocan de manera proactiva en puntos donde se anticipa la aplicación de estas fuerzas.

• Fenómeno que previene: Evitan la fluencia del alma por compresión directa, el aplastamiento del alma (web crippling) y el pandeo lateral del alma en el punto específico de la carga.

• Ubicación y características: Se instalan en los extremos de las vigas sobre los apoyos y en puntos intermedios donde se conectan otras vigas o se aplican cargas puntuales significativas. Típicamente, se colocan en pares, uno a cada lado del alma, y deben tener un contacto firme y ajustado con el patín que recibe la carga para una correcta transmisión de esfuerzos por aplastamiento .

Atiesadores Intermedios (Transversales)

• Función: Su objetivo es incrementar la resistencia al cortante de la viga. Lo logran al subdividir el alma en paneles más pequeños, previniendo el pandeo que se produce por la compresión diagonal generada por la fuerza cortante. Su necesidad no depende de una carga puntual, sino de la geometría (esbeltez) del alma de la viga.

• Fenómeno que previene: Pandeo del alma por cortante. Su presencia permite que el alma, una vez que ha sufrido un pandeo incipiente, desarrolle un mecanismo resistente adicional conocido como "acción de campo de tensión". En este estado, el alma se comporta como un campo de tensores diagonales anclados por los atiesadores y los patines, lo que incrementa de forma muy significativa la capacidad total a cortante de la viga.

• Ubicación y características: Se colocan a intervalos calculados a lo largo de la viga. Pueden ser placas a un solo lado del alma o en pares. Su espaciamiento es un parámetro de diseño fundamental que determina la capacidad a cortante del elemento.

Atiesadores Longitudinales

• Función: Son placas de acero soldadas horizontalmente a lo largo del alma, usualmente en la zona de compresión. Su función es aumentar la rigidez del alma contra los esfuerzos de flexión en vigas de gran peralte (conocidas como trabes armadas).

• Fenómeno que previene: Pandeo del alma debido a los esfuerzos de compresión por flexión.

Aplicación Especial: Atiesadores en Almas de Columnas para Conexiones a Momento

• Función: En una conexión rígida (a momento) entre una viga y una columna, las fuerzas de compresión y tensión de los patines de la viga se aplican como cargas concentradas sobre la sección de la columna. Para asegurar una transferencia de momento efectiva, se instalan placas de refuerzo horizontales, conocidas como atiesadores de continuidad, dentro de la columna, alineadas con los patines de la viga .

• Fenómeno que previene: Evitan la flexión local de los patines de la columna y el pandeo o aplastamiento de su alma, fenómenos que deformarían la junta y le impedirían transferir el momento flector de manera rígida . Los atiesadores de apoyo en la viga y los de continuidad en la columna trabajan como un sistema integral para crear un "diafragma" rígido que transfiere las fuerzas de manera segura a través de la conexión.

• Consideración de diseño: La fabricación e instalación de estos atiesadores dentro de una columna puede ser un proceso complejo y costoso. En muchas ocasiones, resulta más económico y práctico seleccionar un perfil de columna más pesado (con patines y alma más gruesos) que no requiera estos refuerzos internos .

La siguiente tabla resume las características principales de cada tipo de atiesador.

Tabla 1: Tabla Comparativa de Tipos de Atiesadores

Diseño y Cálculo de Atiesadores Conforme a la Normativa Mexicana (NTC-Acero)

El diseño de atiesadores en México se rige por las Normas Técnicas Complementarias para Diseño y Construcción de Estructuras Metálicas (NTC-Acero), que forman parte del Reglamento de Construcciones para el Distrito Federal (ahora Ciudad de México) y son una referencia a nivel nacional. Estas normas establecen criterios precisos para el dimensionamiento, ubicación y verificación de los atiesadores.

Diseño de Atiesadores bajo Cargas Concentradas (NTC-Acero Sec. 4.5.5)

La norma trata a los atiesadores de apoyo no como simples placas, sino como elementos estructurales complejos que deben diseñarse para resistir las cargas aplicadas. Los lineamientos clave son :

• Requerimiento: Se deben colocar pares de atiesadores en todos los puntos donde actúen fuerzas concentradas significativas, a menos que se demuestre que el alma por sí sola puede resistir dichas fuerzas.

• Disposición: Deben ser simétricos respecto al alma y dar apoyo a los patines de la trabe hasta sus bordes exteriores.

• Diseño como Columna: El atiesador se diseña como una columna corta. Su sección transversal efectiva está compuesta por el área del par de atiesadores más una faja de alma colaborante. El ancho de esta faja de alma es de 12 veces su espesor (12t) si el atiesador está en un extremo, y de 25 veces su espesor (25t) si es un atiesador intermedio.

• Verificación de Pandeo: Se debe verificar su resistencia a la compresión, considerando una longitud efectiva para el pandeo igual a tres cuartos de la altura del atiesador (L=0.75h).

• Verificación de Aplastamiento: El área de contacto entre el borde del atiesador y la cara interna del patín debe ser suficiente para transmitir la carga sin exceder la resistencia al aplastamiento del material, que se calcula como $1.8 \cdot F_y \cdot F_R$, con un factor de resistencia $F_R = 0.75$.

Diseño de Atiesadores Transversales Intermedios (NTC-Acero Sec. 4.5.7)

Para los atiesadores que controlan el cortante, el proceso de diseño es interdependiente de las propiedades de la viga y la magnitud de la fuerza cortante :

• Criterio de Activación: La necesidad de revisar la colocación de atiesadores intermedios surge cuando la relación de esbeltez del alma, $h/t$, es mayor que $2.45 / \sqrt{F_y / E}$.

• Diseño por Separación: Cuando se requieren, su separación, $a$, debe ser tal que la fuerza cortante de diseño no supere la resistencia de diseño al cortante del panel de alma delimitado por los atiesadores. El cálculo de esta resistencia depende de si se considera o no la acción de campo de tensión.

• Dimensionamiento (Área Mínima): Si el diseño aprovecha la resistencia post-pandeo (campo de tensión diagonal), el área de la sección transversal del atiesador, $A_{at}$, no debe ser menor que el valor dado por la fórmula especificada en la norma, que asegura que el atiesador tenga la rigidez y resistencia suficientes para anclar las fuerzas de tensión del alma.

Diseño de Conexiones Viga-Columna

Para las conexiones a momento, las NTC-Acero (Sección 5.8.5) especifican el uso de placas de continuidad (atiesadores horizontales) en la columna cuando el alma o los patines de esta no son suficientes para resistir las fuerzas concentradas provenientes de los patines de la viga . El diseño de estas conexiones es crucial en zonas sísmicas como gran parte de México, donde se busca un comportamiento dúctil bajo el principio de "columna fuerte - viga débil". Una conexión bien atiesada es fundamental para garantizar que la fluencia y la disipación de energía ocurran en la viga y no en la conexión o la columna, lo cual es un mecanismo de falla más deseable y predecible.

El Proceso Constructivo: Del Taller a la Obra

La correcta ejecución de los atiesadores es un proceso de pailería que exige precisión, control de calidad y estricto apego a las normas de seguridad . A continuación, se detalla el proceso paso a paso.

Fase 1: Habilitado y Corte de Precisión

El proceso comienza con la interpretación de los planos de taller, que contienen todas las especificaciones dimensionales. El habilitado consiste en trazar y cortar las placas de acero, generalmente ASTM A-36, que conformarán los atiesadores. Se emplean métodos de corte como el oxicorte, el corte por plasma o pantógrafos de control numérico (CNC) para garantizar la máxima precisión . Si el diseño especifica uniones atornilladas, se realizan los barrenos con punzonadoras o taladros magnéticos, siguiendo las tolerancias indicadas en las especificaciones.

Fase 2: Preparación de Superficies y Biselado

Esta es una de las fases más críticas para garantizar la calidad de la unión soldada. La preparación de la superficie implica la eliminación completa de cualquier contaminante como óxido, escoria, grasa, humedad o pintura de las zonas a soldar. Métodos como el cepillado mecánico, el esmerilado o el chorreado con arena (sandblasting) son comunes para lograr una superficie limpia que asegure una buena fusión. Cuando el diseño requiere soldaduras de penetración completa, se realiza un biselado en los bordes de la placa del atiesador para crear una ranura que permita al material de aporte rellenar todo el espesor de la junta.

Fase 3: Posicionamiento, Punteo y Aplicación de Soldadura

El armado consiste en posicionar con precisión el atiesador sobre el alma de la viga o columna, verificando su verticalidad y alineación con escuadras y niveles. Para fijarlo temporalmente, se aplican pequeños puntos de soldadura (punteo), que deben ser lo suficientemente resistentes para mantener la pieza en su lugar durante el manejo, pero ubicados de tal forma que no interfieran con la aplicación del cordón de soldadura final.

Posteriormente, se procede a la soldadura definitiva. Los procesos más utilizados en la fabricación de estructuras en México son:

• SMAW (Electrodo Revestido): Muy versátil y el más común para trabajos en campo, aunque de menor productividad.

• GMAW (MIG/MAG): Proceso semiautomático, rápido y económico, ideal para trabajos en taller .

• SAW (Arco Sumergido): Proceso automático de alta deposición, utilizado para soldar perfiles de gran espesor en producción a gran escala.

Es fundamental que el metal de aporte (electrodo o alambre) tenga una resistencia mecánica compatible o superior a la del acero base para garantizar que la unión sea, como mínimo, tan resistente como los elementos que une .

Fase 4: Inspección y Control de Calidad de las Uniones Soldadas

Una vez completada la soldadura, se realiza una inspección para asegurar su calidad. La inspección visual es el primer paso y el más importante, buscando defectos superficiales como falta de fusión, socavaciones, porosidad o dimensiones incorrectas del cordón. Para conexiones de alta responsabilidad, se emplean Pruebas No Destructivas (PND), como líquidos penetrantes para detectar fisuras superficiales o ultrasonido para verificar la integridad interna de la soldadura y asegurar que no existan defectos ocultos.

Seguridad en el Taller: Cumplimiento de la NOM-027-STPS-2008

Toda actividad de soldadura y corte en México debe cumplir obligatoriamente con la NOM-027-STPS-2008, emitida por la Secretaría del Trabajo y Previsión Social. Esta norma establece las condiciones de seguridad e higiene para prevenir los riesgos asociados a estos trabajos, que incluyen exposición a humos tóxicos, radiación, quemaduras e incendios.

El cumplimiento de esta norma no es opcional; es una responsabilidad legal del empleador que implica realizar análisis de riesgos, establecer procedimientos de trabajo seguro y, fundamentalmente, proporcionar el Equipo de Protección Personal (EPP) adecuado a los trabajadores.

Tabla 2: EPP Obligatorio para Soldadura y Corte (Según NOM-027-STPS-2008)

Análisis de Costos: Desglosando el Precio por Kilogramo en México (2025)

Estimar el costo de una estructura de acero atiesada requiere un análisis detallado que va mucho más allá del precio del material. El método estándar en la industria de la construcción es el Análisis de Precio Unitario (APU), que desglosa el costo por unidad (en este caso, por kilogramo) en todos sus componentes .

Anatomía de un Análisis de Precio Unitario (APU)

Un APU para estructura metálica típicamente se divide en costos directos (materiales, mano de obra, equipo) y costos indirectos (administración, utilidad). Un hallazgo clave es que el costo del acero crudo a menudo representa menos del 50% del precio final. El valor agregado, y por ende la mayor parte del costo, reside en el proceso de transformación: la mano de obra, los consumibles, el equipo y la logística.

A continuación, se presenta una tabla que ejemplifica un APU para 1 kg de estructura metálica, basada en datos de mercado proyectados para 2025.

Tabla 3: Desglose de Análisis de Precio Unitario (APU) para 1 kg de Estructura Metálica Atiesada (Estimación 2025)

Costos de Componentes Clave

• Materiales: La placa de acero A-36, material común para atiesadores, tiene un costo de referencia de aproximadamente $34.50 MXN/kg .

• Consumibles: Los electrodos E7018, estándar para soldadura estructural, tienen un precio que oscila entre $66 y $100 MXN por kilogramo . Los discos de corte de 4 1/2 pulgadas varían entre $13 y $27 MXN por unidad .

• Mano de Obra y Rendimiento: El salario diario (jornal) para un oficial pailero o soldador calificado en México ronda los $750 MXN . El factor clave para el costo es el rendimiento, es decir, cuántos kilogramos de acero puede procesar una cuadrilla por jornada. Un rendimiento promedio para habilitado y armado de estructura es de 160 kg/jornal .

Estimación de Costos por Región en México

Los costos de la estructura metálica no son uniformes en todo el país. Factores como la cercanía a las plantas acereras, los costos de logística y la disponibilidad y costo de la mano de obra especializada generan variaciones regionales significativas. La región Norte, por ejemplo, se beneficia de la proximidad a los centros de producción de acero, pero enfrenta costos de mano de obra más altos debido a la fuerte demanda industrial. En contraste, la región Sur puede tener costos de flete más elevados para el material, pero una mano de obra potencialmente más económica .

Tabla 4: Costos Estimados por Kilogramo por Región en México (Proyección 2025)

Errores Comunes y Mejores Prácticas en Diseño y Fabricación

La efectividad de un atiesador puede ser completamente anulada por errores en su diseño o fabricación. Conocer estas fallas comunes es el primer paso para prevenirlas .

Errores Críticos de Diseño

• Omisión o Espaciamiento Excesivo: El error más grave es simplemente no colocar atiesadores intermedios donde la esbeltez del alma lo requiere, o espaciarlos demasiado. Esto impide que se desarrolle la "acción de campo de tensión", lo que significa que la capacidad a cortante de la viga se reduce drásticamente a su resistencia de pandeo inicial, que puede ser mucho menor que la requerida .

• Dimensionamiento Insuficiente: Un atiesador que es demasiado delgado o estrecho carecerá de la rigidez necesaria para funcionar correctamente. No podrá anclar las fuerzas del campo de tensión ni actuar como la "columna" que exige la normativa, lo que puede llevar a una falla prematura del propio atiesador o del alma que se supone debe soportar.

• Falta de Contacto en Atiesadores de Apoyo: Como se mencionó, los atiesadores de apoyo deben estar en contacto íntimo con el patín para transmitir la carga por aplastamiento. Una brecha, por pequeña que sea, causada por una fabricación imprecisa o distorsión por soldadura, interrumpe el camino de carga y hace que el atiesador sea ineficaz .

Defectos Comunes de Fabricación y Soldadura

La mayoría de los defectos de soldadura no son aleatorios, sino el resultado directo de un proceso mal controlado. Existe una clara relación causa-efecto entre los parámetros del proceso y los defectos resultantes.

• Mala Preparación de Superficie: Es la causa raíz de la porosidad (pequeñas burbujas de gas atrapadas en la soldadura), que debilita el cordón. La presencia de óxido, humedad o grasa en el metal base libera gases durante la soldadura que quedan atrapados al solidificarse.

• Control Térmico Deficiente: Un aporte de calor excesivo o una secuencia de soldadura incorrecta pueden causar distorsión, deformando el alma delgada de la viga. Por otro lado, un calor insuficiente provoca falta de fusión (la soldadura no se adhiere correctamente al metal base) o falta de penetración (la soldadura no rellena toda la junta).

• Parámetros de Soldadura Incorrectos:

  • Socavación: Un surco en el metal base a lo largo del borde de la soldadura, generalmente causado por un voltaje de arco demasiado alto o una técnica incorrecta. Actúa como un concentrador de esfuerzos y puede ser el punto de inicio de una fisura.

  • Salpicaduras Excesivas: Pequeñas gotas de metal fundido que se adhieren a la superficie, causadas por un amperaje demasiado alto o parámetros incorrectos. Indican un proceso inestable y requieren una costosa limpieza posterior.

La inversión en un riguroso control de calidad, que incluye la calificación de procedimientos y soldadores y la inspección constante, es siempre más rentable que el costo de reparar defectos o, en el peor de los casos, enfrentar una falla estructural.

Mantenimiento y Protección a Largo Plazo de Estructuras Atiesadas

Una estructura de acero bien diseñada y fabricada requiere un plan de mantenimiento para asegurar su durabilidad a lo largo de su vida útil, especialmente en los diversos y a veces agresivos climas de México .

La Importancia del Mantenimiento Preventivo

El mantenimiento preventivo no debe considerarse un gasto, sino una inversión estratégica que protege el activo, previene fallas inesperadas, garantiza la seguridad y evita costosas paradas operativas para reparaciones mayores.

Plan de Inspección y Diagnóstico

La base de un buen mantenimiento es la inspección regular. Se recomienda realizar, como mínimo, inspecciones visuales anuales para identificar de manera temprana signos de deterioro como :

• Inicios de corrosión (manchas de óxido).

• Deterioro del recubrimiento protector (ampollas, grietas, desprendimiento).

• Deformaciones o abolladuras en los elementos.

• Fisuras en las soldaduras o alrededor de las conexiones.

En estructuras críticas, estas inspecciones se pueden complementar con técnicas de mantenimiento predictivo, como mediciones ultrasónicas del espesor remanente del acero o del recubrimiento.

Protección Anticorrosiva

El sistema de recubrimiento es la primera línea de defensa del acero contra la corrosión. Un sistema típico y efectivo para estructuras metálicas consta de varias capas :

1. Preparación de Superficie: El paso más importante. Para un rendimiento óptimo, la superficie debe limpiarse mediante un chorro abrasivo a grado metal casi blanco (según la norma SSPC-SP10), lo que garantiza la máxima adherencia del recubrimiento .

2. Capa de Imprimación (Primario): Generalmente un primario epóxico rico en zinc o de fosfato de zinc. Esta capa proporciona adherencia al sustrato y una protección catódica inicial .

3. Capa Intermedia (Barrera): Una capa de epóxico de altos sólidos de mayor espesor que actúa como una barrera impermeable, aislando el acero del oxígeno y la humedad .

4. Capa de Acabado: Comúnmente un esmalte de poliuretano, que ofrece resistencia a la intemperie, a la abrasión y a los rayos ultravioleta (UV), protegiendo las capas epóxicas subyacentes y proporcionando el acabado estético final.

Un aspecto fundamental del diseño estructural es pensar en la mantenibilidad futura. Un diseño que evita la acumulación de agua y polvo, y que proporciona un acceso fácil a todas las áreas para inspección y repintado, reducirá drásticamente los costos de mantenimiento a lo largo de la vida de la estructura .

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Preguntas Frecuentes (FAQ)

¿Qué es un atiesador en una viga de acero?

Un atiesador, o rigidizador, es una placa de acero que se suelda al alma (la parte vertical) o a los patines (las alas horizontales) de una viga IPR u otro perfil. Su función es actuar como un refuerzo para prevenir que estas partes delgadas se deformen o pandeen bajo carga .

¿Para qué sirven los atiesadores?

Sirven principalmente para tres cosas: 1) Prevenir el pandeo o abolladura del alma de la viga por esfuerzos de cortante o compresión; 2) Transferir de forma segura cargas pesadas y concentradas (como el peso de otra viga o una columna) a través de toda la sección de la viga; y 3) Dar rigidez y continuidad a las conexiones críticas, como las uniones entre vigas y columnas .

¿Es muy caro poner atiesadores?

El costo de los atiesadores no se mide por pieza, sino que se integra en el costo total de la fabricación de la estructura metálica, calculado por kilogramo (kg). Aunque añade un costo de material y mano de obra (pailería y soldadura), su precio es marginal en comparación con el beneficio de seguridad y la optimización que permite, ya que al usarlos se pueden emplear vigas principales más ligeras y eficientes.

¿Qué pasa si una viga no tiene atiesadores?

Si una viga que los requiere por diseño no los tiene, su alma esbelta puede fallar prematuramente por pandeo o abolladura mucho antes de que la viga alcance su capacidad máxima de carga. Esto puede llevar a una deformación excesiva o incluso al colapso de la estructura, especialmente bajo cargas pesadas o en puntos de apoyo .

¿Cómo se calcula dónde van los atiesadores?

La ubicación y el dimensionamiento de los atiesadores no son arbitrarios; se calculan siguiendo normativas estrictas como las Normas Técnicas Complementarias (NTC) para Estructuras de Acero en México. El ingeniero estructural determina su necesidad, separación y tamaño basándose en la esbeltez del alma de la viga, las fuerzas cortantes y la ubicación de cargas concentradas.

¿Qué es el "pandeo del alma"?

Es un fenómeno de inestabilidad que ocurre en las partes delgadas y altas de una viga (el alma). Cuando los esfuerzos de compresión o cortante son muy altos, el alma puede "arrugarse" o deformarse lateralmente, de forma similar a como se pandea una regla delgada si la comprimes por los extremos. Los atiesadores actúan como costillas que impiden este tipo de falla .

¿Los tubos HSS o PTR también necesitan atiesadores?

Generalmente, los perfiles tubulares cerrados (como HSS o PTR) son mucho menos susceptibles al pandeo local que los perfiles abiertos como el IPR, debido a su geometría inherentemente rígida. Sin embargo, en conexiones a momento muy demandantes, donde una viga IPR se conecta a una columna HSS, puede ser necesario colocar atiesadores (placas de continuidad) dentro de la columna HSS para evitar que sus paredes se deformen bajo las cargas concentradas de los patines de la viga .

Conclusión

En resumen, los atiesadores de acero estructural son componentes de ingeniería no opcionales, diseñados meticulosamente por el ingeniero estructural para garantizar la estabilidad y la capacidad de carga de las vigas de acero. Su función es crítica para prevenir fallas por pandeo local en almas y patines. Se ha demostrado que su precio, calculado por kg de acero habilitado y soldado, es una inversión fundamental dentro del costo de fabricación que asegura la integridad de la estructura bajo las cargas de servicio, consolidándose como un detalle pequeño en tamaño pero gigante en importancia para la seguridad y eficiencia de la construcción en acero en México.

Glosario de Términos

• Atiesador (Rigidizador): Placa de acero soldada a un perfil estructural (como una viga IPR) para aumentar su rigidez y prevenir el pandeo de sus elementos delgados.

• Viga IPR: Perfil de acero estructural con una sección en forma de "I", optimizado para resistir flexión. Es el tipo de viga más común en la construcción de edificios y naves industriales.

• Alma (de viga): El elemento vertical y delgado que conecta los dos patines de una viga IPR. Es la parte que le da el peralte (altura) a la viga.

• Patín (de viga): Los elementos horizontales (superior e inferior) de una viga IPR. Son los encargados de resistir la mayor parte de los esfuerzos de compresión y tensión.

• Pandeo Local: Fenómeno de inestabilidad en el que un elemento plano y delgado de una sección de acero (como el alma o un patín) se deforma o "arruga" lateralmente bajo esfuerzos de compresión, sin que falle el miembro completo.

• Pailería: Oficio metalmecánico especializado en el trazado, corte, conformado y soldadura de placas, perfiles y tubos de acero para fabricar estructuras, tanques y otros componentes.

• NTC (Normas Técnicas Complementarias): Conjunto de reglamentos que especifican los requisitos técnicos para el diseño y construcción de edificaciones en México, incluyendo las de estructuras de acero.