Calculadora de columnas de hormigón

Una calculadora de columnas de hormigón determina el volumen de hormigón necesario para moldear una columna rectangular y el número de bolsas de mezcla seca de hormigón que se deben comprar. Toma la altura, la anchura y la profundidad de la columna y aplica el rendimiento de la bolsa elegida para calcular cuántas bolsas hacen falta.

Las columnas de hormigón son elementos estructurales verticales. Transmiten las cargas de vigas, pisos y tejados a los cimientos. Las columnas rectangulares se utilizan como postes de soporte, pilares de terrazas, postes de cercas y columnas estructurales en edificios. Determinar correctamente la cantidad de hormigón antes del vertido evita quedarse corto a mitad del trabajo o comprar mucho más de lo necesario.

Cómo calcular el volumen de una columna de hormigón

El volumen de una columna rectangular es su altura multiplicada por su anchura y su profundidad:

$V = h \times w \times d$

• $V$ = volumen de la columna (metros cúbicos o pies cúbicos)
• $h$ = altura de la columna
• $w$ = anchura de la columna
• $d$ = profundidad de la columna

Esto proporciona el volumen teórico de hormigón necesario, sin considerar desperdicios ni derrames.

Ejemplo. Una columna tiene 3 m de altura, 0,3 m de anchura y 0,3 m de profundidad.

$V = 3 \times 0.3 \times 0.3 = 0.27 \text{ m}^3$

Cómo calcular el número de bolsas de hormigón

Un saco de mezcla seca de hormigón no rinde simplemente su propio peso dividido entre la densidad del hormigón curado (unos 2.400 kg/m³, o 150 libras por pie cúbico para hormigón de peso normal). A la mezcla seca se le añade agua, y esa agua aporta masa y volumen al hormigón terminado. Por eso los fabricantes de sacos publican un rendimiento: el volumen de hormigón terminado que produce un saco. La calculadora divide el volumen de la columna entre ese rendimiento y redondea hacia arriba, ya que los sacos solo se compran enteros:

$N = \left\lceil \frac{V}{Y} \right\rceil$

• $N$ = número de bolsas necesarias
• $V$ = volumen de hormigón necesario
• $Y$ = volumen terminado producido por una bolsa

Para los sacos en unidades imperiales, la calculadora usa los rendimientos publicados en la hoja de datos de un fabricante. La calculadora ofrece sacos de 50, 60 y 80 libras (36 kg); la hoja de datos incluye además sacos de 40 y 90 libras (41 kg):

Estas cifras equivalen a unas 133,3 libras (60,5 kg) de mezcla seca por cada pie cúbico de hormigón terminado, una proporción que se mantiene en los cinco tamaños.

Para los tamaños de bolsa métricos, la calculadora convierte esa misma proporción (aproximadamente 2.136 kg de mezcla seca por metro cúbico terminado), en lugar de utilizar la densidad del hormigón curado, de aproximadamente 2.400 kg/m³:

Ejemplo. Si se utiliza la columna de 0,27 m³ anterior con bolsas de 25 kg:

$N = \left\lceil \frac{0.27}{0.0117} \right\rceil = \lceil 23.1 \rceil = 24 \text{ bolsas}$

Obsérvese que son menos bolsas de las que sugeriría dividir el volumen por la densidad del hormigón curado (0,27 × 2.400 ÷ 25 = 25,9, redondeado hacia arriba a 26). El método basado en el rendimiento coincide con lo que las bolsas producen realmente una vez mezcladas.

Consideraciones prácticas

El volumen calculado supone que no hay desperdicio. En la práctica, parte del hormigón se pierde por derrames, encofrados irregulares y restos en la mezcladora, por lo que los constructores suelen comprar un poco de más. El acero de refuerzo (barras corrugadas) desplaza una pequeña cantidad de hormigón, que esta calculadora no descuenta.

Los rendimientos reales de las bolsas varían ligeramente entre fabricantes y productos, por lo que las cifras de la propia bolsa tienen prioridad sobre cualquier tabla general.

Preguntas frecuentes

¿El número de bolsas utiliza la densidad del hormigón curado?

No. Utiliza el rendimiento por bolsa publicado por el fabricante, que ya tiene en cuenta el agua mezclada con la mezcla seca. Dividir el peso de la bolsa por la densidad del hormigón endurecido sobreestima el número de bolsas necesarias, porque ignora el volumen que aporta el agua de mezclado.

¿Cuántas bolsas necesita una columna de 10 pies si mide 12 pulgadas por 12 pulgadas?

El volumen es de 10 pies × 1 pie (0,3 m) × 1 pie (0,3 m) = 10 pies cúbicos (0,28 m³). Con sacos de 60 libras (27 kg), cada uno con un rendimiento de 0,45 pies cúbicos (0,0127 m³):

$N = \left\lceil \frac{10}{0.45} \right\rceil = \lceil 22.2 \rceil = 23 \text{ bolsas}$

¿Se puede utilizar esta calculadora para vigas en lugar de columnas?

Sí. El volumen de una viga rectangular se obtiene del mismo modo: longitud multiplicada por la anchura de la sección transversal y la profundidad. Introduzca la longitud de la viga como altura.

¿Qué ocurre si la columna no es rectangular?

La fórmula anterior solo se aplica a secciones transversales rectangulares, incluidas las cuadradas. El volumen de una columna circular es $V = \pi r^2 h$, donde $r$ es el radio. Una columna con forma de L o de T puede dividirse en secciones rectangulares, calcularse por separado y sumarse.

¿Cómo se convierten las unidades métricas y del sistema imperial?

Un metro equivale a 3,28084 pies (1 m), un metro cúbico equivale a 35,3147 pies cúbicos (1 m³) y un kilogramo equivale a 2,20462 libras. Estas cifras se derivan de los factores de conversión 1 pie = 0,3048 m y 1 libra = 0,4535924 kg.

¿Cuál es la diferencia entre el hormigón premezclado y el hormigón en sacos?

El hormigón premezclado se entrega ya mezclado en camión y se usa normalmente en vaciados grandes. Debe colocarse poco después de la entrega. El hormigón en sacos es una mezcla seca que se compra en sacos y se mezcla en obra, lo que conviene para trabajos pequeños o lugares a los que un camión mezclador no llega con facilidad.

Referencias

1. Washington State Department of Transportation. Design Memorandum: Unit Weight of Concrete (2010). Unit Weight of Concrete — 150 libras por pie cúbico para hormigón simple de peso normal.
2. QUIKRETE. Concrete Mix No. 1101 product data sheet. Concrete Mix data sheet (PDF) — rendimientos de 0,30, 0,375, 0,45, 0,60 y 0,675 pies cúbicos para sacos de 40, 50, 60, 80 y 90 libras (41 kg).
3. National Institute of Standards and Technology (NIST). NIST Guide to the SI, Appendix B.8. Factores para unidades enumeradas alfabéticamente — 1 pie = 0,3048 m; 1 pie cúbico = 0,02831685 m³; 1 libra = 0,4535924 kg.