Cómo Calcular el Metrado de Cargas de una Edificación: Guía Paso a Paso (Ejemplo en Exel)
El metrado de cargas es el proceso mediante el cual se cuantifican todas las acciones que actúan sobre una estructura, siendo uno de los pasos más importantes dentro del diseño de cualquier edificación, para así poder determinar las solicitaciones reales que recibirán las vigas, columnas y cimentaciones a lo largo de su vida útil. La Norma E.020 de Cargas, dentro del Reglamento Nacional de Edificaciones del Perú, se refiere al metrado de cargas como la determinación de las cargas permanentes (muertas) y variables (vivas) que deben considerarse en el análisis y diseño estructural de una edificación.
En el ámbito de la ingeniería estructural, el metrado de cargas no consiste simplemente en sumar pesos, si no en un proceso ordenado que va desde el predimensionamiento de los elementos hasta la idealización final de cómo se reparte cada carga dentro del sistema estructural, considerando factores como el área tributaria, el tipo de acabado, la presencia de muros, la sobrecarga de uso y el número de niveles, y la relación entre todas estas variables constituye la base para poder trasladar las cargas hacia el modelo de análisis estructural, ya sea manual o mediante un software especializado.
A continuación, se presenta la ruta completa que se sigue para desarrollar un metrado de cargas, tomando como ejemplo el desarrollo real de una edificación de varios niveles.
Paso 1: Predimensionamiento de los elementos estructurales
Antes de poder calcular cualquier carga, es necesario definir dimensiones preliminares para los elementos que conformarán la estructura, ya que el peso propio de estos elementos —que depende de sus dimensiones— es en sí mismo una de las cargas que se necesita conocer. En esta etapa se predimensionan:
- La losa aligerada, a partir de la luz libre del paño más crítico.
- Las vigas principales, en función de la luz de cada tramo entre columnas.
- Las vigas secundarias, que reparten la carga de la losa hacia las vigas principales.
En el ejemplo desarrollado, este proceso arrojó un espesor de losa de 0.20 m, vigas principales de 0.30 m y 0.50 m de peralte según el tramo, y vigas secundarias con peraltes entre 0.20 m y 0.30 m, todo esto asumido sobre una base de 0.25 m.
Paso 2: Identificación de los ejes de metrado
Una vez definidas las secciones preliminares, se identifican los ejes estructurales sobre los cuales se realizará el metrado de cargas de forma individual. Esto se debe a que cada eje reúne una combinación distinta de luces, tramos y elementos tributarios, por lo que no es posible generalizar el metrado de toda la edificación en un solo cálculo. En el ejemplo, la edificación fue dividida para su análisis en los ejes 1-1, 3-3 y 8-8, cada uno metrado de manera independiente y por cada nivel de la edificación.
Paso 3: Metrado de la carga muerta (CM)
La carga muerta agrupa todos los pesos permanentes que actúan sobre la estructura durante toda su vida útil, y su cálculo se realiza sumando de forma ordenada:
- El peso propio de la viga del tramo analizado.
- El peso de la losa aligerada, distribuido según el área tributaria de cada eje.
- El peso de los muros que se apoyan directamente sobre la viga.
- El peso del piso terminado, correspondiente al acabado que se coloca sobre la losa.
Cada uno de estos pesos se calcula multiplicando el peso unitario del material por el área o longitud tributaria correspondiente, y la suma total conforma la carga muerta distribuida (WD) que actúa sobre cada tramo del eje analizado.
Paso 4: Metrado de la carga viva (CL)
La carga viva representa las acciones variables asociadas al uso de la edificación, y a diferencia de la carga muerta, su magnitud depende del tipo de ocupación del ambiente. En este paso se consideran principalmente:
- La sobrecarga, definida según el uso del ambiente (vivienda, oficina, corredores, etc.).
- La carga por tabiquería móvil, que contempla la posibilidad de reubicar tabiques ligeros durante la vida útil de la edificación.
Al igual que con la carga muerta, ambos componentes se calculan sobre el área tributaria de cada eje, y su suma conforma la carga viva distribuida (WL) del tramo.
Paso 5: Repetición del metrado por nivel
Las cargas muerta y viva no son las mismas en todos los pisos de una edificación, ya que factores como la altura de los muros o el área tributaria pueden variar de un nivel a otro. Por esta razón, el metrado descrito en los pasos 3 y 4 se repite de manera independiente para cada nivel de la edificación —en el ejemplo desarrollado, primer, segundo y tercer piso— obteniendo así un valor de WD y WL propio para cada piso y cada tramo.
Paso 6: Verificación y predimensionamiento de columnas
Con las cargas de todos los niveles ya cuantificadas, se procede a sumar el peso que finalmente debe soportar cada columna, considerando el área de influencia que le corresponde y el peso propio acumulado a lo largo de los pisos superiores. Este peso de servicio se compara luego contra la capacidad del concreto (f’c) para verificar que el área de la columna asumida sea suficiente, ajustando la sección si fuera necesario.
Paso 7: Idealización de las cargas por eje
Finalmente, todas las cargas calculadas se traducen en un esquema de idealización estructural: un diagrama por cada eje donde se representa cómo se reparte la carga muerta y viva sobre las vigas, distinguiendo tramos, apoyos y la magnitud de cada carga distribuida. Esta idealización es la que permite trasladar el metrado hacia el modelo de análisis estructural, ya sea de forma manual o en un software especializado.
En resumen
El metrado de cargas es un proceso secuencial: se parte de un predimensionamiento razonable, se identifican los ejes a analizar, se cuantifica la carga muerta y viva por tramo y por nivel, se verifica el peso que reciben las columnas, y finalmente se idealiza todo el sistema de cargas para su análisis. En los siguientes artículos de esta serie se desarrollará cada uno de estos pasos en detalle, utilizando como ejemplo el mismo caso real presentado aquí.
Este artículo es la guía principal de una serie sobre metrado de cargas y predimensionamiento estructural. El ejemplo numérico corresponde a una edificación desarrollada como caso de estudio.