Perfiles de Vigas UPE

Los perfiles de vigas UPE o canales UPE son perfiles de acero con forma de «U» y alas paralelas que resultan esenciales en las soluciones estructurales metálicas modernas. A pesar de su diseño relativamente ligero, poseen la capacidad de soportar cargas significativas, tanto verticales como horizontales. Esto las hace ideales para la construcción y la industria, debido a su versatilidad y resistencia.

Tabla de perfiles de vigas UPE

A continuación, se presenta una tabla con los valores estáticos utilizados en el diseño de estructuras metálicas con perfiles UPE.

Perfiles de vigas UPE, evolución de las vigas UPN

Desde los albores de la construcción con estructuras metálicas, surgió la necesidad de elaborar perfiles con alta rigidez torsional, alta capacidad resistente en todas las direcciones y bajo peso. Ello se debió a que dichas características resultan esenciales donde se requiere estabilidad estructural, como es el caso de las columnas y vigas laterales de soporte.

Los perfiles huecos de sección rectangular (o tubos rectangulares) eran la solución apropiada a dicha necesidad, pero existía un gran problema: la tecnología entonces empleada solo permitía obtener como productos secciones abiertas. Luego, no consentía crear secciones rectangulares huecas, ya que esta es cerrada.

La solución propuesta a este problema es una de las más ingeniosas aplicadas en la historia de la ingeniería: dividir el tubo rectangular en dos secciones. Luego de fabricados, las mitades se soldaban para generar la sección requerida. Y así surgieron los perfiles U o canales de alas inclinadas, que luego se normalizaron en Europa bajo la denominación de vigas UPN.

Los perfiles de vigas UPE nacieron como una alternativa a los tradicionales perfiles UPN, empleando alas paralelas en lugar de inclinadas. Este cambio eliminó la necesidad de empleo de arandelas tipo cuñas para la unión de las alas, lo que simplificó el montaje y redujo los costes de construcción.

Características geométricas de las vigas UPE

La geometría de los canales UPE determina sus características resistentes: sus alas paralelas y su alma alta les proporcionan una resistencia excepcional tanto a la flexión como a la torsión. Además, su diseño facilita la unión con otros componentes estructurales, lo cual simplifica la instalación y disminuye los gastos de edificación.

Las aristas interiores de estos perfiles son redondeadas, mientras que las exteriores muestran aristas vivas o en ángulo recto. La medida del ancho total de las alas b varía en función de la altura h, según la relación: b = h/4 + 30 mm, para el UPE 240 o inferior.

Otra característica geométrica importante es que los perfiles de vigas UPE se pueden combinar en pares para conformar perfiles similares a los perfiles tubulares rectangulares HSS o semejantes a las vigas IPE. En la siguiente figura se aprecia estas combinaciones.

Diferencia entre las vigas UPE y las vigas UPN

La principal diferencia entre las UPE y las UPN radica en la forma de sus alas: las primeras tienen alas paralelas y las segundas, inclinadas. Esta pequeña diferencia en la geometría repercute significativamente en cómo ambas se vinculan y se comportan estructuralmente. En construcciones usuales, un perfil UPE suministra una eficiencia superior en términos de peso y sencillez de instalación que su equivalente perfil IPN.

Diferencia entre un perfil UPE y un perfil C

Otra analogía frecuente en la construcción metálica ocurre entre las vigas UPE y un perfil C. Una de las principales diferencias es que en las vigas C cada ala posee una pequeña extensión o apéndice que resulta paralela a su alma. Ambas extensiones se orientan hacia el ala opuesta, dando al perfil su característica forma de «C».

Uso estructural de las vigas UPE

Las vigas UPE suelen emplearse en la construcción de vigas y correas simples y elementos de arriostramiento, sobre todo en el caso de que exista una torsión importante. En ocasiones muy particulares se usan en la construcción de vigas compuestas, soldando dos UPE con sus almas en contacto. Y en otras se usan para la fabricación de columnas compuestas, uniendo un par de UPE por los extremos libres de sus alas, generando una sección con forma de tubo rectangular.

Los perfiles UPE se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones estructurales, que abarcan desde la construcción de estructuras industriales y comerciales hasta la fabricación de maquinaria. Su versatilidad, eficiencia y facilidad de instalación las convierten en una opción habitual entre ingenieros y arquitectos.

Fabricación de las vigas UPE

La fabricación de los canales UPE se realiza mediante el procedimiento de laminación en caliente de una placa de acero, proporcionando así una alta resistencia y longevidad. El acero utilizado en su fabricación cumple con los criterios europeos de calidad, garantizando de esta manera su rendimiento estructural.

Acero usado en las vigas UPE

Al pertenecer a la llamada gama de perfiles europeos, el acero empleado en la producción de los canales UPE generalmente es de estructura de carbono, tal como el S275JR (fy = 275 MPa) o el S355JR (fy = 355 MPa). Estos aceros satisfacen la norma EN 10025 y proporcionan una magnífica mezcla de resistencia y capacidad de soldadura.