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Los perfiles vigas IPN son los más longevos de los empleados actualmente en la construcción. Muchas de las estructuras y puentes metálicos centenarios que aún nos sorprenden por su eficiencia estructural fueron construidos con estos perfiles. Y en tiempos actuales, siguen siendo de los más usados por los ingenieros civiles y arquitectos, debido a su resistencia, versatilidad y relativo bajo costo.
Valores estáticos de los perfiles vigas IPN
En la siguiente tabla se muestran los valores estáticos que se utilizan para diseñar las estructuras metálicas con perfiles vigas IPN.
Perfiles IPN, los primogénitos
En la historia de la ingeniería civil, los perfiles IPN son los progenitores de los muchos perfiles estructurales que se emplean en la actualidad. Surgieron a mediados del pasado siglo, bajo la tutela del Instituto Alemán de Normalización, para estandarizar las características de los perfiles I, ya para entonces ampliamente usados.
La particularidad distintiva de los perfiles vigas IPN son sus alas inclinadas. Este detalle distintivo influye en su capacidad de carga y en cómo se distribuyen las tensiones. Sin embargo, dicha inclinación, que es de alrededor del 14%, deriva de la tecnología de fabricación originalmente empleada para su fabricación.
Los perfiles IPN son primos hermanos de los perfiles IPE, teniendo estos últimos las alas paralelas en lugar de inclinadas. En algunos países, como los de la Comunidad Europea, hay una tendencia al uso de las vigas IPE en lugar de las IPN, aunque las segundas siguen siendo de uso común a nivel mundial.
Una de las desventajas de los perfiles IPN sobre sus primos los IPE es que la inclinación de sus alas obliga al empleo de arandelas cuadradas en forma de cuña. Esto puede dificultar el diseño y montaje de los empalmes y uniones que ocurren en sus alas.
Uso estructural de los perfiles vigas IPN
Al concentrar su masa en los extremos, los perfiles I logran un elevado momento de inercia, lo que les confiere una gran capacidad para resistir la flexión. Luego, su particular geometría permite una distribución eficiente de las tensiones, logrando así soportar cargas de flexión considerables con un peso relativamente ligero.
En consecuencia, los perfiles IPN, y todos los perfiles I en general, resultan muy adecuados para la creación de vigas y columnas simples. Esto explica su uso común en la construcción de naves industriales, almacenes, edificios residenciales y comerciales, puentes y otras estructuras metálicas aporticadas.
Fabricación de los perfiles vigas IPN
Las vigas IPN se fabrican mediante una técnica denominada laminado en caliente, que parte de palanquillas de acero que se recuecen y laminan a temperaturas elevadas hasta obtener la forma deseada. Luego se corta en la longitud requerida, siendo las medidas de 6 y 12 metros las más comerciales.
El resultado de dicho proceso es un perfil con una sección transversal uniforme y una alta resistencia mecánica. El laminado en caliente consume menos energía que el laminado en frío, debido a que el metal se deforma con mayor facilidad a temperaturas elevadas. Este es el secreto que permite a los perfiles IPN ser más económicos que otros perfiles laminados en frío de sección semejante.
Acero usado en los perfiles IPN
En los perfiles IPN generalmente se usan aceros al carbono de alta calidad, como el S235JR o el S275JR, que cumplen con la normativa europea EN 10025. Estos aceros presentan, respectivamente, un límite elástico mínimo de 235 y 275 megapascales (MPa). En contraste, en Estados Unidos, China y los países latinoamericanos, es frecuente el uso de acero ASTM A36 para la fabricación de perfiles IPN, un acero que ofrece un límite elástico de 250 MPa.
En uno u otro caso, los aceros empleados en la elaboración de estos perfiles ofrecen una excelente combinación de resistencia y ductilidad, lo que garantiza la seguridad y durabilidad de las estructuras.
