Tubo cuadrado de aluminio: calculadora de peso
Tubo rectangular de aleación de aluminio: 12 medidas habituales con la masa por metro y una calculadora para la tuya. El aluminio pesa menos del 35 % que el acero de la misma sección.
Medidas habituales y peso por metro
| Medida, mm | Sección, mm² | kg/m |
|---|---|---|
| 15×15×2 | 104 | 0,28 |
| 20×20×2 | 144 | 0,39 |
| 25×25×2 | 184 | 0,50 |
| 30×30×2 | 224 | 0,60 |
| 40×20×2 | 224 | 0,60 |
| 40×40×2 | 304 | 0,82 |
| 40×40×3 | 444 | 1,20 |
| 50×30×2 | 304 | 0,82 |
| 50×50×3 | 564 | 1,52 |
| 60×40×3 | 564 | 1,52 |
| 60×60×3 | 684 | 1,85 |
| 80×80×4 | 1 216 | 3,28 |
De dónde sale la cifra
La sección se calcula como F = a·b − (a − 2t)·(b − 2t). Para 40×40×3 mm salen 444 mm², que a una densidad de 2,70 g/cm³ dan 1,20 kg/m.
El aluminio se suelda con TIG en corriente alterna o con MIG e hilo de aluminio; la capa de óxido funde hacia los 2050 °C, muy por encima del propio metal, y hay que quitarla con un cepillo de acero inoxidable justo antes de soldar. Los detalles están en soldar aluminio.
Cómo calcular a mano el peso de un tubo rectangular
La fórmula F = a·b − (a − 2t)·(b − 2t) resta el hueco central al rectángulo lleno. Operando queda más simple: F = 2·t·(a + b − 2t), es decir, el perímetro medido por el centro de la pared por el espesor de pared. La segunda forma es más cómoda para calcular de cabeza.
Ejemplo: tubo de 60×40×3, barra de 6 m.
- Sección: 2 · 3 · (60 + 40 − 6) = 6 · 94 = 564 mm². Comprobación con la primera fórmula: 2400 − 54·34 = 2400 − 1836 = 564 mm².
- Masa por metro: 564 × 2,70 / 1000 = 1,523 kg/m.
- Barra de 6 m: 1,523 × 6 = 9,14 kg. Un paquete de 20 barras son unos 183 kg: conviene saberlo antes de descargar.
La segunda forma también explica por qué la pared es lo que más pesa: un 80×80×4 tiene 1216 mm² y pesa 3,283 kg/m, y con pared de 2 mm pesaría poco más de la mitad. Las medidas exteriores cambian la masa de forma lineal, la pared también, pero suele cambiar a saltos de un milímetro entero, lo que en tubos finos supone decenas de por ciento.
Tubo de aluminio frente a tubo de acero: cuánto ahorras de verdad
El mismo 60×40×3 pesa 4,427 kg/m en acero y 1,523 kg/m en aluminio: 0,344 de la masa del acero. Pero en aluminio es tres veces más flexible: el módulo de elasticidad del aluminio es 70 000 MPa y el del acero 210 000 MPa. Hay dos maneras de compensarlo y acaban en masas muy distintas:
- Más pared con las mismas medidas. La rigidez de un perfil de pared delgada crece más o menos en proporción a la pared, así que haría falta el triple. La masa saldría casi igual que la del acero (3 × 0,344 ≈ 1,03): sin ahorro.
- Medidas exteriores mayores con la misma pared. La rigidez crece con el cubo del tamaño, así que basta agrandar la sección unas 1,44 veces. La masa queda entonces en torno a la mitad de la del acero (1,44 × 0,344 ≈ 0,50).
Conclusión práctica: al cambiar acero por aluminio en un bastidor, elige un perfil más grande, no más grueso. Es un cálculo a flecha; la capacidad portante de los elementos estructurales la calcula el proyectista según EN 1999-1-1. La misma relación para chapa la explica la calculadora de chapa de aluminio.
De qué aleación son los tubos rectangulares
Los tubos rectangulares son extruidos, casi siempre de aleaciones de la serie 6xxx. La tabla de densidades del sitio describe la 6060 como aleación para perfiles extruidos y estructuras ligeras, y la 6082 para perfiles y placas estructurales de mayor resistencia; ambas tienen 2,70 g/cm³, así que la tabla de arriba les vale sin corrección. Solo cambia algo con una aleación fuera de esa serie: un 60×40×3 en 7075 (2,81 g/cm³) pesaría 1,585 kg/m, un 4,1 % más, pero la tabla marca la 7075 como no soldable, así que no sirve para bastidores soldados.
Soldar tubo rectangular: en qué fijarse
- Pared fina y perforaciones. Los tubos de 2 mm se sueldan normalmente con TIG en alterna; el aluminio evacua el calor rápido y luego se sobrecalienta de golpe, y en la esquina es fácil perforar.
- Aporte para aleación 6xxx. Según la tabla de aportes del sitio, el ER 4043 aguanta mejor la fisuración en caliente sobre 6xxx; el ER 5356 da un cordón más resistente y conserva el color tras el anodizado, pero no se recomienda para servicio por encima de 65 °C.
- Óxido. Cepillo de acero inoxidable justo antes de soldar, también por dentro del borde si el tubo va cortado a inglete.
- Pérdida de resistencia junto al cordón. Las aleaciones 6xxx pierden resistencia en la zona afectada por el calor; en estructuras portantes lo tiene en cuenta el proyecto.
Toda la técnica —intensidad, gas, preparación— está en la página sobre soldar aluminio, y todas las formas a la vez las calcula la calculadora de peso del aluminio. El tubo redondo tiene su propia página: tubo redondo de aluminio.
Errores típicos con el tubo rectangular
- Medida interior en lugar de exterior. Los tubos se designan por medidas exteriores; 40×40×2 son 40 mm por fuera, no de luz.
- Esquinas vivas. Los tubos reales tienen esquinas redondeadas, así que su sección es algo menor que la de la fórmula: el resultado sale un poco por encima, lo que en un presupuesto es seguro.
- Pared a ojo. Un 40×40×3 pesa casi vez y media lo que un 40×40×2 (444 frente a 304 mm²); mide con el calibre antes de pedir.
- Densidad del acero en la calculadora. Un resultado 2,91 veces mayor delata que el campo «material» se quedó en acero.
Preguntas frecuentes
¿Cambia el peso según la aleación?
Apenas. La densidad de las aleaciones de aluminio va de 2,66 a 2,80 g/cm³, y en los cálculos comerciales se toma 2,70. En un palé entero la diferencia es menor que la tolerancia de laminación, así que para presupuestar y transportar basta con 2,70.
¿Por qué no coincide con el peso del almacén?
Porque la tolerancia dimensional va en los dos sentidos, y chapas y perfiles rara vez tienen exactamente el espesor nominal. En pared fina la diferencia llega a unos pocos por ciento: si pides por toneladas, calcula con margen.
¿Por qué un tubo de 40×40×2 pesa lo mismo que uno de 50×30×2?
Porque la sección de un tubo rectangular depende del perímetro y de la pared, no de la proporción de los lados: 2·t·(a + b − 2t). Los dos suman 80 mm de lados y tienen pared de 2 mm, así que ambos dan 304 mm² y 0,821 kg/m. Se diferencian en rigidez, no en masa.
¿Un perfil ranurado se calcula con la misma fórmula?
No. Los perfiles de sistema tienen ranuras, cámaras y nervios que ninguna fórmula con medidas exteriores recoge. Su masa se toma de la ficha del fabricante o del área de la sección A: kg/m = A[cm²] × 0,27.
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