Tubo redondo de aluminio: calculadora de peso
Tubo redondo de aleación de aluminio: 10 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 |
|---|---|---|
| 12×1 | 35 | 0,09 |
| 16×1,5 | 68 | 0,18 |
| 20×2 | 113 | 0,31 |
| 25×2 | 145 | 0,39 |
| 30×2 | 176 | 0,48 |
| 35×2 | 207 | 0,56 |
| 40×2 | 239 | 0,64 |
| 50×3 | 443 | 1,20 |
| 60×3 | 537 | 1,45 |
| 80×3 | 726 | 1,96 |
De dónde sale la cifra
La sección se calcula como F = π/4 · (D² − (D − 2t)²). Para 35×2 mm salen 207 mm², que a una densidad de 2,70 g/cm³ dan 0,56 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
La fórmula F = π/4 · (D² − (D − 2t)²) resta el hueco al círculo lleno. Simplificada queda F = π · (D − t) · t: la circunferencia por el centro de la pared por el espesor de pared. Las dos dan lo mismo; la segunda se recuerda mejor.
Ejemplo: tubo de 50×3, barra de 6 m.
- Sección: π · (50 − 3) · 3 = π · 141 ≈ 443 mm². Comprobación: π/4 · (2500 − 1936) = π/4 · 564 ≈ 443 mm².
- Masa por metro: 443 × 2,70 / 1000 = 1,196 kg/m.
- Barra de 6 m: 7,18 kg. Una barandilla de tres barras son algo más de 21 kg de tubo.
La segunda forma muestra que con pared fina la masa crece casi en proporción al diámetro: un tubo de 40×2 pesa 0,645 kg/m y uno de 25×2, 0,390 kg/m. Doblar la pared dobla la masa casi exactamente, un poco menos, porque la circunferencia media se reduce.
Tubo de aluminio frente a tubo de acero
Un tubo de 50×3 pesa 3,477 kg/m en acero y 1,196 kg/m en aluminio, 0,344 de la masa del acero. A flexión, sin embargo, el aluminio es tres veces más flexible (70 000 frente a 210 000 MPa). El momento de inercia de un tubo de pared fina crece con el cubo del diámetro pero solo linealmente con la pared, de ahí la misma regla que en el tubo rectangular:
- el triple de pared con el mismo diámetro: masa ≈ 1,03 del acero, el ahorro desaparece;
- unas 1,44 veces el diámetro con la misma pared: masa ≈ 0,50 del acero.
Un tubo de acero de Ø50 sustituido por uno de aluminio de Ø70–75 con la misma pared flecta más o menos igual y pesa en torno a la mitad. Los elementos portantes necesitan de todos modos una comprobación de resistencia según EN 1999-1-1, no solo de flecha. El tubo de acero tiene su propia calculadora de tubos de acero.
Aleación del tubo y masa
Los tubos de aluminio son sobre todo extruidos de aleaciones de la serie 6xxx; en la tabla de densidades del sitio la 6060 y la 6082 tienen 2,70 g/cm³, así que la tabla de arriba les vale sin corrección. Un tubo de 50×3 en 5083 (2,66 g/cm³) pesaría 1,178 kg/m, y en 7075 (2,81 g/cm³), 1,245 kg/m. Una diferencia del 1,5–4 % importa al liquidar una partida grande por kilos, no en una estructura suelta.
Soldar tubo de aluminio
- Posición. Un tubo que se puede girar se suelda en plano, girándolo sin parar: queda más uniforme y va más rápido que rodear una unión fija. Las posiciones de tubo se explican en la página de posiciones de soldadura.
- Limpieza por dentro. El óxido se quita con cepillo de inoxidable también por dentro del borde, hasta donde llegues; un extremo sucio es el camino directo a la porosidad.
- Aporte. Para aleaciones 6xxx la tabla de aportes del sitio señala el ER 4043 como más resistente a la fisuración en caliente; el ER 5356 da un cordón más fuerte y conserva el color tras anodizar, pero no por encima de 65 °C.
- Pared de 1–2 mm. El tubo fino se perfora con facilidad al final del cordón, donde ya se ha acumulado calor; el final se hace más rápido o con menos intensidad.
Los detalles de la técnica están en el artículo sobre soldar aluminio. Las secciones cuadradas y rectangulares, en la página del tubo cuadrado de aluminio, y todas las formas, en la calculadora de peso del aluminio.
Errores típicos con los tubos
- Diámetro nominal en lugar del exterior. En instalaciones los tubos se designan a veces por diámetro nominal; la fórmula necesita el exterior medido con calibre.
- Diámetro interior en el campo D. 50 de interior con pared de 3 mm son 56 por fuera: un 12,8 % más de masa.
- Pared de 1,5 en vez de 2. En un tubo de 16 mm es casi un 30 %; la pared se comprueba en el corte, no a ojo.
- Tubo calculado como barra. Una barra de Ø50 pesa 5,301 kg/m, más de cuatro veces que un tubo de 50×3.
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.
¿Cómo calculo un tubo si conozco el diámetro interior?
Súmale dos paredes: D = d + 2t. Un tubo de 50 mm de interior y pared de 3 mm es un tubo de 56×3: pesa 1,349 kg/m, no 1,196 kg/m como el de 50×3. La fórmula y la calculadora usan el diámetro exterior.
¿Un tubo de aluminio es más rígido que una barra de la misma masa?
Sí, y bastante. El metal del tubo está lejos del eje, donde más trabaja a flexión. Un tubo de 50×3 (443 mm²) tiene más o menos la sección de una barra de Ø24, pero a flexión es varias veces más rígido: por eso los bastidores y barandillas se hacen con tubo y no con barra.
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