¿Qué es el cálculo estructural y cuándo se necesita en Chile?
- Juan Luis Pinedo
- 9 abr 2025
- 8 min de lectura
Actualizado: 20 jul
Aprende qué es el cálculo estructural, para qué sirve, cuándo es obligatorio en Chile y qué documentos entrega el ingeniero estructural.
El cálculo estructural es el proceso mediante el cual un ingeniero determina las dimensiones, materiales y resistencia necesarios para que una estructura soporte de forma segura las cargas a las que estará sometida.
Cada vez escuchamos más este término técnico, el calculista. Cuando viene un terremoto, aparece el calculista haciendo su análisis, para el terremoto en Venezuela, si queremos vender la casa que construimos con nuestras manos, la municipalidad nos pide el plano de un calculista, cuando queremos construir un galpón para nuestro emprendimiento industrial, el calculista; muro de contención, el calculista; torres de celular, letreros gigantes, etc. Pero pocos entienden qué es exactamente lo que hace este conspicuo personaje.
Podríamos decir que todo comienza cuando Julio César, acostumbrado a vivir en las inseguras ínsulas de Roma, establece un rudimentario código de construcción con ciertas normas de dimensionamiento que evitaba que las ínsulas se desplomaran solas. De ahí pasamos a los puentes que diseñaba Leonardo da Vinci y luego damos el salto a los galpones, puentes y estructuras metálicas de los talleres franceses Eiffel y Schneider-Le Creusot, que dejaron una profunda huella ferroviaria e industrial en Chile.
El ingeniero estructural debe diseñar el soporte material de una diversidad de proyectos, en que nadie está pensando en la ingeniería estructural, que básicamente es como los huesos de nuestros proyectos, o más comúnmente llamado, la obra gruesa.
Sí, la obra gruesa requiere un diseño, no basta con decirle al maestro que tiene que hacer el esqueleto de la casa para luego revestirla de todos los elementos que la hacen agradable.
H1: ¿Qué es el cálculo estructural?
La ingeniería estructural es una rama clásica de la ingeniería civil que se ocupa del diseño y cálculo de elementos y sistemas estructurales tales como edificios, puentes, muros (incluyendo muros de contención), presas, túneles y otras obras civiles. Su finalidad es la de conseguir estructuras seguras, resistentes y funcionales. En un sentido práctico, la ingeniería estructural es la aplicación de la mecánica de sólidos para el diseño de estructuras que soporten su propio peso (cargas muertas), más las cargas ejercidas por el uso (cargas vivas), más las cargas producidas por eventos de la naturaleza, como vientos, sismos, nieve o agua.
Como toda ingeniería, la ingeniería estructural, como su nombre lo indica, es una aplicación profesional en que el ingeniero ocupa su ingenio y otras herramientas, que son básicamente el conocimiento, para resolver un cierto tipo de problema.
Ordenando un poco el asunto, hablamos de problema, conocimiento y solución.
El problema, en este caso, es dar soporte a un determinado proyecto (o ser como los huesos del proyecto).
El conocimiento se refiere a la tecnología necesaria para que el proyecto se sustente, lo que incluye herramientas tecnológicas y científicas como la física, análisis de materiales, matemática, geometría, geotecnia, geología y una serie de normas técnicas de ingeniería.
¿Cuál es la solución esperada? Los planos y memoria de cálculo del proyecto de ingeniería, lo que podrá variar según el tipo de proyecto:
Para casas, los planos estructurales definirán fundaciones, muros, losas y cerchas de techo.
Para edificios en altura, los planos definirán la obra gruesa.
Para naves industriales, los planos de estructura metálica.
Para antenas de telecomunicaciones, los planos de la torre a la que se adosan los equipos.
En los caminos, la estructura definirá principalmente los puentes y muros de contención.
El ingeniero estructural, o calculista, diseñará bajo un estándar que asegure un cierto nivel de seguridad (por ejemplo, que la estructura no se derrumbe sin dar ningún aviso previo) o de nivel de servicio (por ejemplo, que la vibración en un edificio no moleste a sus ocupantes), todo lo cual debe hacerse de forma eficiente en lo económico y analizando la disponibilidad de los materiales requeridos.
H2: ¿Para qué sirve el cálculo estructural?
La ingeniería estructural tiene la utilidad de lograr que los edificios, o estructuras en general, puedan resistir solicitaciones reales a las que deberá someterse en su vida útil sin sufrir una falla.
Pareciera que los ingenieros son adivinos, ¿cómo puede un ingeniero saber cuánto peso va a colocarse sobre una losa? ¿o cuál es la fuerza que ejerce un sismo sobre un muro? ¿o cuanto pesa todo el tránsito de vehículos que pasan sobre un puente?
La respuesta se encuentra en la normativa. Existen normas que definen las cargas y respuestas asociadas a distintos tipos de estructuras, a distintos tipos de cargas y a distintos materiales.
Por otro lado, hablamos de falla, en este sentido, nos referimos a un cierto nivel de desempeño definido para la estructura, que puede ser, por un lado, una falla de seguridad, en la que se espera que la estructura no se rompa con la aplicación de ciertas cargas y en el caso de cargas más imprevisibles, que la estructura no colapse o derrumbe.
Como puede apreciarse, el objetivo primario es proteger la vida de los ocupantes, ya que se busca evitar el colapso en caso de sismos.
Aunque una estructura puede fallar sin colapsar, lo cual la deja inhabilitada para su uso seguro. Esta condición se tratará de evitar en caso de cargas normales, mucho más previsibles, como las cargas de uso. Algunos ejemplos de esto es cuando una losa se agrieta, una columna se rompe, etc., fallas que hacen insegura la estructura, aunque no implican su derrumbe inmediato, pueden conducir a su posterior colapso parcial o total. Este tipo de fallas son inaceptables para el uso normal de una estructura y deberán evitarse.
Pero también se busca mantener condiciones de servicio, evitando que la estructura sufra deformaciones que no permitan su uso normal, como en el caso del puente Tacoma, llamado en su época el “puente danzante”, que al vibrar tanto, no permitía el tránsito vehicular.
H2: ¿Cuándo es obligatorio en Chile?
En Chile contamos con una extensa normativa referente a la ingeniería estructural, que nos ha permitido resistir eventos extremos con mínimas consecuencias, como el terremoto de 2010, en que solo dos edificios colapsaron parcialmente: el Alto Río, en Concepción, edificio que cayó de lado, permitiendo a los usuarios salir por las ventanas y edificio Don Tristán en Maipú, que se inclinó varios grados, sin desplomarse. Como se ve, ninguno de estos ejemplos generó un colapso que matara gente, aunque los edificios se perdieron.
Muy diferente a lo que observamos recientemente en Venezuela, en que muchos en edificios vimos un tipo de falla que llamaron “panqueque” o “torta de milhojas”, en que una losa se desploma sobre la de abajo en cadena, atrapando o matando a sus usuarios.
Pero la obligatoriedad del cálculo estructural está definida en el caso de edificaciones, por la Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones, en su capítulo 5.1.7, que define un listado de normas que serán obligatorias de cumplir. La responsabilidad y firma de los proyectos estructurales debe ajustarse a la normativa vigente y al tipo de proyecto específico (edificación, puentes, naves industriales, etc.). También la ordenanza define la magnitud de los proyectos que quedan exentos de cálculo estructural (pequeñas instalaciones de un o dos pisos o ampliaciones menores) y qué proyectos requieren además de un segundo calculista que los revise.
H2: ¿Qué edificios necesitan cálculo estructural?
Básicamente toda edificación definitiva requiere cálculo estructural, pero no todas deben presentar el cálculo a la municipalidad. Estructuras menores, como casas regulares de un piso, con vanos pequeños, pueden ser certificados con una carta del arquitecto que lleve el trámite de la recepción definitiva. También existen otras excepciones, como la ley del mono, que regulariza viviendas antiguas, que probablemente han resistido eventos naturales reales.
Edificios que presenten vanos importantes, varios pisos, configuraciones extrañas como voladizos, construcción en ladera, o bajo un corte de terreno, o que tengan otras condiciones de inseguridad evidentes, deben obligatoriamente requerir un diseño estructural, lo cual, más allá del cumplimiento normativo, va en beneficio de los usuarios, sus familiares y amigos, sus bienes y la preservación de algo tan importante como la vida, vivienda y la fuente de ingresos.
H2: ¿Qué riesgos hay si no se realiza?
La historia de la ingeniería estructural contiene muchos colapsos y fallas. A veces, esto se debe a una negligencia evidente, como en el caso del colapso de la escuela de Pétion-Ville, en el que el reverendo Fortin Augustin "construyó el edificio solo, diciendo que no necesitaba un ingeniero porque tenía buenos conocimientos de construcción" tras el derrumbe parcial de la escuela de tres pisos que provocó la huida de los vecinos. El colapso final mató a 94 personas, en su mayoría niños.
En otros casos, los fallos estructurales requieren un estudio cuidadoso, y los resultados de estas investigaciones han resultado en prácticas mejoradas y una mayor comprensión de la ciencia de la ingeniería estructural. Algunos de estos estudios son el resultado de investigaciones de ingeniería forense en las que el ingeniero original parece haber hecho todo de acuerdo con el estado de la profesión y la práctica aceptable, pero aun así se produjo una falla. Un caso famoso de conocimiento y práctica estructural que avanza de esta manera se puede encontrar en una serie de fallos que involucran vigas cajón que se derrumbaron en Australia durante la década de 1970.
Más allá de la historia, hay que tener en cuenta que la ingeniería estructural aborda proyectos que suelen ser de gran envergadura, que van desde una vivienda, hasta edificios, embalses o grandes edificaciones industriales. La pérdida negligente de una estructura puede implicar un daño patrimonial muy importante para el que lo sufre, pero más importante, implica un riesgo para su vida y la de otros usuarios.
H2: ¿Qué documentos entrega el ingeniero?
Normalmente el ingeniero civil entregará un juego de planos que contienen las especificaciones de los materiales y los dibujos que definen geométricamente la estructura, una memoria de cálculo, que justifica el diseño que aparece en los planos.
También puede acordarse la entrega de un documento adicional de especificaciones técnicas, si se requiere ampliar la información que aparece en los planos. Lo que seguramente tendrá un impacto en los honorarios que pida el ingeniero.
H2: ¿Cuánto demora?
Los tiempos dependerán de la complejidad del proyecto y la carga de trabajo que tenga la oficina que elijas, que van desde algunos días para proyectos simples como letreros, elementos de izaje o piezas para sostener equipos, un mes para proyectos de viviendas sencillas, hasta varios meses o años para proyectos de gran complejidad, como instalaciones industriales nuevas, embalses, pasos desnivelados, etc.
H2: ¿Cuánto cuesta?
Los precios en general, para edificaciones rondan las 0,15 UF/m2 para superficies edificadas, aunque lo más probable es que la oficina de ingeniería pondrá un valor mínimo para viviendas menores de pocos metros cuadrados.
H2: Preguntas frecuentes
¿Qué diferencia hay entre cálculo estructural y diseño estructural?
Son términos más o menos coloquiales que se refieren a cosas similares. Se habla de diseño al referirse al producto terminado, es decir, los planos. El cálculo estructural se refiere principalmente a la memoria de cálculo, aunque también puede referirse a los planos o al conjunto de planos y memoria. Así que es importante fijarse en el contexto de la consulta.
¿Quién puede firmar un cálculo estructural en Chile?
De acuerdo a la normativa chilena, los planos de cálculo para edificación puede firmarlos un arquitecto o un ingeniero civil.
¿Una vivienda de un piso necesita cálculo estructural?
En principio no requiere presentar el proyecto a la Dirección de Obras Municipales, pero el revisor de la carpeta puede exigir ver el proyecto si estima que es necesario. De todas formas, es conveniente contar con el apoyo de un ingeniero estructural.
¿Qué ocurre si construyo sin cálculo estructural?
Una vivienda construida sin cálculo estructural está expuesta a fallas que pueden ir desde problemas puntuales, hasta una eventual falla catastrófica como el derrumbe. Casos como ampliaciones de segundo piso autoconstruidas, típicas de los bloques de tres pisos, por ejemplo, son muy riesgosas.
Si quieres saber quién está autorizado para realizarlo, lee nuestro artículo “¿Quién hace cálculos estructurales?"
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Si estás construyendo una vivienda, revisa “¿Me pueden pedir planos de ingeniería estructural en la municipalidad?"
Revisa en Youtube el siguiente video "¿Qué es el cálculo estructural y cuándo se necesita en Chile?"
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