Cercha Metálica: Qué Es, Tipos, Partes y Cálculo

La cercha metálica es una estructura triangulada de acero formada por cordones, montantes y diagonales que cubre claros amplios sin columnas intermedias y que se usa en techos, naves y cubiertas inclinadas.

Guía completa para entender y usar la cercha sin fallas estructurales

Qué es una cercha metálica

Esta estructura es una estructura reticular de acero compuesta por elementos triangulados que trabajan a tracción y compresión para salvar claros amplios sin apoyos intermedios. Esa triangulación es la que le da su eficiencia, porque cada barra trabaja solo en su eje y no a flexión, por lo que con poco acero logras cubrir 10, 12 o hasta 20 metros sin columnas en medio. Cuando tienes una cochera de 6 metros o una bodega de 12 metros y no quieres una columna estorbando, la cercha metálica te resuelve con un peralte mucho menor que una viga de alma llena del mismo claro y con menos peso sobre la cimentación.

Este sistema funciona como una viga de gran peralte pero aligerada, porque el cordón superior resiste compresión, el inferior resiste tracción y las diagonales reparten cortante hacia los apoyos. Por eso la ves tanto en techos de lámina como en escuelas y naves, donde necesitas sombra sin apoyos intermedios. Algo que nos pasa seguido es que nos piden una viga IPR de 12 pulgadas para un claro de 10 metros y, al calcular, pesa 80 kg por metro, mientras que una cercha metálica para ese mismo claro pesa 35 kg por metro y deja pasar instalaciones por dentro, por lo que el ahorro en acero y en cimentación se nota desde el presupuesto.

• Cordones superior e inferior: forman el perímetro, el superior a compresión y el inferior a tracción, definen pendiente y altura total.
• Montantes y diagonales: conectan cordones formando triángulos que dan estabilidad y llevan cortante hacia apoyos sin flexionar barras.
• Nudos con cartela: puntos donde se unen barras con soldadura o tornillos, deben diseñarse con cartela de 3/16 mínimo para evitar desgarre.
• Apoyos y placas base: uno fijo y otro móvil que permiten dilatación térmica, con placa de 3/8 y 4 anclas de 1/2 pulgada mínimo.

Si dejas el tirante a 2.40 m de altura, puedes pasar camioneta sin problema y colgar lámparas sin que estorben, y si lo dejas más bajo siempre terminas golpeando la estructura al subir cosas al tapanco, que es un detalle que se olvida en obra y luego molesta todos los días.

Tipos de cerchas metálicas

Los tipos de cerchas metálicas son configuraciones geométricas como Pratt, Howe, Warren y Fink que se eligen según claro, carga, pendiente y tipo de cubierta.  Cada tipo cambia cómo trabajan diagonales y montantes, por lo que no da lo mismo usar una Pratt que una Howe si tu carga es de techo ligero o de entrepiso, y elegir mal te hace usar más acero del necesario. En vivienda y naves ligeras las que más usamos son Pratt y Warren por sencillez, mientras que Fink y Americana son clásicas para techos de teja con pendiente pronunciada.

La Pratt tiene montantes verticales y diagonales inclinadas que trabajan a tracción bajo carga gravitacional, por lo que es muy eficiente en techos donde la carga va hacia abajo. La Howe es al revés, con diagonales a compresión, y se usaba mucho en madera pero en acero sigue funcionando para claros cortos. La Warren forma triángulos equiláteros sin montantes verticales, es ligera y muy limpia visualmente para pasarelas. La Fink es la típica de casa con teja, con varias subdivisiones que acortan la longitud de cordón superior para que no pandee con el peso de la teja.

Tabla 1: Tipos de cerchas metálicas y cuándo usarlas

Si tu techo es de lámina con pendiente baja, una Pratt de 10 a 12 metros con peralte de 60 a 80 cm te da buen desempeño sin gastar mucho en soldadura, y si tu techo es de teja con pendiente de 25 a 30%, una Fink te permite apoyar rastreles a cada 40 cm sin que el cordón superior se pandee entre nudos. En proyectos de ampliación, una de un agua con 25% de pendiente en una crujía de 3 metros sube 75 cm y ya te da altura para iluminación alta sin que la casa se vea desproporcionada desde la calle.

Partes de una cercha metálica

Las partes de una la cercha son cordón superior e inferior, montantes verticales, diagonales, nudos, pendolón, tirante y apoyos que forman triángulos estables para transmitir cargas.  Conocer cada parte te ayuda a hablar el mismo idioma con el herrero y a revisar que no falte ningún elemento, porque muchas fallan no por cálculo sino porque omiten diagonales en campo o cambian el tirante por un perfil más delgado para ahorrar.

• Cordón superior o par: va inclinado siguiendo pendiente de techo, trabaja a compresión y define forma y pendiente de Esta estructura.
• Cordón inferior o tirante: es horizontal o ligeramente inclinado, trabaja a tracción y evita que la estructura se abra en apoyos.
• Montantes: piezas verticales que unen cordones y acortan longitud de pandeo del cordón superior, en Pratt trabajan a compresión.
• Diagonales: piezas inclinadas que cierran el triángulo y llevan cortante hacia apoyos, en Pratt trabajan a tracción bajo carga vertical.
• Pendolón: montante central que va de tirante a cumbrera y ayuda a colgar plafón o a dar rigidez en el centro del claro.
• Nudos, cartelas y correas: nudos son uniones, cartelas refuerzan nudo y correas son perfiles sobre cordón superior donde se atornilla lámina.

Tabla 2: Partes de una cercha metálica y su función

Cuando revises Este elemento en taller, verifica que cada nudo tenga cartela de al menos 3/16 de pulgada y que la soldadura no sea solo punteada, porque el nudo es donde se concentran todos los esfuerzos y una soldadura pobre se fisura con viento o con sismo. Si tu cubierta lleva canalón, deja la correa de alero 5 cm más abajo para que el canalón quede escondido detrás de la lámina y no se vea desde la calle, lo cual da un acabado más limpio.

Cómo calcular la cercha para techo

Calcular Esta estructura para techo es definir claro, carga muerta y viva, pendiente, peralte, separación entre cerchas y perfiles de cordones y diagonales mediante equilibrio de nudos.  No es solo sacar longitud de barras, es asegurar que no se pandee ni se deforme más de lo permitido, por lo que siempre partimos de cargas reales y no de suposiciones. En vivienda, una cercha metálica de 8 metros para lámina suele llevar peralte de L/15 a L/20, es decir, entre 40 y 53 cm, y con eso ya tienes una buena base para predimensionar antes de afinar con cálculo en software.

Pasos que usamos para predimensionar

• Define claro y pendiente: mide distancia entre apoyos y decide pendiente mínima según material de cubierta, por ejemplo 20% para teja y 5% para lámina.
• Calcula cargas: suma peso de lámina o teja, estructura, plafón, instalaciones y carga viva de mantenimiento de 20 kg por m2 más viento según zona.
• Elige separación entre cerchas: lo común es 3 a 4 metros para lámina y 2 a 3 metros para teja, porque a mayor separación más carga por nudo y más peralte necesitas.
• Predimensiona peralte: usa L/15 para teja pesada y L/20 para lámina ligera, por ejemplo 8 metros entre L/15 igual 53 cm de peralte total.
• Analiza por nudos: con método de nudos o con software como CYPE 3D o SAP, saca fuerzas de cada barra a tracción y compresión y elige perfil tubular o ángulo doble.
• Revisa flecha y pandeo: la flecha no debe pasar de L/240 en techos y el cordón superior no debe pandear entre correas, por lo que separa correas a 70 a 80 cm máximo.

Tabla 3: Predimensionado rápido de este sistema

Para que Este elemento quede realmente recta, traza en piso una plantilla a escala real con tiza y coloca todos los perfiles sobre ella antes de soldar, porque si soldas a ojo siempre queda una diagonal más larga y la estructura se tuerce, y luego no asienta bien sobre la placa base. Un truco que usamos en obra para no sacar calculadora es que 10% es 10 cm de subida por cada metro horizontal, 20% son 20 cm por metro y 30% son 30 cm por metro, así que si tu faldón es de 5 metros y quieres 25%, sabes que subes 1.25 metros sin hacer cuentas complicadas.

Cuando ya tienes altura de cumbrera y quieres verificar pendiente, mide horizontal desde paño exterior de muro hasta eje de cumbrera, no hasta borde de teja, porque el vuelo de 40 cm no cuenta para pendiente y te puede dar un porcentaje menor al real. Nos pasó una vez en una ampliación donde midieron sobre la teja y marcaron 28% cuando en realidad era 22%, y tuvimos que meter membrana para no levantar todo. Si tu techo lleva canalón, deja correa de alero más abajo para que el canalón quede escondido detrás de lámina y no se vea desde calle.

Cercha vs viga diferencias

La diferencia entre esta estructura y viga es que la cercha metálica es triangulada y trabaja con barras a tracción y compresión, mientras la viga es una pieza sólida que trabaja principalmente a flexión.  Esa diferencia cambia peso, costo y cómo pasan instalaciones, por lo que no siempre la viga es mejor aunque se vea más sencilla. En claros de más de 6 metros la cercha metálica empieza a ser más eficiente porque con menos acero cubres más luz y dejas huecos para pasar ductos, mientras que una viga de alma llena necesita más peralte y pesa más para el mismo claro.

• Trabajo estructural: este sistema con barras axiales, viga con flexión y cortante, por lo que cercha aprovecha mejor el acero.
• Peso: este elemento 30 a 40% más ligera que viga de alma llena para mismo claro, lo que reduce cimentación y grúa.
• Peralte: la cercha necesita más peralte total pero deja pasar instalaciones por dentro, viga necesita perforaciones que deben reforzarse.
• Fabricación: esta estructura con más cortes y soldaduras en taller, viga con menos juntas pero con más kilogramos por metro lineal.
• Costo: en claros cortos hasta 6 m gana viga por simplicidad, en claros de 8 a 15 m gana este sistema por peso y montaje.

Tabla 4: Cercha vs viga

Si tu proyecto es una casa de 6 metros de claro con losa plana, una viga IPR te resuelve sin complicarte, pero si tu proyecto es una terraza de 10 metros sin columnas intermedias y quieres dejar vista la estructura, la cercha metálica te da esa ligereza visual y te deja pasar lámparas y ventiladores por dentro sin perforar nada. En una nave pequeña de 8 por 12 metros, con tres cerchas metálicas a cada 4 metros y montenes de 4 pulgadas, montas toda la estructura en un día con cuatro personas y una grúa pequeña, mientras que con vigas IPR necesitas grúa más grande y más tiempo porque cada viga pesa casi el doble.

Detalles constructivos de cercha metálica

Los detalles constructivos de cercha metálica son placas base, anclajes, cartelas en nudos, soldadura, tornillería, correas y arriostramientos que aseguran montaje y estabilidad lateral.  Si un detalle queda mal resuelto, la cercha metálica puede estar bien calculada y aun así fallar en montaje, por lo que en plano siempre dejamos nudo tipo a escala 1:10 con espesor de cartela y tipo de soldadura especificado para que el herrero no improvise.

• Placa base y anclajes: placa de 3/8 a 1/2 pulgada con 4 anclas de 1/2 pulgada mínimo, nivelada con grout de 2 cm para repartir carga y evitar que la cercha se hunda en un punto.
• Cartela en nudos: lámina de 3/16 a 1/4 pulgada que une cordones y diagonales, con soldadura continua no solo punteada, y con borde redondeado para no generar concentración de esfuerzos.
• Soldadura en taller: filete de 3/16 mínimo con electrodo E7018, limpia de escoria y con inspección visual, en nudos críticos con ultrasonido si el claro supera 12 metros.
• Correas y largueros: montados sobre cordón superior a 70 a 80 cm, con atornillado que no perfore cordón en zona de compresión máxima, usa clip o cartela para no debilitar.
• Arriostramiento lateral: varilla de 3/8 o ángulo de 1 pulgada en X entre cerchas metálicas para que no se volteen durante montaje y para dar estabilidad ante viento lateral.
• Protección anticorrosiva y contra fuego: primario epóxico rico en zinc más poliuretano, y si queda aparente en interior con pintura intumescente según minutos de resistencia requeridos.

En montaje siempre usamos grúa pequeña y arriostramos la primera cercha metálica con puntales temporales hasta que colocamos la segunda y la X de varilla, porque la estructura sola es muy estable en su plano pero muy inestable fuera de él y se puede voltear con un empujón. Una vez que tienes dos cerchas arriostradas entre sí, el conjunto ya se sostiene y puedes seguir montando correas sin riesgo.

En una obra que supervisamos, no arriostraron y una ráfaga de viento tumbó tres cerchas recién montadas, por suerte sin nadie abajo, pero nos enseñó que el arriostramiento temporal no es opcional. Deja siempre un paso de gato sobre la estructura para mantenimiento, porque subirte directo sobre la teja la quiebra y genera goteras que no tenías.

En una cochera de 6 metros, dejar el tirante a 2.40 m de altura te permite pasar camioneta sin problema y colgar lámparas sin que estorben, mientras que si lo dejas más bajo siempre terminas golpeando la estructura al subir cosas al tapanco, que es un detalle que se olvida y luego molesta todos los días.

Si tu cubierta es de teja, deja las correas a 70 cm máximo para que el cordón superior no pandee entre apoyos, porque aunque el cálculo diga que aguanta, visualmente la teja se ve ondulada y el cliente piensa que está mal hecha aunque estructuralmente esté bien.

Para montaje, siempre lleva la estructura en dos partes si el claro supera 10 metros y la calle es angosta, porque una pieza de 12 metros no da vuelta en esquina y terminas pagando grúa extra solo para cruzarla, mientras que en dos tramos la subes con polipasto y unes arriba con cubreplacas atornilladas.

Cuando calcules cargas, no olvides el peso del plafón, de las lámparas y del posible panel solar a futuro, porque muchos dejan solo lámina y luego le cuelgan 200 kg de paneles y la flecha se va más allá de lo permitido sin que lo notes hasta que la lámina se ve colgada.

Deja siempre arriostramiento en X con varilla de 3/8 entre las dos primeras estructuras antes de seguir montando, porque sin esa X la primera se puede voltear con viento y se lleva las demás como dominó, y eso lo vimos en una obra donde no arriostraron a tiempo.

Para que quede realmente recta, traza en piso una plantilla a escala real con tiza y coloca todos los perfiles sobre ella antes de soldar, porque si soldas a ojo siempre queda una diagonal más larga y la estructura se tuerce, y luego no asienta bien sobre la placa base.

Si tu techo lleva canalón, deja la correa de alero 5 cm más abajo que las demás para que el canalón quede escondido detrás de la lámina y no se vea desde la calle, lo cual da un acabado más limpio y evita que el agua se regrese por capilaridad hacia el interior del faldón.

Para transporte, fabrica en taller en dos mitades y únelas en obra con cubreplacas atornilladas en cordones, no soldadas, porque soldar arriba es más riesgoso y requiere andamio, mientras que atornillar con tornillo estructural A325 es rápido y queda con la misma resistencia.

Con este sistema bien diseñado y montado tienes un techo sin columnas intermedias, que deja pasar luz y aire por arriba y que se puede desmontar y reutilizar si cambias de nave, algo imposible con viga de concreto sin demoler.

Preguntas Frecuentes

¿Qué es una cercha metálica?

Es una estructura triangulada de acero con cordones, montantes y diagonales que trabajan a tracción y compresión para cubrir claros amplios sin columnas. Con poco acero logra luces de 10 a 20 metros y deja pasar instalaciones por dentro de los triángulos.

¿Cuáles son los tipos de cerchas metálicas?

Pratt con diagonales a tracción para techos con carga gravitacional, Howe con diagonales a compresión para claros cortos, Warren en V sin montantes para pasarelas y Fink subdividida en W para techos de teja con pendiente.

¿Qué partes tiene una cercha metálica?

Cordón superior a compresión, cordón inferior o tirante a tracción, montantes verticales, diagonales inclinadas, pendolón central, nudos con cartelas, correas sobre cordón superior y placas base con anclajes en apoyos.

¿Cómo calcular una cercha metálica para techo?

Define claro, pendiente y separación entre cerchas, calcula cargas muerta, viva y viento, predimensiona peralte con L/15 para teja y L/20 para lámina, analiza fuerzas por nudos con software y revisa flecha L/240 y pandeo de cordón entre correas a 70 a 80 cm.

¿Qué diferencia hay entre cercha metálica y viga?

La cercha metálica trabaja con barras axiales y pesa 30 a 40% menos que una viga de alma llena para mismo claro, deja pasar instalaciones entre diagonales y necesita más peralte pero aligerado. La viga trabaja a flexión y es más simple hasta 6 m, la cercha gana en 8 a 20 m.

¿Qué detalles constructivos no deben faltar en una cercha metálica?

Placa base de 3/8 a 1/2 pulgada con 4 anclas, cartela de 3/16 mínimo en nudos con soldadura continua, correas a 70 a 80 cm sin perforar cordón en compresión máxima, arriostramiento en X con varilla de 3/8 entre cerchas y protección anticorrosiva con primario epóxico.

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