Calculadora de carga de nieve en cubierta
Base normativa: esta herramienta implementa disposiciones seleccionadas del ASCE/SEI 7-22, capítulo 7 e IBC §1608, ambas normas estadounidenses. Sirve para predimensionado y análisis didáctico; no calcula según el Eurocódigo EN 1991-1-3, que emplea otra formulación. Todo diseño estructural definitivo debe validarlo un ingeniero competente conforme a la normativa local.
Por qué importa el peso de la nieve
La nieve recién caída pesa entre 80 y 320 kg/m³ (5 a 20 lb/pie³), pero la nieve húmeda compactada y el hielo alcanzan 480 a 960 kg/m³ (30 a 60 lb/pie³). Subestimar esa carga sobre pares, cerchas, correas y entablado produce flechas excesivas, fisuración de techos y, en el peor caso, colapso.
Metodología de cálculo (ASCE 7-22)
1. pg = Carga de nieve en el terreno (mapa o normativa local)
2. pf = 0,7 × Ce × Ct × Is × pg (cubierta plana, §7.3)
3. ps = Cs × pf (cubierta inclinada, §7.4)
4. pm = Is × pg si pg ≤ 20 psf
Is × 20 psf si pg > 20 psf (mínimo, §7.3.4)
5. Carga de proyecto = máx(ps, pm)
6. Carga total = Carga de proyecto × Superficie en proyección horizontal
7. Ventisquero: hd = 0,43 × lu^(1/3) × (pg + 10)^(1/4) − 1,5 (pies)
pd = hd × γ w = 4 × hd (§7.7)
El factor 0,7 refleja que no toda la nieve del terreno se acumula en cubierta expuesta: el viento la barre y el sol la funde. La densidad se toma como γ = mín(30; 0,13 × pg + 14) en lb/pie³. El pg va de 0 psf en el sur de Estados Unidos a 30-50 psf (1,44-2,39 kPa) en Nueva Inglaterra y los Grandes Lagos, y 60-100 psf (2,87-4,79 kPa) en el norte de Maine.
Coeficientes de mayoración
| Coeficiente | Situación | Valor |
|---|---|---|
| Ce exposición (Tabla 7.3-1) | Totalmente expuesta / parcial / abrigada | 0,9 / 1,0 / 1,2 |
| Ct térmico (Tabla 7.3-3) | Calefactada por encima de 18 °C | 1,0 |
| Sin calefacción, frigorífico o marquesina / bajo cero permanente | 1,2 / 1,3 | |
| Invernadero calefactado en continuo | 0,85 | |
| Is importancia (Tabla 1.5-2) | Cat. I agrícola o almacenaje / Cat. II residencial y comercial | 0,8 / 1,0 |
| Cat. III aforo > 300, colegios / Cat. IV hospitales, bomberos | 1,1 / 1,2 |
El coeficiente de pendiente Cs depende de la temperatura de la cubierta y del acabado. En cubierta caliente (Ct ≤ 1,0) las superficies deslizantes sin obstáculos —chapa, vidrio, pizarra— mantienen Cs = 1,0 hasta 5° y bajan linealmente a 0 en 70°; el resto de acabados (teja asfáltica, láminas, tejuela) lo mantienen hasta 30°. En cubierta fría (Ct ≥ 1,2) los umbrales suben a 10° y 45°.
Ejemplo resuelto: vivienda en Burlington (Vermont)
- pg: 35 psf = 1,68 kPa
- Ce: parcialmente expuesta = 1,0 · Ct: calefactada = 1,0 · Is: categoría II = 1,0
- Pendiente: 6:12 (26,57°) con teja asfáltica, acabado no deslizante
- pf: 0,7 × 1,0 × 1,0 × 1,0 × 35 = 24,5 psf = 1,17 kPa
- Cs: pendiente ≤ 30° → Cs = 1,0 → ps = 24,5 psf (1,17 kPa)
- Superficie en proyección: 186 m² (2.000 pies²)
- Carga total: 1,17 × 186 = 218 kN, o sea 22.230 kg (49.000 lb)
Preguntas frecuentes
¿Cuánto pesa la nieve acumulada en un tejado?
Depende de la densidad: 30 cm de nieve recién caída a 160 kg/m³ pesan unos 48 kg/m², mientras que los mismos 30 cm de nieve húmeda compactada a 700 kg/m³ pesan 210 kg/m². Por eso el cálculo se hace sobre el pg normativo y no sobre el espesor medido.
¿Qué es un ventisquero y por qué hay que comprobarlo?
Cuando el viento sopla sobre una cubierta más alta o un obstáculo, transporta nieve y la deposita en forma triangular sobre la cubierta baja adyacente. Ese sobrecargo local (pd = hd × γ) puede multiplicar la carga uniforme y es causa habitual de fallo en cubiertas a dos niveles.