Ofrece buena capacidad de carga, estabilidad estructural y facilidad de fabricación, por lo que se utiliza ampliamente en estructuras de construcción, marcos de soporte y diversas aplicaciones de ingeniería.
Las dimensiones del SHS (Square Hollow Section) se expresan generalmente como dimensión exterior × espesor de pared (mm). A continuación se muestra una tabla estándar de tamaños y peso del acero SHS basada en las normas EN 10219 y ASTM A500.
Tamaños y peso comunes del SHS
| Tamaño (mm) | Espesor (mm) | Peso (kg/m) | Área de sección (cm²) | Momento de inercia (cm⁴) | Módulo de sección (cm³) | Aplicaciones típicas |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 25 × 25 | 1.6 – 2.5 | 1.1 – 1.7 | 1.45 – 2.12 | 1.3 – 1.8 | 1.1 – 1.4 | Vallas, muebles, estructuras ligeras |
| 50 × 50 | 2.0 – 3.0 | 2.9 – 4.3 | 3.71 – 5.44 | 13.9 – 19.1 | 5.5 – 7.6 | Bastidores de equipos, barandillas |
| 75 × 75 | 2.5 – 4.0 | 5.6 – 8.8 | 7.11 – 11.1 | 61.5 – 91.5 | 16.4 – 24.4 | Maquinaria agrícola, estructuras solares |
| 100 × 100 | 3.0 – 5.0 | 9.1 – 14.8 | 11.6 – 18.9 | 179 – 279 | 35.8 – 55.8 | Columnas comerciales, entrepisos |
| 150 × 150 | 4.0 – 6.0 | 17.8 – 26.2 | 23.3 – 34.3 | 801 – 1150 | 107 – 153 | Naves industriales, dinteles pesados |
| 200 × 200 | 6.0 – 10.0 | 35.0 – 56.6 | 46.1 – 74.3 | 2850 – 4410 | 285 – 441 | Estructuras de alta carga, soportes de grúas |
| 250 × 250 | 6.0 – 16.0 | 44.5 – 113.0 | 58.1 – 144 | 5720 – 12800 | 458 – 1020 | Infraestructura, edificios de gran altura |
Nota:
Los valores de peso son teóricos y pueden variar según el grado del acero y las normas de fabricación.
Consejo de selección en ingeniería:
Para una misma dimensión de lado, aumentar el espesor de pared en 1 mm puede mejorar la capacidad de flexión en aproximadamente un 15–20%, mientras que el coste del material suele incrementarse en torno a un 10–15%.
En proyectos reales, no se deben aumentar las dimensiones únicamente de forma empírica. Es recomendable realizar verificaciones estructurales mediante software de ingeniería (como SolidWorks Simulation) o mediante el cálculo manual del módulo resistente.
En el mercado estadounidense, se utilizan comúnmente medidas en pulgadas, como 2"×2" (aprox. 50 mm), 4"×4" (aprox. 100 mm) y 6"×6" (aprox. 150 mm). El espesor de pared suele expresarse en “gauge” (por ejemplo, 11ga ≈ 3.0 mm).
En ingeniería estructural, el SHS se clasifica como un tipo de sección hueca estructural de acero. Su característica más distintiva es su sección transversal cuadrada, con los cuatro lados de igual longitud. Esta geometría proporciona un comportamiento estructural más equilibrado bajo cargas multidireccionales.
Desde el punto de vista de la fabricación, el SHS se produce normalmente a partir de fleje de acero laminado en caliente o en frío mediante un proceso de conformado por rodillos, seguido de soldadura por resistencia eléctrica de alta frecuencia (ERW) para cerrar la sección. En comparación con perfiles abiertos como vigas en I o canales, esta sección cerrada ofrece una mejor resistencia a la torsión y mayor estabilidad estructural.
En la práctica, el SHS se utiliza comúnmente en estructuras de acero para construcción (columnas y pórticos), sistemas de soporte mecánico, así como en instalaciones y plataformas industriales.
El acero SHS se fabrica comúnmente a partir de acero estructural al carbono y acero estructural de alta resistencia de baja aleación. Aunque las designaciones de grado varían según las normas, sus rangos de propiedades mecánicas son en general comparables.
Según la norma europea EN 10219, los grados más habituales incluyen:
- S235: Límite elástico de aproximadamente 235 MPa, con buena conformabilidad y soldabilidad. Adecuado para estructuras ligeras y aplicaciones no críticas.
- S275: Ofrece mayor resistencia y tenacidad, adecuado para aplicaciones estructurales generales.
- S355: Límite elástico de aproximadamente 355 MPa. Uno de los grados de alta resistencia más utilizados en ingeniería estructural, ideal para elementos portantes y estructuras industriales.
En el sistema norteamericano, el SHS suele corresponder a ASTM A500 (Grados B / C), con propiedades equivalentes al rango S275–S355.
Desde una perspectiva práctica de ingeniería:
- Los grados de menor resistencia (como S235) se emplean en aplicaciones sensibles al costo o no estructurales.
- Los grados de mayor resistencia (como S355) se utilizan habitualmente en columnas, marcos principales y elementos portantes.
Cabe destacar que el grado del acero no solo influye en la capacidad de carga, sino también en la soldabilidad, el comportamiento en conformado en frío y el costo total. Por ello, la selección del material debe basarse siempre tanto en las cargas de diseño como en las condiciones de fabricación.
El acero SHS se produce generalmente mediante un proceso de conformado en frío y soldadura, que actualmente es el método más común para fabricar perfiles huecos estructurales. La materia prima suele ser banda de acero laminado en caliente, que se desenrolla y se nivela antes de entrar en la línea de conformado. A través de una serie de etapas de perfilado por rodillos, la banda se va moldeando gradualmente hasta formar una sección cuadrada, y posteriormente los bordes se unen mediante soldadura por resistencia eléctrica de alta frecuencia (ERW) para crear una sección cerrada.
Este proceso no consiste simplemente en “dar forma cuadrada”, sino en controlar la distribución de tensiones y la precisión dimensional durante una deformación continua. Tras el conformado, la costura de soldadura suele someterse a tratamientos térmicos en línea o a procesos de alivio de tensiones para garantizar un comportamiento estructural uniforme.
En comparación con los tubos sin costura, este método de fabricación hace que el SHS sea más adecuado para la producción estandarizada, aplicaciones estructurales de presión media y baja, y proyectos de ingeniería sensibles al costo.
Para condiciones de alta presión o servicios extremos, normalmente se prefieren tubos sin costura o tubos de aleaciones especiales.
Gracias a su geometría de sección cerrada y a sus características de distribución uniforme de cargas, el acero SHS es altamente versátil en aplicaciones de ingeniería.
En proyectos reales, se utiliza principalmente en las siguientes áreas:
(1) Construcción estructural
Debido a su alta capacidad de carga, el SHS se emplea comúnmente en marcos estructurales, columnas y sistemas de cubierta.
(2) Estructuras industriales y soporte de equipos
Como plataformas, soportes de maquinaria, sistemas de transporte y otras aplicaciones que requieren un cierto nivel de rigidez y estabilidad.
(3) Estructuras ligeras y sistemas fabricados
Incluyen cercas, marcos de puertas y ventanas, estructuras de exhibición, etc., donde tanto el rendimiento estructural como la apariencia son importantes.
En la mayoría de los proyectos, la selección del acero SHS comienza por las condiciones de carga más que por el grado del material.
Para estructuras estáticas generales, los tamaños estándar suelen ser suficientes. Cuando existen cargas dinámicas o esfuerzos repetidos (como en marcos de equipos o plataformas), aumentar el espesor de pared suele ser más eficaz que simplemente utilizar grados de mayor resistencia.
También es importante considerar las normas desde una etapa temprana. EN 10219 se utiliza comúnmente en Europa y Asia, mientras que ASTM A500 es más habitual en América del Norte. Aunque sus rangos de resistencia son similares, las diferencias en dimensiones y tolerancias pueden afectar la compatibilidad del proyecto.
Las condiciones ambientales también influyen. Para uso en interiores, el acero negro puede ser suficiente, mientras que en exteriores o ambientes húmedos generalmente se requiere SHS galvanizado para protección contra la corrosión.
En la práctica, los tamaños comunes suelen estar disponibles en stock, mientras que las secciones más grandes o con mayor espesor pueden requerir producción a medida, lo que afecta el costo y el plazo de entrega.
El SHS a menudo se compara con RHS y CHS en el diseño estructural.
Tubo cuadrado vs tubo rectangular (guía comparativa completa)
P1: ¿Qué significa SHS en acero?
SHS significa Square Hollow Section (sección hueca cuadrada), y se refiere a un tubo de acero con sección cuadrada utilizado en aplicaciones estructurales.
Normalmente se forma a partir de banda de acero y se suelda para crear una sección cerrada, ofreciendo resistencia equilibrada en ambas direcciones.
P2: ¿Qué es SHS vs RHS vs CHS?
SHS, RHS y CHS son tres tipos comunes de perfiles huecos estructurales, diferenciados principalmente por su forma:
- SHS (cuadrado): se utiliza cuando se requiere distribución uniforme de cargas
- RHS (rectangular): ofrece mejor desempeño en una dirección principal
- CHS (circular): preferido para torsión y esfuerzos multidireccionales
P3: ¿Qué es el acero SHS?
El acero SHS es un perfil estructural hueco de sección cuadrada, ampliamente utilizado en la construcción. Se caracteriza por sus lados iguales y su alta resistencia a la torsión.
P4: ¿Cuál es la diferencia entre SHS y HSS?
HSS (Hollow Structural Section) es un término general utilizado principalmente en América del Norte, que incluye secciones huecas cuadradas, rectangulares y circulares.
SHS es un tipo específico de HSS, que se refiere únicamente a secciones huecas cuadradas.
P5: ¿Es más resistente RHS o SHS?
Depende de cómo se aplique la carga.
El RHS suele ser más resistente cuando la carga actúa a lo largo de su eje principal, mientras que el SHS ofrece una resistencia más uniforme en múltiples direcciones.
En diseño estructural, la elección se basa en la dirección de la carga, no en una “resistencia absoluta”.
El acero SHS desempeña un papel importante en el diseño de estructuras metálicas, especialmente en aplicaciones donde se requieren resistencia, estabilidad y eficiencia en la fabricación. Se utiliza ampliamente en proyectos de construcción e ingeniería, y su selección suele basarse en las condiciones de carga, los requisitos dimensionales y la comparación con otros perfiles huecos como RHS y CHS.
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