La presión dinámica del viento sigue qz = 0,613·Kz·V², donde Kz es el factor de exposición que crece con la altura. Introduce la velocidad básica, la altura sobre el terreno y el área expuesta para obtener la presión dinámica y la fuerza correspondiente. Es el punto de partida de un cálculo ASCE 7, no la presión de diseño final: aún faltan por aplicar los factores de direccionalidad, de ráfaga y de presión.
Calculadora
Unidades:
m/s
Ráfaga de 3 segundos a 10 m, del mapa para tu categoría de riesgo
m
Altura del paramento considerado; 10 m es la altura de referencia
m²
Superficie proyectada perpendicularmente a la dirección del viento
Resultado del cálculo
Pulsa Calcular para obtener la presión dinámica a tu altura y la fuerza de referencia sobre el área expuesta. Para llegar a una presión de diseño, multiplica por el factor de direccionalidad Kd, el factor de ráfaga G y el coeficiente de presión Cp de tu paramento; mira la sección de uso.
Solución paso a paso
Ayuda de dimensionamiento preliminar. Los resultados siguen las fórmulas publicadas que se citan más abajo y están pensados para estimaciones, estudio y diseño preliminar. El proyecto definitivo debe verificarlo un ingeniero cualificado conforme a la normativa vigente donde se ejecute la obra.
Beneficios principales
✓Resuelve directamente la ecuación de presión dinámica de ASCE 7, con el Kz dependiente de la altura
✓Da presión y fuerza de referencia, para poder trasladar cualquiera de las dos
✓Enuncia con claridad los factores que faltan por aplicar: nada de falsa completitud
✓Recoge los valores de Kd, G y Cp necesarios para cerrar una comprobación del sistema principal
✓El gráfico de sensibilidad muestra el efecto cuadrático de la velocidad del viento
✓Enlaces compartibles y exportación a CSV para el archivo de proyecto
¿Qué es la carga de viento?
La presión dinámica es la presión de remanso que ejercería una corriente de aire detenida por completo. Sale de la ecuación de Bernoulli como ½ρV², y con la densidad del aire en condiciones normales el coeficiente vale 0,613 cuando la velocidad va en metros por segundo y la presión en pascales. ASCE 7 la escribe qz = 0,613·Kz·Kzt·Kd·Ke·V², donde los factores adicionales ajustan la exposición del terreno, la topografía, la direccionalidad del viento y la altitud del emplazamiento.
Por qué el factor de exposición crece con la altura
El rozamiento con el terreno frena el viento cerca de la superficie y crea una capa límite atmosférica en la que la velocidad aumenta con la altura. ASCE 7 lo traduce en Kz = 2,01(z/zg)^(2/α), donde zg es la altura de gradiente y α un exponente de terreno. Esta calculadora emplea exposición C —terreno abierto con obstáculos dispersos—, para la que zg vale 274,32 m y α vale 9,5. A la altura de referencia de 10 m, Kz vale casi exactamente 1,00, subiendo a 1,26 a 30 m y a 1,55 a 80 m.
Lo que queda por aplicar
La presión dinámica no es la presión de diseño. Para el sistema principal resistente al viento, ASCE 7 da p = q·G·Cp − qi·(GCpi): la presión dinámica se multiplica por un factor de ráfaga G, típicamente 0,85 en un edificio rígido, y por un coeficiente de presión exterior Cp que depende del paramento considerado: 0,8 en la fachada a barlovento, −0,5 a sotavento y hasta −1,4 cerca de una esquina de cubierta. También hay que incluir el factor de direccionalidad Kd, habitualmente 0,85, y cualquier factor topográfico Kzt. Esta calculadora aporta q; el resto corresponde a tu comprobación normativa.
Fórmula
q_z = 0,613 · K_z · V²
Presión dinámica en N/m² a la altura z, con V en m/s (ASCE 7, exposición C)
Fórmulas relacionadas
K_z = 2,01 (z / z_g)^(2/α)
p = q · G · C_p − q_i · (GC_pi)
q_z = 0,613 · K_z · K_zt · K_d · K_e · V²
F = p · A
Definición de variables
Símbolo
Variable
Unidad
Descripción
q_z
Presión dinámica
N/m²
Presión de remanso de la corriente de aire a la altura z, antes de los factores de ráfaga y de presión.
V
Velocidad básica del viento
m/s
Velocidad de ráfaga de 3 segundos a 10 m en exposición C, tomada del mapa para la categoría de riesgo correspondiente.
K_z
Factor de exposición
—
Ajuste por altura y terreno. En torno a 1,00 a 10 m en exposición C, creciente con la altura.
z
Altura sobre el terreno
m
Altura del paramento considerado, medida desde la rasante.
A
Área expuesta
m²
Superficie proyectada perpendicularmente al viento sobre la que actúa la presión.
G·C_p
Factores de ráfaga y de presión
—
Se aplican después de este cálculo. Típicamente 0,85 × 0,8 en una fachada a barlovento.
Cómo usar esta calculadora
Toma la velocidad básica del mapa, no de registros localesLas velocidades de ASCE 7 son ráfagas de 3 segundos a 10 m en exposición C, cartografiadas por categoría de riesgo. No sustituyas por una velocidad media horaria ni por una media medida: se definen de otra manera y son bastante menores.
Introduce la altura del paramento que compruebasPara una fachada a barlovento, ASCE 7 evalúa la presión dinámica a cada altura. Para fachadas a sotavento, laterales y cubiertas, se evalúa una sola vez a la altura media de cubierta. Usa la altura que corresponda al paramento que estás dimensionando.
Confirma que aplica la exposición CEsta calculadora emplea exposición C: terreno abierto con obstáculos dispersos. La exposición B, para terreno suburbano o arbolado, da presiones menores en la parte baja; la D, para superficies llanas abiertas y agua, las da mayores. Usar C en un emplazamiento de exposición D queda del lado inseguro.
Aplica los factores de ASCE 7 que faltanMultiplica la presión dinámica por Kd ≈ 0,85 de direccionalidad, por el factor de ráfaga G ≈ 0,85 en edificio rígido y por el coeficiente de presión Cp del paramento. Incluye Kzt si el emplazamiento está sobre una colina o un escarpe.
Combina las presiones a barlovento y a sotaventoLa fuerza total sobre un edificio es la suma de la presión positiva en la fachada a barlovento y la succión en la de sotavento. Ambas actúan en el mismo sentido sobre la estructura: se suman en lugar de anularse.
Ejemplos resueltos
Ejemplo 1
Un paramento de edificio situado a 10 m sobre el terreno tiene un área expuesta de 50 m². La velocidad básica del emplazamiento es de 40 m/s y el terreno es de exposición C. Hallemos la presión dinámica y la fuerza de referencia.
Solución paso a paso
Factor de exposición a 10 m: Kz = 2,01 × (10 / 274,32)^(2/9,5) = 2,01 × 0,4979 = 1,00
Fuerza de referencia: F = q × A / 1000 = 981,72 × 50 / 1000 = 49,09 kN
Esto es solo presión dinámica. Para llegar a una presión de diseño en fachada a barlovento:
p = q × Kd × G × Cp = 981,72 × 0,85 × 0,85 × 0,8 = 567,3 N/m²
Fuerza de diseño sobre la fachada a barlovento: 567,3 × 50 / 1000 = 28,4 kN, en torno al 58 % del valor de referencia, lo que muestra que los factores que faltan no se pueden omitir.
Ejemplo 2
La misma superficie de 50 m², pero en un paramento situado a 40 m sobre el terreno de un edificio más alto. Esto muestra lo que añade el factor de exposición con la altura.
Solución paso a paso
Factor de exposición a 40 m: Kz = 2,01 × (40 / 274,32)^(2/9,5)
40/274,32 = 0,145816; elevado a 0,21053, da 0,66677
Fuerza de referencia: F = 1.314,40 × 50 / 1000 = 65,72 kN
Comparación con el caso a 10 m: la presión ha pasado de 981,72 a 1.314,40 N/m², un 34 % más con idéntica velocidad de viento
Por eso los edificios altos se comprueban a varias alturas en la fachada a barlovento: una presión única tomada a nivel del suelo subestimaría bastante las cargas de las plantas superiores.
Sensibilidad a la velocidad del viento
La presión crece con el cuadrado de la velocidad: la curva se empina con fuerza hacia la derecha. Barrer la velocidad muestra por qué un emplazamiento costero con una velocidad de cálculo un 20 % mayor exige en torno a un 44 % más de capacidad lateral. El marcador señala tu velocidad actual.
Presión de viento (q)frente aVelocidad básica del viento
Se recalcula en vivo con tus datos. El marcador señala tu valor actual.
Gráfico de líneas de Presión de viento (q) frente a Velocidad básica del viento. Los mismos valores aparecen en la tabla de datos de abajo.
Valores representados arriba, muestreados en el rango de velocidad básica del viento.
Cómo interpretar el resultado
La presión dinámica es una magnitud intermedia, así que los tramos siguientes indican a qué clima de viento corresponde el valor obtenido, más que un veredicto. Recuerda que la presión de diseño será en torno al 50–60 % de estas cifras en una fachada a barlovento tras aplicar Kd, G y Cp, y puede superarlas en succión en las esquinas de cubierta.
Presión de viento (q): < 500Presión de viento baja
Una presión dinámica de < 500 N/m² corresponde a una situación resguardada de poca altura o a un clima de viento suave. Es improbable que la carga lateral gobierne la estructura, pero sigue habiendo que comprobar el servicio del cerramiento y sus fijaciones frente a los picos locales de succión.
Presión de viento (q): 500 – 1500Rango corriente de edificación
Una presión dinámica de 500 – 1500 N/m² corresponde al rango normal de edificación en clima de viento templado. Aplica Kd ≈ 0,85, G ≈ 0,85 y el coeficiente de presión del paramento para obtener la presión de diseño de cada cara.
Presión de viento (q): 1500 – 3000Presión alta: el arriostramiento será determinante
Una presión dinámica de 1500 – 3000 N/m² indica un clima de viento severo, un edificio alto, o ambas cosas. El viento gobernará casi con seguridad el sistema de arriostramiento por encima del sismo. Presta atención especial al cerramiento y a las zonas de borde de cubierta, donde los coeficientes de succión local llegan a −1,4 o peor.
Presión de viento (q): ≥ 3000Presión de viento extrema
Una presión dinámica de ≥ 3000 N/m² corresponde a condiciones ciclónicas o a gran altura. Un cálculo a este nivel exige el procedimiento completo de ASCE 7, presión interior incluida, y a menudo ensayos en túnel de viento. No te fíes aquí de un cálculo simplificado.
Errores comunes que evitar
Confundir la presión dinámica con una presión de diseño
Por qué importa:La presión dinámica es solo el primer término de la expresión de ASCE 7. Omitir Kd, G y Cp sobrestima en torno a un 70 % la presión en una fachada a barlovento, y subestima gravemente las succiones en las esquinas de cubierta.
✓Cómo evitarlo:Multiplica por Kd ≈ 0,85, G ≈ 0,85 y el Cp que corresponda a cada paramento. Usa los coeficientes de «componentes y revestimientos», no los del sistema principal, para dimensionar fijaciones y paneles.
Usar una velocidad media en lugar de la ráfaga de 3 segundos
Por qué importa:ASCE 7 está calibrada con ráfaga de 3 segundos a 10 m. Una velocidad media horaria suele ser entre un 25 y un 35 % menor y, como la presión va con el cuadrado, sustituirla puede reducir a la mitad la carga calculada.
✓Cómo evitarlo:Usa la velocidad básica cartografiada para tu categoría de riesgo. Si partes de otro intervalo de promediado, aplica la conversión correspondiente antes de introducirla.
Aplicar exposición C a un emplazamiento resguardado o a uno costero abierto
Por qué importa:La categoría de exposición desplaza notablemente las presiones en la parte baja: la exposición B da en torno a un 30 % menos que la C cerca del suelo, y la D más. Equivocarse sesga todos los números que vienen después.
✓Cómo evitarlo:Evalúa el terreno a barlovento en la distancia de aproximación exigida en todas las direcciones. Cuando las categorías difieran según la dirección, adopta el caso más desfavorable para el paramento que dimensionas.
Ignorar la presión interior
Por qué importa:Un edificio con un hueco grande puede desarrollar una presión interior que se suma a la succión exterior en cubierta y en las fachadas a sotavento. En un edificio parcialmente abierto, el coeficiente interior llega a ±0,55, y puede dominar la carga neta.
✓Cómo evitarlo:Clasifica el edificio como cerrado, parcialmente abierto o abierto e incluye el término qi(GCpi). Una sola puerta grande que quede abierta durante un temporal cambia la clasificación.
Usar coeficientes medios de cubierta en bordes y esquinas
Por qué importa:La succión se concentra de forma espectacular en bordes, esquinas y cumbreras: los coeficientes locales llegan a −1,4 o más, varias veces el valor corriente. Los fallos de cubierta empiezan casi siempre en esas zonas.
✓Cómo evitarlo:Usa los coeficientes de «componentes y revestimientos» del capítulo 30 de ASCE 7, que distinguen zona interior, borde y esquina, y dimensiona las fijaciones en consecuencia.
Olvidar que las presiones a barlovento y a sotavento se suman
Por qué importa:La presión positiva empuja la fachada a barlovento mientras la succión tira de la de sotavento. Ambas actúan en el mismo sentido sobre la estructura, así que el cortante total en la base es la suma y no la mayor de las dos.
✓Cómo evitarlo:Calcula ambas fachadas y súmalas para determinar la fuerza lateral total sobre el sistema principal.
Aplicaciones prácticas
▸Estimar cargas laterales preliminares en la estructura de un edificio
▸Dimensionar fijaciones de cerramiento y soportes de muro cortina
▸Comprobar rótulos, vallas publicitarias y muros exentos
▸Estimar cargas sobre andamios y obras provisionales
▸Evaluar los esfuerzos de viento sobre equipos y pantallas en cubierta
▸Comparar viento y sismo para identificar el caso lateral determinante
Casos de uso por sector
Proyecto de edificación
En fase de anteproyecto, los ingenieros calculan la presión dinámica a la altura media de cubierta y comparan el cortante en la base resultante con el valor sísmico. Ese caso determinante fija todo el sistema de arriostramiento, así que la comparación se hace antes de dimensionar ninguna barra.
Ingeniería de fachadas
El cerramiento lo gobiernan los picos de succión local más que las presiones medias, así que los ingenieros de fachada aplican coeficientes de «componentes y revestimientos» que pueden valer varias veces los del sistema principal, con los peores casos concentrados en esquinas y petos.
Obras provisionales
Andamios entoldados y vallas presentan grandes áreas expuestas por poco dinero, y el viento gobierna con frecuencia su estabilidad. Como la presión va con el cuadrado de la velocidad, la decisión de entoldar un andamio puede multiplicar varias veces el lastre necesario.
Consejos prácticos
💡La presión va con el cuadrado de la velocidad: un 20 % más de velocidad es un 44 % más de carga.
💡La presión dinámica se duplica aproximadamente entre el suelo y los 100 m en exposición C: comprueba las fachadas altas a varios niveles.
💡La presión a barlovento y la succión a sotavento actúan en el mismo sentido: súmalas para el cortante en la base.
💡Esquinas y bordes de cubierta sufren la peor succión de todos los paramentos, y ahí es donde empiezan los fallos de cubierta.
💡Compara viento y sismo pronto. El caso determinante decide el arriostramiento y sale caro descubrirlo tarde.
💡Para una forma inusual, un emplazamiento en terreno complejo o un edificio muy alto, un ensayo en túnel de viento suele salir más barato que el conservadurismo que impone el procedimiento normativo.
Ventajas y limitaciones
Ventajas
✓Implementa la expresión de presión dinámica de ASCE 7 de forma directa y transparente
✓Incluye el factor de exposición dependiente de la altura en vez de suponerlo constante
✓Da presión y fuerza de referencia, para trasladar cualquiera de las dos
✓Lo bastante rápida para comparar alturas y velocidades en anteproyecto
✓Enuncia sus propios límites, para que no se olviden los pasos normativos que faltan
Limitaciones
!Devuelve solo la presión dinámica: quedan por aplicar Kd, G, Cp y la presión interior
!Supone exposición C; las exposiciones B y D dan resultados bastante distintos en la parte baja
!Omite el factor topográfico Kzt, que puede multiplicar la presión por 1,5 o más en colinas y escarpes
!Omite el factor de altitud Ke, un ajuste menor pero real en cotas elevadas
!No distingue los coeficientes del sistema principal de los de componentes y revestimientos
!No considera la respuesta dinámica, que importa en estructuras esbeltas o flexibles
!No sirve para estructuras abiertas, torres de celosía ni rótulos exentos, que tienen sus propios coeficientes de fuerza
Presión dinámica según altura y velocidad
Presión dinámica en exposición C, calculada con qz = 0,613·Kz·V². Las presiones de diseño en fachada a barlovento serán en torno al 58 % de estos valores tras aplicar Kd, G y Cp; las succiones en esquinas de cubierta pueden superarlos.
Presiones dinámicas en exposición C, con zg = 274,32 m y α = 9,5. Valores previos a los factores de direccionalidad, ráfaga y presión.
¿Cómo se calcula la presión del viento sobre un edificio?
Parte de la presión dinámica qz = 0,613·Kz·V² y multiplica después por el factor de direccionalidad Kd, el factor de ráfaga G y el coeficiente de presión Cp del paramento. A 40 m/s y 10 m de altura, la presión dinámica vale 982 N/m², que quedan en unos 567 N/m² en una fachada a barlovento.
¿Qué es la presión dinámica?
La presión de remanso que ejercería una corriente de aire llevada al reposo, igual a ½ρV². Con la densidad normal del aire y la velocidad en m/s, la constante vale 0,613. Es el punto de partida de un cálculo de viento según ASCE 7, no la presión de diseño que acaba sobre el paramento.
¿Por qué aumenta la presión del viento con la altura?
El rozamiento con el suelo frena el viento cerca de la superficie y produce una capa límite en la que la velocidad crece con la altura. ASCE 7 lo modela mediante Kz, que en exposición C vale en torno a 1,00 a 10 m, 1,34 a 40 m y 1,77 a 150 m sobre el terreno.
¿Qué es la categoría de exposición C?
Terreno abierto con obstáculos dispersos de menos de 9 m de altura: campo raso, praderas y el entorno de la mayoría de los aeródromos. La exposición B cubre terrenos suburbanos y arbolados, con presiones menores en la parte baja, y la D superficies llanas abiertas y agua, con presiones mayores.
¿Qué es el factor de ráfaga G?
Un factor que recoge que las ráfagas de pico no cargan todo un edificio a la vez, y también su respuesta dinámica. Se toma igual a 0,85 en edificio rígido; una estructura flexible con frecuencia propia por debajo de 1 Hz cae en el procedimiento dinámico del apartado 26.11.
¿Qué coeficiente de presión debo usar?
Para el sistema principal, Cp vale típicamente 0,8 en la fachada a barlovento y −0,5 a sotavento, con valores de cubierta que varían con la pendiente. Para cerramiento y fijaciones, usa los coeficientes de «componentes y revestimientos» del capítulo 30, bastante más severos en bordes y esquinas.
¿Se suman las presiones a barlovento y a sotavento?
Sí. La presión positiva empuja la fachada a barlovento mientras la succión tira de la de sotavento, y ambas actúan en el mismo sentido sobre la estructura. El cortante total en la base es su suma, lo que impide ignorar la succión de sotavento en el cálculo del arriostramiento.
¿Qué efecto tiene la velocidad del viento sobre la carga?
Un efecto cuadrático. Duplicar la velocidad cuadruplica la presión, y un aumento del 20 % produce un 44 % más de carga. Por eso las estructuras costeras y en zona ciclónica exigen bastante más capacidad lateral que las situadas algo más hacia el interior.
¿Qué es la presión interior y cuándo importa?
La presión que se desarrolla dentro de un edificio a través de sus huecos, que se suma a las presiones exteriores o las alivia. Es pequeña en un edificio cerrado, pero llega a ±0,55 en uno parcialmente abierto, clasificación que puede desencadenar una sola puerta grande abierta.
¿Cuándo hace falta un ensayo en túnel de viento?
Para edificios de forma inusual, emplazamientos en terreno complejo, estructuras muy altas o esbeltas, y casos en los que un procedimiento normativo impondría un conservadurismo excesivo. El capítulo 31 de ASCE 7 lo admite como alternativa, y en obras grandes suele amortizarse en material ahorrado.
Glosario
Presión dinámica (qz)
La presión de remanso ½ρV² de la corriente de aire a la altura z, magnitud de partida de un cálculo de viento según ASCE 7.
Velocidad básica del viento (V)
La velocidad de ráfaga de 3 segundos a 10 m en exposición C, cartografiada para una categoría de riesgo dada.
Factor de exposición (Kz)
El factor que ajusta la presión dinámica por la altura sobre el terreno y la rugosidad del emplazamiento.
Categoría de exposición
Una clasificación de la rugosidad del terreno a barlovento: B suburbano, C abierto, D llano y sin obstáculos.
Factor de direccionalidad (Kd)
Una reducción, habitualmente 0,85, que recoge la baja probabilidad de que el viento de pico coincida con la peor dirección.
Factor de ráfaga (G)
Un factor que considera la correlación de las ráfagas sobre un edificio y su respuesta dinámica; 0,85 en estructura rígida.
Coeficiente de presión (Cp)
La relación entre la presión sobre un paramento y la presión dinámica, variable según el paramento y su posición en el edificio.
Factor topográfico (Kzt)
Una amplificación que se aplica cuando el emplazamiento está sobre una colina, una loma o un escarpe que acelera el viento.
Coeficiente de presión interior (GCpi)
El coeficiente que describe la presión que se desarrolla dentro de un edificio a través de sus huecos.
Sistema principal resistente al viento
El conjunto de elementos estructurales que transmite la carga global de viento a la cimentación, frente al cerramiento.
Referencias científicas y normativas
ASCE/SEI 7-22 §26.10 — Velocity Pressure Exposure Coefficient and Velocity Pressure — American Society of Civil Engineers
ASCE/SEI 7-22 tabla 26.10-1 — Velocity Pressure Exposure Coefficients Kh and Kz — American Society of Civil Engineers
ASCE/SEI 7-22 §27.3 — Wind Loads on Buildings: Main Wind Force Resisting System — American Society of Civil Engineers
ASCE/SEI 7-22 capítulo 30 — Wind Loads: Components and Cladding — American Society of Civil Engineers
UNE-EN 1991-1-4 y su Anejo Nacional — Eurocódigo 1: acciones de viento en estructuras — CEN
ASCE/SEI 7-22 capítulo 31 — Wind Tunnel Procedure — American Society of Civil Engineers
Conclusión
La presión dinámica del viento sigue qz = 0,613·Kz·V², creciendo con el cuadrado de la velocidad y con la altura a medida que la capa límite se adelgaza. Esa dependencia cuadrática es el titular práctico: un 20 % más de velocidad de cálculo significa un 44 % más de carga, lo que convierte la categoría de exposición y la velocidad del emplazamiento en datos que conviene verificar con cuidado en vez de suponer. Lo que este cálculo da es la magnitud de partida, no la respuesta: el factor de direccionalidad, el de ráfaga y los coeficientes de presión de cada paramento aún separan la presión dinámica de una presión de diseño, y en las esquinas de cubierta los coeficientes de componentes y revestimientos pueden superar la propia presión dinámica.
Introduce arriba las condiciones de tu emplazamiento y barre después la velocidad del viento en el gráfico para ver a qué ritmo crece la carga.
