f'c en MPa y kg/cm²: la tabla de equivalencias y los valores que se usan en obra

En Colombia el concreto se especifica en MPa, pero en obra se sigue hablando en kg/cm² y, entre quienes trabajaron con equipos importados, en psi. Las tres cifras conviven en la misma conversación y ahí nacen los errores: alguien pide «210», otro anota «21» y un tercero entiende «21 kg/cm²». Esta guía pone las equivalencias oficiales y explica dónde el redondeo importa y dónde no.

La unidad oficial es el MPa

El Título C de la NSR-10 lo declara en C.1.6.1: «El presente Título del Reglamento está presentado en el sistema internacional de medidas (SI)». Y remite al Apéndice C-F, que trae la equivalencia entre el sistema SI, el sistema mks (kgf/cm²) y el sistema inglés (psi). Esa tabla es la referencia que puedes citar en una discusión, porque es del reglamento mismo:

Un MPa es un megapascal: un millón de newtons por metro cuadrado, o —más útil de recordar— un newton por milímetro cuadrado. Un cilindro de 150 mm de diámetro tiene 17.671 mm² de área; si falla a 21 MPa, la prensa aplicó unos 371 kN. Esa es toda la física del asunto.

El factor exacto y el factor de obra

La conversión no es exactamente 10. Un kilogramo-fuerza equivale a 9,80665 newtons por definición, de modo que:

• 1 MPa = 10,1972 kgf/cm² (valor exacto redondeado a cuatro cifras).
• 1 kgf/cm² = 0,0980665 MPa.
• 1 MPa = 145,038 psi.

La NSR-10 redondea a 10 kgf/cm² y a 142,2 psi por MPa. Ese redondeo es deliberado: la tabla del Apéndice C-F no está convirtiendo mediciones, está emparejando designaciones equivalentes de concreto. «21 MPa», «210 kgf/cm²» y «3.000 psi» son tres nombres para la misma clase de concreto en tres reglamentos distintos, aunque las cifras no coincidan al decimal (21 MPa son en rigor 214,1 kgf/cm² y 3.046 psi).

Consecuencia práctica: nadie va a rechazar un concreto por esa diferencia de 4 kgf/cm². Pero la aceptación se juzga en la unidad del plano. Si el plano dice 21 MPa, los criterios de C.5.6.3.3 se aplican sobre 21 MPa, no sobre 210 kgf/cm² convertidos de vuelta.

Los valores que de verdad se usan en obra en Colombia

Esta tabla no es un catálogo de lo que venden las plantas: es la lista de los valores que aparecen en la NSR-10 y de dónde sale cada uno. Ningún valor de aquí es «típico» ni inventado.

Dos lecturas útiles de esa tabla:

• Los mínimos por durabilidad (28, 31 y 35 MPa) suelen ser más altos que los mínimos por resistencia. Un elemento en contacto con suelo sulfatado o expuesto a cloruros termina exigiendo más concreto del que pediría el cálculo. Por eso C.4.1.1 obliga a tomar el mayor de los tres valores.
• Los nombres de obra (175, 210, 280, 350) vienen de la costumbre del sistema mks. Son etiquetas, no mediciones. Cuando pidas y cuando firmes, usa la unidad del plano.

Cómo convertir sin equivocarse

Para pasar de MPa a kgf/cm², multiplica por 10 si solo quieres ubicarte, y por 10,1972 si necesitas el número exacto. Para pasar de kgf/cm² a MPa, divide por 10 (o por 10,1972). Para psi, multiplica los MPa por 145 y redondea.

El error que más caro sale no es el redondeo: es perder un factor de 10. «21» y «210» son el mismo concreto en unidades distintas; «21 kg/cm²» sería un material que no sirve ni para un solado. Si una cotización, una remisión o un plano trae un número sin unidad, no lo interpretes: pregunta.

Por qué la resistencia se mide a 28 días

Porque así lo define el reglamento. C.5.6.2.4 dice que un ensayo de resistencia es el promedio de al menos dos probetas de 150 × 300 mm o de al menos tres de 100 × 200 mm, «preparadas de la misma muestra de concreto y ensayadas a 28 días o a la edad de ensayo establecida para la determinación de f'c». Los cilindros a 7 días son un indicio de proceso, no un resultado de aceptación: sirven para que la planta corrija a tiempo, no para aprobar ni rechazar una entrega.

Y ojo con la aritmética de la aceptación, que también está en MPa. Según C.5.6.3.3, el nivel de resistencia es satisfactorio si el promedio de cada tres ensayos consecutivos es igual o superior a f'c y ningún ensayo individual queda por debajo de f'c en más de 3,5 MPa cuando f'c es 35 MPa o menos (o en más del 10 % de f'c cuando supera los 35 MPa). Esos 3,5 MPa son unos 36 kgf/cm²: una tolerancia estrecha, no un colchón.

Antes de pedir

Escribe el f'c en MPa tal como aparece en el plano estructural, agrega la equivalencia en kg/cm² entre paréntesis la primera vez si tu equipo la necesita, y no permitas que la conversión se haga dos veces en la cadena. Con el f'c definido puedes pedir cotizaciones a concreteras; si te falta el volumen, usa la calculadora de concreto premezclado.

Preguntas frecuentes

¿210 kg/cm² es exactamente 21 MPa?

No exactamente: 21 MPa son 214,1 kgf/cm² con el factor exacto. Pero el Apéndice C-F de la NSR-10 los trata como designaciones equivalentes, y así se usan en el mercado. Lo que no puede pasar es que la aceptación se juzgue en una unidad y el plano esté en la otra.

¿Por qué mi cotización dice «3.000 psi»?

Porque el proveedor está usando la nomenclatura del sistema inglés, heredada del ACI 318. Según el Apéndice C-F equivale a 21 MPa. Pídelo por escrito en MPa para que coincida con el plano y con los informes de laboratorio.

¿Un concreto de 17,5 MPa se puede pedir como «175»?

Se entiende así en obra, y es el valor que el Título E exige en E.4.2.1 para los elementos de confinamiento de viviendas de uno y dos pisos. Formalmente son 178,5 kgf/cm², pero la clase se nombra 175. Escríbelo como 17,5 MPa en el pedido y en la remisión.

¿Los cilindros de 100 × 200 mm dan lo mismo que los de 150 × 300 mm?

La NSR-10 admite ambos (C.5.6.3.2), pero cambia cuántos se necesitan: dos cilindros de 150 × 300 mm o tres de 100 × 200 mm por ensayo. El comentario CR5.6.2.4 explica el motivo: los cilindros pequeños tienen una variabilidad de ensayo cerca de un 20 % mayor, y por eso se exige uno más para mantener el nivel de confianza. El tamaño debe acordarse antes de empezar y mantenerse constante para cada clase de concreto.