El cálculo de embarrado de baja tensión permite elegir las dimensiones y la disposición de las pletinas que distribuyen la corriente dentro de un cuadro eléctrico. Para hacerlo correctamente hay que comprobar la intensidad de servicio, el calentamiento, la resistencia al cortocircuito y las condiciones de montaje. La sección en mm² es una parte del cálculo: por sí sola no demuestra que el conjunto pueda transportar la corriente prevista.
Un embarrado insuficiente puede producir sobretemperaturas, deteriorar los materiales próximos y comprometer las conexiones. Esta guía explica cómo definir los datos de partida, calcular una sección preliminar y verificarla, con ejemplos de 1.000 y 2.000 A. Para situar el embarrado dentro de la instalación, puedes consultar nuestra guía de sistemas de distribución eléctrica.
Si prefieres escuchar la explicación, tienes disponible una versión en audio del artículo.
¿Qué es un embarrado eléctrico y para qué sirve en un cuadro?
Un embarrado eléctrico es un conjunto de barras conductoras, habitualmente de cobre o aluminio, que recibe y distribuye energía entre los circuitos de un cuadro. Incluye las pletinas, las conexiones y los elementos de soporte y aislamiento necesarios para mantenerlas en su posición.
En baja tensión se emplea en cuadros generales de distribución, cuadros industriales y conjuntos de aparamenta de potencia. También se conoce como juego de barras o sistema de barras colectoras. Su función es ofrecer un punto común de distribución desde el que se alimentan las distintas salidas, manteniendo las condiciones eléctricas, térmicas y mecánicas previstas en el diseño.
Embarrado general, derivaciones, neutro y conductor de protección
El embarrado general o principal distribuye la energía desde la entrada del cuadro hacia sus secciones o circuitos de salida. Los embarrados de distribución secundarios y las derivaciones se dimensionan según la corriente que transporta cada tramo. Si existen varias fuentes, acoplamientos o alimentaciones por ambos extremos, debes estudiar los escenarios de funcionamiento que puedan cargar más cada sección.
En un cuadro trifásico pueden coexistir barras de fase, una barra de neutro y una barra de protección PE. No cumplen la misma función: el neutro puede transportar corriente durante el servicio normal; el PE se dimensiona para la función de protección y las corrientes de defecto que debe soportar. Por tanto, no se seleccionan automáticamente copiando la sección de las fases.
Si este artículo te ha resultado útil, también puedes leer nuestro artículo sobre Barra colectora contra cable.
Pletinas de cobre o aluminio: qué cambia en el dimensionado
El cobre presenta una resistividad menor que el aluminio conductor y permite soluciones compactas. El aluminio reduce el peso para un mismo volumen, pero suele requerir una sección mayor para obtener una resistencia eléctrica equivalente. La elección también depende del espacio disponible, de los dispositivos de conexión y de la compatibilidad del sistema de soportes.
| Propiedad de referencia | Cobre conductor | Aluminio conductor |
|---|---|---|
| Conductividad aproximada a 20 °C | 58 MS/m | 35 MS/m |
| Resistividad aproximada a 20 °C | 0,0172 Ω·mm²/m | 0,0282 Ω·mm²/m |
| Densidad aproximada | 8,9 g/cm³ | 2,7 g/cm³ |
| Implicación habitual para el diseño | Menor sección para una resistencia equivalente | Menor peso, con mayor sección para una resistencia equivalente |
| Conexiones | Preparación superficial y apriete según el sistema | Conectores compatibles, preparación superficial y apriete según el sistema |
Estos valores son aproximados y dependen de la aleación y del estado del material. La relación entre conductividades no equivale a una relación fija entre intensidades admisibles. Para comparar la capacidad de corriente debes considerar también la geometría y la disipación térmica.
En las uniones de aluminio, la capa de óxido y el comportamiento del material exigen especial atención. Utiliza los tratamientos y compuestos que indique el fabricante del sistema; no apliques una pasta de contacto por rutina. En las transiciones cobre-aluminio, emplea una solución de conexión prevista para ambos materiales. Las uniones de cobre también requieren superficies adecuadas y un par de apriete controlado.
Datos necesarios antes de calcular un embarrado de baja tensión
Antes de elegir una pletina, reúne los datos que condicionan su funcionamiento. La corriente nominal del interruptor general no sustituye al estudio de cargas ni define, por sí sola, la capacidad del embarrado.
- Corriente de diseño por tramo: cargas previstas, simultaneidad justificada, régimen de servicio y reserva para futuras ampliaciones.
- Características de la red: tensión, frecuencia, alimentación en corriente alterna o continua y escenarios de suministro.
- Material y geometría: ancho, espesor, número de pletinas por fase, orientación, separación y longitud.
- Condiciones térmicas: temperatura ambiente exterior al cuadro, ventilación, grado de protección, compartimentación y pérdidas de los equipos próximos.
- Cortocircuito: corriente prevista, valor de cresta, duración del defecto y características de la protección.
- Montaje: distancia entre soportes, material aislante, conexiones, taladros y puntos de derivación.
- Neutro y PE: desequilibrio, contenido armónico, esquema de puesta a tierra y requisitos de protección.
Si la carga trifásica está equilibrada y conoces la potencia aparente total, puedes estimar la corriente mediante I = S / (√3 × U), con S en VA y U como tensión entre fases en V. Si partes de la potencia eléctrica activa, la expresión es I = P / (√3 × U × cos φ) para las condiciones en las que ese factor de potencia representa adecuadamente la carga. Con cargas no lineales o desequilibradas, utiliza las corrientes eficaces y el factor de potencia real correspondientes.
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Cálculo de embarrado de baja tensión paso a paso
El procedimiento empieza con una selección preliminar y termina con la verificación del conjunto. Conviene dejar por escrito qué datos son hipótesis y cuáles proceden de documentación técnica del sistema elegido.
- Determina la corriente de diseño. Calcula la corriente que circulará por cada tramo en los escenarios previstos. Documenta la simultaneidad y el margen de ampliación.
- Elige el material y una configuración inicial. Comprueba el espacio disponible, las conexiones de los aparatos y las opciones de pletinas y soportes.
- Calcula la sección geométrica. Para una pletina rectangular, A = b × e. Para n pletinas iguales por fase, Afase = n × b × e, con las dimensiones en mm y la sección en mm².
- Comprueba la intensidad admisible. Utiliza datos del sistema o un método térmico adecuado para esa geometría, disposición y envolvente.
- Adapta la selección a las condiciones reales. Aplica únicamente las correcciones previstas por el fabricante o por el método utilizado, evitando contabilizar dos veces un mismo efecto.
- Verifica el cortocircuito. Revisa tanto el calentamiento durante el defecto como las fuerzas sobre pletinas, conexiones y soportes.
- Comprueba aislamiento, neutro, PE y conexiones. Confirma las distancias, la compatibilidad de los materiales y el montaje definido.
- Documenta la verificación del diseño y del cuadro terminado. Una hoja de cálculo de sección no sustituye las comprobaciones aplicables al conjunto.
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Fórmula A = I / J: útil para una estimación inicial
La densidad de corriente se expresa como J = I / A, en A/mm². Si adoptas una densidad objetivo justificada, puedes despejar A = I / J para obtener una primera sección. Sin embargo, J no es una constante universal del cobre o del aluminio: cambia con la forma de la pletina y las condiciones de funcionamiento.
Por ejemplo, si para una estimación preliminar de 1.000 A se adopta J = 1,4 A/mm² como hipótesis, resulta A = 1.000 / 1,4 ≈ 714,3 mm². Una pletina de 80 × 10 mm tiene 800 mm² y supera esa sección calculada. Eso permite estudiarla como candidata, pero no demuestra que pueda transportar 1.000 A en el cuadro previsto.
La siguiente comprobación debe realizarse con las condiciones del sistema real. Para revisar las dimensiones y la sección geométrica antes de esa verificación, consulta nuestra guía sobre la sección de una pletina de cobre.
Tabla de secciones de pletinas y cómo comprobar su capacidad de corriente
Una tabla que asigna amperios únicamente a partir de los mm² no describe toda la capacidad de un embarrado. Dos pletinas con la misma sección pueden tener distinta superficie de intercambio térmico y comportarse de manera diferente. En alterna, también influyen los efectos pelicular y de proximidad.
La siguiente tabla muestra secciones geométricas. No asigna una intensidad admisible ni un calentamiento a cada medida.
| Dimensiones de cada pletina | Pletinas por fase | Sección de cada pletina | Sección total por fase |
|---|---|---|---|
| 20 × 5 mm | 1 | 100 mm² | 100 mm² |
| 40 × 5 mm | 1 | 200 mm² | 200 mm² |
| 40 × 10 mm | 1 | 400 mm² | 400 mm² |
| 60 × 10 mm | 1 | 600 mm² | 600 mm² |
| 80 × 10 mm | 1 | 800 mm² | 800 mm² |
| 100 × 10 mm | 1 | 1.000 mm² | 1.000 mm² |
| 80 × 10 mm | 2 | 800 mm² | 1.600 mm² |
| 100 × 10 mm | 2 | 1.000 mm² | 2.000 mm² |
| 80 × 10 mm | 3 | 800 mm² | 2.400 mm² |
Qué comprobar en una tabla de intensidad admisible
Para el cálculo de barras de cobre por capacidad de corriente, identifica las condiciones que acompañan a cada valor del catálogo: temperatura ambiente, temperatura o elevación térmica de referencia, material, acabado, orientación, número de barras, separación y funcionamiento dentro o fuera de una envolvente.
No traslades directamente un valor obtenido en aire libre a un cuadro cerrado. Tampoco multipliques la capacidad de una barra por tres para justificar tres pletinas por fase: la agrupación modifica la refrigeración y la distribución de corriente. Debes utilizar datos correspondientes al conjunto de barras seleccionado.
La selección por corriente se desarrolla con más detalle en nuestra guía sobre la intensidad admisible de pletinas de cobre.
Calentamiento del embarrado y correcciones por temperatura
Las pérdidas resistivas se expresan como P = I² × R. Al circular la corriente, el conductor genera calor y lo intercambia con su entorno. La temperatura de funcionamiento depende de ese equilibrio y del comportamiento de las conexiones.
Para una estimación de la resistencia en continua, R = ρ × L / A, usando unidades compatibles. La resistividad aumenta con la temperatura. En alterna, la resistencia efectiva también depende de la frecuencia y de la disposición de las barras, por lo que no debe asumirse que coincide siempre con la resistencia en continua.
Temperatura absoluta y elevación térmica no son lo mismo
La elevación térmica se expresa como ΔT = Telemento − Tambiente de referencia. Un incremento de 50 K equivale a una diferencia de 50 °C, pero no significa que el conductor esté a 50 °C. Si el ambiente de referencia está a 35 °C, una elevación de 50 K corresponde a 85 °C en el elemento.
No existe un límite general de 70 K aplicable a cualquier embarrado. En la verificación según la serie IEC 61439 se distinguen los elementos del cuadro. Para las barras hay que considerar el conductor, los aislantes en contacto, las conexiones y los aparatos próximos. El límite aplicable debe quedar definido para el diseño concreto; tampoco procede adoptar 55 K como valor universal para todos los bornes.
Este tema es solo el principio: descubre más en nuestro artículo sobre centro de transformación prefabricado.
Cómo aplicar los factores de corrección
Comprueba qué temperatura de referencia utiliza el fabricante. La temperatura del local, la del aire dentro del cuadro y la de la pletina son magnitudes diferentes; no intercambies sus valores al aplicar una corrección.
Si la documentación establece una capacidad de referencia Iref y un factor térmico kT, la relación puede expresarse como Iadmisible = Iref × kT, dentro de las condiciones de uso de ese factor. Cuando el fabricante contempla otras correcciones, sigue su procedimiento. Si sus datos ya incluyen la envolvente y el montaje, no vuelvas a aplicar una reducción por esos mismos conceptos.
Un cuadro con ventilación limitada puede disipar menos calor que otro con una circulación de aire adecuada. La compartimentación y las pérdidas de los aparatos también importan. Por eso no hay un factor único de reducción para pasar de 35 a 40 °C, ni una capacidad universal asociada a un grado IP.
Para profundizar en los límites y en la diferencia entre sobretemperatura general y puntos calientes en las uniones, consulta el artículo sobre calentamiento del embarrado.
Comprobación del embarrado frente a cortocircuitos
Una pletina que transporta correctamente la corriente de servicio puede resultar insuficiente durante un cortocircuito. El defecto provoca un calentamiento rápido y fuerzas que actúan sobre las barras, las uniones y los soportes. Son comprobaciones complementarias.
Solicitación térmica: corriente y tiempo de despeje
La solicitación térmica depende de la energía que deja pasar la protección. Se utiliza la integral ∫ i² dt; una aproximación I² × t requiere una corriente térmicamente equivalente y condiciones que permitan emplearla. Con protecciones limitadoras, utiliza los datos de energía pasante del dispositivo para la tensión y la corriente de defecto correspondientes.
En un modelo adiabático aplicable, la condición puede escribirse como ∫ i² dt ≤ k² × A². El coeficiente k depende del material y de las temperaturas inicial y final consideradas. No debe copiarse de una tabla de cables aislados para justificar una barra desnuda sin comprobar su aplicación. La verificación del sistema incluye además las condiciones de las conexiones y del conjunto.
Solicitación mecánica: valor de cresta y soportes
El valor de cresta de la corriente de cortocircuito es relevante para las fuerzas electrodinámicas. La separación entre fases, la orientación de las pletinas, la longitud libre entre apoyos y la resistencia de los soportes condicionan la respuesta del montaje. Aumentar la sección no resuelve por sí solo una distancia excesiva entre soportes.
Cuando el sistema declara una corriente asignada de corta duración admisible, Icw, comprueba también su duración. La corriente asignada de cresta admisible, Ipk, representa otra condición de resistencia. Si la conformidad se basa en una corriente condicional de cortocircuito, hay que conservar el dispositivo de protección y las condiciones declaradas.
El análisis de fuerzas y deformaciones se explica en nuestra guía sobre esfuerzos electrodinámicos.
Aislamiento, conexiones y dimensionado del neutro y del PE
La verificación eléctrica debe comprobar la separación entre partes activas de diferente potencial y respecto de las masas. Las distancias en aire y las líneas de fuga se seleccionan según las características del conjunto, las tensiones asignadas, el grado de contaminación y los materiales aislantes. No existe una separación única válida para todos los cuadros de baja tensión.
Los taladros, las derivaciones y las zonas dobladas deben respetar el diseño de la conexión y del sistema. Revisa la sección útil local, la superficie de contacto, el acabado, la tornillería y el par especificado. El cálculo de la sección nominal de una barra recta no garantiza automáticamente el comportamiento de un empalme.
El neutro se calcula considerando desequilibrios y cargas no lineales. Los armónicos de orden triple pueden sumarse en él, de modo que reducir su sección por costumbre puede ser inadecuado. El PE requiere continuidad eléctrica y capacidad para soportar las corrientes de defecto previstas; su dimensionado responde a la función de protección.
Para seleccionar correctamente las separaciones y los recorridos sobre los aislantes, consulta nuestra guía de distancias de aislamiento y líneas de fuga.
Normativa aplicable al dimensionado de embarrados en España
En España conviene distinguir el reglamento de la instalación, las normas del conjunto y los métodos de cálculo de fenómenos concretos. Cada documento tiene un ámbito propio.
- UNE-EN IEC 61439-1:2021: reglas generales para conjuntos de aparamenta de baja tensión. Se utiliza junto con la parte específica correspondiente al tipo de conjunto. Puedes consultar su identificación y estado en el buscador de normas de AENOR.
- UNE-EN IEC 61439-2:2021: requisitos específicos de los conjuntos de aparamenta de potencia, aplicables junto con la parte 1 cuando el cuadro corresponde a esta categoría.
- REBT: Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión, aprobado por el Real Decreto 842/2002. Sus instrucciones técnicas complementarias regulan las condiciones de la instalación dentro de su ámbito.
- Serie IEC 60909: referencia para el cálculo de corrientes de cortocircuito en los sistemas que cubre.
- IEC 60865-1: métodos para estudiar los efectos mecánicos y térmicos del cortocircuito en conductores y configuraciones contemplados por la norma.
La serie IEC 60287 trata el cálculo de la intensidad admisible de cables. No debe presentarse como una tabla directa de capacidad para pletinas desnudas. De igual modo, la ITC-BT-07 se ocupa de redes subterráneas: sus tablas no se trasladan automáticamente a un embarrado dentro de un cuadro.
La verificación de diseño del conjunto debe seguir los métodos admitidos para cada característica. La disponibilidad de una fórmula o de un programa no implica que el cálculo sea suficiente en todos los casos. Comprueba la edición aplicable y las condiciones de cualquier comparación con un diseño ensayado.
Schneider Electric explica las responsabilidades del fabricante original y del fabricante del conjunto en su mini guía Prisma sobre roles y definiciones de la UNE-EN 61439-1 y 2. Es una referencia útil para entender quién aporta las verificaciones del sistema y quién responde por el cuadro terminado.
La documentación de conformidad y el marcado CE se gestionan conforme a la legislación aplicable al producto. El marcado no sustituye al expediente técnico, a la justificación del diseño ni a las verificaciones individuales del conjunto.
Ejemplo de cálculo de un embarrado para un cuadro de 2.000 A
Considera un cuadro general de baja tensión con corriente de diseño de 2.000 A por fase, barras de cobre y temperatura ambiente exterior de hasta 40 °C. El ejemplo muestra el razonamiento; las dimensiones propuestas son candidatas y su aceptación depende de la documentación y las verificaciones del sistema real.
1. Obtener una sección preliminar
Si se adopta J = 1,4 A/mm² únicamente como hipótesis inicial, resulta:
A = 2.000 / 1,4 ≈ 1.428,6 mm² por fase.
Se estudia una disposición de tres pletinas de 80 × 10 mm por fase:
Afase = 3 × 80 × 10 = 2.400 mm².
La densidad media calculada sobre esa sección total es J = 2.000 / 2.400 ≈ 0,83 A/mm². El resultado describe la relación entre corriente y sección; no acredita el reparto uniforme de corriente entre las tres pletinas ni su capacidad térmica.
¿Quieres saber más? Nuestro artículo sobre Barra Colectora Flexible amplía este tema.
2. Comprobar la capacidad en las condiciones de instalación
Necesitas datos para esa disposición de tres barras, con su orientación, separación y montaje dentro de la envolvente. Si la capacidad ya está declarada para 40 °C y las condiciones del cuadro, se compara directamente con los 2.000 A requeridos.
Para ilustrar una corrección, supongamos una capacidad de referencia de 2.500 A y un factor de temperatura de 0,90. Ambos son valores hipotéticos para este ejemplo, no datos de un fabricante ni valores asignados a las pletinas de 80 × 10 mm. La operación sería:
Iadmisible = 2.500 × 0,90 = 2.250 A.
Ese resultado superaría la corriente de diseño, siempre que la capacidad de referencia y la corrección correspondieran al sistema real y que se cumplieran las demás condiciones. Si faltan esos datos, la selección permanece sin justificar. El calentamiento del conjunto debe verificarse mediante un método admitido para el diseño; no se cierra una verificación de 2.000 A únicamente con A = I / J.
3. Verificar cortocircuito, apoyos y conexiones
La corriente prevista de cortocircuito y el tiempo de actuación de la protección son datos de partida que todavía hacen falta. Con ellos se comprueba la solicitación térmica y la resistencia del montaje al valor de cresta. Deben quedar definidos el modelo de soporte, la distancia entre apoyos, las separaciones y las conexiones.
Si estas comprobaciones no se satisfacen, puede ser necesario cambiar la geometría, reducir la distancia entre soportes, utilizar otro sistema o revisar la protección. Añadir una pletina exige volver a comprobar la disposición; no es una corrección automática.
La elección de los apoyos que completan este cálculo se desarrolla en nuestra guía sobre sujeción y aislamiento de embarrados.
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Del cálculo a la fabricación: conservar las condiciones del diseño
El embarrado fabricado debe corresponder al que se ha verificado. Antes del montaje, comprueba material, ancho, espesor, posición de taladros, radios de doblado, estado superficial y ausencia de rebabas. Durante el ensamblaje, controla las distancias, los apoyos, las conexiones y el apriete indicado por el sistema.
Conviene conservar la memoria de cálculo, los planos, las referencias de barras y soportes, los datos de las protecciones y los registros de verificación. Así se puede evaluar una modificación posterior sin suponer que el cuadro mantiene sus prestaciones tras cualquier cambio.
Para organizar estas comprobaciones en el taller, consulta nuestra guía de control de calidad en cuadros eléctricos.
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