Cálculo de Embarrado de Baja Tensión: Dimensionado por Intensidad y Calentamiento

Un embarrado subdimensionado no avisa. Simplemente, un día, el cuadro empieza a calentar más de la cuenta. Las pletinas pierden color, el aislamiento de los cables cercanos se reseca antes de tiempo y, en el peor de los casos, aparece un punto caliente que termina en avería. El cálculo de embarrado de baja tensión existe precisamente para que eso no llegue a pasar. Sé parte de la corriente que va a circular. Se fija un calentamiento máximo admisible, medido en kelvin sobre la temperatura ambiente. Y se elige la sección y el material de pletina que garantizan ese resultado.

Esta guía recorre el proceso completo: qué es un embarrado, cómo se comporta térmicamente, cómo se calcula paso a paso, qué dice la normativa española y cómo se aplica todo ello a un caso real de 2.000 A. El objetivo es que, al terminar de leerla, tengas criterio propio para dimensionar o para revisar un embarrado sin depender únicamente de la tabla de un fabricante.

Como alternativa, a continuación encontrará una versión en audio de este artículo para su comodidad.

¿Qué es un embarrado eléctrico y por qué es crítico su dimensionado?

Un embarrado eléctrico es, en esencia, un conductor metálico rígido —normalmente en forma de pletina plana— que recoge la corriente en un cuadro y la reparte hacia los distintos circuitos de salida. En aparamenta de baja tensión, en cuadros generales de distribución y en paneles industriales, cumple el mismo papel que las venas en un organismo: concentra el flujo principal antes de que se ramifique.

El problema aparece cuando el proyectista elige la sección por costumbre o directamente la copia de un proyecto anterior sin revisar la corriente real. Una pletina demasiado pequeña obliga al cobre o al aluminio a trabajar con una densidad de corriente excesiva. Eso dispara el calentamiento por efecto Joule: la energía que se disipa en forma de calor cuando la corriente atraviesa una resistencia. Si ese calor no se evacúa bien, degrada el aislamiento. Además, aumenta la resistencia de contacto en los empalmes y acelera el envejecimiento de todo el conjunto.

Varios factores físicos entran en juego a la vez: el material conductor, la sección transversal, el acabado superficial de la pletina y el método de instalación. Ninguno se puede fijar de forma aislada; el dimensionado de conductores eléctricos siempre es un ejercicio de equilibrio entre estas cuatro variables, y conviene tenerlo presente antes de abrir cualquier hoja de cálculo. En el fondo, el dimensionado de embarrado eléctrico consiste en decidir bien estas cuatro variables antes de que las decida la avería.

Pletina de cobre vs. pletina de aluminio: selección de material y densidad de corriente

La primera decisión de ingeniería, antes incluso de calcular ninguna sección, es el material. En la práctica, se reduce casi siempre a dos opciones: pletina de cobre o pletina de aluminio.

El cobre conduce mejor —una conductividad de referencia en torno a 58 MS/m frente a los 35 MS/m del aluminio— y admite una densidad de corriente admisible más alta para la misma sección. Eso significa embarrados más compactos, algo que agradece cualquier cuadro con espacio limitado. El aluminio, a cambio, pesa aproximadamente un tercio que el cobre por el mismo volumen. Eso simplifica el soporte estructural en instalaciones de gran amperaje. Su coste por kilogramo también suele ser menor, aunque haya que emplear más sección para igualar la intensidad admisible.

Hay un matiz que muchos constructores de cuadros aprenden a base de averías. El aluminio forma una capa de óxido superficial que dificulta el contacto en los empalmes. Por eso exige pasta antioxidante y un buen control del par de apriete. El cobre tolera mejor un montaje algo menos cuidado, aunque tampoco está libre de oxidación con el tiempo.

Para quien busca una pletina de cobre vs aluminio comparativa rápida antes de pedir presupuesto, aquí está resumida en una sola tabla.

Como regla práctica: cobre cuando la densidad de corriente y el espacio disponible son la prioridad; aluminio cuando el peso y el coste del proyecto pesan más que unos centímetros extra de pletina.

Calentamiento en embarrados: fundamentos y límites admisibles

Aquí está el núcleo técnico de todo el artículo, y conviene leerlo despacio: la intensidad admisible de un embarrado no la fija la corriente en sí, sino el calentamiento que esa corriente produce. El calentamiento, ΔT, es la diferencia entre la temperatura que alcanza el embarrado en régimen y la temperatura ambiente que lo rodea.

Cuando la corriente atraviesa la pletina, se genera calor por efecto Joule (P = I² × R). Ese calor se acumula hasta que la pletina alcanza una temperatura en la que consigue disipar, por convección y radiación, la misma cantidad de energía que está generando. A partir de ese punto, el sistema entra en régimen estacionario: la temperatura ya no sube más, y esa temperatura final —o mejor dicho, su elevación sobre el ambiente— es lo que hay que mantener dentro de un límite.

La UNE-EN 61439-1, norma española que adopta la IEC 61439-1 para conjuntos de aparamenta de baja tensión, fija esos límites por tipo de elemento: típicamente 70 K para conductores desnudos como los embarrados y 55 K para bornes, aunque conviene revisar siempre la edición vigente y las condiciones concretas del ensayo, ya que estos valores varían según el punto de medida y el tipo de acabado. El calentamiento juego de barras UNE-EN 61439 es, en definitiva, el dato que decide si una sección vale o no vale para el proyecto. La antigua UNE-EN 60439, ya sustituida, sigue apareciendo referenciada en proyectos más antiguos y merece la pena saber identificarla si te llega documentación de una instalación previa.

En la práctica, no basta con calcular el calentamiento teórico y dar el proyecto por cerrado. Conviene revisar la ventilación del envolvente, la disposición de las pletinas entre sí —el aire necesita circular entre barras, no solo alrededor del conjunto— y el acabado superficial, porque una pletina pintada u oxidada disipa de forma distinta a una pletina pulida.

Influencia de la temperatura ambiente y las condiciones de instalación en la intensidad admisible

Las tablas de intensidad admisible se calculan casi siempre para una temperatura ambiente de referencia, habitualmente 35 °C. Cuando la instalación real supera esa cifra —algo frecuente en salas de máquinas, envolventes exteriores o cuadros junto a fuentes de calor— hay que aplicar un factor de corrección de intensidad admisible que reduce la capacidad nominal de la pletina.

Un ejemplo real: un embarrado dimensionado para 1.000 A a 35 °C puede quedar reducido a unos 850 A si la temperatura ambiente sube a 45 °C. La cifra concreta depende del fabricante y de la curva de derating aplicada, pero el orden de magnitud sirve como aviso: ignorar la temperatura ambiente real de la sala eléctrica es uno de los errores de especificación más comunes, y de los más caros de corregir una vez montado el cuadro.

El tipo de envolvente influye en el mismo sentido. Un cuadro cerrado con grado de protección IP alto y ventilación escasa retiene el calor mucho peor que uno con rejillas de ventilación o convección forzada, así que la pletina de cobre para cuadros eléctricos que funciona perfectamente en un envolvente ventilado puede quedarse corta en uno estanco. A frecuencias de red habituales (50 Hz), el efecto pelicular —la tendencia de la corriente a concentrarse en la superficie del conductor— apenas penaliza secciones convencionales; solo empieza a ser relevante en pletinas muy gruesas o en aplicaciones de alta frecuencia, un matiz que casi nunca hace falta considerar en un cuadro de distribución estándar. El REBT (RD 842/2002), a través de sus Instrucciones Técnicas Complementarias, remite a este tipo de criterios térmicos cuando regula las condiciones de instalación de conductores en baja tensión.

Cálculo de embarrado: metodología paso a paso

Con los fundamentos claros, el cálculo se convierte en una secuencia ordenada. Así es como se aborda en la práctica, tanto en oficina técnica como sobre el terreno:

1. Identificar la corriente de diseño (I), en amperios, a partir de la carga prevista del cuadro. Aquí conviene ser generoso: prever el crecimiento futuro sale mucho más barato que ampliar un cuadro ya montado.
2. Elegir el material conductor —cobre o aluminio— y anotar su resistividad de referencia, según los criterios de selección ya comentados.
3. Aplicar la densidad de corriente objetivo: entre 1,0 y 1,6 A/mm² es habitual para pletinas de cobre en instalaciones bien ventiladas; el aluminio trabaja con valores más conservadores.
4. Calcular la sección transversal mínima: A = I / J, donde J es la densidad de corriente elegida.
5. Verificar el calentamiento frente a la tabla de intensidades admisibles del fabricante o mediante balance térmico, comprobando que no se supera el límite de la UNE-EN 61439.
6. Aplicar los factores de corrección por temperatura ambiente, tipo de envolvente y disposición de las pletinas.
7. Comprobar la capacidad de cortocircuito (valor I²t), porque una pletina bien dimensionada en régimen puede resultar insuficiente frente a una falta si no se revisa este último punto.

Este séptimo paso se salta con más frecuencia de la que debería. La intensidad admisible de la pletina de cobre en servicio normal y su resistencia mecánica y térmica ante un cortocircuito son cálculos distintos, y un embarrado puede cumplir de sobra el primero y fallar el segundo si no se refuerza el soporte o se aumenta la sección.

A modo de referencia rápida, un cálculo de pletina de cobre de 1000 A con los mismos siete pasos —densidad de 1,4 A/mm², temperatura ambiente de 35 °C— arroja una sección mínima cercana a los 715 mm², bastante más manejable que el caso de 2.000 A que se desarrolla más adelante.

Tabla de intensidad admisible: sección vs. corriente nominal en pletinas de cobre y aluminio

Antes de entrar en la tabla, conviene fijar las condiciones de referencia: los valores siguientes son orientativos, pensados para pletina plana, en disposición horizontal, con ventilación libre y una temperatura ambiente de 35 °C. Se han calculado con el criterio simplificado de densidad de corriente descrito arriba; no proceden literalmente de un catálogo concreto, así que la selección final de producto siempre debe confirmarse con la tabla certificada del fabricante o con un software de cálculo validado.

Para leer la tabla: entra por la corriente de diseño de tu proyecto y por el calentamiento admisible que hayas fijado —50 K si quieres margen adicional, 70 K si trabajas en el límite normativo— y elige la sección correspondiente.

Merece la pena repetirlo: esta tabla sirve para hacerse una idea rápida y para razonar el pedido de material, pero la intensidad admisible de la pletina de cobre que finalmente firmas en el proyecto debe salir del fabricante elegido, con su geometría exacta de pletina y su curva de derating propia.

Normativa aplicable al dimensionado de embarrados en baja tensión

España no aplica UL 891 ni NEMA PB 2 como normas de referencia para embarrados en cuadros de distribución; el marco aquí es europeo y nacional, y conviene tenerlo bien mapeado antes de firmar cualquier proyecto:

• UNE-EN 61439-1, que fija los requisitos generales para conjuntos de aparamenta de baja tensión y sustituye a la antigua UNE-EN 60439. Puedes consultar el detalle de la norma directamente en el buscador de normas de AENOR.
• UNE-EN 61439-2, específica para conjuntos de aparamenta de potencia (PDA), y que se aplica siempre junto a la parte 1.
• UNE-EN 60287, norma de base para el cálculo de la intensidad admisible de cables y conductores, cuya metodología térmica también se emplea como referencia para embarrados.
• El REBT — Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión, aprobado por el Real Decreto 842/2002, marco regulatorio nacional que, a través de sus Instrucciones Técnicas Complementarias (ITC-BT), concreta los requisitos según el tipo de instalación.
• La ITC-BT-07, sobre redes subterráneas, cuya metodología de intensidades admisibles resulta extrapolable a otros conductores en baja tensión.
• El Marcado CE, exigido para todo conjunto de aparamenta que se comercialice en España, en conformidad con la Directiva de Baja Tensión 2014/35/UE.

Fabricantes como Schneider Electric detallan en sus propias guías técnicas los roles y definiciones que introduce la UNE-EN 61439 embarrados para conjuntos de aparamenta, un buen complemento práctico si quieres ver cómo se traduce la norma en un producto real: mini guía Prisma sobre roles y definiciones de la UNE-EN 61439-1 y 2.

Ejemplo práctico de dimensionado de embarrado: cuadro de BT de 2.000 A

Vamos al terreno con un dimensionado embarrado cuadro general de baja tensión completo. Un cuadro general de distribución de baja tensión (CGBT), con embarrado principal en cobre, debe soportar 2.000 A. La sala eléctrica alcanza 40 °C en verano y el envolvente es ventilado, no estanco.

Paso 1. Sección mínima teórica: A = I / J = 2.000 / 1,4 ≈ 1.428 mm², tomando una densidad de corriente de diseño de 1,4 A/mm², un valor intermedio dentro del rango habitual para cobre.

Paso 2. Se selecciona una sección estándar de catálogo: tres pletinas de 80 × 10 mm por fase, es decir, 2.400 mm² en total. Queda margen sobre el mínimo teórico, lo cual es deseable en un cuadro general que previsiblemente crecerá con el tiempo.

Paso 3. Se comprueba la intensidad admisible en la tabla del fabricante a 35 °C de referencia, confirmando que el calentamiento se mantiene por debajo del límite de 70 K que marca la UNE-EN 61439.

Paso 4. Se aplica el factor de corrección por temperatura ambiente real: a 40 °C, un factor típico de 0,91 reduce la capacidad nominal calculada en el paso anterior.

Paso 5. Se confirma que, tras aplicar la corrección, la corriente nominal resultante sigue siendo igual o superior a los 2.000 A exigidos. Si no lo fuera, tocaría subir de sección o añadir una cuarta pletina por fase.

En España, un CGBT que se comercialice debe cumplir la UNE-EN 61439-1 y -2 y llevar Marcado CE. Conviene documentar este cálculo en la memoria técnica del proyecto, porque es precisamente lo que un organismo de control revisa cuando audita la instalación.

Del cálculo al cuadro: lo que un embarrado bien dimensionado le ahorra a tu proyecto

Todo el proceso descrito se resume en tres ideas que conviene llevarse de este artículo. Primero, la sección de la pletina debe reflejar la corriente de diseño real y la densidad de corriente objetivo, no una cifra heredada de un proyecto anterior. Segundo, el calentamiento hay que verificarlo siempre frente a los límites de la UNE-EN 61439-1, corrigiendo por la temperatura ambiente real de la sala eléctrica. Tercero, la elección entre cobre y aluminio no es solo una cuestión de coste: afecta al rendimiento térmico, al peso del cuadro y al mantenimiento de los empalmes durante toda la vida útil de la instalación.

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Cálculo de embarrado de baja tensión: las preguntas que todo proyectista de cuadros se hace