La intensidad admisible de pletinas de cobre no es una propiedad del cobre: es el resultado de una hipótesis térmica. La misma pletina de 100 × 10 mm puede figurar con 1.500 A en el catálogo de su proveedor y con más de 2.000 A en otra tabla, y ninguna de las dos está equivocada. Cambia la temperatura ambiente de referencia, el calentamiento admisible y el montaje.
Un cuadrista me enseñó una vez una termografía de agosto. Un embarrado de 630 A, un cuadro cerrado en una sala sin ventilación forzada, y una junta atornillada brillando a 96 °C mientras el resto del recorrido se mantenía por debajo de 70. El resto del cuadro, correcto. Solo aquella unión.
Lo primero que hicieron fue revisar el cálculo, convencidos de que alguien se había equivocado con la sección. No era eso. La hoja de cálculo estaba bien hecha y las cuentas cuadraban. El problema estaba una casilla más arriba, en la tabla de la que habían sacado el amperaje: era correcta, pero describía una situación que no se parecía a aquella sala.
Esa historia resume casi todos los errores de intensidad admisible de pletinas de cobre que he visto explicados después. No suelen venir de una mala multiplicación, sino de aplicar una tabla fuera de sus hipótesis. Vamos a recorrer el camino completo — tabla, derrateo, densidad de corriente y cortocircuito — y al final volveremos a aquel cuadro de agosto para dimensionarlo bien.
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Por qué dos tablas de intensidad admisible de pletinas de cobre dan cifras distintas
Toda tabla de intensidad admisible de pletinas de cobre lleva escrita, casi siempre en letra pequeña bajo el título, la hipótesis con la que se calculó. Ahí está la información importante y ahí es donde casi nadie mira.
Las tablas que maneja habitualmente un cuadrista en España vienen de la DIN 43671, la referencia que usan los distribuidores de cobre del mercado. Sus condiciones son estas: temperatura ambiente de 35 °C, temperatura final de la barra de 65 °C y conductividad de 56 MS/m, corriente alterna hasta 60 Hz y pletinas montadas de canto. Cuando hay varias en paralelo, se separan una distancia igual a su espesor. Distinguen además entre barra pintada y barra brillante: una superficie pintada radia mejor el calor y admite más corriente que la misma pletina pulida.
La tabla que verá más abajo en este artículo parte de otra hipótesis: 40 °C de ambiente, una única pletina al aire en calma y un calentamiento de 35 K o de 50 K, es decir, conductor a 75 °C o a 90 °C. Y utiliza 58 MS/m de conductividad.
Ponga las dos una al lado de la otra y la diferencia salta. Solo pasar de 30 K de calentamiento a 35 K ya justifica del orden de un 8 o 10 % más de corriente, porque la disipación por convección natural crece con el salto térmico. El resto viene de algo más gordo. Una pletina sola al aire libre disipa por sus dos caras y por los cantos; la hipótesis de instalación interior supone un conjunto mucho menos generoso en refrigeración.
Ninguna de las dos miente. Describen situaciones distintas. El error no es usar una u otra: es usarlas sin leer el encabezado.
De ahí sale la única regla que le pediría que se llevara de esta sección. Antes de coger un número de cualquier tabla, responda a cuatro preguntas: ¿qué ambiente supone?, ¿qué temperatura final del conductor admite?, ¿la pletina está al aire o dentro de una envolvente?, ¿y está pintada o desnuda? Si su instalación no coincide, el número necesita corrección antes de entrar en el cálculo.
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Tabla de intensidad admisible de pletinas de cobre por sección
La tabla siguiente recoge la intensidad admisible de pletinas de cobre rectangulares para dimensionado preliminar y comparación rápida entre secciones. Relaciona medida, sección, peso, resistencia y capacidad en un solo sitio, que es justo lo que hace falta en fase de anteproyecto.
| Ancho (mm) | Espesor (mm) | Sección (mm²) | Peso (kg/m) | Resistencia CC (μΩ/m a 20 °C) | Intensidad con ΔT = 35 K (A) | Intensidad con ΔT = 50 K (A) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 15 | 3 | 45 | 0,40 | 383 | 190 | 230 |
| 20 | 3 | 60 | 0,54 | 287 | 240 | 290 |
| 25 | 3 | 75 | 0,67 | 230 | 285 | 345 |
| 25 | 5 | 125 | 1,11 | 138 | 415 | 500 |
| 30 | 5 | 150 | 1,34 | 115 | 480 | 580 |
| 40 | 5 | 200 | 1,78 | 86 | 595 | 720 |
| 40 | 10 | 400 | 3,57 | 43 | 1.020 | 1.240 |
| 50 | 5 | 250 | 2,23 | 69 | 710 | 860 |
| 50 | 10 | 500 | 4,46 | 34,4 | 1.220 | 1.480 |
| 60 | 5 | 300 | 2,67 | 57,5 | 825 | 1.000 |
| 60 | 10 | 600 | 5,35 | 28,7 | 1.390 | 1.690 |
| 80 | 5 | 400 | 3,57 | 43 | 1.020 | 1.240 |
| 80 | 10 | 800 | 7,13 | 21,5 | 1.740 | 2.120 |
| 100 | 10 | 1.000 | 8,90 | 17,2 | 2.110 | 2.560 |
| 120 | 10 | 1.200 | 10,7 | 14,4 | 2.450 | 2.980 |
Hipótesis de esta tabla de intensidad admisible de pletinas de cobre: una sola pletina al aire en calma, 40 °C de ambiente. ΔT = 35 K da un conductor a 75 °C; ΔT = 50 K a 90 °C. Hay que corregir para un ambiente más alto, montaje dentro de la envolvente, ventilación pobre o pletinas apiladas.
Un apunte que da confianza en cualquier tabla: la columna de resistencia se puede verificar a mano. Con una resistividad de 0,017241 Ω·mm²/m, una pletina de 1.000 mm² sale a 17,2 μΩ/m, y una de 45 mm² a 383 μΩ/m. Los valores cuadran. Si alguna vez encuentra una tabla cuya resistencia no salga de esa cuenta, desconfíe del resto.
Lea las dos columnas de ΔT como límites térmicos, no como un aprobado o suspenso. La de 35 K es conservadora. La de 50 K permite más corriente, pero también acerca el conductor a 90 °C, y con él el aislamiento, los soportes, las juntas y cualquier componente que esté cerca.
Y una advertencia sobre el paralelo, porque es donde más se peca: dos pletinas no dan el doble de intensidad. Las caras interiores dejan de refrigerar bien. Volveremos sobre ello en un momento.
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Derrateo: cuando la tabla deja de valer tal cual
El derrateo no es un margen de seguridad arbitrario. Es la corrección que se aplica a la intensidad admisible de pletinas de cobre cuando la instalación real no coincide con la hipótesis de la tabla. Responde a una física sencilla: el calor generado crece con el cuadrado de la corriente, mientras que el calor evacuado depende del aire disponible, de la superficie y de la geometría del armario.
Aplique corrección siempre que el ambiente supere los 40 °C, cuando las pletinas vayan dentro de envolventes ajustadas, cuando varias corran juntas o cuando el apilado reduzca la superficie expuesta. Y use criterio propio si hay armónicos, ventilación deficiente o ciclos de carga muy exigentes.
La fórmula de cribado es directa:
Intensidad corregida = Intensidad de tabla × factor de ambiente × factor de apilado × factor de instalación
Corrección por temperatura ambiente
Estos factores parten de una referencia de 40 °C. Sirven para orientar el diseño, no para sustituir el ensayo del conjunto.
| Temperatura ambiente (°C) | Factor |
|---|---|
| 25 | 1,10 |
| 30 | 1,07 |
| 35 | 1,03 |
| 40 | 1,00 |
| 45 | 0,97 |
| 50 | 0,93 |
| 55 | 0,89 |
| 60 | 0,85 |
Fíjese en lo poco que perdona la parte alta de la tabla. Pasar de 40 a 50 °C se lleva un 7 % de la capacidad; llegar a 60 °C, un 15 %. En una sala de cuadros sin renovación de aire un día de agosto, esos grados aparecen solos.
Pletinas en paralelo
| Número de pletinas en paralelo | Factor por pletina |
|---|---|
| 1 | 1,00 |
| 2 | 0,90 |
| 3 | 0,80 |
| 4 | 0,75 |
Ejemplo: una pletina de 80 × 10 mm admite 1.740 A con ΔT = 35 K. Dos apiladas dan 2 × 1.740 × 0,90 = 3.132 A, no 3.480. Con cuatro pletinas la penalización ya es de una cuarta parte por barra, y a partir de ahí conviene preguntarse si no sale mejor una sección mayor con menos barras.
Estos factores sirven para decidir rápido. La verificación final del conjunto — calentamiento, distancias de aislamiento y línea de fuga, tenida al cortocircuito — pertenece al ámbito de la UNE-EN IEC 61439-1 y se hace con ensayo o con reglas de diseño verificadas, no con una hoja de cálculo.
Para seguir leyendo sobre cálculo de embarrado de baja tensión, consulta nuestro artículo relacionado aquí.
Densidad de corriente: el chivato rápido
La densidad de corriente divide la intensidad prevista entre la sección y da un número en A/mm². No sustituye al cálculo térmico, pero sí funciona como alarma temprana: si le sale un valor alto, algo va a doler más adelante aunque la tabla diga que pasa.
| Tipo de instalación | Densidad recomendada (A/mm²) |
|---|---|
| Cuadros y celdas cerradas | 1,2–1,8 |
| Embarrados al aire, bien ventilados | 1,8–2,5 |
| Instalaciones exteriores al aire libre | 2,0–3,0 |
| Cargas intermitentes o de corta duración | Hasta 3,5 |
Una densidad excesiva no solo estresa el aislamiento. Sube la temperatura de las uniones atornilladas, acelera la oxidación de las superficies de contacto, aumenta la caída de tensión y erosiona la fiabilidad a largo plazo. Aquella junta a 96 °C no estaba caliente porque la pletina fuera pequeña en abstracto. Estaba caliente porque la densidad de corriente en ese tramo dejaba muy poco margen, y la unión, que siempre es el punto más frágil, fue la primera en acusarlo.
Trátelo como un semáforo: verde, siga; ámbar, revise el montaje; rojo, suba de sección aunque la tabla le diera el visto bueno.
Cortocircuito: la otra mitad del dimensionado
Una pletina tiene que hacer dos cosas distintas. Conducir la corriente de servicio de forma permanente y sobrevivir a la corriente de defecto durante el tiempo que tarde la protección en despejarla. Son dos verificaciones separadas y la segunda se olvida con demasiada frecuencia.
Para una comprobación térmica adiabática rápida se usa:
I²t = k² × S²
Donde I es la corriente de defecto en amperios, t la duración en segundos, S la sección en mm² y k una constante del material. Para cobre desnudo, partiendo de la temperatura de servicio y limitando el final a unos 200 °C, se emplea habitualmente k ≈ 141 A·√s/mm². El valor exacto depende de las temperaturas inicial y final, así que tómelo de la norma aplicable antes de cerrar un proyecto.
Con ese valor, una pletina de 500 mm² soporta:
I = 141 × 500 / √1 = 70.500 A durante 1 segundo
Ahora bien, esta comprobación solo cubre el efecto térmico. No dice nada de los esfuerzos electrodinámicos entre fases, que crecen con el cuadrado de la corriente y son los que arrancan soportes y deforman embarrados. Ese cálculo lo cubre la UNE-EN 60865-1, que trata los efectos térmicos y mecánicos del cortocircuito sobre conductores rígidos y flexibles. Está además en revisión mediante el proyecto PNE-prEN IEC 60865-1.
En la práctica: separación entre soportes, tipo de aislador y arriostramiento se deciden aquí, no en la tabla de amperios.
Este tema es solo el comienzo: descubre más en nuestro artículo sobre software de cálculo de embarrado.
Cobre o aluminio, con los números en su sitio
Conviene aclarar una confusión que circula mucho, porque se cuenta al revés más veces de las que se cuenta bien.
El cobre electrolítico ronda el 100 % IACS. El aluminio de las aleaciones habituales de embarrado se queda bastante por debajo: la aleación 6101, predominante en barras de distribución, tiene alrededor del 56 % de la conductividad del cobre. De ahí sale el dato que de verdad importa: para una aplicación de corriente concreta, la sección de la barra de aluminio será en torno a un 56 % mayor que la de cobre.
Ese es el dato correcto, y no significa que el cobre transporte 1,6 veces más corriente a igualdad de dimensiones. Significa que necesita aproximadamente 1,6 veces menos sección para el mismo trabajo. A igualdad de medidas, la pletina de aluminio conduce claramente menos, pero la diferencia es bastante menor que ese 1,6 porque una barra más gruesa también disipa mejor.
| Propiedad | Pletina de cobre | Pletina de aluminio |
|---|---|---|
| Conductividad | ~100 % IACS (cobre electrolítico) | ~56 % (aleación 6101) |
| Sección para la misma intensidad | Referencia | En torno a un 56 % mayor |
| Peso a igualdad de medidas | Mayor | Del orden de tres veces menor |
| Coste del metal | Más alto | Más bajo |
| Comportamiento en la unión | Estable | Exige limpieza y pasta antioxidante |
| Densidad de corriente habitual | 1,5–3,0 A/mm² | 1,0–2,0 A/mm² |
Elija cobre cuando el espacio del cuadro sea escaso, la geometría sea exigente y la fiabilidad de la unión sea crítica. Elija aluminio cuando manden el peso y el coste, y haya sitio de sobra. Y si va a aluminio, no negocie la disciplina de la unión: la capa de óxido que se forma al contacto con el aire no conduce, así que hay que limpiar las superficies, aplicar compuesto antioxidante y apretar al par que indique el fabricante.
Volvamos al cuadro de agosto
Ahora tenemos todo lo necesario para dimensionar aquel embarrado como debió hacerse. Los datos: 630 A permanentes, cuadro cerrado, 45 °C de ambiente en el peor día, dos pletinas en paralelo por fase.
El primer intento fue el que casi todo el mundo haría: dos pletinas de 25 × 5 mm.
- Intensidad de tabla: 415 A cada una con ΔT = 35 K.
- Factor de ambiente a 45 °C: 0,97.
- Factor de apilado con dos barras: 0,90.
- Capacidad corregida: 2 × 415 × 0,90 × 0,97 = 725 A.
Pasa. Sobre el papel, 725 A cubren los 630 A con un 15 % de margen, y ahí es donde se cerró aquel cálculo.
Pero mire la densidad de corriente. Dos pletinas de 25 × 5 dan 250 mm² en total, y 630 / 250 = 2,52 A/mm². Para un cuadro cerrado, esa cifra está muy por encima de la banda recomendada de 1,2 a 1,8. El semáforo estaba en rojo desde el principio y nadie lo miró.
Rehagamos la elección con dos pletinas de 40 × 5 mm:
- Intensidad de tabla: 595 A cada una.
- Capacidad corregida: 2 × 595 × 0,90 × 0,97 = 1.039 A.
- Sección total: 400 mm². Densidad: 630 / 400 = 1,58 A/mm², dentro de la banda.
Duplicamos el margen térmico, la densidad entra en zona razonable y el coste añadido es el de 150 mm² más de cobre por fase. Comparada con una parada de producción en agosto y una junta rehecha en caliente, la cuenta se hace sola.
Falta el último paso, que en aquel cuadro nadie llegó a hacer: comprobar la tendencia al cortocircuito frente al nivel de defecto real de la instalación y revisar la separación entre soportes. La tabla de amperios no dice nada de eso.
¿Te interesa saber más? Nuestro artículo sobre el precio de la pletina de cobre profundiza en este tema.
Lo que conviene llevarse
Determinar la intensidad admisible de pletinas de cobre no es buscar una fila en una tabla. Es una secuencia, y saltarse un paso es lo que produce termografías incómodas.
- Determine la corriente permanente máxima, no la nominal del interruptor.
- Fije el ambiente y el método de instalación antes de abrir ninguna tabla.
- Lea el encabezado de la tabla y compruebe que sus hipótesis se parecen a su cuadro.
- Aplique corrección por temperatura, envolvente y apilado.
- Verifique la densidad de corriente como segunda opinión.
- Compruebe la tensión al cortocircuito frente al nivel de defecto del punto.
- Revise soportes, distancias y acceso a las uniones.
La unión atornillada merece un párrafo propio al cerrar, porque estadísticamente es donde falla el embarrado. Un par de apriete insuficiente eleva la resistencia de contacto y calienta ese punto por encima del resto del recorrido. Uno excesivo deforma el material y hace que la presión caiga con el tiempo. El resultado es el mismo por los dos caminos. Si su taller fabrica las propias pletinas, la calidad del corte, del taladro y del radio de plegado entra directamente en esta ecuación.
