Hay dos formas de equivocarse al elegir la sección de una pletina de cobre, y son distintas.
La primera: quedarse corto para la carga. La pletina se calienta por encima de lo previsto, envejece el aislamiento que la rodea y degrada las uniones. No falla de golpe: falla despacio, durante años.
La segunda es más traicionera. Una pletina bien dimensionada para la corriente de servicio puede ser insuficiente para la de defecto. En la primera falta real se deforma, o las uniones atornilladas se sueldan entre sí. Ahí no hay años: hay un semiciclo.
Dimensionar un embarrado no es un cálculo. Es una secuencia de comprobaciones que deben cumplirse todas a la vez, y la sección definitiva es la mayor de las que resulten.
Este es el recorrido completo para calcular la sección de una pletina de cobre: densidad de partida, correcciones, sección normalizada, cortocircuito y, al final, neutro y tierra.
Si prefieres escuchar en lugar de leer, puedes reproducir el audio que encontrarás a continuación con el resto del artículo.
Los datos que necesitas antes de calcular la sección de una pletina de cobre
Elegir la sección de la pletina empieza por reunir seis datos del proyecto. Si falta alguno, el cálculo no se cierra.
- Tensión asignada del sistema.
- Corriente nominal en régimen permanente, la que el embarrado transporta de forma continua.
- Corriente de cortocircuito prevista en el punto del embarrado, no en cabecera.
- Tiempo de despeje de la protección aguas arriba.
- Frecuencia, porque condiciona el efecto pelicular en secciones grandes.
- Configuración de fases, neutro y conductor de protección.
Los dos que más se descuidan son el tercero y el cuarto, y van juntos: la corriente de defecto y el tiempo de despeje determinan entre ambos la sección mínima por cortocircuito.
Ahí está el error recurrente que este artículo corrige. Muchos talleres dimensionan bien para la carga y no llegan a comprobar la falta: el embarrado funciona durante años y el problema solo aparece con el defecto para el que nunca se verificó.
Distingue además el régimen. Trabajar en régimen permanente al 100 % no admite el mismo criterio que un ciclo marcado; el segundo permite ajustar más, siempre que esté documentado.
El siguiente paso natural después de esto: nuestro artículo sobre Sistemas de Distribución Eléctrica.
Densidad de corriente: de dónde se parte
Es la intensidad que atraviesa cada milímetro cuadrado de sección transversal, y se expresa en A/mm².
Es el punto de partida para fijar la sección de una pletina de cobre, no la respuesta, y la distinción importa: el límite que decide la sección no es eléctrico, es térmico. El cobre podría conducir mucha más corriente de la que le permitimos; lo que no puede es hacerlo sin calentarse más de lo que el conjunto tolera.
A mayor sección, menor densidad y menor calentamiento. Pero hay un matiz que cambia el planteamiento: la disipación no crece de forma proporcional a la sección, porque no depende del área transversal sino de la superficie expuesta al aire.
De ahí una consecuencia que sorprende la primera vez: dos pletinas de 50 mm² no equivalen a una de 100 mm². Misma sección, pero ni disipan ni se comportan igual, porque la geometría cambia la superficie efectiva de intercambio con el aire.
El marco que fija el límite es UNE-EN IEC 61439-1, con límites de calentamiento sobre una temperatura ambiente de referencia. Y un detalle que casi ninguna guía menciona: ese límite no es único. Depende de si la parte es accesible al operador y de qué materiales aislantes están en contacto. Una pletina embutida entre aislantes no admite lo mismo que una al aire en envolvente ventilada.
Como orden de magnitud de partida, para cobre desnudo al aire y en condiciones de referencia, el valor admisible ronda 1,5 a 2,5 A/mm² (valor orientativo), más bajo cuanto mayor es la sección, por la relación superficie-volumen.
Y la advertencia que hace útil ese número: dentro de una envolvente no sirve sin corregir. Ninguna instalación real trabaja en las condiciones de referencia de una tabla.
Si esta parte se te queda corta, la desarrollamos entera en distancias de aislamiento y líneas de fuga.
Los factores de corrección que cambian la sección
La sección más útil del artículo, y la que separa un dimensionado real de una consulta de tabla.
Temperatura ambiente por encima de la de referencia. El límite es un incremento sobre el ambiente: si el ambiente sube, el margen se reduce y con él la corriente admisible. Un cuadro en sala climatizada y otro junto a un horno no admiten la misma pletina.
Envolvente cerrada frente a ventilada. El aire que no se renueva se calienta y deja de refrigerar. Es la corrección de mayor peso y la que más se olvida, porque la tabla de partida suele estar medida al aire libre y nadie relee el pie.
Pletinas próximas o apiladas. Cada una calienta a la de al lado, y cuanto más juntas, peor. Un juego apilado rinde menos por unidad que la misma pletina aislada.
Altitud. Menos densidad de aire, menos refrigeración por convección. Factor menor en la mayoría de instalaciones y decisivo en LATAM, donde hay cuadros trabajando por encima de los 2.000 metros.
Régimen intermitente. El único que juega a favor, siempre que el ciclo esté caracterizado.
Se añaden dos fenómenos de reparto que en secciones grandes dejan de ser despreciables. El efecto pelicular —efecto piel en México— concentra la corriente alterna hacia la periferia, de modo que la sección útil es menor que la geométrica. Y el efecto proximidad distorsiona ese reparto aún más con conductores cercanos en carga.
| Condición | Efecto sobre la capacidad |
|---|---|
| Temperatura ambiente por encima de la de referencia | Reduce |
| Envolvente cerrada sin ventilación | Reduce — la corrección de mayor peso |
| Pletinas apiladas o próximas | Reduce |
| Altitud elevada | Reduce |
| Régimen intermitente | Permite ajustar |
Los factores se multiplican entre sí. Declara siempre la temperatura de referencia y la disposición de las pletinas sobre las que aplicas la tabla de partida.
Y aquí va la advertencia que ninguna tabla lleva impresa, la que más dinero cuesta cuando se ignora: los factores se multiplican, no se eligen.
Un cuadro en ambiente caluroso, con envolvente cerrada y pletinas apiladas no tiene una corrección: tiene tres, y se aplican una detrás de otra sobre el mismo valor de partida. La desclasificación acumulada puede dejar la capacidad real muy por debajo de lo que sugería la tabla. En México el ajuste se llama derrateo y el concepto es idéntico.
El error habitual no es olvidarlas todas. Es aplicar una, sentir que el trabajo está hecho, y no aplicar las otras dos.
Este tema es solo el principio: te lo ampliamos en nuestro artículo sobre Barra de tierra.
Secciones normalizadas y capacidad orientativa
Aplicadas las correcciones, la sección de la pletina de cobre se redondea a la medida normalizada inmediatamente superior. Nunca la inferior, por cerca que quede.
Las dimensiones están normalizadas, y la referencia habitual en Europa es la norma alemana DIN 46433, sin equivalente UNE directo. Trabajar con medidas normalizadas simplifica el utillaje, los aisladores soporte y el aprovisionamiento años después.
| Dimensiones (mm) | Sección (mm²) | Capacidad admisible |
|---|---|---|
| 30 × 5 | 150 | Sección × densidad corregida |
| 40 × 5 | 200 | Sección × densidad corregida |
| 50 × 5 | 250 | Sección × densidad corregida |
| 50 × 10 | 500 | Sección × densidad corregida |
| 60 × 10 | 600 | Sección × densidad corregida |
| 80 × 10 | 800 | Sección × densidad corregida |
| 100 × 10 | 1000 | Sección × densidad corregida |
La columna de capacidad se deja como método y no como cifra, a propósito. Una tabla de amperaje sin temperatura de referencia, disposición de las pletinas y tipo de montaje —al aire o en envolvente— no es utilizable.
Dicho de otro modo: la capacidad de una pletina 50×10 no es un dato del cobre, es un dato de tu instalación. La misma pletina admite corrientes muy distintas al aire y dentro de una envolvente cerrada con otras dos apiladas al lado.
Una regla útil al elegir entre formatos de sección equivalente: a igualdad de sección, una pletina más ancha y delgada disipa mejor que una más estrecha y gruesa, porque expone más superficie. Una pletina 40×5 y una de 20 × 10 suman los mismos 200 mm² y no se comportan igual. También se doblan distinto.
Cuando manda el cortocircuito y no la carga
El paso que más se omite, y el que convierte un dimensionado correcto en uno incompleto.
Comportamiento térmico. Durante un defecto la pletina se calienta de forma prácticamente adiabática: el tiempo es tan corto que no da margen a disipar, y toda la energía se queda en el metal.
La sección mínima por este criterio sale de la expresión S = √(I²t) / k, donde I es la corriente de defecto, t el tiempo de despeje real y k una constante del material.
Y una condición sin la cual el cálculo no es reproducible: la constante k depende de las temperaturas inicial y final que se asuman, y ambas deben declararse junto al valor. Un k sin saber sobre qué salto térmico está calculado no significa nada. Los valores y sus condiciones están en UNE-EN 60865-1.
La regla de decisión es directa: si la sección exigida por el defecto supera a la exigida por la carga tras aplicar todas las correcciones, manda el defecto: la sección de una pletina de cobre se cierra sobre ese valor, no sobre el de carga. En instalaciones con niveles de falta altos ocurre más de lo que se supone, y es justo el caso que se escapa al dimensionar solo por carga.
Comportamiento mecánico. En el primer semiciclo aparecen esfuerzos electrodinámicos entre pletinas paralelas, proporcionales al cuadrado de la corriente de cresta e inversamente proporcionales a la separación. No cambia la sección, pero condiciona la separación entre apoyos y la resistencia del aislador soporte.
Y una precisión sobre el factor de cresta que circula mal por el sector. Se lee con frecuencia que Ipk ≈ 2,2 × Icw como si fuera constante. No lo es: UNE-EN IEC 61439-1 lo escalona en su tabla de factores, ligado al valor de Icw y al factor de potencia asociado, y va de en torno a 1,5 en defectos moderados hasta 2,2 en el tramo superior. Aplicar 2,2 con Icw baja sobredimensiona los apoyos; aplicar un valor bajo donde corresponde 2,2 los deja cortos.
Cuántas fuentes aportan al defecto depende además de la topología del cuadro.
Queda un tema pendiente que no cabía aquí: blindobarra.
El neutro y la tierra
Apartado que se resuelve mal a menudo, con anclaje normativo propio en España: la ITC-BT-07 del REBT es la referencia asociada al dimensionado del neutro.
Neutro. En un sistema equilibrado con cargas lineales, las tres fases se cancelan en el neutro y su corriente tiende a cero. Sobre esa base se ha dimensionado tradicionalmente la barra de neutro por debajo de las fases, con frecuencia al 50 %.
Con cargas no lineales el planteamiento se invierte, y esto es lo más accionable del artículo. Los armónicos eléctricos de orden tres y sus múltiplos —el tercer armónico y los siguientes— no se cancelan en el neutro: se suman. Con variadores de frecuencia, alimentación ininterrumpida, sala de servidores o iluminación LED extensa, la corriente de neutro puede superar a la de fase.
Un instalador que aplique por costumbre la regla del 50 % en un cuadro cargado de electrónica está dimensionando mal, y el neutro será el primero en calentarse. En esos casos se dimensiona igual o mayor que las fases.
Tierra. El conductor de protección se dimensiona en relación con la sección de fase según UNE-HD 60364-5-54 —la adopción española de IEC 60364-5-54— con una condición que manda sobre la tabla: debe soportar la corriente de defecto durante el tiempo de despeje sin degradarse.
En México el término dominante para este elemento es barra de tierra; en España se habla más de barra de puesta a tierra. Es el mismo componente.
Y si lo que buscas es la parte práctica de taller, la tienes en el software de cálculo de embarrado.
Material y acabado superficial
El cobre ETP es el estándar por conductividad y comportamiento mecánico en las uniones. El aluminio compensa en secciones grandes, a costa de más sección para la misma corriente y de más disciplina en las uniones atornilladas. No desarrollo aquí esa comparación: tiene entidad propia.
Donde sí conviene detenerse es en el acabado superficial, que decide cómo envejece la unión.
Cobre desnudo para interior en condiciones normales, sin humedad ni atmósfera agresiva. Es lo habitual y funciona.
Cobre estañado cuando las uniones se desmontan con frecuencia, hay humedad o la atmósfera contiene azufre o cloruros. Empeora ligeramente la conductividad y protege la superficie de contacto, que es lo que de verdad envejece.
Plateado del cobre en puntos de contacto críticos, donde la resistencia de contacto debe ser mínima y estable. Solución de punto concreto, no de tirada larga.
El coste del material entra como factor de decisión, pero es una variable de mercado, no un parámetro de cálculo.
Aislamiento y distancias
Se recurre a pletina aislada en tres casos: geometría que no permite mantener las distancias mínimas, trabajo previsto en proximidad con el embarrado en tensión, o ambiente con contaminación conductora.
Aquí no doy valores de distancias, y es deliberado. Dependen de cuatro variables, no de una: tensión asignada de aislamiento, categoría de sobretensión, grado de contaminación y grupo de materiales del aislante. Cualquier tabla que dé una sola cifra por tensión oculta al menos dos, y no sirve para dimensionar.
Antes de aplicar esto en proyecto, merece la pena leer nuestro artículo sobre cálculo de embarrado de baja tensión.
Uniones, apoyos y apriete
El dimensionado no termina en la sección. Tres puntos deciden si la pletina calculada se comporta como esperas.
Superficie de contacto y par de apriete. Una unión bien dimensionada pero mal apretada calienta más que una pletina algo corta de sección. La resistencia de contacto es el punto caliente por excelencia de un embarrado, y el par de apriete se aplica con llave dinamométrica y valor documentado, no a criterio.
Arandelas Belleville donde hay vibración o ciclos térmicos. Mantienen la presión de contacto cuando el metal dilata y contrae; sin ellas cada ciclo afloja la unión. Una arandela belleville cuesta céntimos y evita el fallo más común de las uniones atornilladas.
Separación entre apoyos. La determinan los esfuerzos de cortocircuito, no la comodidad de montaje. Y el aislador soporte debe resistir esos mismos esfuerzos.
Mecanizado de pletina de cobre
Una vez cerrada la sección, la pletina hay que cortarla a medida, punzonarla y doblarla con radios que no comprometan lo calculado. En PAYAPRESS fabricamos la maquinaria para ese trabajo, en control manual, automático y CNC.
Lista de verificación
Diez comprobaciones, en el orden del artículo. Si alguna queda sin marcar, el dimensionado no está cerrado.
- Corriente nominal en régimen permanente, definida y documentada.
- Corriente de cortocircuito prevista en el punto del embarrado, no en cabecera.
- Tiempo de despeje real de la protección aguas arriba.
- Densidad de corriente de partida, con sus condiciones de referencia declaradas.
- Factor de temperatura ambiente aplicado.
- Factor de envolvente aplicado — cerrada o ventilada.
- Factor de agrupación aplicado si hay pletinas apiladas o próximas.
- Los tres factores anteriores multiplicados entre sí, no aplicados por separado.
- Sección mínima por cortocircuito calculada y comparada con la de carga: manda la mayor.
- Neutro dimensionado según el contenido armónico real de las cargas, no por costumbre.
Si trabajas a diario con esto, nuestro artículo sobre el futuro del embarrado eléctrico te va a ahorrar tiempo.
Conclusión
Elegir la sección de una pletina de cobre no es un cálculo, es una serie de comprobaciones que deben cumplirse todas.
La sección que manda es la mayor de las dos —la corregida por carga o la exigida por el cortocircuito—, nunca la más cómoda ni la que había en almacén.
Y las correcciones se multiplican entre sí. El error habitual no es olvidarlas todas: es aplicar una, dar el trabajo por hecho y no aplicar las otras dos.
