Embarrado en cuadros eléctricos: fase, neutro y protección frente al cable

Qué hace cada tipo de barra, cuándo elegir cobre o aluminio y cómo se determina la sección a partir de la densidad de corriente, el calentamiento y la solicitación de cortocircuito.

El embarrado en cuadros eléctricos alimenta desde un cuadro de vivienda hasta un cuadro general de 6300 A, pero el término abarca tres conductores con reglas de dimensionamiento distintas. Una nueva guía técnica de PAYAPRESS explica la función de cada barra, cómo elegir entre cobre y aluminio y cómo se determina la sección.

Tres barras, tres funciones
Las barras principales de fase conducen de forma continua la corriente hacia las salidas. Su intensidad asignada va habitualmente de unos 100 A a 6300 A, a menudo con tres o cuatro pletinas en paralelo. La barra de neutro recoge la corriente de retorno y se dimensiona igual que las fases, o mayor cuando los armónicos son importantes. La barra de protección no transporta corriente en servicio normal: proporciona el camino de protección durante un defecto y por eso se dimensiona según la solicitación de falta y no según la carga.

Cobre o aluminio
Como materia prima, el aluminio cuesta entre el 30 y el 40 % del cobre, pero necesita una sección unas 1,6 veces mayor para la misma corriente. El resultado es una barra un 50 % más ligera, con un coste neto de material de entre el 50 y el 65 % del cobre. La contrapartida está en las uniones: el aluminio exige más cuidado frente a la oxidación y el aflojamiento, y más mantenimiento a lo largo de la vida del cuadro. El cobre sigue siendo la opción cuando el espacio es reducido y la estabilidad de las uniones es prioritaria.

Cómo se determina la sección
El punto de partida es una relación sencilla: la sección necesaria es igual a la corriente de diseño dividida entre la densidad de corriente admisible. Esa primera estimación se comprueba después frente a la intensidad admisible, el calentamiento y la solicitación de cortocircuito, expresada por la intensidad de corta duración admisible Icw y la corriente de cresta Ipk, que determina los esfuerzos electrodinámicos. Según la guía, un cuadro general de 1600 A que alimenta un CCM puede necesitar varias pletinas de cobre en paralelo por fase, porque las distancias de aislamiento, los esfuerzos de cortocircuito y el calentamiento elevan la selección.

Barras o cable
Frente al cableado, las barras ahorran espacio, conducen corrientes elevadas con menos pérdidas y facilitan las ampliaciones posteriores, por lo que se emplean en cuadros generales, CCM y canalizaciones eléctricas prefabricadas. El cable sigue siendo adecuado para conexiones flexibles y corrientes pequeñas. Los formatos van desde los peines aislados de 63 a 160 A para la distribución final hasta las barras tipo sándwich de 800 a 6300 A en centros de datos.

Normas
El diseño y la verificación se basan en la IEC 61439 para los conjuntos de baja tensión, el NEC Article 408 en Norteamérica y la BS 7671 para las reglas de instalación en el Reino Unido.

La guía completa, con tablas comparativas de formatos y materiales, ejemplos de aplicación y preguntas frecuentes, está disponible en español en payapress.com.