La ampacidad de barras colectoras en tableros eléctricos es crucial para la seguridad y eficiencia industrial. Calcularla correctamente evita sobrecalentamientos, fallas y riesgos eléctricos en instalaciones críticas.
Este artículo te guía paso a paso en el cálculo de ampacidad según NTC 2050 e IEC, con tablas, fórmulas, ejemplos y una calculadora IA.
Calculadora con inteligencia artificial (IA) – Calculadora de ampacidad de barras colectoras en tableros – NTC 2050, IEC
- ¡Hola! ¿En qué cálculo, conversión o pregunta puedo ayudarte?
- ¿Cuál es la ampacidad de una barra de cobre de 100 mm² a 40°C en un tablero cerrado?
- Calcular la ampacidad de una barra de aluminio de 50 mm x 5 mm a 35°C, instalación abierta.
- ¿Qué ampacidad tiene una barra de cobre de 80 mm x 10 mm a 30°C, con 3 barras en paralelo?
- Determina la ampacidad de una barra colectora de cobre de 120 mm² a 50°C, en ambiente ventilado.
Tablas de ampacidad de barras colectoras según NTC 2050 e IEC
Las siguientes tablas presentan los valores más comunes de ampacidad para barras colectoras de cobre y aluminio, considerando condiciones estándar según NTC 2050 e IEC 60439-1/61439-1. Los valores pueden variar según temperatura ambiente, tipo de instalación y número de barras en paralelo.
| Material | Sección (mm²) | Dimensiones (mm) | Ampacidad (A) 30°C | Ampacidad (A) 40°C | Ampacidad (A) 50°C | Tipo de instalación |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Cobre | 50 | 10 x 5 | 220 | 200 | 180 | Tablero cerrado |
| Cobre | 80 | 20 x 4 | 320 | 295 | 270 | Tablero cerrado |
| Cobre | 100 | 20 x 5 | 370 | 340 | 310 | Tablero cerrado |
| Cobre | 120 | 20 x 6 | 420 | 385 | 350 | Tablero cerrado |
| Cobre | 160 | 20 x 8 | 500 | 460 | 420 | Tablero cerrado |
| Aluminio | 50 | 10 x 5 | 170 | 155 | 140 | Tablero cerrado |
| Aluminio | 80 | 20 x 4 | 250 | 230 | 210 | Tablero cerrado |
| Aluminio | 100 | 20 x 5 | 290 | 265 | 240 | Tablero cerrado |
| Aluminio | 120 | 20 x 6 | 330 | 300 | 270 | Tablero cerrado |
| Aluminio | 160 | 20 x 8 | 390 | 355 | 320 | Tablero cerrado |
Para instalaciones abiertas o con ventilación forzada, la ampacidad puede incrementarse entre un 10% y 20% respecto a los valores de la tabla.
Factores de corrección por temperatura ambiente y agrupamiento
| Temperatura ambiente (°C) | Factor de corrección |
|---|---|
| 25 | 1.08 |
| 30 | 1.00 |
| 35 | 0.94 |
| 40 | 0.88 |
| 45 | 0.82 |
| 50 | 0.76 |
| Número de barras en paralelo | Factor de corrección |
|---|---|
| 1 | 1.00 |
| 2 | 0.95 |
| 3 | 0.90 |
| 4 | 0.85 |
Fórmulas para el cálculo de ampacidad de barras colectoras
El cálculo de la ampacidad de barras colectoras se basa en la capacidad de disipar el calor generado por el paso de corriente, considerando el material, la sección transversal, la temperatura ambiente y el tipo de instalación. Las fórmulas principales son:
Ampacidad = Ampacidad_base × Ftemp × Fagrup × Finstal
- Ampacidad_base: Valor de la tabla para la sección y material a 30°C.
- Ftemp: Factor de corrección por temperatura ambiente (ver tabla anterior).
- Fagrup: Factor de corrección por número de barras en paralelo.
- Finstal: Factor de corrección por tipo de instalación (1.0 para tablero cerrado, 1.1-1.2 para ventilado).
Para determinar la sección mínima de barra colectora, se puede usar la siguiente relación empírica:
S = I / J
- S: Sección transversal de la barra (mm²).
- I: Corriente máxima esperada (A).
- J: Densidad de corriente admisible (A/mm²). Valores típicos:
- Cobre: 1.2 a 1.6 A/mm² (tablero cerrado), hasta 2.0 A/mm² (ventilado).
- Aluminio: 0.8 a 1.0 A/mm² (tablero cerrado), hasta 1.2 A/mm² (ventilado).
Para instalaciones críticas, se recomienda verificar la temperatura máxima de operación de la barra colectora, que no debe superar los 65°C para cobre y 55°C para aluminio, según IEC 61439-1.
Explicación detallada de variables y valores comunes
- Material: Cobre o aluminio. El cobre tiene mayor conductividad y ampacidad.
- Sección (mm²): Área transversal de la barra. Se calcula multiplicando ancho x espesor.
- Dimensiones (mm): Ancho y espesor de la barra colectora.
- Ampacidad_base: Corriente máxima admisible a 30°C, sin factores de corrección.
- Ftemp: Factor de corrección por temperatura ambiente. Disminuye la ampacidad a mayor temperatura.
- Fagrup: Factor de corrección por agrupamiento de barras en paralelo. Disminuye la ampacidad por efecto de proximidad térmica.
- Finstal: Factor de corrección por tipo de instalación. Aumenta la ampacidad si hay ventilación o instalación abierta.
- J (Densidad de corriente): Corriente máxima por mm² de sección. Depende del material y condiciones térmicas.
Valores comunes de densidad de corriente:
- Cobre, tablero cerrado: 1.2 – 1.6 A/mm²
- Cobre, ventilado: 1.8 – 2.0 A/mm²
- Aluminio, tablero cerrado: 0.8 – 1.0 A/mm²
- Aluminio, ventilado: 1.0 – 1.2 A/mm²
Ejemplos de cálculo de ampacidad de barras colectoras en tableros
Ejemplo 1: Barra de cobre en tablero cerrado
Se requiere calcular la ampacidad de una barra colectora de cobre de 100 mm² (20 mm x 5 mm) instalada en un tablero cerrado, con temperatura ambiente de 40°C y una sola barra por fase.
- Ampacidad_base: Según tabla, para cobre 100 mm² a 30°C = 370 A
- Ftemp: Para 40°C = 0.88
- Fagrup: 1.00 (una barra por fase)
- Finstal: 1.00 (tablero cerrado)
Ampacidad = 370 × 0.88 × 1.00 × 1.00 = 325.6 A
La barra colectora puede transportar hasta 325 A de forma segura bajo estas condiciones.
Ejemplo 2: Barra de aluminio en instalación ventilada, barras en paralelo
Se requiere calcular la ampacidad de dos barras colectoras de aluminio de 120 mm² (20 mm x 6 mm) en paralelo por fase, en un tablero con ventilación forzada, temperatura ambiente de 35°C.
- Ampacidad_base: Según tabla, aluminio 120 mm² a 30°C = 330 A
- Ftemp: Para 35°C = 0.94
- Fagrup: 0.95 (dos barras en paralelo)
- Finstal: 1.15 (ventilación forzada)
Ampacidad = 330 × 0.94 × 0.95 × 1.15 = 341.6 A (por fase, sumando ambas barras)
Cada barra puede transportar aproximadamente 170.8 A. El sistema puede transportar 341.6 A por fase de forma segura.
Consideraciones adicionales y recomendaciones normativas
- Verificar siempre la temperatura máxima de operación de la barra colectora según IEC 61439-1.
- Considerar el efecto piel para corrientes superiores a 1000 A o frecuencias mayores a 60 Hz.
- En ambientes industriales con polvo o humedad, considerar factores de reducción adicionales.
- Consultar siempre las tablas y recomendaciones de fabricantes para condiciones especiales.
- La NTC 2050 y la IEC 61439-1 son las normas de referencia para el diseño seguro de tableros eléctricos en Colombia y a nivel internacional.
Para más información técnica y tablas ampliadas, consulta los siguientes recursos de autoridad:
El cálculo correcto de la ampacidad de barras colectoras es esencial para la seguridad, eficiencia y cumplimiento normativo en instalaciones eléctricas industriales y comerciales.