Electrical

Dimensionamiento de tablero de distribución: corriente nominal, interruptores, demanda y barra

Dimensionar un tablero de distribución consiste en calcular la corriente nominal de cada circuito, elegir el interruptor y el número de polos, aplicar los factores de demanda y simultaneidad para dimensionar el interruptor general y la barra, y distribuir los módulos DIN más la reserva.

Cuándo usar

Úsalo siempre que necesites especificar o verificar un tablero de distribución de baja tensión de un edificio, skid de máquina o panel de proceso: alimentadores residenciales y comerciales, grupos de motores, climatización, iluminación y tomas. Es la etapa que convierte la lista de cargas en hardware: define la corriente nominal de cada circuito, el interruptor estándar y los polos, la demanda diversificada que el interruptor general y la barra deben conducir, la capacidad de interrupción y cuántos módulos DIN (y la reserva mínima de norma) debe alojar el tablero. Es también la herramienta para auditar un tablero existente que dispara, se calienta o ya no tiene espacio para ampliación.

Qué es el dimensionamiento de un tablero de distribución

Un tablero de distribución es el nodo donde un alimentador se ramifica en varios circuitos protegidos. Dimensionarlo no es elegir una caja bonita: es la cadena disciplinada que convierte una lista de cargas en hardware: la corriente nominal de cada circuito, el interruptor estándar y los polos que lo protegen, la demanda diversificada que el interruptor general y la barra deben conducir, la capacidad de interrupción y el número de módulos DIN (más la reserva de norma) que el tablero debe alojar.

El error más común en campo es sumar todos los vatios instalados, ignorar la simultaneidad y sobredimensionar todo: un interruptor general, una barra y un tablero hechos para un pico que nunca ocurre. El error opuesto cuesta igual: un tablero sin módulos de reserva, sin margen en la capacidad de interrupción y con un interruptor redondeado hacia abajo, por debajo de la corriente nominal. El método siguiente evita ambos.

Paso 1 — Corriente nominal por circuito

Todo empieza en el circuito. La corriente nominal depende del número de fases:

Mono o bifásico: In = P / (V · fp)

Trifásico: In = P / (√3 · V · fp)

P es la potencia activa [W], V la tensión del circuito [V] (de línea en el trifásico) y fp el factor de potencia. El √3 de los circuitos trifásicos es el término más olvidado: sin él, la corriente de línea queda sobreestimada en cerca del 73 %. Si ya conoces la corriente de una carga, puedes ingresarla directamente en modo corriente y omitir la conversión.

Conocida la In, el interruptor es el menor valor estándar no inferior a ella, de la serie comercial 6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250 A. El interruptor siempre redondea hacia arriba: protege el conductor, así que su corriente debe ser al menos la nominal. El número de polos es igual al número de fases: un módulo por polo en el riel DIN.

Paso 2 — Factor de demanda por circuito

Un circuito rara vez solicita toda su potencia instalada de forma continua. El factor de demanda fd captura esto:

I_dem = In · fd

Para una carga resistiva continua (un calentador) fd ≈ 1,0; para un circuito de iluminación o de tomas es menor. La corriente de demanda, no la nominal, es lo que avanza hacia el total del tablero.

Paso 3 — Demanda del tablero e interruptor general

El total del tablero no es la suma de todas las corrientes de demanda: circuitos distintos no alcanzan el pico en el mismo instante. El factor de simultaneidad fs corrige esto en el nivel del tablero:

I_dem_total = (Σ I_dem) · fs

El interruptor general es entonces el menor valor estándar no inferior a I_dem_total, y su número de polos sigue al circuito “más alto” presente: tripolar si hay algún circuito trifásico, bipolar si hay bifásico, si no, unipolar. Confundir fd (por circuito) con fs (tablero completo) es un error clásico: actúan en niveles distintos y se multiplican en secuencia, nunca se intercambian.

Paso 4 — Barra por densidad de corriente

La barra conduce toda la demanda diversificada hasta cada interruptor. Su sección mínima proviene de la densidad de corriente J admisible:

A_barra = I_dem_total / J

Para barras de cobre desnudo al aire, J está típicamente en 1,5–2,0 A/mm²; un J menor da una barra mayor, más fría y con menos caída de tensión a lo largo de su longitud. El valor es un mínimo: la barra finalmente adoptada debe además soportar la solicitación térmica y mecánica de cortocircuito, que la IEC 61439 trata mediante la corriente admisible de corta duración del conjunto.

Paso 5 — Módulos, reserva y el tablero

Cada polo ocupa un módulo DIN (paso de 18 mm). Los módulos usados son:

módulos_usados = Σ polos(circuitos) + polos(general)

Sobre eso, el tablero necesita una reserva para que la instalación crezca sin un rehacer completo. Una lectura práctica de la NBR 5410 da un mínimo por número de circuitos —cerca de 2 módulos hasta 6 circuitos, 3 hasta 12, 4 hasta 30, y cerca del 15 % de los módulos en uso para tableros mayores— y la calculadora adopta el mayor entre ese mínimo y cualquier porcentaje que especifiques. El tablero es entonces el menor panel de mercado cuya capacidad cubre usados + reserva, con sus filas y módulos por fila definiendo la disposición física (y el diagrama 2D/3D).

Paso 6 — Capacidad de interrupción

Por último, todo interruptor debe sobrevivir a la peor falla. Su capacidad de interrupción (Icu/Icn, en kA) debe igualar o superar la corriente de cortocircuito presunta Icc en el lugar del tablero. La calculadora redondea la Icc a la próxima capacidad estándar de la serie 3; 4,5; 6; 10; 15; 25; 36; 50; 65 kA. Un interruptor elegido por debajo de la Icc puede no interrumpir la falla y soldarse cerrado: una falla de seguridad, no solo una molestia.

Cómo leer el resultado

La tabla por circuito da In, la corriente de demanda, el interruptor adoptado y los polos: verifica que ningún interruptor redondeó hacia abajo y que los circuitos trifásicos usaron la forma con √3.
El resumen da la demanda diversificada, el interruptor general y los polos, la sección de la barra, los módulos usados / reserva / total y la capacidad en kA recomendada. Si “módulos usados” supera la capacidad del tablero, el tablero no cabe: divídelo o pasa a un gabinete mayor.
La disposición ubica el interruptor general primero, luego los circuitos, luego la reserva, fila por fila en los rieles DIN: la fuente única de verdad para el diagrama del tablero.

Consideraciones prácticas de proyecto

Nunca olvides el √3 en los circuitos trifásicos, y nunca redondees un interruptor por debajo de la corriente nominal.
Aplica la simultaneidad una vez, en el tablero (fs), después de la demanda por circuito (fd): multiplicar ambos correctamente evita una barra y un tablero hechos para un pico imposible.
Ajusta la capacidad en kA al lugar: la corriente de falla presunta cerca de un transformador o de una red fuerte puede ser alta; dimensiona la capacidad de interrupción a ella, no a un valor por defecto.
Deja una reserva real: un tablero sin módulos libres está obsoleto el día en que se energiza.
Alinea norma y método: la NBR 5410 rige la instalación de baja tensión, la IEC 61439-3 el tablero de distribución como conjunto, y la IEC 60898-1 / 60947-2 los interruptores en sí.

Seguir esta cadena —corriente nominal por circuito, demanda por circuito, simultaneidad del tablero, barra por densidad, módulos con la reserva de norma y la verificación de kA— entrega un tablero que cabe, protege, interrumpe sus fallas y todavía tiene espacio para crecer.

Fórmulas y fundamentos

Corriente nominal monofásica/bifásica In = P / (V · fp)

Corriente nominal de un circuito mono o bifásico. P es la potencia activa [W], V la tensión del circuito [V] y fp el factor de potencia [adim.]. Si el circuito se ingresa directamente en amperios (modo corriente), In se toma como dada.

Corriente nominal trifásica In = P / (√3 · V · fp)

Corriente nominal de un circuito trifásico. V es la tensión de línea [V]. El factor √3 convierte la potencia activa trifásica en la corriente de línea que el interruptor y los conductores conducen.

Corriente de demanda del circuito e interruptor I_dem = In · fd ; interruptor = próximo estándar ≥ In

I_dem es la corriente de demanda tras el factor de demanda del circuito fd [adim.]. El interruptor es el menor valor comercial (6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100, 125, 160, 200, 250 A) no inferior a In; el número de polos es igual al número de fases.

Demanda del tablero e interruptor general I_dem_total = (Σ I_dem) · fs ; general = próximo estándar ≥ I_dem_total

La demanda total es la suma de las corrientes de demanda de cada circuito por el factor de simultaneidad del tablero fs [adim.], que considera que las cargas no alcanzan el pico al mismo tiempo. El interruptor general es el menor valor estándar no inferior a I_dem_total.

Sección de la barra por densidad de corriente A_barra = I_dem_total / J

Área mínima de la barra de cobre [mm²]. I_dem_total es la corriente de demanda total [A] y J la densidad de corriente admisible [A/mm²] (típicamente 1,5–2,0 A/mm² para barras de cobre desnudo al aire). Una barra mayor reduce la elevación de temperatura y la caída de tensión a lo largo de la barra.

Módulos y reserva exigida módulos = Σ polos + polos_general ; reserva = máx( mín. NBR, ⌈%·módulos⌉ )

El total de módulos DIN usados es la suma de los polos de todos los circuitos más los polos del general (1 módulo = paso DIN de 18 mm). La reserva es el mayor valor entre el mínimo de norma por número de circuitos y un porcentaje elegido sobre los módulos en uso; el tablero es el menor panel de mercado cuya capacidad cubre usados + reserva.

Normas y métodos

ABNT NBR 5410 — Instalaciones eléctricas de baja tensión
IEC 60364-5-52 — Selección e instalación de canalizaciones eléctricas (capacidad de conducción de corriente)
IEC 61439-1 e IEC 61439-3 — Conjuntos de aparamenta de baja tensión / tableros de distribución (DBO)
IEC 60898-1 — Interruptores automáticos para protección contra sobrecorrientes (uso residencial y similar)
IEC 60947-2 — Aparamenta de baja tensión: interruptores automáticos
IEC 60269 — Fusibles de baja tensión (coordinación y protección de respaldo)

Valores típicos de referencia

Magnitud	Rango típico	Observación
Densidad de corriente de la barra (cobre desnudo)	1,5 a 2,0 A/mm²	Valores menores para tableros mal ventilados o alta temperatura ambiente.
Factor de simultaneidad del tablero fs	0,6 a 1,0	Iluminación/tomas admiten fs menor; cargas de proceso continuas se acercan a 1,0.
Paso del módulo DIN	18 mm por módulo	Un interruptor unipolar = 1 módulo; un interruptor tripolar = 3 módulos.
Reserva mínima de módulos (norma)	≥ 2 (hasta 6 circuitos) … 15 % de los usados (tableros grandes)	Interpretación práctica de la NBR 5410: 2 / 3 / 4 módulos para ≤6 / ≤12 / ≤30 circuitos.
Corrientes estándar de interruptor	6, 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63, 80, 100 A …	Redondea siempre la corriente nominal HACIA ARRIBA, al próximo valor comercial.
Capacidades de interrupción estándar (Icu/Icn)	3; 4,5; 6; 10; 15; 25; 36; 50; 65 kA	La capacidad de interrupción debe igualar o superar la corriente de cortocircuito presunta Icc en el lugar.

Ejemplo resuelto

Tablero comercial ligero: cinco circuitos, mono y trifásico mezclados

Datos de entrada

Iluminación — 1φ, 220 V, fp 1,0: 2200 W
Tomas — 1φ, 220 V, fp 1,0: 3300 W
Aire acondicionado — 1φ, 220 V, fp 0,92: 4000 W
Motor — 3φ, 380 V, fp 0,85: 7500 W
Calentador — 1φ, 220 V, fp 1,0: 5000 W
Factor de simultaneidad fs · densidad J: 0,8 · 1,5 — · A/mm²

Resultados

Corriente nominal del motor (3φ): In ≈ 13,4 A
Demanda total diversificada: I_dem_total ≈ 64,7 A
Interruptor general: 80 (tripolar) A
Sección de la barra: A_barra ≈ 43 mm²
Módulos usados / reserva: 10 / 2 módulos
Tablero recomendado: QDC 12 DIN (12 mód.) —

Se calcula primero la corriente nominal de cada circuito: iluminación 2200/220 = 10 A → interruptor 10 A; tomas 3300/220 = 15 A → 16 A; aire acondicionado 4000/(220·0,92) = 19,8 A → 20 A; el motor trifásico 7500/(√3·380·0,85) = 13,4 A → 16 A (3 polos); calentador 5000/220 = 22,7 A → 25 A. Las corrientes de demanda (fd = 1,0) suman ≈ 80,9 A; con el factor de simultaneidad del tablero fs = 0,8 la demanda diversificada es ≈ 64,7 A → interruptor general de 80 A, tripolar. La barra vale 64,7/1,5 ≈ 43 mm². Módulos usados = (1+1+1+3+1) de los circuitos + 3 (general) = 10; con cinco circuitos la reserva mínima de norma es 2 módulos, por lo que el menor tablero que aloja 12 módulos es un QDC 12 DIN, dejando 2 de reserva. Con una corriente de cortocircuito presunta de 5 kA, la próxima capacidad de interrupción estándar es 6 kA.

Haz tu propio cálculo Crea una cuenta gratis y obtén esto con tus propios datos en segundos.

Errores comunes

Olvidar el √3 en los circuitos trifásicos: usar P/(V·fp) sobreestima la corriente de línea y sobredimensiona el interruptor y la barra.
Sumar todas las cargas y dimensionar el interruptor general sin factor de simultaneidad (fs = 1), inflando la barra y el tablero para un pico que nunca ocurre.
Adoptar un interruptor por debajo de la corriente nominal 'para asegurar la selectividad': el interruptor debe redondear siempre HACIA ARRIBA, nunca hacia abajo.
Ignorar la capacidad de interrupción (kA): un interruptor con capacidad inferior a la corriente de cortocircuito presunta puede no interrumpir y soldarse cerrado.
Contar solo los módulos de los circuitos y olvidar los polos del interruptor general y la reserva de norma, dejando el tablero elegido sin espacio.
Confundir el factor de demanda fd (por circuito) con el factor de simultaneidad fs (tablero completo): actúan en niveles distintos y no son intercambiables.

Preguntas frecuentes

¿Cómo se obtiene la corriente nominal de cada circuito?

Para circuitos mono y bifásicos, In = P/(V·fp); para trifásicos, In = P/(√3·V·fp), donde V es la tensión de línea. Si ya conoces la corriente, puedes ingresarla directamente. La corriente nominal se redondea entonces HACIA ARRIBA al próximo interruptor estándar (10, 16, 20, 25, 32 A …), y el número de polos es igual al número de fases.

¿Cuál es la diferencia entre factor de demanda y factor de simultaneidad?

El factor de demanda fd actúa por circuito y refleja que un circuito rara vez solicita toda su potencia instalada. El factor de simultaneidad fs actúa en el tablero completo y refleja que circuitos distintos no alcanzan el pico en el mismo instante. El total del tablero es (Σ In·fd)·fs, así que fd reduce cada circuito y fs reduce el conjunto: actúan en niveles distintos y no son intercambiables.

¿Cómo se determina la sección de la barra?

Por densidad de corriente: A_barra = I_dem_total/J, donde J es la densidad admisible para barras de cobre desnudo (típicamente 1,5–2,0 A/mm²). Un J menor da una barra mayor, más fría y con menos caída de tensión. El resultado es un mínimo; la barra estándar adoptada debe además soportar la solicitación térmica y mecánica de cortocircuito.

¿Por qué importa la capacidad de interrupción (kA)?

Todo interruptor tiene una capacidad de interrupción (Icu/Icn): la máxima corriente de falla que interrumpe con seguridad. Debe igualar o superar la corriente de cortocircuito presunta Icc en el lugar. Si la Icc es mayor, el interruptor puede no interrumpir la falla y soldarse cerrado, por eso la calculadora redondea la Icc a la próxima capacidad estándar (6, 10, 15, 25 kA …).

¿Cuántos módulos de reserva debe tener el tablero?

La buena práctica y la NBR 5410 piden una reserva para que la instalación pueda crecer. Una lectura práctica da al menos 2 módulos hasta 6 circuitos, 3 hasta 12, 4 hasta 30, y cerca del 15 % de los módulos en uso para tableros mayores. La calculadora adopta el mayor entre ese mínimo y cualquier porcentaje que definas, y luego dimensiona el tablero para alojar usados + reserva.

¿Por qué redondear interruptores y capacidades hacia arriba, nunca hacia abajo?

El interruptor protege el conductor, así que su corriente debe ser al menos la nominal: uno menor dispararía sin motivo o, si el conductor está subdimensionado, no lo protegería. Del mismo modo, la barra, el interruptor general y la capacidad en kA se dimensionan al próximo valor estándar igual o superior al necesario, con margen ante tolerancias y crecimiento.

Glosario

Corriente nominal (In): Corriente que un circuito solicita a su potencia, tensión y factor de potencia nominales; base para elegir el interruptor y el conductor.
Factor de demanda (fd): Relación entre la demanda máxima de un circuito y su potencia total instalada; considera que no todas las cargas operan a plena potencia.
Factor de simultaneidad (fs): Factor del tablero que considera que circuitos distintos no alcanzan el pico al mismo tiempo; se aplica a la suma de las corrientes de demanda.
Módulo DIN: Paso estándar de 18 mm en el riel DIN; un interruptor unipolar ocupa un módulo, un tripolar, tres.
Barra: Barra de cobre (o aluminio) que distribuye corriente a todos los circuitos del tablero; dimensionada por densidad de corriente y soportabilidad de cortocircuito.
Capacidad de interrupción (Icu / kA): Máxima corriente de cortocircuito presunta que un interruptor interrumpe sin daño; debe igualar o superar la corriente de falla en el lugar del tablero.
Interruptor general: Protección general del tablero, dimensionada para la demanda total diversificada y que alimenta la barra que abastece a cada interruptor de circuito.