Qué es la barra colectora y por qué se dimensiona
La barra colectora (o banco de barras) es el elemento rígido —cobre o aluminio— que reparte la energía dentro de un cuadro eléctrico. Recibe la alimentación y de ella salen los puentes hacia los magnetotérmicos, diferenciales y contactores. Al contrario que un cable, su sección no se elige únicamente por calentamiento: además tiene que resistir las fuerzas electrodinámicas de un cortocircuito y mantener una caída de tensión razonable entre la entrada y los ramales más alejados.
Dimensionar mal la barra tiene dos caras. Una sección pequeña eleva la temperatura, degrada el aislamiento del armario y puede provocar pérdidas permanentes en las uniones. Una sección excesiva ocupa espacio, encarece el conjunto y complica el montaje y el acceso a los bornes. El objetivo es encontrar el valor comercial que cumple las tres comprobaciones con margen razonable.
Datos de partida que necesitas
Antes de hacer números, reúna esta información. Si falta alguna, el cálculo queda incompleto:
- Potencia total que distribuye el cuadro, en kW, y su factor de potencia.
- Tensión del sistema: 230 V monofásico o 400 V entre fases en trifásico.
- Corriente de cortocircuito en el punto de conexión y duración de la protección de corte.
- Material previsto: cobre o aluminio, y forma de la sección (barra rectangular, tubo o conducto).
- Temperatura ambiente de instalación y ventilación del armario.
- Distancia entre la entrada del cuadro y el ramal más largo que alimenta.
Paso 1: calcular la corriente de servicio
Con la potencia total del cuadro se obtiene la corriente nominal que circulará por la barra. En trifásico equilibrado: I = P / (√3 × U × cos φ), con U igual a 400 V entre fases. En monofásico: I = P / (U × cos φ), con U igual a 230 V.
Ese valor no se usa tal cual. Se aplica un factor de corrección que considera la temperatura ambiente real y la posición de las barras dentro del armario: bancos apilados, presencia de otras barras próximas y radiación de equipos cercanos reducen la corriente admisible. En la práctica se parte de la corriente admisible que declara el fabricante a la temperatura de referencia y se corrige a la baja si el cuadro está apretado o cerca de fuentes de calor.
Paso 2: elegir material y sección por calentamiento
La caída de potencia por unidad de longitud depende de la resistividad del material. Como referencia, la resistividad del cobre ronda los 0,0178 Ω·mm²/m y la del aluminio los 0,0286 Ω·mm²/m. Para la misma corriente y la misma caída de tensión, el aluminio necesita aproximadamente 1,6 veces más sección que el cobre; a cambio, pesa bastante menos.
| Material | Resistividad (Ω·mm²/m) | Densidad (g/cm³) | Observación |
|---|---|---|---|
| Cobre | 0,0178 | 8,9 | Mejor conductividad, más caro |
| Aluminio | 0,0286 | 2,7 | Más ligero, exige más sección |
Con la corriente de servicio y el límite de caída de tensión admitido —habitualmente no más de 1–2 % entre la entrada del cuadro y el punto más lejano— se calcula la longitud recorrida y se deduce la sección mínima. Muchos proyectos fijan además un mínimo constructivo: barras de 10×10 o 10×5 mm de cobre para cuadros pequeños, y bancos de 30×10 o 40×10 mm para cuadros industriales.
Paso 3: comprobar la resistencia al cortocircuito
Aquí la física cambia. En el primer cuarto de ciclo de un cortocircuito circulan corrientes muchísimo mayores que la nominal, y las barras de fases distintas se atraen o se repelen con fuerzas proporcionales a la segunda potencia de la corriente. La comprobación electrodinámica exige que la barra, sus soportes y las distancias entre fases resistan esa fuerza sin deformarse.
En la práctica se toma la corriente de cortocircuito en el barrado (Ik) y la duración para la que están ajustados los automáticos de cabecera. El valor Icw de la barra —o el de los aparatos que la protegen— debe cubrir esa duración. Si la barra no tiene Icw declarado, se estima a partir de su sección y material con las fórmulas del fabricante.
Paso 4: puentes, juntas y puesta a tierra
Las barras se dimensionan por fases; el conductor de protección se dimensiona según la sección de fase, siguiendo la tabla de IEC 60364 (sección equivalente o mitad de la fase según el material), y se conecta a la barra de tierra del cuadro.
Los puentes entre barra y aparatos deben admitir la misma corriente que la barra, o aplicar el factor de corrección correspondiente si van varios en paralelo. Las juntas apretadas al par correcto son críticas: una unión floja disipa potencia, se calienta y degrada el contacto con el tiempo.
El color de las barras sigue el código habitual: marrón, negro y gris para las fases, azul para el neutro y verde-amarillo para la protección. En cuadros de servicio público, esta codificación se comprueba en la recepción, porque una fase mal identificada es un riesgo para cualquier mantenimiento posterior.
Ejemplo resuelto y errores frecuentes
Cuadro trifásico de 400 V que distribuye 230 kW útiles con cos φ 0,9, instalado en una nave a 40 °C. Corriente de servicio: 230 000 / (1,732 × 400 × 0,9) ≈ 367 A. Se eligen barras de cobre de 2×(30×10) mm por fase (o 50×10 mm equivalente, con el factor de corrección aplicado) y se comprueba que la caída de tensión dentro del cuadro queda por debajo del 1 %.
Corriente de cortocircuito en el barrado: 25 kA durante 0,1 s. Soportes y distancias entre fases se verifican para ese nivel, y el diferencial y los automáticos de cabecera se comprueban contra la misma cifra.
- Elegir la barra solo con la corriente nominal, sin mirar el cortocircuito.
- Mezclar cobre y aluminio en la misma unión sin borna bimetálica.
- Olvidar el par de apriete de las juntas.
- No corregir la corriente admisible para la temperatura real del armario.
- Dejar margen cero para ampliaciones futuras.
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Preguntas frecuentes
¿Qué material es mejor para la barra colectora?
El cobre conduce mejor y exige menos sección; el aluminio pesa menos y es más económico. La elección depende del presupuesto, del espacio disponible y de las normas de la instalación.
¿Se dimensiona solo por la corriente nominal?
No. Hay que comprobar además la caída de tensión, la temperatura ambiente y la corriente de cortocircuito con sus fuerzas electrodinámicas sobre los soportes.
¿Qué es el Icw de una barra?
Es la corriente de cortocircuito de corta duración que la barra puede soportar sin daños. Debe cubrir la duración para la que están ajustados los automáticos de cabecera.
¿Puedo añadir más barras más adelante?
Sí, si desde el inicio dejas margen de corriente y de sección. Ampliar un banco ya instalado obliga a repetir las comprobaciones térmicas y electrodinámicas.