Guía técnica · Cálculo de tableros de baja tensión

Cómo se dimensiona un tablero eléctrico

Un tablero no se dimensiona sumando los automáticos que van adentro. Se dimensiona en una ruta con orden: la demanda, la corriente nominal y las barras, el cortocircuito del punto de instalación, la selectividad y el ambiente real donde va a vivir. El gabinete es lo último. Esta guía recorre esa ruta con el pliego RIC N°02 abierto, incluido el factor que hace fallar tableros bien calculados: el calentamiento interno.

Pliego RIC N°02DS 8/2019IEC 61439Icu, Ics e IcwReserva de 25%Grado IP e IKSelectividad sobre 20 kW
La respuesta corta

¿Cuál es la ruta de cálculo de un tablero eléctrico?

El error de origen más común es partir por el gabinete: se elige una caja porque cabe en el muro disponible y al final no hay espacio para las barras, ni para la reserva que exige la norma, ni para el cableado. El gabinete es lo último que se decide.

La secuencia es esta: uno, la demanda del alimentador, que no es la suma de las potencias instaladas; dos, la corriente nominal que sale de ella, que fija la protección general y las barras; tres, la corriente de cortocircuito presunta en el punto de instalación, que fija la capacidad de corte y los esfuerzos sobre las barras; cuatro, la coordinación y selectividad con lo que está aguas arriba; cinco, el ambiente real donde vivirá el tablero; seis, la reserva y el número máximo de circuitos; siete, el balance térmico del gabinete cerrado, el paso que casi nadie hace y el que explica los disparos inexplicables del primer verano.

La norma detrás es el Pliego Técnico Normativo RIC N°02, Tableros eléctricos, dictado por la Resolución Exenta N° 33.877 de fecha 30/12/2020 de la Superintendencia de Electricidad y Combustibles, bajo el Decreto N°8, de 2019, del Ministerio de Energía. El marco completo está en nuestra guía del DS 8/2019 y los pliegos RIC.

Nota de precisión: esta página explica el método y no reemplaza al pliego, que se descarga gratis desde sec.cl y cuya versión vigente conviene verificar antes de citarlo en unas bases. Tampoco damos precios: el costo depende de la corriente, del nivel de cortocircuito, del grado de protección y de la forma constructiva.

Pasos 1 y 2

De la demanda a la corriente nominal y a las barras

Es donde se decide si el tablero será razonable o absurdamente caro, y donde más se equivoca quien cotiza rápido.

Un tablero se alimenta desde un alimentador que se calculó con una demanda, no con una suma. El pliego RIC N°03 la define como la carga de consumo en el punto considerado, promediada sobre un intervalo de tiempo dado: nadie enciende simultáneamente cada luminaria, cada enchufe y cada equipo al máximo. Ese pliego entrega factores de demanda por tipo de consumidor y acepta factores distintos siempre que se justifiquen mediante un estudio fundamentado en antecedentes demostrables. La etapa previa está en cálculo de potencia y empalme eléctrico.

De la demanda en kW sale la corriente, con la relación trifásica entre potencia, tensión y factor de potencia sobre 380/220 V a 50 Hz. Con la misma potencia activa, un cos φ de 0,80 exige cerca de un 25% más de corriente que un cos φ de 1,00, y eso se paga en barras y alimentador.

Las barras: una tabla, no una intuición

El RIC N°02 fija la capacidad de las barras en una tabla de cobre de sección rectangular, con una distinción que sorprende: da valores distintos para barras pintadas y desnudas, y la pintada admite más corriente que la desnuda de igual sección porque emite mejor el calor. Obliga a montarlas rígidamente sobre soportes aislantes y a considerar las armónicas que puedan originar resonancias mecánicas. Toda barra desnuda va protegida con una barrera que impida el contacto directo, y ojo: la cubierta cubre equipos no cuenta como único elemento de protección. El cableado interno se dimensiona con las tablas del RIC N°04 usando como equivalente el método de instalación A1, el más conservador, porque en un gabinete cerrado el conductor disipa peor que al aire.

Pasos 3 y 4

La corriente de cortocircuito: el dato que define el tablero completo

Es el parámetro que más se omite en una cotización y el que más caro sale corregir, porque no se arregla cambiando un interruptor.

El RIC N°02 define el cortocircuito como una falla en que el valor de impedancia es muy pequeño, lo cual causa una circulación de corriente particularmente alta respecto de la capacidad normal del circuito. Un tablero de 250 A nominales puede tener que soportar, por fracciones de segundo, decenas de miles de amperes. Ese valor no depende del tablero sino de su posición en la red: de la potencia del transformador, de su tensión de cortocircuito y de la impedancia del conductor intermedio.

El RIC N°18 acepta dos caminos: cálculos de cortocircuito o los niveles informados por la empresa distribuidora. Con transformador propio el orden de magnitud se estima dividiendo su corriente nominal por la tensión de cortocircuito en tanto por uno: con 4%, unas 25 veces la corriente nominal. Es conservador porque desprecia la impedancia de la red y del conductor: sirve para descartar una oferta con capacidad de corte insuficiente, pero no reemplaza el cálculo del proyecto.

Icu, Ics e Icw: tres cifras que no son la misma

Aquí está el error de especificación más caro del rubro: la corriente nominal y la capacidad de corte son magnitudes independientes. Un interruptor de 100 A puede tener 25, 50 o 70 kA de capacidad de corte, con precios muy distintos y la misma etiqueta de amperaje. La IEC 60947-2 desglosa lo que el RIC N°02 llama capacidad de ruptura: Icu, poder de corte último, tras el cual el equipo puede quedar inservible; Ics, poder de corte de servicio, un porcentaje de Icu tras el cual vuelve a operar; e Icw, corriente admisible de corta duración, la que soporta un tiempo definido sin dispararse.

El cortocircuito tampoco afecta solo a las protecciones: genera esfuerzos capaces de doblar barras o arrancar soportes. El RIC N°02 exige que todos los elementos internos que soportan equipos resistan los esfuerzos electrodinámicos producidos por las corrientes de falla, y fija un umbral: en tableros de más de 500 A los soportes de barras se dimensionan con el cálculo de esfuerzos dinámicos originados en la más alta corriente de cortocircuito estimada, que debe incorporarse en la memoria explicativa según el punto 6.2 del RIC N°18.

Selectividad: que no se caiga el edificio entero

Selectividad es que ante una falla dispare solo la protección inmediatamente aguas arriba del punto fallado; sin ella, un cortocircuito en un enchufe de bodega deja el edificio completo sin energía. La exigencia chilena tiene umbral: el RIC N°18 establece que para instalaciones cuya potencia declarada sea superior a 20 kW, o conectadas a través de un empalme en media tensión, la memoria explicativa debe incluir el estudio de coordinación y selectividad de protecciones, los cálculos de iluminación y el cálculo y diseño del sistema de puesta a tierra.

La amperimétrica se apoya en la diferencia de calibres: funciona lejos de la fuente y falla cerca del transformador. La cronométrica retarda la protección de aguas arriba y exige que la que espera soporte la falla mientras espera: eso se lee en su Icw. La lógica hace que la de aguas arriba bloquee su disparo cuando la de abajo avisa. Y un punto que rara vez aparece en una oferta: la selectividad total no se demuestra superponiendo curvas de catálogo, sino con las tablas que publica cada fabricante para pares de sus propios equipos. Sin esa tabla, la selectividad queda declarada pero no demostrada.

Paso 5

El ambiente donde va a vivir el tablero: IP, IK y salinidad

Un tablero perfecto en el papel se corroe en dieciocho meses si se especificó para una sala eléctrica y terminó en un patio de faena.

El RIC N°02 obliga a construir los tableros con un índice de protección adecuado al medio ambiente y a las condiciones de instalación, y parte con una prohibición tajante: no se aceptará la construcción de tableros de tipo abierto. Sus mínimos son el piso, no el objetivo: IP 41 en interior; IP 44 en exterior bajo techo e IP 54 si no está bajo esa condición; IP X4 en lugares mojados, separando el gabinete al menos 6,5 mm de la pared; e IP 56 con IK 07 en tableros móviles, los típicos de obra y faena, que además exigen señalética y un pulsador exterior con enclavamiento para desconexión de emergencia.

Dos detalles que la inspección técnica sí revisa: el ingreso de conductores debe mantener el grado IP del conjunto, y al exterior sin techo las canalizaciones deben entrar por abajo; y se permite montar luces piloto o equipos de medida sobre la puerta siempre que se mantenga el grado IP.

Para ambiente salino el pliego no da un número: dice que en condiciones de ambiente salino y/o con posibilidad de inundación se deberán agregar las protecciones correspondientes, conforme al artículo 2 del DS N°8/2019. En la práctica eso se resuelve con materialidad y acabado más que subiendo un dígito del IP. En faena el conflicto es otro: el polvo pide sellado y el calor pide disipación, y subir el IP empeora el balance térmico.

Si va a una sala eléctrica, hay exigencias del recinto que se descubren tarde: resistencia al fuego RF 120, destino exclusivo a equipos eléctricos, 500 lux de iluminancia y alumbrado de emergencia autónomo de al menos 2 horas. Y los espacios de trabajo miden: 1,50 m si hay partes energizadas descubiertas al frente, con mínimos de 0,90 o 1,20 m en las demás condiciones. Ese metro y medio se negocia con la arquitectura antes de que el muro esté construido.

Paso 6

Reserva y número de circuitos: dos cifras que la norma sí fija

Mucha gente cree que la reserva es una buena práctica negociable. En Chile no lo es, y el número está escrito.

Reserva del 25%, por servicio

Para una instalación nueva, el tamaño inicial de gabinetes y armarios debe prever una ampliación de un 25% de la capacidad total por cada tipo de servicio que contenga el tablero. La frase clave es "por cada tipo de servicio": alumbrado, fuerza y climatización necesitan reserva en los tres, no un 25% global.

Reserva de barra y de riel, no de tapa

El pliego es específico: se deben dejar espacios disponibles en barras de distribución y en el riel DIN o soporte de las protecciones. Dejar tapas ciegas sin barra detrás cumple la estética y no la norma: cuando llegue el circuito nuevo no habrá dónde conectarlo.

Máximo 25 circuitos por protección

En un tablero de distribución no se permite instalar más de 25 circuitos por cada protección general. Pasado ese número no se agranda el tablero: se subdivide o se agregan protecciones generales. Y con distintos servicios en un mismo tablero, cada uno lleva su protección general de corte omnipolar.

Dos disparadores más definen la arquitectura antes de dibujar el unilineal: se coloca un tablero general en toda instalación con más de un tablero de distribución, y también cuando el único tablero de distribución esté separado más de 30 m del equipo de medida del empalme. Y todo tablero de capacidad igual o superior a 100 A debe llevar instrumentos de medida de tensión y corriente en cada fase.

Paso 7

El calentamiento interno: el factor que hace fallar tableros bien calculados

Es el paso que casi nunca se hace, y el que explica los disparos sin causa aparente del primer verano después de la puesta en marcha.

Todo lo que hay dentro de un tablero disipa potencia, y ese calor queda en una caja cerrada: el interior se estabiliza a una temperatura más alta que la del recinto. Ahí empieza el problema, porque las protecciones no se calibran a la temperatura del recinto.

Las termomagnéticas se calibran a una temperatura de referencia, habitualmente 40 grados Celsius. Por sobre ella el elemento térmico interpreta como sobrecarga una corriente normal, y corresponde aplicar el factor de corrección de la curva de derating del fabricante: un interruptor de 100 A deja de conducir 100 A. La regla es simple de enunciar y trabajosa de aplicar: el derating se calcula con la peor temperatura esperada dentro del gabinete, no con la del recinto. A eso se suma el agrupamiento: los interruptores contiguos se calientan mutuamente y los fabricantes publican factores adicionales por número de dispositivos vecinos.

El RIC N°02 no publica curvas de derating —eso es del fabricante—, pero trata el calentamiento como materia de verificación con nombre propio. Su anexo 2.3 tiene una sección titulada requisitos para controlar calentamiento: torques de apriete, calibre del cableado conforme a diseño, sistema de ventilación según especificaciones y uso del tablero, verificando caudal y materialidad, y juegos de barra. El primero parece un detalle de montaje y es una de las causas más frecuentes de puntos calientes: una conexión floja aumenta su resistencia de contacto, se calienta, se oxida y termina en falla.

Hay además dos exigencias de instalación que son puro balance térmico: los tableros que dependan de la convección natural se deben instalar con espacio suficiente para la circulación de aire, y los que tengan aberturas de ventilación no deben quedar obstruidos por paredes u otros obstáculos. Un tablero ventilado empotrado contra un muro quedó fuera de norma sin que nadie tocara un cable. Si el recinto tiene carga permanente y no se puede detener, el problema pasa a ser del recinto: eso está en climatización de salas de servidores.

Lo que hay que tener claro antes de licitar

Qué exige el RIC N°02 y qué agrega la IEC 61439

Se citan juntas como si fueran lo mismo. No lo son, y confundirlas encarece unas bases o deja pasar un tablero que no cumple.

01

La IEC 61439 aplica donde el pliego la cita

El RIC N°02 lista entre sus referencias la IEC 61439-1:2011, la 61439-2:2011 y la 61439-5:2014, y advierte de forma expresa que esas normas solo deben ser aplicadas en los puntos en los cuales son citadas: centros de distribución de cargas, tableros de transferencia, centros de control de motores —que además deben cumplir la IEC TR 61641 para fallas de arco— y verificaciones de diseño de los conjuntos de mayor corriente.

02

El umbral que decide la verificación es 1500 A

Es el dato más útil de esta discusión y casi nadie lo pone por escrito. Las verificaciones de diseño y pruebas de rutina para tableros de más de 100 A e inferiores a 1500 A se realizan conforme al anexo 2.3 del propio pliego; las de tableros de 1500 A o más, conforme a las IEC 61439-1, 61439-2 y 61439-5. Exigir ensayo IEC completo a un tablero de 400 A es legítimo, pero está por sobre el mínimo chileno.

03

Fabricante original y fabricante del conjunto

Es la distinción central de la IEC 61439 y explica por qué importa quién arma. El fabricante original define el diseño y lo verifica —por ensayo, cálculo o comparación con un diseño de referencia— y declara parámetros como el factor de diversidad asignado. El fabricante del conjunto arma cada tablero respetando esa verificación. Un gabinete armado fuera de esa lógica no es conforme, aunque cada componente sea de marca. Nosotros fabricamos en taller propio.

04

Formas de separación: mantenimiento, no estética

Las formas de separación interna de la IEC 61439-2 —de la Forma 1, sin separación, hasta la Forma 4— definen cuánta partición hay entre barras, unidades funcionales y bornes, y si se puede intervenir una salida con el resto del tablero energizado. El RIC N°02 no impone una forma: la define el proyecto según criticidad. Es de las variables que más mueve el costo, y por eso debe estar en las bases.

Regla práctica para revisar unas bases: si exigen "tablero certificado IEC 61439" sin decir para qué corriente, qué forma de separación y qué método de verificación, están pidiendo algo que suena riguroso y no se puede evaluar. Y si exigen la NCh Elec. 4/2003, están citando una norma que ya no rige.

Preguntas frecuentes

Dimensionamiento de tableros: dudas habituales

¿Cómo se calcula la corriente nominal de un tablero eléctrico?

No se suma el calibre de las protecciones que van adentro. Se parte de la demanda del alimentador, que el pliego RIC N°03 define como la carga de consumo promediada sobre un intervalo de tiempo dado. Ese pliego entrega factores de demanda por tipo de consumidor y acepta factores distintos si se justifican con un estudio fundamentado en antecedentes demostrables. De esa demanda sale la corriente que fija la protección general, las barras y el tamaño del gabinete.

¿Qué es la corriente de cortocircuito y por qué define el tablero completo?

Es la corriente que circularía ante una falla de impedancia muy baja en el punto donde está el tablero, y depende de su posición en la red, no del tablero. Define el conjunto porque además del poder de corte fija los esfuerzos electrodinámicos sobre barras y soportes. En tableros de más de 500 A el RIC N°02 obliga a dimensionar los soportes de barras con un cálculo de esfuerzos dinámicos que debe ir en la memoria explicativa.

¿Qué diferencia hay entre corriente nominal y capacidad de corte (Icu, Ics, Icw)?

La corriente nominal es la que el dispositivo conduce de forma permanente; la capacidad de corte es la corriente de falla que puede despejar. La IEC 60947-2 desglosa lo que el RIC N°02 llama capacidad de ruptura en Icu, poder de corte último; Ics, poder de corte de servicio, tras el cual el equipo vuelve a operar; e Icw, corriente admisible de corta duración. Un interruptor de 100 A puede tener 25, 50 o 70 kA de Icu: son cifras independientes.

¿Qué es la selectividad entre protecciones y cuándo se exige en Chile?

Es que ante una falla dispare únicamente la protección inmediatamente aguas arriba del punto fallado, para que el resto de la instalación siga operando. La exige el pliego RIC N°18: para instalaciones cuya potencia declarada sea superior a 20 kW, o conectadas a través de un empalme en media tensión, la memoria explicativa debe incluir el estudio de coordinación y selectividad de protecciones, los cálculos de iluminación y el cálculo y diseño del sistema de puesta a tierra.

¿Cuánto espacio de reserva hay que dejar en un tablero?

No es opcional: el RIC N°02 lo fija. Para una instalación nueva, el tamaño inicial de gabinetes y armarios debe prever una ampliación de un 25% de la capacidad total por cada tipo de servicio que contenga el tablero, dejando espacios disponibles en las barras de distribución y en el riel DIN o soporte de las protecciones. Es reserva de barra y de riel, no huecos ciegos en la tapa.

¿Qué grado de protección IP necesita un tablero en faena, en el norte o en la costa?

El RIC N°02 prohíbe los tableros de tipo abierto y fija mínimos: IP 41 en interior, IP 44 en exterior bajo techo e IP 54 si no está bajo techo. En lugares mojados, al menos IP X4, separando el gabinete un mínimo de 6,5 mm de la pared. Para ambiente salino o con posibilidad de inundación no da un número: remite al artículo 2 del DS N°8/2019. Los tableros móviles exigen IP 56 e IK 07.

¿Por qué se calienta un tablero por dentro y cómo se dimensiona su ventilación?

Porque cada protección, empalme y metro de conductor disipa potencia dentro de una caja cerrada, y el interior queda más caliente que el recinto. Las termomagnéticas se calibran a una temperatura de referencia, habitualmente 40 grados Celsius, y por sobre ella hay que aplicar el factor de corrección del fabricante. El RIC N°02 lo trata en su anexo 2.3, bajo requisitos para controlar calentamiento: torques de apriete, calibre del cableado, sistema de ventilación verificando caudal y materialidad, y juegos de barra.

¿Qué documentación debe traer un tablero para pasar la recepción de la ITO?

El RIC N°02 exige placa de datos indeleble con marca de fabricación, nombre del tablero, tipo de servicio, tensión, corriente nominal, empresa desarrolladora, año de instalación, grado IP y tipo de ambiente si es un tablero especial. Adherido debe ir el cuadro indicador de circuitos y el diagrama unilineal actualizado, legible y con protección permanente. A eso se suman las verificaciones del anexo 2.3.

¿Qué exige el pliego RIC N°02 y qué agrega la norma IEC 61439?

El RIC N°02 es la norma chilena obligatoria. La serie IEC 61439 está entre sus referencias, y el pliego advierte que esas normas solo deben ser aplicadas en los puntos en los cuales son citadas: centros de distribución de cargas, tableros de transferencia, centros de control de motores y las verificaciones de diseño de tableros de 1500 A o más. Entre más de 100 A y menos de 1500 A rige el anexo 2.3 del propio pliego.

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