Un cuadro eléctrico cerrado es un horno pequeño: todos los aparatos que contiene pierden energía en forma de calor, y esa energía solo sale por las paredes del armario. Si la temperatura interior sube demasiado, los interruptores disparan antes de tiempo (los térmicos se calibran a una temperatura de referencia), los contactores y variadores se degradan y la vida de los componentes electrónicos se acorta. El cálculo térmico es sencillo y casi siempre se olvida.
El balance térmico
En régimen permanente, el calor que genera el contenido es igual al que evacuan las paredes:
P_v = k · A_e · ΔT
con P_v la potencia disipada en el interior (W), A_e la superficie efectiva de disipación (m²), k el coeficiente de transmisión de calor (W/m²K) y ΔT el aumento de temperatura interior sobre la ambiente (K). Despejando:
ΔT = P_v / (k · A_e)
La temperatura interior es T_int = T_amb + ΔT. La norma de conjuntos de aparamenta (UNE-EN 61439) y el informe técnico IEC TR 60890 recogen métodos de verificación del calentamiento; el cálculo manual es una estimación útil.
Paso 1: potencia disipada
La potencia que disipa cada aparato la da el fabricante (en W a la intensidad nominal o en la que trabaje). Si solo se conoce la resistencia de contactos o del cable:
P = I² · R
y cada aparato debe tomarse a la intensidad real (no a la nominal) con un factor de simultaneidad. Valores típicos (orientativos, a In):
| Aparato | Pérdidas aproximadas |
|---|---|
| Magnetotérmico 16–32 A (por polo) | 2–5 W |
| Interruptor de caja moldeada 250 A | 40–70 W (3 polos) |
| Interruptor 630 A | 100–150 W |
| Contactor 32 A | 5–10 W (con bobina) |
| Variador de frecuencia | 3–4 % de su potencia nominal |
| Fuente de alimentación 24 V | 10–15 % de la potencia entregada |
El total P_v es la suma de todo, más un margen del 10–20 % por conexiones y cableado interno.
Paso 2: superficie efectiva
No todas las superficies disipan igual: las que están contra una pared o junto a otro armario disipan menos. IEC TR 60890 da coeficientes por tipo de superficie. Una fórmula práctica para un armario autoportante exento de ancho W, alto H y fondo D es:
A_e = 1,8 · H · (W + D) + 1,4 · W · D
Para un armario de 0,8 × 2,0 × 0,4 m:
A_e = 1,8 · 2,0 · 1,2 + 1,4 · 0,32 ≈ 4,77 m²
Si el armario va pegado a la pared o en batería con otros, la superficie efectiva se reduce (hay que aplicar los factores de la norma o los del fabricante).
Paso 3: calentamiento
Con un coeficiente k ≈ 5,5 W/m²K para chapa de acero pintada (algo menor, ≈ 3,5, para acero inoxidable y similar para otros materiales; el aluminio y el poliéster dan valores distintos), el aumento de temperatura con 500 W es:
ΔT = 500 / (5,5 · 4,77) ≈ 19 K
Con 30 ºC de ambiente, 49 ºC en el interior: aceptable para muchos aparatos, pero ya por encima de los 40 ºC de referencia de numerosos magnetotérmicos (véase la reducción más abajo).
Paso 4: ventilación forzada
Si el cálculo da una temperatura inaceptable se evacúa calor con aire. La potencia a evacuar es la que no se disipa por las paredes con el ΔT objetivo:
P_evac = P_v − k · A_e · ΔT_objetivo
y el caudal de aire necesario, con la densidad y el calor específico del aire a nivel del mar:
V = 3,1 · P_evac / ΔT_objetivo
(m³/h; ΔT en K, P en W)
Ejemplo: 500 W con ΔT objetivo de 10 K
Disipación natural a 10 K:
5,5 · 4,77 · 10 ≈ 262 W
A evacuar:
500 − 262 = 238 W
Caudal:
V = 3,1 · 238 / 10 ≈ 74 m³/h
Se elige un ventilador con filtro de unos 100–120 m³/h de caudal libre (la pérdida de carga del filtro reduce el caudal efectivo). Aviso importante: la ventilación forzada mete aire exterior: solo es válida si el ambiente es limpio y seco; el grado de protección de la envolvente baja (IP54 típico con filtro). En ambientes sucios o húmedos, se usa intercambiador aire-aire o climatizador (aire acondicionado de cuadro), que no comunican interior y exterior. (Véase cuadros eléctricos: composición y grados IP/IK.)
Aire acondicionado
Se dimensiona con la potencia a evacuar más la carga solar si el armario está al sol, más las pérdidas por conducción del ambiente si este es mayor que la temperatura interior objetivo:
P_frigorífica ≥ P_v + k · A_e · (T_amb − T_int)
Reducción de capacidad por temperatura
Los interruptores se calibran a una temperatura de referencia (en el REBT, la intensidad admisible de los cables se da para 40 ºC al aire) y a temperaturas superiores el calibre efectivo baja. Como orden de magnitud, un magnetotérmico de uso doméstico pierde del orden de 0,5–1,5 % por cada ºC por encima de la referencia (según el modelo); los interruptores industriales tienen tablas de reducción (derating) a 50, 60 y 70 ºC. Los cables dentro del cuadro también ven una temperatura superior a la ambiente de la sala.
Ejemplo
Un magnetotérmico de 63 A calibrado a 30 ºC en un interior a 49 ºC (+19 K) podría tener un calibre efectivo del orden de:
I ≈ 63 · (1 − 0,012 · 19) ≈ 63 · 0,77 ≈ 49 A
(Valor ilustrativo: hay que consultar la tabla del fabricante.) Con la carga prevista de 55 A, el interruptor dispararía por térmico en verano. La solución es refrigerar o subir de calibre.
Normativa y buenas prácticas
- Los cuadros de baja tensión se diseñan y verifican conforme a la UNE-EN 61439, que exige la verificación del límite de calentamiento (por ensayo, comparación o cálculo).
- En el REBT, los cuadros de enlace y de vivienda se tratan en las ITC-BT-16 y 17: las envolventes de contadores exigen ventilación interna que evite condensaciones sin perder grado de protección.
- Separar los componentes que más calientan (variadores, fuentes, transformadores) de los sensibles (PLC, relés), y colocarlos arriba o con ventilación propia.
- Reservar espacio libre (≥ 25 %) para dilatación térmica de las barras y futuras ampliaciones.
- Termografía: verificar en carga la temperatura de las conexiones (termografía en cuadros eléctricos).
Errores frecuentes
- Sumar las potencias nominales de los aparatos en vez de las pérdidas.
- Olvidar la superficie reducida por estar el armario adosado a la pared o en batería.
- Ventilador sin filtro en un ambiente con polvo (se llena de suciedad en semanas).
- No tener en cuenta la carga solar de un armario exterior.
- No aplicar el derating de los interruptores.
- Cuadros con variadores sin ventilación propia.
- Ignorar el radiador de un variador: disipa a la sala, no al armario, si se monta pasando el disipador por la pared.
Conclusión
ΔT = P_v / (k · A_e)
Da una estimación en minutos. Si supera unos 15–20 K sobre el ambiente, hay que ventilar o refrigerar (V = 3,1 · P / ΔT) o repartir los equipos en más armarios. No es un cálculo difícil; es un cálculo olvidado.
Fuentes
- Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión (RD 842/2002) — texto consolidado en el BOE: ITC-BT-16 (ventilación interna de módulos y armarios) e ITC-BT-19 (intensidades admisibles a 40 ºC).
- UNE-EN 61439 (conjuntos de aparamenta de baja tensión) e IEC TR 60890 (verificación del calentamiento).
Contenido técnico general; las referencias al REBT están contrastadas con la versión consolidada del BOE (3 de septiembre de 2025). Las pérdidas típicas de aparatos, los coeficientes k y la fórmula de superficie efectiva son valores orientativos de uso habitual y deben contrastarse con los datos del fabricante y la norma. Revisado el 2 de octubre de 2026.
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