Un armario eléctrico es una elección importante que está en el centro de cualquier proyecto serio de ingeniería. Es una decisión que afecta directamente a la seguridad del personal, la durabilidad de equipos vitales y la fiabilidad de un mecanismo específico en su conjunto. Tomar una decisión equivocada puede provocar una avería desastrosa del equipo, costosos tiempos de inactividad y graves riesgos para la seguridad. Se trata de un manual profesional que ofrece un enfoque directo y profesional para comprender las variables en juego y tomar una decisión con conocimiento de causa. Analizaremos la norma de requisitos críticos, material y diseño que constituyen una especificación adecuada de una envolvente, y pasaremos de los conocimientos básicos a los detalles finos que pueden distinguir entre una solución satisfactoria y otra sólida y bien construida.
¿Qué es un armario eléctrico y por qué su elección es tan importante?
Un armario eléctrico es un armario o carcasa que se utiliza para encerrar componentes eléctricos y electrónicos. Desempeña un papel fundamental en cualquier proyecto de ingeniería de sonido, y tiene tres funciones esenciales: la seguridad del personal, la protección de los componentes y la estabilidad de las operaciones.
En primer lugar, ofrece una barrera física contra la exposición involuntaria a equipos energizados y reduce el riesgo de descargas eléctricas y lesiones. En segundo lugar, protege las delicadas piezas electrónicas frente a condiciones ambientales nocivas como el polvo, la humedad y las sustancias corrosivas, que pueden provocar cortocircuitos, desgaste y averías prematuras.
Gracias a estas funciones, un cerramiento bien definido garantizará la fiabilidad y el tiempo de funcionamiento de todo el sistema. La decisión es crucial, ya que un cerramiento deficiente pone en grave peligro a las personas y a la costosa maquinaria. Se trata de una inversión subyacente en seguridad y continuidad empresarial, en la que la elección del grado de protección adecuado es la clave del éxito del proyecto.
Tipos de armarios eléctricos por clasificación NEMA
La Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos (NEMA) ofrece un sistema de normas que se utiliza sobre todo en Norteamérica para determinar el grado de protección que ofrece una envolvente frente a diversas condiciones ambientales. Estas clasificaciones son uno de los factores que se tienen en cuenta a la hora de diseñar y seleccionar armarios. A diferencia de otros sistemas, las clasificaciones NEMA también incluyen los detalles de construcción, los requisitos de los materiales y las pruebas de rendimiento en determinadas condiciones.
A continuación se enumeran las clasificaciones NEMA más comunes y sus aplicaciones industriales.
| Clasificación NEMA | Protección contra | Aplicaciones industriales típicas |
| NEMA 1 | Ligeras salpicaduras y goteo de agua, contacto con equipos internos, caída de suciedad. | Uso exclusivo en interiores. Aplicaciones de uso general en entornos limpios y secos. Ideal para alojar controles, placas de circuitos y componentes eléctricos en edificios de oficinas, instalaciones de fabricación ligera y zonas sin mucho polvo ni humedad. |
| NEMA 3R | Lluvia, aguanieve, nieve, formación externa de hielo, caída de suciedad. | Uso interior o exterior. Comúnmente utilizado para aplicaciones exteriores como cajas de servicios, contactores de iluminación y cajas de conexiones. El diseño permite la ventilación a la vez que evita la entrada de lluvia y nieve. No hermético al polvo. |
| NEMA 4 | Polvo arrastrado por el viento, lluvia, aguanieve, nieve, salpicaduras de agua y agua dirigida con manguera. | Uso interior o exterior. Una elección popular para aplicaciones que requieren capacidad de lavado. Se especifica con frecuencia para maquinaria de fábricas que se limpia regularmente con mangueras, así como para aplicaciones exteriores que pueden estar expuestas a corrientes de agua a presión. |
| NEMA 4X | Todas las protecciones de NEMA 4, además de una importante resistencia a la corrosión. | Uso interior o exterior en entornos agresivos. La "X" significa protección contra la corrosión. Es el estándar para plantas de tratamiento de aguas residuales, instalaciones de procesamiento de alimentos y bebidas (donde se utilizan agentes de limpieza cáusticos), aplicaciones marinas y plantas químicas. Suelen ser de acero inoxidable o fibra de vidrio. |
| NEMA 12 | Suciedad que cae, polvo que circula, pelusas, fibras, goteo de líquidos no corrosivos. | Sólo para uso en interiores. Diseñado para aplicaciones industriales de uso general en las que los contaminantes transportados por el aire son una preocupación. Ideal para alojar controles de automatización y equipos electrónicos en plantas de fabricación, protegiendo contra el polvo y ligeras filtraciones de aceite de la maquinaria. |
¿Qué es la clasificación IP en armarios eléctricos?
El sistema de clasificación de protección contra la penetración (IP) es una norma mundial (IEC 60529) que se emplea en todo el mundo para definir el nivel de protección que ofrece una caja contra la penetración de objetos sólidos (incluido el polvo) y líquidos. Se utilizan dos dígitos para indicar la clasificación IP.
- El Primer Dígito (Protección de Sólidos): Este número está comprendido entre 0 y 6 y representa el grado de protección contra objetos extraños sólidos, desde una parte grande del cuerpo hasta las partículas de polvo microscópicas. Una puntuación de 6 indica que la envolvente es totalmente estanca al polvo.
- La segunda cifra (Protección de líquidos): Es el número entre 0 y 9 que define la protección contra la entrada de agua, incluyendo simples goteos verticales, chorros de agua a alta presión y alta temperatura, e inmersión prolongada.
Por ejemplo, una caja con clasificación IP65 es completamente a prueba de polvo (el 6) y puede resistir chorros de agua a baja presión en cualquier dirección (el 5). Este sistema ofrece una medida estandarizada, específica y universalmente reconocida de las capacidades defensivas de una envolvente frente a los peligros ambientales típicos.
Clasificaciones NEMA vs IP: ¿Son equivalentes?
Una de las áreas más comunes de confusión con las especificaciones de los armarios es la conexión entre las clasificaciones NEMA y los códigos IP. Aunque existen algunos paralelismos generales, es un grave error suponer que pueden utilizarse indistintamente. Una clasificación IP sólo se refiere a la protección contra la entrada de sólidos y líquidos. Sin embargo, una clasificación NEMA incluye esto y también tiene en cuenta otros aspectos como la resistencia a la corrosión, los detalles de construcción y el rendimiento en determinadas condiciones ambientales, como la formación de hielo.
Aunque una tabla de conversión puede dar una referencia cruzada aproximada, debe considerarse como una guía. La norma NEMA suele sugerir un mayor grado de robustez general.
Aproximadamente IP Equivalentes para clasificaciones NEMA comunes
| Clasificación NEMA | Protege contra | Equivalente IP aproximado | Clave Ventaja NEMA No en Código IP |
| NEMA 1 | Caída de suciedad, contacto accidental | IP20 | Requisitos básicos de construcción |
| NEMA 3R | Lluvia, aguanieve, nieve, hielo exterior | IP24 | Protección contra la formación de hielo externo |
| NEMA 4 | Agua dirigida por manguera, polvo arrastrado por el viento | IP66 | Cierre hermético bajo la presión de la manguera |
| NEMA 4X | NEMA 4 + Corrosión | IP66 | Resistencia a la corrosión |
| NEMA 12 | Polvo que circula, líquidos que gotean | IP54 | Resistencia a la filtración de aceite y refrigerante |
| NEMA 6P | Inmersión prolongada, hielo externo | IP67/IP68 | Protección contra la formación de hielo externo |
La selección de una caja adecuada empieza por comprender los conceptos básicos de Clasificación NEMA vs IP. Además de estas comparaciones gráficas, hay un concepto más básico que hay que comprender. No es el componente individual el que determina la consecución y, más aún, el mantenimiento de una clasificación certificada como NEMA 4X o IP66, sino que es una cuestión de ingeniería de sistemas totales. Cualquier vulnerabilidad en el sistema puede provocar la ruptura total de la norma de protección.
Así pues, el pliego de condiciones debe considerarse como un sistema para obtener la certificación deseada, y todos los elementos, como la estructura de la caja y cada pieza de ferretería, cada accesorio y cada recorte, deben tener el mismo nivel de exigencia.
En este sistema, los elementos de hardware tienden a ser el factor determinante más importante para que un cerramiento siga conservando su integridad protectora a largo plazo. La razón es que las cerraduras, pestillosy bisagras son los componentes dinámicos, móviles y sometidos a tensión del conjunto. Seleccionar el modelo adecuado entre los muchos cerradura de cuadro eléctrico diseños es absolutamente esencial. Cuando un pestillo de compresión se corroe y pierde su presión de sellado, o una bisagra se descuelga con el tiempo y se rompe la junta de estanqueidad, el costoso armario de acero inoxidable NEMA 4X deja de cumplir su función.
Esta es la problemática a la que se dedican los fabricantes especiales, como KUNLONG. En los últimos veinte años, KUNLONG se ha concentrado exclusivamente en herrajes industriales, ofreciendo fuertes cerraduras, bisagras y manillas diseñadas específicamente para cumplir y mantener estos exigentes criterios de los armarios eléctricos. Esto garantiza el grado de protección requerido durante todo el ciclo de vida del producto. Este tipo de atención evitará los costosos fallos de misión crítica que se producen al descuidar la importancia de los herrajes de acceso de alta calidad.
Tipos de material del armario eléctrico
La elección del material de una caja es tan importante como su clasificación. La decisión repercute directamente en su longevidad, peso, precio y capacidad para soportar determinadas condiciones ambientales. Esta es la consideración más importante que siempre comenzará con una lista de materiales completa.
Acero inoxidable (SUS 304, SUS 316)
- Pros: La mejor opción en términos de resistencia a la corrosión y resistencia química. El SUS 316 es más resistente a los cloruros (como la sal), por lo que es adecuado para entornos marinos y costeros. Es muy resistente mecánicamente, fácil de lavar y ofrece una superficie higiénica aplicable en las industrias alimentaria, de bebidas y farmacéutica.
- Contras: Es el material más caro y pesa más que el aluminio o el plástico.
- Lo mejor para: Aplicaciones NEMA 4X, lavado, procesamiento médico y alimentario, equipos marinos y cualquier otro entorno en el que exista una alta exposición a agentes corrosivos.
Acero al carbono
- Pros: Un material resistente y rentable. Es fácil de fabricar y ofrece una buena protección para uso general. Normalmente se recubre con un acabado en polvo para proteger el medio ambiente.
- Contras: Sin su capa protectora, tiene muy poca resistencia a la corrosión. La pintura puede dañarse o rayarse, y esto puede provocar fácilmente óxido, sobre todo en condiciones húmedas.
- Lo mejor para: Aplicaciones de uso en interiores NEMA 1 y NEMA 12 en las que el coste es un factor primordial y la exposición a la humedad o a productos químicos es mínima.
Aluminio
- Pros: Ofrece una excelente relación resistencia-peso, siendo significativamente más ligero que el acero. Es resistente a la corrosión por naturaleza y puede reforzarse mediante anodizado. También es un buen conductor térmico y, por tanto, una buena opción en cajas electrónicas donde la gestión térmica es un problema.
- Contras: Es más caro que el acero al carbono y puede sufrir corrosión galvánica si entra en contacto con metales distintos. Tampoco es tan duro como el acero y puede abollarse con facilidad.
- Lo mejor para: Aplicaciones exteriores en las que el peso es un problema (por ejemplo, unidades montadas en postes), armarios para dispositivos médicos y transporte. Además, no produce chispas, por lo que puede utilizarse en determinados diseños para zonas peligrosas.
Policarbonato
- Pros: Un termoplástico de alta resistencia a los impactos, ligero y fácil de modificar (taladrar agujeros, recortar). Es muy resistente a los rayos UV y puede utilizarse en exteriores sin que se decolore ni pierda su color. También es un excelente aislante eléctrico.
- Contras: Es susceptible de dañarse con determinados disolventes químicos y tiene menor resistencia mecánica que las carcasas metálicas. También es capaz de acumular electricidad estática.
- Lo mejor para: Aplicaciones que requieren soluciones ligeras y resistentes a los impactos con posibilidad de modificaciones in situ. Los puntos de acceso Wi-Fi, las telecomunicaciones y los puestos de control son aplicaciones típicas.
Fibra de vidrio (Reforzado con fibra de vidrio Poliéster)
- Pros: Incomparable resistencia químicaPor ello, es superior incluso al acero inoxidable en determinados entornos químicos agresivos. Es ligero pero tiene alta resistencia y dimensional estabilidad térmica en una amplia gama de temperaturas.
- Contras: Puede ser más caro que el policarbonato. Taladrar o cortar fibra de vidrio puede liberar polvo que requiere protección respiratoria. También puede ser susceptible de agrietarse por impactos a temperaturas muy frías.
- Lo mejor para: Los entornos industriales más duros, como plantas químicas, instalaciones de tratamiento de aguas residuales e instalaciones de petróleo y gas, donde la exposición a un variedad de materiales y los productos químicos es constante.
Estilos de montaje y factores de forma habituales
El estilo de montaje de una caja viene determinado por su ubicación física y su incorporación. Cumplen una función distinta en el diseño mecánico general.
- Montaje en pared: Es el tipo de cerramiento más extendido. Están hechas para fijarse directamente a una superficie vertical plana. Pueden utilizarse para alojar controles, instrumentación y cajas de empalmes, y se colocan cómodamente fuera del suelo, lo que favorece la gestión de cables y el orden.
- Montaje en el suelo (independiente): Se trata de enormes armarios independientes que se colocan en el suelo. Se emplean para alojar grandes sistemas de control, arrancadores de motor y dispositivos de distribución de energía. Debido a su tamaño, pueden disponer de muchas piezas internas, como carriles DIN, fuentes de alimentación y PLC.
- Montaje en poste: Se trata de una variante del diseño de montaje en pared, en la que estas cajas están equipadas con herrajes especiales (soportes o canales) que permiten fijarlas firmemente a postes redondos o cuadrados. También son necesarias en sistemas exteriores como los de control de tráfico, cámaras de seguridad y equipos de telecomunicaciones.
- Montaje empotrado: Estas cajas se fabrican para encajar en un hueco de la pared, de modo que la cubierta frontal quede a ras de la pared. De este modo, se consigue una instalación limpia y discreta, que se busca con frecuencia en edificios comerciales, laboratorios u otros lugares de acceso público para reducir los salientes y eliminar los bordes afilados.
Lista de comprobación para elegir la caja adecuada
Una lista de comprobación racional puede servir para simplificar el proceso de selección de un recinto. Estas preguntas le ayudarán a encontrar una solución válida y asequible.
1. Definir el Medio ambiente: ¿El recinto se utiliza en interiores o exteriores? ¿Cuáles son las condiciones ambientales del entorno? ¿Estará sometida a polvo, agua, aceite, productos químicos o niebla salina corrosiva?
2. Seleccione el nivel de protección: ¿Qué clasificación NEMA o IP se necesita, en función del entorno? ¿Recibirá goteo (NEMA 1), lluvia (NEMA 3R), lavado con manguera (NEMA 4) o corrosión (NEMA 4X)?
3. Elija el Material: ¿Es necesaria la resistencia a la corrosión del acero inoxidable o la fibra de vidrio? ¿Importa la ligereza de una caja de aluminio? ¿O se necesita una caja de acero al carbono o de plástico que sea rentable?
4. Tenga en cuenta la gestión térmica: ¿Qué cantidad de calor producirán los componentes internos? ¿Es suficiente la ventilación pasiva o es necesaria la disipación activa del calor mediante ventiladores, intercambiadores de calor o acondicionadores de aire? El material utilizado en la carcasa también será un factor importante.
5. Tamaño y montaje: ¿Cuáles son las dimensiones físicas de los componentes que se van a montar? Asegúrese de que existe una distancia de seguridad adecuada para el cableado y futuras ampliaciones. ¿De qué manera se fijará la caja, a una pared, al suelo o a un poste?
6. Evaluar la integridad del hardware: No considere los herrajes como un producto secundario. ¿Soportan las bisagras el peso de la puerta y la frecuencia de uso? ¿El sistema de cierre comprime lo suficiente para garantizar el sellado? Nombre los herrajes de un proveedor reputado. En el caso de una aplicación exigente, una reunión con un experto en herrajes como KUNLONG, puede evitar fallos en el futuro, ya que están bien informados sobre la compatibilidad de ciertos componentes con determinadas condiciones ambientales y pruebas de tolerancia.
7. Evaluar los requisitos de personalización: ¿El producto estándar se ajusta a sus necesidades o necesita cajas personalizadas con recortes, colores o marcas especiales? El contacto inicial con un fabricante con un buen proceso de fabricación en términos de personalización es importante.
Conclusión
La selección de armarios eléctricos es uno de los procesos de ingeniería más importantes que afecta directamente a la seguridad, fiabilidad y vida útil de todo su sistema. Mediante una evaluación sistemática de los factores ambientales, las normas de protección necesarias y las propiedades de los materiales, podrá hacer una elección acertada que proteja su inversión.
Es importante recordar que la integridad de todo su sistema, y la corrección de su clasificación NEMA o IP, no sólo dependen de la caja, sino también de la calidad y longevidad de sus herrajes de acceso. Las cerraduras, bisagras y manillas no son accesorios, sino piezas muy importantes que garantizan una protección a largo plazo contra la entrada y el acceso no autorizado.
Para que todos los elementos de su sistema de armarios cumplan las mejores normas, visite las soluciones de herrajes industriales de KUNLONG, que están especializadas. Hable con su departamento de ingeniería sobre los requisitos de su aplicación.
