Productos
Segunda mano
Cómo calcular la carga térmica de gabinetes eléctricos
Base técnica para elegir el climatizador correcto en sus gabinetes
Calcular de forma correcta la carga térmica de un gabinete es el punto de partida para dimensionar un sistema de enfriamiento confiable. En términos simples, la carga térmica es el “calor total” que debe expulsarse para mantener la electrónica en un rango seguro.
Cuando el cálculo se subestima, aparecen sobretemperaturas, disparos intempestivos, degradación acelerada de componentes y fallas intermitentes difíciles de diagnosticar. Cuando se sobredimensiona, se incurre en inversión y consumo eléctrico innecesarios, además de ciclos de operación menos eficientes. Este blog le da una ruta práctica para estimar la carga y convertir ese resultado en una selección correcta.
¿Por qué es clave el cálculo de carga térmica?
- Evita fallas: define la capacidad mínima para mantener temperatura estable.
- Reduce costos: limita sobredimensionamientos y consumo energético excesivo.
- Mejora confiabilidad: protege PLC, HMI, fuentes DC y variadores frente a calor y condensación.
- Soporta decisiones: permite comparar tecnologías con criterios equivalentes.
Conceptos básicos de carga térmica en gabinetes
Qué significa “carga térmica”, de dónde viene el calor y por qué el objetivo es sostener una temperatura interna controlada.
Qué es la carga térmica
El calor total que el sistema de enfriamiento debe evacuar.
La carga térmica representa la cantidad de calor que un gabinete genera y recibe del entorno durante su operación. En la práctica, funciona como el “tamaño del problema”: si el gabinete disipa (por equipos internos) y además recibe calor (por el ambiente), el sistema de climatización debe ser capaz de expulsar ese total para que la temperatura interna se mantenga estable.
En gabinetes eléctricos, el objetivo típico no es “enfriar por enfriar”, sino mantener una temperatura interior dentro de un rango seguro para electrónica y componentes de potencia, evitando derivas, fallas por sobretemperatura y pérdidas aceleradas de vida útil.
El papel del ΔT (diferencial de temperatura)
Cuánto margen térmico permite su diseño.
En dimensionamiento se trabaja con un diferencial admisible: ΔT = T interna objetivo − T ambiente máxima. Si el ambiente es más severo o el margen de ΔT es pequeño, la solución requerida tiende a ser más robusta.
Variables que influyen en la carga térmica
Los datos mínimos para un cálculo consistente.
- Potencia y eficiencia de equipos: lo que consumen vs. lo que disipan como calor.
- Factor de uso: operación continua, intermitente, simultaneidad real.
- Temperatura ambiente máxima: condición de diseño, no promedio.
- Envolvente del gabinete: material, área superficial, sellado, IP.
- Ubicación: exterior/interior, radiación solar, fuentes de calor cercanas.
- Márgenes: expansión futura, envejecimiento de filtros, tolerancias.
Fuentes de calor internas y externas
Diferencie el calor “generado” dentro del gabinete del calor “recibido” por el entorno para no subestimar la carga total.
Calor interno: disipación de equipos
La principal fuente en gabinetes densos.
Dentro del gabinete, cada dispositivo disipa parte de la potencia que consume en forma de calor. En equipos electrónicos de potencia, la eficiencia define cuánto se convierte en calor (pérdidas). A mayor densidad de montaje, mayor tendencia a hotspots: zonas donde el aire se estanca y la temperatura se eleva en torno a variadores, fuentes y arrancadores.
Calor externo: ambiente, radiación y conducción
Cuando el entorno empuja la temperatura hacia arriba.
Desde el exterior, el gabinete recibe calor por radiación solar (si está en exterior o cerca de ventanas), por contacto con superficies calientes (muros, estructuras) y por cercanía a maquinaria que emite calor (hornos, calderas, compresores). En gabinetes metálicos, estos aportes pueden ser significativos y deben sumarse para estimar la carga total a evacuar.
Además, si existen ventilaciones no controladas o sellos deteriorados, puede haber infiltración de aire caliente y húmedo, complicando el control térmico y elevando el riesgo de condensación.
| Fuente de calor | Ejemplos típicos | Impacto frecuente |
|---|---|---|
| Disipación interna | Variadores, arrancadores suaves, fuentes DC, PLC, HMI. | Hotspots, derivas por temperatura, fallas intermitentes. |
| Ambiente y radiación | Sol directo, hornos, compresores, calderas cercanas. | Sube la “línea base” térmica; reduce eficacia de ventilación. |
| Ganancias por infiltración | Aire caliente que entra por ventilaciones no controladas. | Humedad/condensación; ensuciamiento; pérdidas de hermeticidad. |
Paso a paso para el cálculo de la carga térmica
Una ruta de cálculo clara para obtener un valor defendible (W o kcal/h) y usarlo como base de selección.
Procedimiento práctico
De inventario a carga total, con supuestos explícitos.
Un procedimiento práctico para el cálculo de carga térmica en gabinetes consiste en: identificar equipos instalados, estimar la potencia que realmente disipan, sumar aportes externos y definir el diferencial de temperatura permitido entre el interior del gabinete y el ambiente.
- Inventario de equipos: liste cada dispositivo, su potencia/consumo, tipo de operación (continuo/ciclo) y ubicación física dentro del gabinete.
- Disipación interna: estime pérdidas térmicas (no siempre es igual a potencia nominal). En electrónica de potencia, use datos de eficiencia o pérdidas del fabricante cuando estén disponibles.
- Ganancias externas: evalúe ambiente máximo, radiación solar y fuentes cercanas. En exterior, tome el peor caso razonable (sol + temperatura ambiente).
- Defina ΔT admisible: determine la temperatura interna objetivo según los equipos más sensibles y su margen recomendado.
- Suma total: consolide en W (o kcal/h) y defina margen de ingeniería (expansión futura, ensuciamiento, tolerancias).
Con este valor es posible usar tablas, software o calculadoras especializadas de fabricantes de climatizadores de gabinete para dimensionar el equipo de enfriamiento adecuado.
Buenas prácticas durante el cálculo
Evite errores típicos que sesgan el resultado.
- Use T ambiente máxima: el “pico” suele definir la selección, no el promedio.
- Considere simultaneidad real: equipos por ciclos pueden concentrar carga en ventanas cortas.
- Cuide el layout: un gabinete “bien calculado” puede fallar por mala distribución del aire interno.
- Incluya margen: expansión, envejecimiento de filtros y variaciones de operación.
De la carga térmica a la selección del climatizador
Cómo convertir el resultado del cálculo en criterios de compra: capacidad, ambiente, hermeticidad e impacto operativo.
Criterios técnicos de selección
Capacidad, rango ambiental, IP y confiabilidad.
Una vez obtenida la carga térmica del gabinete, se puede avanzar hacia la selección del climatizador correcto . El valor calculado se compara con la capacidad efectiva de diferentes soluciones: ventilación forzada, intercambiadores o aire acondicionado de gabinete.
La decisión no debe basarse sólo en la capacidad nominal. Considere el rango de temperatura ambiente, el consumo energético, el grado de protección y el mantenimiento requerido. Con esto, la elección se sustenta en desempeño térmico y también en confiabilidad y costo total de operación.
Comparación rápida de soluciones
Cuándo encaja cada alternativa.
| Tipo de solución | Cuándo suele aplicarse | Puntos a vigilar |
|---|---|---|
| Ventilación forzada | Cargas moderadas y ambiente relativamente limpio. | Depende de T ambiente; riesgo de polvo/humedad si no hay buen filtrado. |
| Intercambiador aire–aire | Cuando se busca gabinete cerrado sin ingreso de contaminantes. | Requiere buen intercambio y mantenimiento; cuidado con restricciones de flujo. |
| Aire acondicionado de gabinete | Altas cargas térmicas o ambientes severos con T elevada. | Consumo y mantenimiento; verifique rango de operación y evacuación de condensado. |
Proveedores y soluciones relacionadas en MarketB2B.mx
Empresas que ofrecen productos y servicios vinculados directa o indirectamente con el tema tratado en este artículo.
| Proveedor | Productos o servicios que ofrece |
|---|---|
| PCC | Equipos industriales, refacciones y materiales para operación, mantenimiento y continuidad operativa de instalaciones industriales. |
| Eléctrica DAMAXA | Material eléctrico para el sector industrial, con especialización en soluciones a prueba de explosión para áreas peligrosas. |
Preguntas frecuentes sobre cálculo de carga térmica en gabinetes
Respuestas directas a dudas comunes para evitar errores de selección y operación.
Temas que te pueden interesar
Estos productos podrian interesarte
