¿Qué es un carril DIN?

A Riel DIN Es un riel de montaje metálico estandarizado que se utiliza en el interior de armarios eléctricos y de control para alojar disyuntores, fuentes de alimentación, relés, bloques de bornes, PLC y otros equipos de control industrial. En lugar de taladrar orificios de montaje individuales para cada componente, los ingenieros encajan los dispositivos en el riel, lo que ahorra tiempo y espacio, y facilita enormemente las modificaciones futuras.

El nombre proviene de la Instituto Alemán de Normalización — el Instituto Alemán de Normalización. Lo que comenzó como una solución de ingeniería alemana en 1928, desarrollada conjuntamente por Phoenix Electrical Supply Company y la empresa de servicios públicos RWE, se perfeccionó a lo largo de la década de 1950 hasta convertirse en los perfiles que utilizamos hoy en día y que, finalmente, se adoptaron como normas internacionales bajo los auspicios de la IEC.

Piensa en un riel DIN como el chasis de un cuadro de control. Solo proporciona soporte mecánico; no está diseñado para conducir corriente eléctrica como una barra colectora, aunque puede servir como conexión a tierra del chasis cuando está correctamente conectado. Se estima que 70% o más de los componentes que hay dentro de un armario de control industrial típico se montan en rieles DIN. Sin esta sencilla pieza de metal perfilado, la construcción de cuadros sería más lenta, más voluminosa y mucho menos modular.

Tipos de carriles DIN y sus dimensiones

La primera pregunta después de “¿qué es?” siempre es “¿qué tipo necesito?”. La respuesta depende de lo que vayas a montar, y para el 90% de aplicaciones, hay una respuesta clara. Antes de profundizar en cada tipo, este es el marco general: los componentes determinan el carril. Consulta las especificaciones de montaje de cualquier dispositivo industrial que vayas a instalar: allí se indica para qué perfil está diseñado.

Riel de sombrero de copa TS35: el estándar del sector

Si pasas junto a cualquier panel de control de cualquier fábrica en cualquier continente, lo más probable es que el riel que veas sea el TS35: de 35 milímetros de ancho y con una sección transversal característica en forma de sombrero. Se trata de la interfaz de montaje universal para los componentes de control industrial modernos.

El TS35 está disponible en dos variantes de profundidad bajo Comisión Electrotécnica Internacional 60715. La norma TH35-7,5 Mide 35 mm de ancho por 7,5 mm de profundidad y es compatible con la gran mayoría de dispositivos de control: interruptores automáticos en miniatura (MCB), módulos de CPU y E/S de PLC, bloques de terminales, relés delgados, convertidores de señal y fuentes de alimentación estándar para carril DIN. Cuando los componentes son más pesados —contactores de gran tamaño, fuentes de alimentación de múltiples salidas de más de 240 W o instalaciones sometidas a vibraciones continuas—, la mayor profundidad TH35-15 (35 × 15 mm) proporciona la rigidez adicional necesaria. Una regla práctica: si un solo componente pesa más de 1 kilogramo aproximadamente, o si el armario se va a montar en maquinaria en movimiento, utiliza el riel de 15 mm de profundidad.

Un concepto que conviene comprender es el sistema de ancho modular. Los dispositivos diseñados para rieles TS35 siguen un paso modular en el que 1 módulo (1 M) equivale a 18 milímetros. Un disyuntor magnético-termostático (MCB) unipolar ocupa 1 M (18 mm), uno tripolar ocupa 3 M (54 mm) y un PLC compacto puede ocupar 4 M (72 mm). Este sistema permite a los fabricantes de cuadros eléctricos planificar la disposición contando los módulos, sin necesidad de utilizar una cinta métrica.

Los rieles TS35 están disponibles en perforado (preperforadas con ranuras de montaje) y sin perforar versiones. El riel perforado simplifica la fijación a la placa trasera, ya que las ranuras sirven también como orificios para los tornillos; el riel no perforado ofrece una superficie más limpia cuando se utilizan soportes de montaje independientes.

TS15: Carril «Top Hat» en miniatura

Cuando el espacio en el armario es reducido —una caja de conexiones compacta, una adaptación a una caja antigua con espacio limitado—, el TS15 El carril ofrece una alternativa más delgada, con 15 mm de ancho por 5,5 mm de profundidad. El modelo TS15, que cumple con la norma EN 50045 (BS 6273, DIN 46277-2), está diseñado para relés pequeños, módulos de interfaz de sensores y bloques de bornes ligeros.

La contrapartida es la capacidad de carga. Los rieles TS15 no deben soportar componentes que superen aproximadamente los 0,5 kg. Si dispones de espacio, el TS35 es siempre la mejor opción; pero cuando cada milímetro cuenta, el TS15 resuelve un problema real.

Rieles de sección en C y tipo G: tradicionales y de alta resistencia

Estos son los rieles que encontrarás en instalaciones más antiguas, más que en los diseños nuevos. Barandillas para cesáreas (normalizados según la norma EN 50024, actualmente derogada) presentan una sección transversal simétrica en forma de C de 32 mm de ancho y están disponibles en cuatro alturas: C20 (20 mm), C30 (30 mm), C40 (40 mm) y C50 (50 mm). Rieles tipo G (anteriormente EN 50035, BS 5825, DIN 46277-1) presentan un perfil asimétrico en forma de G —32 mm de ancho por 15 mm de profundidad—, con el lado más profundo situado en la parte inferior, de modo que el equipo se engancha en el reborde superior y gira hasta encajar en su sitio.

Ambos tipos han sido sustituidos por la norma IEC 60715 TS35 para los nuevos diseños. Sin embargo, si realizas el mantenimiento o la modernización de equipos fabricados antes de principios de la década de 2000, es posible que aún encuentres rieles C y G en su interior. Ten en cuenta que muchos componentes compactos modernos no encajarán en estos perfiles sin adaptadores.

Las normas que definen los rieles DIN

Si cada fabricante fabricara su propio sistema de montaje, un disyuntor de Siemens no encajaría en el mismo carril que un contactor de Allen-Bradley. La razón por la que sí encajan —y la razón por la que el carril DIN se convirtió en un estándar mundial en lugar de una curiosidad alemana— es la normalización.

El documento normativo vigente en la actualidad es Comisión Electrotécnica Internacional 60715 (publicada como EN 60715 en Europa), cuyo título completo es Dimensiones de los equipos de conmutación y control de baja tensión — Montaje normalizado sobre carriles para el soporte mecánico de dispositivos eléctricos. La edición actual, publicada en 2017, define los requisitos dimensionales y funcionales que garantizan que cualquier componente conforme, independientemente del fabricante, se pueda montar de forma segura en cualquier carril conforme, en cualquier parte del mundo.

Si tienes que recordar una norma, que sea esta: Comisión Electrotécnica Internacional 60715. Es el estándar que rige el carril sobre el que se montan más de 90% de los componentes industriales del mundo instalados en carril DIN.

Materiales y calidad de fabricación de los rieles DIN

He aquí un punto ciego en la mayoría de las guías sobre los rieles DIN: te informan sobre los tipos y las dimensiones, pero casi nadie habla de qué está hecho realmente el riel —y la elección del material es más importante de lo que la mayoría de los ingenieros cree—. Un material inadecuado no impedirá que tu cuadro eléctrico funcione el primer día. Fallará de forma silenciosa tres años más tarde, cuando la corrosión haya bloqueado tus disyuntores en un riel que no los suelte.

Hay tres familias de materiales que conviene conocer, y la elección entre ellas determina la vida útil del raíl, los entornos en los que podrá soportar las condiciones y el precio que tendrás que pagar.

Acero galvanizado: la opción por defecto

Aproximadamente el 90% de los rieles DIN que se venden en todo el mundo son de acero al carbono laminado en frío con un recubrimiento protector de zinc. El material base —normalmente acero de los grados DC01 o DX51D (designación europea) o Q195/Q235 (norma china)— se conforma en perfiles tipo «sombrero», en «C» o en «G» con un espesor de entre 1,0 y 1,5 milímetros, y posteriormente se recubre mediante galvanoplastia con una capa de zinc de entre 5 y 12 micrómetros de espesor.

Esa fina capa de zinc es la que se encarga de la labor más dura contra el óxido. En un entorno industrial interior estándar —una nave industrial con climatización, la sala eléctrica de un edificio comercial—, un riel DIN galvanizado puede durar fácilmente entre 15 y 20 años sin sufrir una corrosión significativa. El zinc se sacrifica electroquímicamente antes de que el acero que hay debajo pueda oxidarse.

Donde el acero galvanizado se queda corto es en lo que respecta a la humedad y la exposición a sustancias químicas. En recintos al aire libre, instalaciones costeras, plantas de procesamiento de alimentos con procedimientos de lavado a presión o cualquier entorno con cloruros en el aire, esa capa de zinc de entre 5 y 12 μm se consume en años, en lugar de en décadas. El punto de referencia estándar de la prueba de niebla salina para un riel DIN galvanizado básico es de 48 a 96 horas de niebla salina neutra (NSS), lo cual es adecuado para uso en interiores, pero insuficiente para entornos hostiles.

Acero inoxidable — Para entornos hostiles

Cuando el entorno de instalación se vuelve hostil —como en plataformas marítimas, salas blancas farmacéuticas, plantas de tratamiento de aguas residuales o cualquier lugar situado a menos de un kilómetro de agua salada—, los rieles DIN de acero inoxidable dejan de ser una opción de lujo para convertirse en una necesidad.

Hay dos tipos que predominan en las aplicaciones industriales con carril DIN. AISI 304 El acero inoxidable (18–20% de cromo, 8–10,5% de níquel) resiste la mayoría de los entornos corrosivos sin cloruro y ofrece una excelente durabilidad en entornos de procesamiento de alimentos, bebidas y productos químicos en general. AISI 316 El acero inoxidable incorpora entre 2 y 3% de molibdeno a la aleación, específicamente para resistir la corrosión por picaduras provocada por los cloruros; este es el tipo de acero ideal para entornos marinos, instalaciones costeras y cualquier aplicación que implique la exposición a la niebla salina o al agua de mar.

Los rieles DIN de acero inoxidable no suelen llevar ningún recubrimiento superficial adicional: el propio material actúa como protección contra la corrosión. En los ensayos de niebla salina, el carril DIN de acero inoxidable puede superar las 200 horas de exposición al NSS sin presentar óxido significativo, en comparación con las 48-96 horas habituales en el acero galvanizado. El sobrecoste es real —hay que contar con pagar aproximadamente entre tres y cinco veces el precio de un carril galvanizado equivalente—, pero en un entorno corrosivo, ese sobrecoste te garantiza una vida útil de 20 años en lugar de un ciclo de sustitución de 3 años.

Aluminio y cobre: aplicaciones especializadas

Hay otros dos materiales que completan las opciones, aunque ninguno de ellos es habitual en la construcción de paneles de uso general. Riel DIN de aluminio (normalmente, aleación 6063-T5 con acabado anodizado) pesa aproximadamente un tercio de lo que pesa el acero, lo que supone una ventaja significativa en aviones, vehículos ferroviarios y maquinaria móvil, donde cada kilogramo cuenta. Su capa de óxido natural ofrece una resistencia a la corrosión aceptable sin necesidad de recubrimientos adicionales. Riel DIN de cobre ocupa un nicho muy reducido en el que el propio raíl hace las veces de barra colectora de tierra, aprovechando la conductividad superior del cobre; sin embargo, su coste y su menor resistencia mecánica lo hacen poco práctico para su uso general en montajes.

Para las aplicaciones 99%, la elección es binaria: acero galvanizado para los cuadros de control en interiores y acero inoxidable para cualquier elemento expuesto a la humedad o a productos químicos.

Cómo instalar correctamente un carril DIN

Saber qué riel DIN comprar es solo la mitad del camino. Instalarlo correctamente —cortarlo a la medida sin crear un riesgo para la seguridad, montarlo nivelado y con la separación adecuada, y conectarlo a tierra para que realmente proteja a las personas— es lo que marca la diferencia en la calidad del cuadro eléctrico.

Tres fases, cada una con su propio conjunto de detalles innegociables.

Corte y preparación del riel

El carril DIN suele venir en longitudes estándar de 1 metro o 2 metros, y lo primero que hay que hacer es cortarlo para que se ajuste a la placa trasera de la caja. La elección de la herramienta es menos importante que la técnica: una sierra para metales con hoja de dientes finos (24-32 dientes por pulgada) sirve para trabajos ocasionales; una sierra de cinta ofrece cortes más limpios y rectos para trabajos de producción; una amoladora angular con disco de corte es rápida, pero genera calor que puede dañar el recubrimiento de zinc cerca del borde de corte. Las cizallas específicas para rieles DIN ofrecen el resultado más limpio, pero su coste solo se justifica en talleres de paneles de gran volumen.

Hay tres reglas que distinguen un corte profesional de uno peligroso. En primer lugar, marca la línea de corte con una escuadra: un corte que se desvíe tan solo 2 grados de la perpendicular hará que el riel quede torcido respecto a la placa trasera. Segundo, desbarba todos los bordes cortados. Una rebaba afilada procedente de un corte de sierra cortará el aislamiento de un cable y la piel humana con la misma eficacia: unas cuantas pasadas con una lima de dientes finos o una herramienta manual para desbarbar tardan diez segundos y eliminan el peligro. Nunca utilices un disco de amoladora para desbarbar; el calor generado por la fricción quema el recubrimiento de zinc y deja al descubierto una zona de acero que se oxidará en cuestión de meses. Tercero, comprueba la longitud final con una tolerancia de ±0,5 mm: si el carril se corta demasiado corto, quedará un hueco en el extremo, y si se corta demasiado largo, no encajará.

Montaje, espaciado y disposición

Una vez cortado el riel a la medida, fíjalo a la placa trasera del armario con tornillos a través de las ranuras de montaje del riel. Distribuye los tornillos cada 200 a 250 milímetros a lo largo del riel, colocando como mínimo un tornillo en cada extremo; un extremo del riel sin soporte se doblará bajo el peso de los componentes y, con el tiempo, provocará la fatiga de los clips de montaje de todos los dispositivos fijados a él. Utiliza un nivel de burbuja durante la instalación. Un carril DIN que esté incluso ligeramente inclinado crea una pendiente por la que los componentes pueden deslizarse lentamente debido a las vibraciones, y las regletas de bornes situadas en un carril inclinado sufren una fuerza de sujeción desigual.

Entre las filas de rieles DIN, deja entre 50 y 100 milímetros de espacio libre para el conducto de cables (canaleta). El conducto canaliza el cableado de campo a lo largo del cuadro, y escatimar en espacio para el conducto implica canales abarrotados, dificultades de mantenimiento y acumulación de calor. Por encima del componente más alto de cada carril, deja al menos entre 25 y 50 milímetros hasta el siguiente conducto o carril; este es el espacio necesario para acoplar y desacoplar los componentes sin que choquen con las estructuras adyacentes.

Los dispositivos que generan calor —fuentes de alimentación, contactores, relés de estado sólido— necesitan espacio para ventilarse. Deja un espacio libre de entre 5 y 10 milímetros entre estos componentes y los que los rodean. Además, en cualquier diseño de cuadro, reserva entre el 20 y el 25 por ciento de la longitud total de los rieles como espacio libre para futuras ampliaciones. Un cuadro completamente lleno parece ordenado, pero obliga a realizar costosas modificaciones cuando el cliente añade equipos dos años más tarde.

Puntos de conexión a tierra y topes finales

La suposición más peligrosa en la construcción de cuadros eléctricos es que atornillar un carril DIN a una placa trasera metálica lo conecta automáticamente a tierra. No es así. La pintura, el anodizado, el galvanizado y las capas de óxido actúan como aislantes eléctricos entre el carril y la placa trasera. Aunque un multímetro indique continuidad en reposo, esa ruta puede fallar en caso de corriente de fallo.

El procedimiento correcto es muy claro: instalar un conductor de puesta a tierra específico —de al menos 2,5 mm² de cobre, según la norma IEC 61439-1— desde el carril DIN hasta la barra colectora de tierra de la caja, utilizando un bloque de terminales de puesta a tierra para carril DIN con un contacto metálico de resorte integrado que penetra a través del recubrimiento superficial del carril. Estos terminales están codificados por colores (verde y amarillo) para facilitar su identificación inmediata.

Igualmente innegociable: topes finales (también denominadas abrazaderas de extremo o soportes de extremo) en ambos extremos de cada fila de componentes. Sin ellas, los dispositivos pueden deslizarse a lo largo del raíl durante el transporte, debido a las vibraciones de la maquinaria cercana o, simplemente, a los ciclos de expansión y contracción térmica. Un par de topes de extremo cuesta unos pocos dólares. Encontrar un PLC que se haya salido del carril por las vibraciones y haya arrancado su cableado de campo durante el transporte cuesta cientos de dólares en tiempo de resolución de averías —y tu reputación—. Tanto la norma UL 508A como la norma IEC exigen una sujeción mecánica en ambos extremos de cada grupo de componentes montados.

¿Qué se puede montar en un carril DIN? Guía de aplicaciones y selección

Todo lo visto hasta ahora nos lleva a una pregunta: ¿qué es lo que realmente se instala en estos rieles? La respuesta breve es que el riel DIN es la columna vertebral del control industrial moderno; la siguiente tabla muestra las categorías de componentes más habituales que se encuentran en los rieles DIN en todo el mundo.

Cuando estés listo para elegir el carril DIN y los componentes para un proyecto, el proceso de decisión es sencillo. En primer lugar, confirma el tipo de carril: en el 99,1 % de los casos, necesitarás un carril TS35/7,5 de acero galvanizado con ranuras. En segundo lugar, adapta el material al entorno: para instalaciones en interiores y con climatización, se recomienda el acero galvanizado; para instalaciones en exteriores, en zonas de lavado o en zonas costeras, se requiere acero inoxidable. En tercer lugar, compra los accesorios al mismo tiempo: los topes, los terminales de tierra y los elementos de fijación son artículos pequeños que pueden provocar grandes retrasos si se olvidan.

La elección de los componentes que se instalan en el carril —en especial la fuente de alimentación, que es el elemento más crítico de cualquier cuadro de control— requiere una selección minuciosa. Busca un amplio rango de tensión de entrada (un rango completo de 85-264 VCA significa que la misma fuente de alimentación funciona en cualquier red eléctrica del mundo), certificaciones de seguridad reconocidas (CE, RoHS, UL cuando sea necesario) y un fabricante con una gama de productos lo suficientemente amplia como para cubrir todas tus necesidades de potencia a partir de un único proveedor.

Esta guía se ha elaborado tomando como referencia la norma IEC 60715:2017, la documentación histórica de las normas DIN/EN y la experiencia práctica de los fabricantes de cuadros eléctricos de todo el mundo.

Referencias: Colaboradores de Wikipedia. “Riel DIN”. Wikipedia. · Comisión Electrotécnica Internacional. “IEC 60715:2017”. · OMCH. “Fuente de alimentación conmutada”.” omch.com · OMCH. omch.com