En el artículo de hoy vamos a ver los factores a tener en cuenta para seleccionar correctamente los automáticos de un cuadro eléctrico. Un paso muy importante a la hora de equipar la instalación eléctrica de una vivienda. Y es que, su correcta protección depende de la composición del cuadro eléctrico.
Los interruptores automáticos, también denominados “PIA” en el caso de una vivienda, son dispositivos empleados para proteger las instalaciones eléctricas cuando se producen corrientes excesivas, como las que ocurren durante una sobrecarga o un cortocircuito.
Un interruptor automático contiene en su interior dos mecanismos de protección: uno térmico, diseñado para actuar cuando se detecta una sobrecarga (un aumento lento de la corriente) y el otro magnético, que actúa en el caso de un cortocircuito (que es un aumento muy rápido de la corriente). Por este motivo, a este tipo de interruptores se les denomina comúnmente como termomagnético o magnetotérmico.
Por lo tanto, en toda instalación hay que elegir un automático que actúe correctamente en ambas situaciones (sobrecarga y cortocircuito).
A continuación, pasamos a detallar los criterios para una correcta elección de los automáticos residenciales.
Protección contra sobrecargas
Como indicamos antes, una sobrecarga es un aumento lento de la corriente que circula por la instalación. Esto puede deberse, por ejemplo, a un aumento del consumo cuando se van conectando cada vez mas cargas al circuito. Suele ser habitual que suceda cuando se tienen en funcionamiento varios electrodomésticos a la vez.
En este tipo de casos, la protección no debe permitir que la corriente circulante sobrepase el valor de corriente máxima admisible.
La corriente máxima admisible no es el valor de corriente que destruye el cable, sino el valor que produce una elevación de la temperatura hasta los 70 ºC. Valor que si se mantiene en el tiempo puede dañar al cable, comenzando por su aislación. Este valor de corriente depende del material conductor del cable, su aislante, cómo esté canalizado, la sección y la cantidad de conductores, entre otros factores.
Para prevenir esta situación, debe seleccionarse la corriente nominal (In) del Interruptor Automático de manera que cumpla simultáneamente con dos condiciones: Ib < In < Iz
Donde Ib es la corriente de proyecto, es decir, la corriente que se calcula que va a circular normalmente por la instalación. E Iz es la corriente máxima admisible para el cable o conductor.
Vamos a poner un ejemplo de aplicación real:
Supongamos que tenemos un circuito de tomas de corriente (bases de enchufe) que utiliza un cable de 2,5 mm2 y por el cual estimamos va a circular una corriente de proyecto (Ib) de 10 Amperios.
Un cable de 2,5 mm2 tiene una corriente máxima admisible (Iz) de unos 21 A. Teniendo eso presente, la corriente nominal del PIA debe estar entre 10 A y 21 A.
Así que elegimos un Automático con una corriente nominal de 16 A, que cumple con el rango que necesitamos: 10 A < 16 A < 21 A
Corriente convencional de disparo (I2)
Cuando la corriente que circula a través de un PIA apenas supera la corriente nominal, el dispositivo no se activa. Un parámetro crucial es la corriente convencional de disparo, indicada como I2, que representa el valor de corriente que provoca un disparo o activación de un PIA después de una hora. En el caso de los dispositivos que cumplen con la normativa IEC 60898, ese valor es 1,45 veces la corriente nominal.
Entonces, retomando el ejemplo que hemos puesto anteriormente, donde elegimos un PIA para un circuito de tomas, ¿qué va a suceder si tenemos en cuenta este valor?. Pues en ese caso, el PIA de 16 A actuará cuando circule a través de él una corriente de 16 A x 1,45 = 23,2 A por una hora.
¿Significa esto que habremos elegido mal el PIA? ¿Si la corriente máxima admisible de ese cable de 2,5 mm2 es de 21 A y el PIA permite el paso de una corriente superior, no se daña el cable?
La respuesta es no. Aunque el valor de 1,45 x In sea superior a la corriente máxima admisible (Iz), la normativa garantiza que esa situación no se mantendrá por un tiempo superior a 1 hora, lo que no supone un riesgo para el cable. De esta manera, este criterio de selección del PIA es correcto.
Protección contra cortocircuitos
Se define un cortocircuito como la unión de dos conductores con tensión. Cuando esto sucede, la corriente no solo experimenta un aumento abrupto, sino que también puede alcanzar valores muy elevados.
En teoría, si dos conductores se unen sin una resistencia, la ley de Ohm indica que la corriente sería infinita. Sin embargo, en la práctica, los conductores siempre tienen algo de resistencia, aunque sea mínima. Además, los transformadores de las empresas distribuidoras de energía no pueden suministrar corriente infinita.
Sucede que cuando se produce un cortocircuito, incluso por una fracción de segundo, puede fluir una corriente de varios miles de amperios. A este valor se le denomina máxima intensidad de corriente de cortocircuito presunta (I”k).
Determinar este valor de corriente máxima de cortocircuito no es tarea fácil. Depende de varios factores, como la capacidad del transformador que provee de energía a la instalación, de la distancia entre la instalación y el transformador, de la sección de los cables y del lugar de la instalación donde se produzca el cortocircuito. Este valor debería ser suministrado por la empresa energética, pero esto no siempre sucede.
Hay que tener en cuenta que durante un cortocircuito, los interruptores automáticos o PIAs utilizados serán atravesados por una corriente de miles de amperios. Se espera que estos dispositivos sean capaces de soportar esta corriente, al menos durante el tiempo necesario para activarse, abrir el circuito y así interrumpir el flujo de corriente.
Esta capacidad de soportar la corriente de cortocircuito se conoce como Poder de Corte. Y representa la máxima corriente que el interruptor puede soportar sin dañarse, manteniendo su capacidad de funcionamiento.
El poder de corte se suele indicar dentro de un rectángulo en el frontal del PIA y los valores habituales son 1500 (en desuso), 3000 , 4500 , 6000 y 10.000 A
Otro de los criterios a seguir al seleccionar un PIA es asegurarnos de que el Poder de Corte sea mayor que la máxima intensidad de corriente de cortocircuito presunta (I”k). De esta manera, garantizaremos que el interruptor sea capaz de soportar la corriente durante el cortocircuito y activarse correctamente para interrumpir el flujo de corriente.
Curva de disparo en automáticos
La curva de disparo es otro de los elementos a tener en cuenta a la hora de seleccionar un interruptor automático adecuado.
Como ya hemos indicado, los interruptores automáticos funcionan gracias a dos mecanismos: el térmico y el magnético. Por ello, las curvas de disparo tienen dos zonas bien diferenciadas, la del disparo térmico y la del disparo magnético.
Los fabricantes, para no hacer una curva por cada interruptor automático según su corriente nominal (una para el de 6A, otra para el de 10A y así) crean unas curvas que tienen el eje horizontal graduado en múltiplos de la corriente nominal. Por su parte, el eje vertical está graduado en segundos y las curvas muestran todas las combinaciones de corriente/tiempo que disparan al interruptor.
Cualquier punto dentro o en los límites de la curva es una combinación corriente/tiempo que produce el disparo.
Simplificando al máximo, podemos decir que la curva de disparo sería algo parecido a hablar de la sensibilidad o tolerancia a las sobrecargas, cortocircuitos y errores en la corriente, antes de que se dispare el magnetotérmico.
Existen diferentes tipos de curvas de disparo que nos permiten elegir la más adecuada según cada tipo de aparatos conectados que queramos proteger.
Curva B: para generadores, Curva C: circuitos de iluminación o tomas de corriente (es la curva más usada en las instalaciones residenciales) y Curva D: cargas con elevadas corrientes de arranque, como motores
A modo conclusión, hemos visto que para elegir correctamente un Interruptor Automático (PIA), debemos aplicar el criterio de la máxima corriente admisible para determinar la corriente nominal (In) y el criterio del poder de corte para asegurar la protección en caso de cortocircuitos. También hemos insistido en que no hay que olvidar la curva de disparo, según la naturaleza del circuito que proteja el PIA en cuestión.
Primeras marcas como ABB y Legrand, ofrecen en sus catálogos un amplio abanico de Magnetotérmicos, tanto de uso residencial como terciario.
Por ejemplo, la serie System pro M compact SV 200 de ABB, está formada por dispositivos de protección contra sobreintensidades de uso residencial.
Por su parte, Legrand ofrece su serie de magnetotérmicos RX³ con una relación calidad-precio muy destacable.