Secciones de los Circuitos de las Viviendas

Las secciones de los circuitos de las viviendas deberán ser adecuadas para garantizar la seguridad, el buen funcionamiento y la eficiencia de la instalación.

La sección adecuada de cada circuito se calcula tomando en cuenta diversos factores, incluyendo la intensidad de corriente, la longitud, el tipo de conductor, el tipo de aislamiento y las condiciones de instalación.

La ITC-BT-25 del REBT proporciona las características de los circuitos de las viviendas, indicando las secciones mínimas de cada uno de los diferentes circuitos en las instalaciones residenciales.

Estas secciones mínimas proporcionadas son para circuitos en viviendas normales, es decir, sin grandes longitudes. Para su cálculo, se tiene en cuenta:

– La corriente del interruptor automático (IA): el REBT establece que la sección del conductor debe ser capaz de soportar la corriente nominal del IA sin sobrecalentarse.

– Una caída de tensión máxima del 3%: el REBT limita la caída de tensión en los circuitos a un máximo del 3% para garantizar un correcto funcionamiento de los equipos conectados.

– Un factor de potencia (cos φ) de 1: el REBT asume un caso simplificado donde el cos φ es igual a 1, lo que corresponde a una carga puramente resistiva (como resistencias calefactoras).

Por ello, para circuitos con longitudes considerables, el cálculo de instalaciones en viviendas supone comprobar si las secciones mínimas son suficientes. Además, puede ser necesario considerar factores adicionales como la temperatura ambiente, el método de instalación o la presencia de aislamientos térmicos en paredes.

Longitudes Máximas de los Circuitos de las Viviendas

La guía técnica de la ITC-BT-25 proporciona una tabla que indica los valores máximos de longitud para los conductores eléctricos. Estos valores se determinan considerando la sección del conductor y la intensidad nominal del dispositivo de protección. El objetivo es el de mantener una caída de tensión máxima del 3%.

Esta tabla se basa en una temperatura ambiente estimada de 40ºC y un factor de potencia de cos φ = 1. En los casos donde las longitudes de los conductores superen los valores máximos especificados en la tabla, es necesario aumentar la sección mínima reglamentaria de los conductores. Este ajuste es esencial para asegurar que la caída de tensión no exceda el 3%.

Además, al aumentar la sección de los conductores, el tubo utilizado para la instalación debe ser adecuado conforme a las especificaciones de las tablas de la ITC-BT-21. Esto garantiza que los conductores tengan el espacio necesario para disipar el calor y que la instalación cumpla con el REBT.

Ejemplo: para el circuito C1 de iluminación, consideramos la sección mínima reglamentaria de S = 1,5 mm², con un IA de 10 A. Si el cable es de cobre y PVC (conductividad γ = 48 m/Ω·mm²), tendremos una longitud máxima de:

En este ejemplo, observamos que el circuito de iluminación C1, de PIA de 10 A, puede tener una longitud máxima de L = 24 m para cable de sección S = 1,5 mm². Si necesitamos mayor longitud, tendremos que aumentar la sección. Si la aumentamos a S = 2,5 mm², podremos extender el circuito hasta los 41 m.

Cálculo de Sección de los Circuitos de las Viviendas

El cálculo de la sección de los conductores en instalaciones interiores es un proceso que involucra varias fases y considera múltiples factores. A continuación, se describen los aspectos principales a tener en cuenta:

1º) Caída de tensión: se debe asegurar que los dispositivos finales reciban un voltaje adecuado. Según el REBT, la caída de tensión máxima permitida en cualquier circuito de una vivienda es del 3%. Esta limitación garantiza que los aparatos funcionen correctamente y evita pérdidas de eficiencia.

2º) Corriente máxima admisible: se refiere a la corriente que el conductor puede transportar sin sobrecalentarse ni comprometer su aislamiento. Este factor es fundamental para la seguridad y la durabilidad de la instalación eléctrica.

3º) Selección del interruptor automático: el calibre del interruptor automático debe seleccionarse en función de la sección del conductor. Además, el conductor debe ser capaz de soportar sobrecargas o cortocircuitos durante el tiempo de apertura del interruptor.

Esto implica que, además de considerar la caída de tensión y el calentamiento, se debe verificar que el interruptor de protección (PIA) sea adecuado para evitar sobreintensidades.

En algunos casos, al comprobar si el interruptor automático está protegiendo adecuadamente al conductor contra sobreintensidades, puede ser necesario aumentar la sección calculada inicialmente. Esto asegurará que el conductor podrá manejar estas corrientes sin riesgos de sobrecalentamiento o daños.

Cálculo de Sección por Caída de Tensión en las Viviendas

Para el cálculo por caída de tensión máxima de conductores se utiliza una de las 3 fórmulas correspondientes, dependiendo de si el cableado del circuito es monofásico o trifásico.

Con este cálculo aseguramos que la caída de tensión no exceda del límite establecido por el REBT. En instalaciones residenciales se permite una caída de tensión máxima del 3%.

Después de realizar el cálculo utilizando la fórmula correspondiente, la sección mínima obtenida debe ser ajustada a la sección comercial inmediatamente superior disponible. Esa será la mínima sección que debe tener ese conductor para garantizar la caída de tensión máxima establecida.

La sección por caída de tensión se calcula mediante las fórmulas del cálculo de sección por caída de tensión en instalaciones interiores:

Generalmente en el cálculo se toma el cos φ = 1, tanto para viviendas monofásicas como trifásicas.

Cálculo de Sección por Corriente Máxima Admisible en las Viviendas

Para calcular la sección de conductores basada en la corriente máxima admisible, se deben consultar las tablas de la ITC-BT-19 del REBT. Estas tablas proporcionan los valores de corriente máxima admisible Iz para diferentes tipos de conductores, considerando si están enterrados o no.

Tendremos que encontrar la sección comercial que cumpla que la corriente máxima admisible Iz del cable sea mayor que la corriente de diseño o cálculo I del circuito. Esto se expresa como:

Para una instalación no enterrada necesitaremos consultar la tabla de corrientes admisibles para cable no enterrado en instalaciones interiores de la ITC-BT 19 que se muestra a continuación. Esta tabla es para conductores de cobre y aluminio a temperatura ambiente a 40ºC.

Para otros sistemas de instalación, como empotrados directamente en paredes (sin tubo), en molduras, en el interior de marcos de puertas, en canales, etc., se debe consultar en la ITC-BT-19 en “Métodos de instalación de referencia”.

Para temperaturas ambiente distintas de 40ºC o para grupos de varios circuitos o cables multipolares, es necesario ajustar las corrientes admisibles de la tabla anterior aplicando los factores de corrección de la corriente máxima admisible indicados en las tablas de la ITC-BT-19.

Si fuera una instalación enterrada, tendríamos que utilizar la tabla de corrientes admisibles para cable enterrado en instalaciones interiores de la ITC-BT-19 (norma UNE-HD 60364-5-52).

Una vez obtenida la sección comercial de los conductores a partir del cálculo por caída de tensión c.d.t., es necesario verificar que la corriente máxima admisible Iz sea mayor que la corriente que circulará por la línea I, es decir, Iz > I.

El proceso de verificación será el siguiente:

1º) Verificación inicial: con la sección comercial determinada por el cálculo de c.d.t., se comprueba que Iz > I. Si se cumple esta condición, la sección es adecuada para el uso previsto.

2º) Ajuste de la sección: si no se cumple la condición Iz > I, es necesario aumentar la sección comercial de los conductores de forma incremental hasta encontrar la sección mínima que sí cumpla dicha condición.

Selección del Interruptor Automático en las Viviendas

Después de calcular la sección de los conductores, tanto por caída de tensión c.d.t. como por calentamiento, es necesario seleccionar el calibre adecuado del interruptor magnetotérmico (PIA) que protegerá el cable. Este proceso podría requerir un ajuste en la sección calculada.

Con la sección calculada, debemos comprobar que entre la corriente de cálculo I del circuito y la corriente máxima admisible I_Z del conductor, exista un calibre I_n normalizado para el magnetotérmico a instalar, es decir:

Los calibres normalizados In de los PIAs en el ámbito residencial son los siguientes: 10, 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63 A.

Protección a Sobrecargas y Cortocircuitos del Interruptor Automático en las Viviendas

Al seleccionar un calibre normalizado del PIA que cumpla la condición anterior, nos hemos asegurado, indirectamente, que el cable está protegido contra sobrecargas. Para verificar esta protección, se deben aplicar las 2 condiciones indicadas en la sección de protección a sobrecargas del interruptor automático.

Como ahí se indica, en el caso de magnetotérmicos domésticos, se reduce a emplear solamente la 1ª condición. Esta condición es la que ya hemos aplicado para seleccionar el interruptor magnetotérmico (PIA) adecuado, es decir:

Por último, si se dispone de los datos de las corrientes de cortocircuito máxima Imáx y mínima Imín de la instalación, se debe verificar que el PIA también protege al cable contra cortocircuitos. Para ello, se aplicarían las 2 condiciones indicadas en la sección de protección a cortocircuitos del interruptor automático.

● 1ª Condición a cortocircuitos:

● 2ª Condición a cortocircuitos:

La forma de obtener estas corrientes de cortocircuito I_máx y I_mín se puede consultar en corrientes de cortocircuito con datos de la red de baja tensión o en corrientes de cortocircuito sin datos de la red de baja tensión.

Selección del Interruptor Diferencial en las Viviendas

En las viviendas, el interruptor diferencial (ID) debe tener una corriente diferencial-residual, o sensibilidad, que no supere los 30 mA. Esto nos garantiza la protección contra tensiones de defecto.

La normativa establece que el uso de interruptores diferenciales en serie debe asegurar que todos los circuitos queden protegidos frente a corrientes diferenciales-residuales de hasta 30 mA como máximo.

En la elección del calibre del interruptor diferencial se debe tener en cuenta que ha de ser siempre igual o superior al calibre del interruptor automático instalado.

Por otro lado, desde una perspectiva económica, no es recomendable sobredimensionar el diferencial innecesariamente. Esto podría aumentar los costes sin aportar beneficios adicionales en términos de seguridad.

En las instalaciones domésticas, los interruptores diferenciales más comúnmente utilizados son los de 25 A, 40 A y 63 A. A pesar de que existen diferenciales con una amplia gama de calibres, normalmente desde 6 A hasta 80 A, los mencionados son los que mejor se adaptan a las necesidades típicas de una vivienda.

Sección del Neutro y del Conductor de Protección en las Viviendas

La sección del conductor neutro debe ser, como mínimo, igual a la de los conductores de fase, tal como se establece en el apartado 2.2.2 de la ITC-BT-19.

Los conductores de protección, al igual que los conductores de fase y neutro, deben ser de cobre. Además, deben contar con el mismo tipo de aislamiento que los conductores activos, conforme a lo indicado en el apartado 6.1.2 de la ITC-BT-26.

Estos conductores de protección deben instalarse en la misma canalización que los conductores activos. Su sección mínima debe ser la especificada en la siguiente tabla, basada en la sección de los conductores de fase o polares de la instalación, según se menciona en el apartado 2.3 de la ITC-BT-19.

Es también obligatorio que los conductores de protección acompañen a los conductores activos en todos los circuitos de la vivienda, extendiéndose hasta los puntos de utilización.

Los colores del aislamiento de los conductores serán los siguientes:

– Fases: negro, marrón y gris

– Neutro: azul

– Conductor de protección: amarillo-verde

Ejercicios Resueltos de Secciones de los Circuitos de las Viviendas

A continuación, se presentan 3 ejercicios resueltos de cálculo de secciones de los circuitos de las viviendas:

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