Cómo varía la Icc con la distancia
El concepto de atenuación
La corriente de cortocircuito máxima se produce en bornes del transformador, donde la impedancia del circuito es mínima (solo la impedancia del transformador). A medida que nos alejamos por los cables, la impedancia total aumenta (Ztotal = Ztrafo + Zcable) y la Icc disminuye proporcionalmente: Icc = V / Ztotal. En un edificio típico, la Icc puede ser 12 kA en el tablero principal (junto al transformador) y solo 2-3 kA en los tableros de piso (50-100m de cable). Esta atenuación es importante para: seleccionar el poder de corte de los interruptores (no todos necesitan 25 kA) y verificar que la Icc sea suficiente para hacer actuar las protecciones.
Impedancia del cable
La impedancia del cable tiene dos componentes: resistencia (R = ρ × L / S) y reactancia (X ≈ 0.08 mΩ/m para cables en tubo). Para cables pequeños (<50mm²), la resistencia domina; para cables grandes (>95mm²), la reactancia se vuelve significativa. La resistividad del cobre a 80°C (temperatura durante cortocircuito) es ρ = 0.0225 Ω·mm²/m, mayor que los 0.0178 a 20°C. Es importante usar el valor a alta temperatura porque la Icc más desfavorable ocurre en las condiciones de mayor resistencia del cable.
Poder de corte del interruptor
El poder de corte (Icu o Icn) de un interruptor debe ser mayor o igual a la Icc máxima en el punto de instalación. Los valores normalizados son: 4.5, 6, 10, 15, 20, 25, 35, 50, 65, 100 kA. Si la Icc en el tablero de un departamento es 3 kA, un interruptor de 4.5 o 6 kA es suficiente (no necesita uno de 25 kA, que es más caro). En el tablero principal del edificio, donde la Icc puede ser 12-15 kA, se necesita un interruptor de 15 o 25 kA. Seleccionar correctamente ahorra costos sin comprometer la seguridad.
Icc mínima: el otro extremo
Mientras la Icc máxima determina el poder de corte, la Icc mínima (en el extremo más lejano del circuito) determina si la protección actúa dentro del tiempo requerido. AEA 90364-4-43 exige que el interruptor desconecte un cortocircuito mínimo (fase-neutro al final del cable) dentro de: 5s para circuitos de distribución, 0.4s (viviendas 230V) o 5s para circuitos finales según el tipo de puesta a tierra. Si la Icc mínima es muy baja (cable largo y delgado), la protección puede no actuar a tiempo, requiriendo cable de mayor sección o protección con calibre menor.
Selectividad y filiación (backup): optimización del costo de protecciones
La selectividad es la coordinación entre protecciones para que ante una falla, SOLO el interruptor más cercano a la falla dispare, manteniendo alimentado el resto de la instalación. Existen dos tipos: (1) Selectividad amperimétrica: el interruptor aguas arriba tiene mayor calibre y umbral magnético que el aguas abajo. Funciona si la Icc en el punto aguas abajo es menor que el umbral magnético del interruptor aguas arriba. Ejemplo: general 63A (curva C, Im = 630A), derivación 16A (curva C, Im = 160A). Si Icc en la derivación es 250A, el de 16A dispara y el de 63A no → selectividad total. Si Icc = 800A, ambos ven la falla → selectividad parcial. (2) Selectividad cronométrica: el interruptor aguas arriba tiene retardo intencional (0.1-0.3s). Usado en tableros de distribución industrial con interruptores de caja moldeada (MCCB). Los fabricantes (Schneider, ABB, Siemens, Legrand) publican tablas de selectividad para sus interruptores. La FILIACIÓN (backup) es diferente: permite usar un interruptor aguas abajo con poder de corte menor que la Icc en su punto, siempre que el interruptor aguas arriba tenga poder de corte suficiente y ambos estén coordinados (el fabricante certifica la combinación). Ejemplo: Icc = 10 kA en tablero seccional. Sin filiación: todos los interruptores necesitan 10 kA. Con filiación: el general de 10 kA + derivados de 6 kA (certificados por el fabricante para esta combinación). Ahorro significativo: un interruptor de 6 kA cuesta 40-60% menos que uno de 10 kA. Las tablas de filiación están disponibles en los catálogos de Schneider (Selectividad y Filiación Acti9/Compact), ABB (Coordination Tables), y Legrand (Tables de sélectivité). El instalador argentino debe verificar que la combinación elegida esté publicada por el fabricante.
Cálculo paso a paso de Icc en un edificio argentino típico
Ejemplo completo para un edificio de 20 departamentos en CABA con subestación propia: DATOS: Transformador 315 kVA, Ucc = 4%, secundario 380/220V. Cable principal: 4 × 95mm² Cu, 10m desde trafo al tablero de medidores. Columna montante: 2 × 10mm² Cu, 25m desde tablero medidores al piso 8. Cable interno depto: 2 × 2.5mm² Cu, 15m desde tablero depto al tomacorriente más lejano. PASO 1 — Icc en bornes del transformador: Ztrafo = Ucc% × V²/(S×1000) = 0.04 × 380²/(315×1000) = 18.3 mΩ. Icc_trafo = 220/(√3 × Ztrafo) = 220/(1.732 × 0.0183) = 6,940A ≈ 7 kA (por fase, cortocircuito trifásico). Para cortocircuito monofásico (fase-neutro): Icc_1φ = 230 / (2 × Ztrafo_1φ) ≈ 0.86 × Icc_3φ = 5,970A ≈ 6 kA. PASO 2 — Icc en tablero de medidores (10m, 95mm² Cu): R_cable = 0.0225 × 2 × 10 / 95 = 4.7 mΩ. X_cable ≈ 0.08 × 2 × 10 = 1.6 mΩ. Z_total = √((18.3+4.7)² + 1.6²) ≈ 23.0 mΩ. Icc = 220/(1.732 × 0.023) = 5,523A ≈ 5.5 kA. → Interruptor general: 10 kA mínimo. PASO 3 — Icc en tablero de departamento piso 8 (25m, 10mm² Cu): R_cable = 0.0225 × 2 × 25 / 10 = 112.5 mΩ. X_cable ≈ 0.08 × 2 × 25 = 4.0 mΩ. Z_total = √((18.3+4.7+112.5)² + (1.6+4.0)²) ≈ 135.6 mΩ. Icc = 220/(1.732 × 0.1356) = 937A ≈ 0.94 kA. → Interruptor depto: 4.5 kA es suficiente. PASO 4 — Icc mínima en tomacorriente más lejano (15m, 2.5mm² Cu): R_cable = 0.0225 × 2 × 15 / 2.5 = 270 mΩ. Z_total = 135.6 + 270 = 405.6 mΩ (aprox, despreciando X). Icc_min = 230 / (2 × 0.4056) = 283A. Verificación: con termomagnético de 16A curva C, umbral magnético Im = 8 × 16 = 128A. 283A > 128A → la protección dispara instantáneamente (< 0.1s). ✓ CUMPLE. Si Icc_min fuera < 128A (cable más largo o sección menor), NO cumpliría y habría que: usar cable de mayor sección, usar termomagnético de menor calibre, o usar termomagnético curva B (Im = 3-5 × In).
Preguntas frecuentes
¿Cómo sé la Icc en bornes del transformador?
Se calcula como: Icc = S_trafo / (√3 × V × Ucc%), donde S_trafo es la potencia en kVA, V es la tensión secundaria, y Ucc% es la tensión de cortocircuito del transformador (dato de placa). Valores típicos en Argentina: trafo 315kVA, Ucc=4%: Icc = 315/(1.732×0.380×0.04) = 11.9 kA. Trafo 630kVA, Ucc=6%: Icc = 630/(1.732×0.380×0.06) = 15.9 kA. Si no tiene el dato del transformador, consulte con la distribuidora o tome valores conservadores: 12 kA para edificios residenciales, 25 kA para grandes comercios.
¿El poder de corte de 4.5 kA es seguro para una vivienda?
Sí, es seguro en la mayoría de los casos. En una vivienda alimentada desde un transformador de 160-315 kVA con cables de 10-30m, la Icc rara vez supera 3-4 kA. Los interruptores DIN (curva C) de fabricantes reconocidos (Schneider, ABB, Legrand, Siemens) de 4.5 o 6 kA son perfectamente adecuados. Solo en viviendas muy cercanas al transformador (ej: planta baja sobre subestación propia) o alimentadas por transformadores grandes se necesitan 10+ kA. AEA permite 4.5 kA mínimo para interruptores de uso doméstico.
¿Por qué los interruptores de mayor poder de corte son más caros?
Porque requieren un sistema de extinción del arco eléctrico más robusto. Cuando un interruptor abre un cortocircuito de 25 kA, se genera un arco eléctrico de altísima energía (~300 kJ) que debe extinguirse en milisegundos. Esto requiere: cámaras de extinción con mayor cantidad de aletas metálicas, contactos de mayor tamaño con aleaciones especiales (AgC, AgW), mecanismo de apertura más rápido y robusto, y mayor volumen para contener la expansión de gases. Un interruptor de 25 kA es típicamente 2-3× más caro que uno de 6 kA del mismo calibre.
¿Qué es la verificación de impedancia de bucle y cómo se hace?
La impedancia de bucle (loop impedance) es la impedancia total del circuito de falla fase-PE, desde el transformador hasta el punto de medición y de vuelta. Se mide con un instrumento específico (Megger, Fluke 1664, Metrel) que inyecta una corriente de prueba y mide la caída de tensión. La Icc prospectiva es: Icc = V / Zbucle. Ejemplo: si mide Zbucle = 0.8 Ω en un tomacorriente, Icc = 230/0.8 = 287A. Con termomagnético 16A curva C (Im = 128A), 287A > 128A → la protección actúa correctamente. Si Zbucle = 2 Ω, Icc = 115A < 128A → la protección NO actúa instantáneamente. Hay que cambiar a curva B o aumentar la sección del cable.
¿La Icc cambia en verano e invierno?
Sí, levemente. La resistencia del cobre aumenta con la temperatura (~0.4%/°C). En verano (cable a 60-70°C), la resistencia es ~15-20% mayor que en invierno (cable a 30-40°C). Esto significa que la Icc máxima ocurre en invierno (menor resistencia → mayor corriente) y la Icc mínima ocurre en verano (mayor resistencia → menor corriente). Para el diseño, se usa: Icc máxima (invierno, 20°C): para seleccionar el poder de corte. Icc mínima (verano, 80°C): para verificar el disparo de la protección. La norma AEA recomienda usar ρ = 0.0178 Ω·mm²/m (20°C) para Icc máxima y ρ = 0.0225 (80°C) para Icc mínima.
¿Cómo afecta la impedancia de la red de media tensión?
La impedancia de MT (antes del transformador) reduce levemente la Icc en bornes del trafo. En redes urbanas fuertes (CABA, centros de ciudades grandes), la Icc de MT en bornes del trafo es 10-20 kA, lo que equivale a una impedancia de MT de 0.4-0.8 mΩ referida al secundario → despreciable frente a la impedancia del trafo (18-30 mΩ). En redes rurales débiles (alimentadores largos de MT), la impedancia de MT puede ser significativa (2-5 mΩ referida), reduciendo la Icc total un 10-20%. Para cálculos conservadores (peor caso), se despreciar la impedancia de MT (máxima Icc posible). Para cálculos de Icc mínima (verificación de disparo), incluirla.