Coordinación entre fusibles e interruptores
Por qué coordinar la protección
En una instalación eléctrica, los dispositivos de protección (fusibles e interruptores automáticos) deben actuar de forma coordinada para: (1) que ante una falla, solo desconecte el dispositivo más cercano a ella (selectividad), dejando el resto de la instalación operativa, y (2) que cada dispositivo opere dentro de sus límites de capacidad (poder de corte). Sin coordinación, un cortocircuito en un circuito terminal puede provocar la desconexión del interruptor general, dejando todo el edificio sin energía, o peor, un interruptor puede intentar cortar una corriente superior a su capacidad, con riesgo de arco y explosión.
Selectividad entre fusible e interruptor
La selectividad entre un fusible aguas arriba y un interruptor aguas abajo se logra cuando la curva de fusión del fusible está completamente "por encima" (más a la derecha) de la curva de disparo del interruptor para todo el rango de corrientes de falla. La regla práctica para fusibles gG e interruptores curva C es que el calibre del fusible debe ser al menos 1.6 veces el calibre del interruptor: InFusible ≥ 1.6 × InInterruptor. Ejemplo: interruptor de 25A → fusible de 40A o mayor. Para curva B, la relación puede ser 1.4:1; para curva D, puede necesitarse 2:1.
Protección de respaldo (back-up)
Cuando la corriente de cortocircuito presunta (Icc) en un punto de la instalación supera el poder de corte del interruptor automático, se necesita un fusible aguas arriba como "protección de respaldo" (back-up). El fusible corta la corriente de cortocircuito antes de que el interruptor alcance su límite. IEC 60947-4-1 define dos niveles de coordinación: Tipo 1 (el contactor/interruptor puede necesitar reemplazo después del cortocircuito) y Tipo 2 (el contactor/interruptor no sufre daño, solo se reemplaza el fusible). Cada fabricante publica tablas de coordinación específicas fusible+interruptor.
Fusibles NH en tableros argentinos
Los fusibles NH (Niederspannungs-Hochleistungs) son el estándar en tableros de distribución argentinos para protección de líneas principales y alimentadores. Se fabrican en tamaños 00 (hasta 160A), 0 (hasta 160A), 1 (hasta 250A), 2 (hasta 400A) y 3 (hasta 630A), con poder de corte de 120 kA a 500V. Los tipos más comunes son: gG (protección general contra sobrecarga y cortocircuito) y aM (solo contra cortocircuito, para motores). Los fusibles NH tipo gG ofrecen selectividad natural: un fusible de 100A no funde con la corriente que funde uno de 63A, garantizando selectividad hasta la corriente de corte del fusible mayor.
Energía específica I²t y limitación de corriente
La energía específica I²t (integral de Joule) es el parámetro que une la protección del cable con la selección del fusible o interruptor. Representa la energía térmica que pasa a través del circuito durante una falla. Los cables tienen un I²t máximo admisible (determinado por su sección, material y aislación): si la protección deja pasar más I²t del admisible, el cable se daña. Los fusibles NH son excelentes limitadores de corriente: cortan la corriente de cortocircuito antes de que alcance su valor de cresta, reduciendo drásticamente el I²t pasante. Un fusible NH de 100A gG con Icc de 20 kA limita la corriente de cresta a ~8 kA y el I²t a ~30,000 A²s, mucho menos que los ~300,000 A²s que pasarían sin limitación. Para verificar la coordinación cable-fusible: I²t del fusible (dato del fabricante) ≤ k² × S² del cable (donde k=115 para Cu/PVC, 135 para Cu/XLPE, 76 para Al/PVC). Ejemplo: cable de 16mm² Cu/PVC tiene I²t admisible = 115² × 16² = 3,385,600 A²s, muy superior al I²t del fusible de 100A.
Selectividad total vs parcial: cuándo es suficiente
La selectividad puede ser: (1) Total: los dispositivos se coordinan para todo el rango de corrientes de falla, desde la mínima sobrecarga hasta la máxima Icc. Es la situación ideal pero la más difícil de lograr. (2) Parcial: los dispositivos se coordinan hasta un valor de corriente llamado "límite de selectividad" (Is), por encima del cual ambos pueden disparar. Si Is ≥ Icc presunta en el punto, la selectividad parcial es equivalente a la total (porque nunca se alcanza Is). Los fabricantes publican tablas de selectividad con el valor de Is para cada combinación de dispositivos. Si Is < Icc presunta, la selectividad no está garantizada para corrientes altas. En la práctica, la selectividad parcial con Is > Icc es aceptable y mucho más económica que la selectividad total, que puede requerir interruptores con disparo temporizado (retardo intencional en el interruptor general, más costoso y menos seguro). Para edificios residenciales en Argentina, la selectividad parcial con fusibles NH en el tablero general y interruptores modulares en los departamentos es la solución más común y normativa.
Preguntas frecuentes
¿Puedo usar un fusible y un interruptor del mismo calibre?
No es recomendable. Si ambos tienen el mismo calibre (ej: fusible 25A + interruptor 25A), la selectividad no está garantizada: ante una sobrecarga, ambos podrían actuar simultáneamente. La regla es que el dispositivo aguas arriba tenga un calibre significativamente mayor (relación ≥1.6:1 para fusible gG + interruptor curva C). Si ambos deben proteger contra la misma corriente de sobrecarga, se necesita un estudio de curvas de los dispositivos específicos.
¿Dónde encuentro las tablas de coordinación?
Los principales fabricantes (Schneider Electric, ABB, Siemens, Legrand, WEG) publican tablas de coordinación en sus catálogos técnicos y sitios web. Se denominan "tablas de selectividad" o "tablas de coordinación tipo 2". Busque la combinación específica de fusible + interruptor/contactor con la que trabaja. En Argentina, los fabricantes locales (Sica, Jeluz, Baw) también publican esta información para sus productos que coordinan con fusibles NH estándar.
¿Los interruptores modulares necesitan back-up?
Depende de la Icc presunta en el punto de instalación. Los interruptores modulares (riel DIN) típicos tienen poder de corte de 6 kA (residencial) o 10 kA (industrial). Si el transformador de distribución está cerca y la Icc supera estos valores (común en tableros generales de edificios alimentados por trafo de 160+ kVA), se necesita back-up con fusibles NH. En tableros secundarios, donde la Icc se atenúa por la impedancia del cable, el poder de corte del interruptor modular suele ser suficiente.
¿Puedo usar fusibles tipo diazed (D) en lugar de NH?
Los fusibles Diazed (tipo D, DII, DIII) siguen en uso en tableros residenciales e industriales pequeños en Argentina. Los calibres van de 2A a 63A con poder de corte de 50 kA. Son una opción válida para protección de circuitos terminales donde el espacio es limitado. Sin embargo, para corrientes >63A y tableros de distribución principal, los fusibles NH son obligatorios por su mayor rango de calibres (hasta 630A) y poder de corte (120 kA). Los Diazed coordinan bien con interruptores modulares aguas abajo, siguiendo las mismas reglas de relación de calibres.
¿Cada cuánto debo reemplazar los fusibles?
Los fusibles no tienen vida útil definida mientras no operen (no hay fatiga mecánica como en los interruptores). Sin embargo, se recomienda: (1) inspección visual anual de los contactos del portafusibles (corrosión, descoloración por calentamiento), (2) medición de la resistencia de contacto con megóhmetro cada 2-3 años en tableros industriales, (3) reemplazo inmediato si hay signos de calentamiento (decoloración del fusible, ennegrecimiento de los contactos), (4) reemplazo preventivo después de 15-20 años en servicio, aunque no hayan operado, porque el elemento fusible puede haberse fatigado por ciclos térmicos. Siempre reemplace por fusibles del mismo tipo, calibre y fabricante.
¿Qué significa que un fusible sea "limitador de corriente"?
Un fusible limitador corta la corriente de cortocircuito antes de que esta alcance su valor de cresta teórico. El tiempo de fusión del elemento es tan corto (< 5 ms, menos de un cuarto de ciclo de 50 Hz) que la corriente nunca llega al pico asimétrico. Esto reduce drásticamente: la energía específica I²t (calor en los cables), los esfuerzos electrodinámicos (fuerzas sobre los barrajes), y la corriente que "ven" los dispositivos aguas abajo. Todos los fusibles NH y la mayoría de los Diazed son limitadores de corriente. Esta propiedad es la base de la protección de back-up: el fusible limitador protege al interruptor aguas abajo que de otro modo recibiría una corriente superior a su poder de corte.