Calcula la sección mínima normalizada del conductor de protección mediante la tabla pública de la ITC-BT-18 o comprueba el criterio adiabático con datos documentados.
Calculadora de conductor de protección
Calcula la sección mínima del conductor PE
Aplica la tabla pública de la ITC-BT-18 o comprueba el criterio adiabático con la corriente, el tiempo y el valor de k documentados.
Cómo utilizar la calculadora del conductor PE
La herramienta ofrece dos métodos porque la ITC-BT-18 permite determinar la sección del conductor de protección mediante la relación de su tabla 2 o mediante cálculo.
En el modo Tabla 2 de la ITC-BT-18, selecciona la mayor sección de los conductores de fase del circuito. Después confirma que el conductor PE y los conductores activos están fabricados con el mismo material.
Esta condición es imprescindible. La relación directa de la tabla solo es válida cuando los materiales son iguales. Si son diferentes, la sección del PE debe proporcionar una conductividad equivalente y la calculadora evita entregar una equivalencia automática sin los datos necesarios.
En el modo Comprobación adiabática, introduce la corriente de defecto prevista, el tiempo total de eliminación y el coeficiente k aplicable. Los tres valores deben proceder del estudio del circuito y de documentación técnica o normativa válida.
Finalmente, indica dónde se encuentra el conductor PE. Si no forma parte de la canalización de alimentación, la ITC-BT-18 exige que sea de cobre y establece una sección mínima relacionada con su protección mecánica.
Qué resultado ofrece la herramienta
El panel presenta la sección normalizada mínima obtenida mediante el método seleccionado. También identifica:
- método de dimensionado;
- referencia empleada;
- sección de fase o datos de cortocircuito;
- resultado previo al redondeo;
- mínimo asociado a la disposición del PE;
- relación o fórmula utilizada.
Cuando el cálculo produce una sección que no coincide con una medida normalizada, la herramienta elige la inmediatamente superior dentro de la serie incluida. Nunca redondea hacia abajo.
El resultado constituye un mínimo para el criterio estudiado. Una sección mayor puede ser necesaria por resistencia mecánica, conexión, corrosión, condiciones ambientales, corriente de defecto, coordinación de protecciones o requisitos específicos de la instalación.
Qué es el conductor de protección PE
El conductor de protección, identificado habitualmente como PE, une eléctricamente las masas de la instalación con los elementos del sistema de puesta a tierra previstos para la protección contra contactos indirectos.
Su función es proporcionar un camino adecuado para la corriente de defecto y colaborar para que las protecciones actúen dentro de las condiciones exigidas. No debe utilizarse como conductor activo durante el funcionamiento normal.
El PE no es exactamente lo mismo que el conductor de tierra que enlaza el borne principal con la toma de tierra. Tampoco es el electrodo enterrado, el conductor de equipotencialidad o un conductor combinado de protección y neutro PEN o CPN.
La calculadora se limita al conductor de protección del circuito. Las otras partes de la puesta a tierra tienen reglas y comprobaciones propias.
Tabla 2 de la ITC-BT-18
El apartado 3.4 de la ITC-BT-18 relaciona la sección de los conductores de fase, representada por S, con la sección mínima del conductor de protección, representada por Sₚ.
Cuando ambos están fabricados con el mismo material, la relación es:
- para S menor o igual que 16 mm²: Sₚ = S;
- para S mayor que 16 mm² y menor o igual que 35 mm²: Sₚ = 16 mm²;
- para S mayor que 35 mm²: Sₚ = S ÷ 2.
Si la aplicación de la relación produce una sección no normalizada, debe utilizarse la sección normalizada superior más próxima.
Por ejemplo, con una fase de 10 mm², el PE resulta de 10 mm². Con una fase de 25 mm², el resultado es 16 mm². Para una fase de 50 mm², la mitad corresponde a 25 mm².
Si la fase tiene 185 mm², la mitad es 92,5 mm². Como esa cifra no corresponde a la sección incluida inmediatamente superior, la herramienta selecciona 95 mm².
Qué ocurre cuando los materiales son diferentes
La tabla directa no debe utilizarse sin corrección cuando el conductor PE y los conductores activos están fabricados con materiales diferentes. La ITC-BT-18 exige que el PE presente una conductividad equivalente a la obtenida mediante la tabla.
No basta con seleccionar el mismo número de mm². La conductividad depende del material y de las condiciones consideradas. Por ese motivo, la herramienta bloquea el resultado directo y solicita una determinación específica.
Esta decisión evita que una equivalencia simplificada entre cobre y aluminio se utilice fuera de contexto. El proyecto debe justificar el material, la sección, las conexiones, la compatibilidad y el comportamiento térmico y mecánico.
Conductor PE separado de la canalización
La ITC-BT-18 establece mínimos adicionales para los conductores de protección que no forman parte de la canalización de alimentación. En esos casos deben ser de cobre y su sección será al menos:
- 2,5 mm² cuando disponen de protección mecánica;
- 4 mm² cuando no disponen de protección mecánica.
La calculadora compara el resultado del método principal con este mínimo y conserva el mayor valor.
Supón que la tabla entrega un PE de 1,5 mm², pero el conductor se instala separado y sin protección mecánica. El resultado final no será 1,5 mm²: la herramienta aplicará el mínimo de 4 mm².
La selección “forma parte de la canalización de alimentación” significa que este mínimo adicional concreto no se aplica. Eso no elimina las demás exigencias eléctricas, mecánicas o constructivas.
PE común a varios circuitos
Cuando un conductor de protección es común a varios circuitos, la ITC-BT-18 indica que debe dimensionarse en función de la mayor sección de los conductores de fase.
Por eso el selector de la calculadora solicita la mayor sección de fase. No debe utilizarse una media, la suma de todas las secciones ni la sección del circuito de menor potencia.
Además, es necesario comprobar que la disposición común sea válida, que las conexiones mantengan la continuidad y que cada masa quede protegida según el esquema de la instalación.
Cómo funciona el criterio adiabático
El cálculo adiabático comprueba el calentamiento que puede soportar el conductor durante el tiempo de paso de una corriente de defecto. La forma utilizada por la herramienta es:
S = I × √t ÷ k
Donde:
- S es la sección calculada en mm²;
- I es la corriente eficaz de defecto en amperios;
- t es el tiempo de eliminación en segundos;
- k es el coeficiente aplicable al conductor y sus condiciones.
La calculadora no incluye una tabla predeterminada de valores k. Ese coeficiente depende del material del conductor, aislamiento, temperaturas inicial y final y condiciones definidas en la documentación aplicable.
Utilizar un k incorrecto puede alterar significativamente la sección resultante. Por tanto, debe obtenerse de una norma vigente, de la documentación técnica o de un cálculo realizado por una persona competente.
El modo incluido admite tiempos positivos de hasta cinco segundos. Fuera de su alcance, el conductor necesita otro estudio y no debe extrapolarse automáticamente la fórmula.
Ejemplo de cálculo adiabático
Supón una corriente de defecto prevista de 3.000 A, un tiempo de eliminación de 0,2 segundos y un coeficiente documentado k igual a 115.
La sección previa será:
S = 3.000 × √0,2 ÷ 115 = 11,67 mm² aproximadamente
Como 11,67 mm² no es una sección normalizada de la serie utilizada, la calculadora seleccionará 16 mm².
Si el conductor se instala separado y con protección mecánica, el mínimo adicional de 2,5 mm² no cambia el resultado porque 16 mm² ya es superior. Si el cálculo hubiese entregado un valor menor, se conservaría el mayor entre el resultado térmico y el mínimo aplicable.
El ejemplo solo demuestra el funcionamiento matemático. No valida que k = 115 sea apropiado para cualquier conductor ni que la corriente y el tiempo correspondan a una instalación concreta.
Por qué el tiempo de desconexión es importante
La energía térmica soportada durante un defecto aumenta con la duración. Una protección que elimina el defecto rápidamente puede reducir la solicitación térmica, mientras que un tiempo mayor eleva la sección calculada.
El tiempo no debe estimarse únicamente a partir de la intensidad nominal del magnetotérmico. Debe obtenerse de la característica de actuación del dispositivo para la corriente prevista, considerando tolerancias, condiciones de instalación y coordinación.
La corriente de defecto también debe corresponder al punto estudiado. No es correcto trasladar sin comprobación la corriente calculada en el origen de la instalación hasta el extremo de un circuito con impedancia diferente.
Comprobaciones que siguen siendo necesarias
Dimensionar la sección no completa la protección frente a contactos indirectos. El proyecto debe revisar, entre otros aspectos:
- esquema de distribución TT, TN o IT;
- continuidad del conductor de protección;
- impedancia del bucle de defecto;
- corriente mínima y máxima de cortocircuito;
- tiempos de desconexión exigidos;
- actuación de diferenciales y protecciones contra sobreintensidades;
- capacidad de corte y coordinación;
- tensión de contacto;
- resistencia de la toma de tierra;
- calidad y accesibilidad de las conexiones;
- protección contra daños mecánicos, químicos y electroquímicos;
- esfuerzos electrodinámicos y térmicos;
- identificación verde-amarilla cuando corresponda;
- condiciones particulares del local o instalación.
La ITC-BT-18 también indica que no debe intercalarse ningún aparato en el conductor de protección, aunque pueden existir conexiones desmontables mediante herramientas para ensayos. Las masas no deben conectarse en serie en el circuito de protección salvo las excepciones previstas.
Diferencia entre PE, conductor de tierra y equipotencialidad
El PE acompaña al circuito y conecta las masas para fines de protección. El conductor de tierra enlaza partes principales de la instalación de puesta a tierra con la toma correspondiente. Los conductores de equipotencialidad unen elementos para reducir diferencias de potencial peligrosas.
Aunque todos se relacionan con la seguridad, no pueden dimensionarse indistintamente con esta calculadora. La tabla 1 de la ITC-BT-18 contiene condiciones propias para determinados conductores de tierra, mientras que el apartado 8 establece requisitos para la equipotencialidad.
Por tanto, expresiones cotidianas como “cable de tierra” pueden ocultar funciones diferentes. Antes de calcular debe identificarse qué conductor se está dimensionando.
Preguntas frecuentes
¿El conductor PE debe tener siempre la misma sección que la fase?
No. Según la tabla 2, es igual a la fase hasta 16 mm². Entre más de 16 y 35 mm² resulta de 16 mm², y por encima de 35 mm² corresponde a la mitad, siempre que los materiales sean iguales.
¿Qué sección PE corresponde a una fase de 25 mm²?
La relación pública entrega 16 mm². Aun así, deben comprobarse la disposición, el material y las demás condiciones de protección.
¿Qué sección PE corresponde a una fase de 50 mm²?
La tabla aplica Sₚ = S/2, por lo que el resultado es 25 mm² para conductores del mismo material.
¿Puedo utilizar la tabla si la fase es de aluminio y el PE de cobre?
No de forma directa. La sección debe proporcionar una conductividad equivalente. La calculadora bloquea ese caso para evitar una equivalencia injustificada.
¿Por qué aparece un mínimo de 2,5 o 4 mm²?
Se aplica cuando el PE no forma parte de la canalización de alimentación. Debe ser de cobre y tener al menos 2,5 mm² con protección mecánica o 4 mm² sin ella.
¿Qué valor de k debo introducir?
El que corresponda al material, aislamiento, temperaturas y condiciones del conductor según documentación técnica o normativa válida. La herramienta no presupone ese dato.
¿La corriente de defecto es la intensidad nominal del magnetotérmico?
No. Es la corriente de defecto prevista en el punto estudiado. El tiempo de actuación debe relacionarse con esa corriente mediante la característica de la protección.
¿La herramienta calcula el conductor de tierra enterrado?
No. Dimensiona el conductor de protección PE. Los conductores de tierra y electrodos tienen requisitos diferentes.
¿Sirve para dimensionar un conductor PEN o CPN?
No. Los conductores combinados de protección y neutro tienen condiciones específicas y quedan fuera de este cálculo.
¿El resultado garantiza que actuará el diferencial?
No. La sección es solo una comprobación. Deben estudiarse el esquema, continuidad, resistencia de tierra, corriente de defecto, sensibilidad y tiempo de desconexión.
¿La calculadora sustituye al proyecto eléctrico?
No. Es una herramienta educativa y de comprobación preliminar. El dimensionado definitivo corresponde a profesionales que conozcan la instalación y apliquen todas las reglas vigentes.
Fuentes y referencias
- Real Decreto 842/2002: Reglamento electrotécnico para baja tensión, especialmente el apartado 3.4 y la tabla 2 de la ITC-BT-18.
- Relación de normas y documentación técnica vigente aplicable al cálculo, materiales, aislamiento y protecciones del circuito.
- Curvas y fichas técnicas de los dispositivos de protección y de los conductores utilizados.
Aviso
Esta calculadora tiene finalidad educativa y orientativa. El resultado no certifica una instalación, no sustituye mediciones ni un proyecto y no reemplaza la intervención de una empresa instaladora o un técnico competente cuando corresponda.