PRYSMIAN: Errores habituales al seleccionar y dimensionar cables eléctricos y cómo evitarlos

La correcta selección del cable eléctrico y el cálculo adecuado de su sección son aspectos determinantes para garantizar la seguridad, la eficiencia y el cumplimiento de la normativa en cualquier instalación eléctrica. PRYSMIAN analiza algunos de los errores más frecuentes que todavía se cometen durante el diseño y la ejecución de instalaciones, explicando cómo prevenirlos para mejorar tanto la protección frente al fuego como la continuidad del suministro eléctrico.

Utilizar el cable de aluminio AL VOLTALENE FLAMEX CPRO (S) como si fuera de alta seguridad (AS) cuando sólo es libre de halógenos   

El cable tipo AL RV fue sustituido por el AL XZ1 (S) (AL VOLTALENE FLAMEX CPRO (S)) un cable de propiedades mecánicas y frente al fuego mejoradas pero con las mismas aplicaciones. Es libre de halógenos pero no es tipo Afumex Class (AS) clase Cca-s1b,d1,a1 (cable de color verde) sino clase Eca.

El cable AL XZ1 (S), por tanto, no es válido para su instalación en locales de pública concurrencia, derivaciones individuales, líneas generales de alimentación o emplazamientos donde se requieran las mejores propiedades frente al fuego, recordemos que, en las instalaciones citadas, la reglamentación no pide cables libres de halógenos sino cables con clase de reacción al fuego mínima Cca-s1b,d1,a1, y como ya hemos dicho el cable AL XZ1 (S) es de la clase Eca que es inferior. El cable indicado para estos casos sería el AL AFUMEX CLASS (AS) con cubierta verde.

No considerar la adecuada conductividad eléctrica en el cálculo de sección por caída de tensión

Aplicar la fórmula concreta es algo normalmente muy sencillo pero es extraordinariamente usual encontrar cálculos de la caída de tensión considerando valores de la conductividad eléctrica (γ) a unos 30 ºC suposición que no sólo es errónea si no, que además es una simplificación peligrosa a la hora de obtener la sección del cable por este criterio (el error puede llegar a ser del 28 %). Es muy fácil ver que tomar γ = 56 m/(Ω · mm2) para el cobre y 35 para el aluminio es un error dado que en la mayoría de los casos ya se parte de una temperatura ambiente estándar de 25 ºC para instalaciones enterradas y de 40 ºC para instalaciones al aire, a lo que hay que sumar el correspondiente efecto Joule (calentamiento del conductor por su resistencia eléctrica) para encontrarnos que nuestro cable presenta una conductividad significativamente distinta. De hecho, en cables termoestables podemos llegar a 90 ºC en régimen permanente y en cables termoplásticos podemos llegar a 70 ºC. La siguiente tabla se ha obtenido a partir de las normas UNE 20003 (IEC 60028) para cobre y UNE-EN IEC 62641 (IEC 62641) para aluminio: 

Estos valores son muy similares a los que ofrece la norma de intensidades admisibles UNE-HD 60364-5-52 en su anexo G. 

No aplicar los coeficientes correspondientes en el cálculo de la sección por el criterio de la intensidad máxima admisible

Al margen de lo que nos dicen las tablas de carga correspondientes en cada caso, no hay que olvidar que se debe afectar el valor extraído de coeficientes de corrección dependiendo del sistema de instalación, de la presencia de otros conductores cargados en el entorno, de la temperatura ambiente, del número de conductores por fase... (todos estos factores aparecen en las tablas de las normas UNE a las que hace alusión el REBT). Es decir, en cada caso hay que tener en cuenta las condiciones de la instalación para saber que sección utilizar. Es algo más laborioso que no complicado que aplicar sólo una fórmula o una tabla.

No aplicar los correspondientes coeficientes puede llevarnos a cometer grandísimos errores. Por ello, hacemos especial hincapié en que la sección va más allá de los comunes errores que detectamos en ocasiones, sobre todo:

•  No aplicar ningún coeficiente de corrección.

•  Aplicar la fórmula y tomar la sección inmediata superior a la obtenida por aplicación directa de la tabla, sin coeficientes.

•  Utilizar como coeficiente un 0,8 para todos los casos.

•  Aplicar el coeficiente más bajo cuando la instalación está afectada por varios coeficientes. Por ejemplo, si tengo que aplicar 0,7 por agrupación de circuitos y 0,9 por efecto de la temperatura ambiente, tendremos que aplicar 0,7 x 0,9 = 0,63. No es válido hacer uso sólo el coeficiente menor (0,7 en este caso). La agrupación de circuitos y el efecto añadido de la temperatura ambiente se superponen y por ello hemos de afectar nuestros cálculos por ambos coeficientes.

•  No tener en cuenta el agrupamiento que se produce en circuitos con varios conductores por fase.

Cuando se utilizan varios cables por fase hay que aplicar también coeficientes de corrección por agrupamiento de circuitos, porque igualmente se trata de grupos de cables que se influyen térmicamente, aunque pertenezcan al mismo circuito. Si por ejemplo, la intensidad a canalizar fuera tal que necesitáramos 3 cables por fase, debemos tener en cuenta un coeficiente de corrección para ese agrupamiento de 3 circuitos y rehacer el cálculo (iterar) ya que hasta no saber el resultado no hemos podido saber cuantos cables por fase necesitamos y por tanto no hemos podido elegir correctamente el coeficiente por agrupamiento.

•  No apreciar las variaciones de las condiciones a lo largo de un recorrido.

Además de lo anterior, hemos de tener en cuenta también que, si se produjeran variaciones de las condiciones de instalación a lo largo de un recorrido, las intensidades admisibles deberán determinarse para la parte del recorrido que presenta las condiciones más desfavorables.

Agrupar las mismas fases en instalaciones de conductores en paralelo y no tener en cuenta el desequilibrio de impedancias que se produce 

Cuando se realiza una instalación con varios conductores por fase no hay que olvidar:

1.- A efectos de cálculo debemos aplicar un coeficiente de corrección no superior a 0,9 para compensar los posibles desequilibrios de intensidades entre los cables conectados a la misma fase. (UNE 20435 aptdo. 3.1.2.3).

2.- A la hora de realizar la instalación debemos emplear conductores del mismo material, sección y longitud, no tener derivaciones a lo largo de su recorrido y además los cables se han de agrupar en ternas al tresbolillo en uno o varios niveles como se puede ver en los siguientes ejemplo:

La norma UNE-HD 60364-5-52 recoge en su anexo H muchos ejemplos de agrupamiento incluyendo la correcta colocación del neutro.

Instalar cables sobre canalizaciones de cables preexistentes y no reducir las intensidades de los cables ya instalados 

En muchas ocasiones se aprovechan canalizaciones de cables en funcionamiento para realizar nuevos tendidos con objeto de alimentar a nuevos receptores. Es evidente que sí, por ejemplo, tenemos circuitos activos por una bandeja, este sea el recorrido más cómodo a seguir para nuevos cables, pero hay que tener en cuenta que el agrupamiento los de nuevo tendido como los ya instalados con anterioridad). Esto implica realizar comprobaciones numéricas y ser consecuente con ellas u optar por un recorrido de los nuevos cables que no influya en los ya existentes.

Instalar cables apantallados con trenza de cobre cuya cobertura es ilegalmente insuficiente 

Actualmente las normas de diseño de los cables de 0,6/1 kV establecen claramente las exigencias mínimas para las diferentes tipologías de pantallas para garantizar una correcta compatibilidad electromagnética.

Cuando elegimos un cable apantallado para nuestra instalación es recomendable comprobar la calidad de la pantalla. Es especialmente frecuente encontrar en el mercado cables de energía para BT con pantallas de trenza de cobre con coberturas escasas del 40% (cuya efectividad es la mitad que en cables al 60%) o inferiores. En este sentido conviene recordar que las normativas actuales exigen ya una cobertura mínima del 60% tanto para los cables tipo  BLINDEX PROTECH 1000 V (AS), como para cables para alimentación de motores con variadores de frecuencia AFUMEX CLASS VARINET RZ1C40Z1-K VFD 1 kV (AS).

NOTA: no se debe confundir la cobertura de una pantalla con trenza de cobre con la cobertura de una pantalla con cinta/s de cobre o aluminio. Esta última siempre es del 100 %. Un apantallamiento mixto (trenza + cinta/s) tendrá por tanto cobertura del 100 % (no confundir con efectividad del 100 %, es decir, con cero interferencias) y en todo caso la trenza deberá cubrir al menos el 60 % del espacio como exigen las normas. Las pantallas de trenza de cobre suelen ser mejor barrera contra las interferencias de baja frecuencia y las pantallas de cinta contra las de alta frecuencia, pero la combinación de ambas, por si solas, no garantiza el 100% de efectividad (cero interferencias).

Cable para interconexión entre variadores de frecuencia y motores Afumex Clas Varinet RZ1C4OZ1-K (AS) con pantalla de trenza de cobre con cobertura superior al 60 % y pantalla de cinta de cobre con cobertura del 100 %.