Cálculo de conductores según la ITC-BT-19: sección, caída de tensión y protecciones

El dimensionamiento de circuitos en instalaciones interiores o receptoras conforme al Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión (REBT), aprobado por el Real Decreto 842/2002, se rige por la instrucción ITC-BT-19. Para justificar reglamentariamente una línea en la Memoria Técnica de Diseño o en el proyecto de ingeniería, es preceptivo satisfacer concurrentemente tres comprobaciones técnicas independientes.

Estas comprobaciones son el criterio térmico de intensidad máxima admisible, el límite reglamentario de caída de tensión y la coordinación con las protecciones contra sobreintensidades prescrita en la ITC-BT-22.

1. Criterio de intensidad admisible en régimen permanente ($I_z^\prime$)

La corriente de empleo de la línea ($I_b$) se calcula según la potencia prevista y el sistema:

• Monofásica (230 V): $I_b = \frac{P}{V \cdot \cos\varphi}$
• Trifásica (400 V): $I_b = \frac{P}{\sqrt{3} \cdot V \cdot \cos\varphi}$

El conductor debe evacuar el calor por efecto Joule sin sobrepasar su temperatura máxima de servicio: 70 °C en aislamientos termoplásticos (PVC, tipo H07V-K) y 90 °C en aislamientos termoestables (XLPE o EPR, habitualmente H07Z1-K o RZ1-K con reacción al fuego clase CPR Cca-s1b,d1,a1 en locales de pública concurrencia).

A partir de la Tabla 1 de la ITC-BT-19 (remitida a UNE-HD 60364-5-52), se obtiene la intensidad admisible base ($I_z$) según el método de instalación (bajo tubo empotrado A1 o B1, superficial, canal o bandeja). Dicha capacidad se corrige con los coeficientes reglamentarios:

$$I_z^\prime = I_z \cdot f_t \cdot f_g$$

Donde $f_t$ compensa la temperatura ambiente distinta de 40 °C en aire (o 25 °C en tierra) y $f_g$ el agrupamiento de circuitos en la misma canalización. La condición obligatoria es:

$$I_b \le I_z^\prime$$

2. Criterio de caída de tensión máxima admisible

El apartado 2.2.2 de la ITC-BT-19 fija las caídas de tensión relativas admisibles entre el origen de la instalación interior y los receptores:

• Viviendas: máximo del 3 % en cualquier circuito interior desde el cuadro general (ITC-BT-25).
• Otros usos (locales, oficinas, industrias) con suministro en baja tensión:
  • 3 % para receptores de alumbrado.
  • 5 % para los demás usos (fuerza motriz, tomas de corriente).
• Instalaciones con transformador propio: los límites se incrementan en un 1,5 %, alcanzando 4,5 % en alumbrado y 6,5 % en fuerza.

La caída de tensión porcentual ($e$) se evalúa mediante:

• Monofásica (230 V): $e (%) = \frac{200 \cdot P \cdot L}{\gamma \cdot S \cdot V^2}$
• Trifásica (400 V): $e (%) = \frac{100 \cdot P \cdot L}{\gamma \cdot S \cdot V^2}$

Donde $P$ es la potencia en vatios, $L$ la longitud en metros, $S$ la sección en mm² y $\gamma$ la conductividad a la temperatura máxima de servicio ($48\text{ m}/(\Omega\cdot\text{mm}^2)$ para cobre a 70 °C y $44\text{ m}/(\Omega\cdot\text{mm}^2)$ a 90 °C; $30$ y $28\text{ m}/(\Omega\cdot\text{mm}^2)$ para aluminio). La sección calculada se redondea al escalón normalizado superior.

3. Coordinación con protecciones contra sobreintensidades (ITC-BT-22)

La sección seleccionada debe coordinarse con el dispositivo de corte automático (PIA o caja moldeada):

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Según la ITC-BT-22 y la norma UNE-HD 60364-4-43, deben cumplirse:

1. $I_b \le I_n \le I_z^\prime$
2. $I_2 \le 1,45 \cdot I_z^\prime$

En interruptores magnetotérmicos según UNE-EN 60898 la corriente convencional de disparo es $I_2 = 1,45 \cdot I_n$. Por tanto, verificar $I_n \le I_z^\prime$ satisface ambas exigencias. Si el calibre $I_n$ supera $I_z^\prime$, es imperativo aumentar la sección del conductor.

Cortocircuitos

1. Poder de corte: el poder de corte del interruptor debe superar el cortocircuito máximo previsto en origen ($I_{cn} \ge I_{cc,\text{max}}$).
2. Esfuerzo térmico: para despejes inferiores a 5 segundos, la energía pasante específica debe verificar $I^2 t \le k^2 \cdot S^2$, siendo $k = 115$ para Cu/PVC y $k = 143$ para Cu/XLPE.

4. Secciones mínimas y conductores asociados

La sección final nunca será inferior a los mínimos del apartado 2.2.1 de la ITC-BT-19:

• 1,5 mm² Cu: circuitos de alumbrado y mando.
• 2,5 mm² Cu: circuitos de tomas generales y fuerza.

El conductor neutro tendrá la misma sección que las fases en monofásica y en trifásica hasta 16 mm² Cu; ante cargas con armónicos de orden 3 no debe reducirse. El conductor de protección (PE) se dimensiona según la Tabla 2 de la ITC-BT-19 e ITC-BT-18 ($S_{PE} = S_{\text{fase}}$ hasta 16 mm²; 16 mm² entre 16 y 35 mm²; y $S_{\text{fase}}/2$ para secciones mayores).

La sección definitiva del circuito será la mayor resultante de comparar el criterio térmico, la caída de tensión y la sección mínima mecánica, validando siempre $I_n \le I_z^\prime$.