Las instalaciones eléctricas de baja tensión son omnipresentes en nuestro día a día, desde nuestros hogares hasta complejos industriales. Garantizar su seguridad y correcto funcionamiento no es solo una cuestión de eficiencia, sino una necesidad primordial para proteger a las personas y los bienes. Este artículo desgrana las medidas técnicas y reglamentarias esenciales que conforman el escudo protector de estas instalaciones.
La protección en baja tensión persigue múltiples objetivos: preservar la seguridad de las personas frente a riesgos eléctricos, asegurar el normal funcionamiento de los equipos conectados, prevenir perturbaciones en la red y contribuir a la fiabilidad y eficiencia energética del sistema. Para ello, los sistemas de protección deben ser capaces de impedir los efectos dañinos de sobreintensidades y sobretensiones previsibles, resguardar materiales y equipos de agentes externos hostiles y, fundamentalmente, proteger contra contactos eléctricos directos e indirectos.
Exploremos los principales tipos de protección que hacen esto posible.
1. Protección Contra Sobreintensidades: Evitando Cortocircuitos y Sobrecargas
Las sobreintensidades, ya sean debidas a cortocircuitos o sobrecargas, representan un riesgo significativo para cualquier instalación eléctrica.
- Obligatoriedad: Todo circuito debe estar rigurosamente protegido contra sus efectos.
- Mecanismos de Protección: Esta protección se logra mediante la interrupción automática del circuito en un tiempo adecuado o, alternativamente, dimensionando el circuito para que pueda soportar las sobreintensidades esperadas sin daño.
- Dispositivos Clave: Los dispositivos más comunes para esta tarea son los fusibles y los interruptores automáticos (IA), también conocidos como magnetotérmicos.
- Recomendaciones Específicas:
- En instalaciones análogas a las domésticas, locales de pública concurrencia o en situaciones donde un corte prolongado del suministro no sea aconsejable, se recomienda el uso de interruptores automáticos (IA) en lugar de fusibles. Esto se debe a que los IA permiten una restauración más rápida del suministro tras una incidencia.
- Los motores requieren una protección específica contra cortocircuitos y sobrecargas, incluyendo el importante riesgo de falta de fase en sistemas trifásicos.
- Para las instalaciones de recarga de vehículos eléctricos, los circuitos deben protegerse contra sobrecargas y cortocircuitos mediante dispositivos de corte omnipolar. Estos deben dimensionarse según la Instrucción Técnica Complementaria ITC-BT-22. Es crucial que cada punto de conexión disponga de su protección individual.
2. Protección Contra Sobretensiones: Defendiendo tus Equipos de Picos Inesperados
Las sobretensiones transitorias, originadas por descargas atmosféricas (rayos), conmutaciones en la red o defectos, pueden propagarse por las redes eléctricas y dañar los equipos conectados. La ITC-BT-23 aborda estas protecciones, aunque no cubre las sobretensiones temporales o permanentes (como la rotura del neutro).
- Factores Determinantes para la Protección: La necesidad de instalar protección contra sobretensiones depende de varios factores:
- Nivel isoceraúnico de la zona (frecuencia de tormentas).
- Tipo de acometida (aérea o subterránea).
- Proximidad del transformador MT/BT.
- Coordinación del aislamiento de los equipos.
- Características, instalación y ubicación de los dispositivos de protección.
- Existencia de una adecuada red de tierras.
- Categorías de Sobretensión: Se definen cuatro categorías de sobretensión (I a IV) que indican el grado de tensión soportada por los equipos y partes de la instalación. Estas categorías son fundamentales para la coordinación del aislamiento y para determinar el límite máximo de tensión residual que los dispositivos de protección deben permitir pasar.
- Situaciones de Riesgo:
- Situación Natural: Implica un bajo riesgo de sobretensiones (red totalmente subterránea o aérea con conductores aislados y pantalla a tierra). En estos casos, generalmente no se requiere protección suplementaria, confiando en la resistencia inherente de los equipos.
- Situación Controlada: Se presenta cuando la instalación incluye o se alimenta por una línea aérea (conductores desnudos o aislados). Aquí se considera necesaria la protección contra sobretensiones de origen atmosférico en el origen de la instalación. También se considera situación controlada una «situación natural» donde se desea una protección adicional por razones de continuidad de servicio, valor de los equipos, etc.
- Dispositivos de Protección contra Sobretensiones (DPS): En situaciones controladas, la protección se implementa mediante DPS, ubicados estratégicamente en las líneas aéreas (si están cerca del origen) o en la propia instalación del edificio.
- Obligatoriedad y Recomendaciones:
- Es obligatorio el uso de DPS en acometidas o instalaciones que incluyan líneas aéreas, o donde un fallo pueda implicar riesgo para la vida humana o animal, o afectar a servicios públicos.
- Es recomendable en edificios con protección externa contra el rayo (pararrayos) en un radio menor de 50 metros.
- Selección de DPS: Los DPS para sobretensiones de origen atmosférico deben seleccionarse de forma que su nivel de protección (Up) sea inferior a la tensión soportada a impulso de la categoría de los equipos que protegen.
- Estrategia de Protección en Cascada: Para una protección óptima, se puede emplear una estrategia en cascada con niveles de protección basta, media y fina, reduciendo progresivamente las sobretensiones de entrada a valores seguros.
- DPS Tipo 1: Se instalan en el origen de la instalación para circuitos sometidos a tensión de red o telecomunicaciones en edificios con protección externa contra el rayo o cercanos a un pararrayos (<50m).
- DPS Tipo 2: Se utilizan para instalaciones exteriores expuestas, como alumbrado público o instalaciones fotovoltaicas.
- Recarga de Vehículos Eléctricos: Todos los circuitos en estas instalaciones deben estar protegidos contra sobretensiones temporales y transitorias. Los DPS transitorios se instalan cerca del origen de la instalación o en el cuadro principal. Si la distancia entre este DPS y la estación de recarga es igual o superior a 10 metros, puede ser necesario un DPS adicional (recomendablemente Tipo 2) junto a la estación.
3. Protección Contra Contactos Eléctricos: Seguridad Humana Ante Todo
La protección contra contactos directos (con partes activas) e indirectos (con masas puestas accidentalmente en tensión) es vital. Las instalaciones deben proyectarse y ejecutarse según la ITC-BT-24 y las normas UNE correspondientes.
- Protección Simultánea (MBTS): La utilización de Muy Baja Tensión de Seguridad (MBTS) (≤50V en corriente alterna o ≤75V en corriente continua) ofrece protección simultánea contra ambos tipos de contacto. Esta tensión debe provenir de una fuente con aislamiento de protección (transformador de seguridad), sus circuitos no deben estar conectados a tierra y las masas no deben conectarse intencionadamente a tierra ni a otras masas. La fuente de seguridad debe ubicarse fuera de zonas de riesgo específicas (ej. volúmenes 0, 1 y 2 en locales con bañera o ducha).
- Aislamiento Doble o Reforzado (Clase II): Los equipos de Clase II, o conjuntos de aparamenta fabricados con aislamiento equivalente, proporcionan otra medida de protección eficaz.
Protección Contra Contactos Directos
Su objetivo es impedir cualquier contacto con partes activas de la instalación.
- Aislamiento Básico: Las partes activas deben estar recubiertas por un aislamiento que solo pueda ser retirado destruyéndolo. Pinturas, barnices o lacas no se consideran aislamiento suficiente.
- Barreras o Envolventes: Las partes activas deben situarse dentro de envolventes o detrás de barreras que aseguren un grado de protección mínimo IP XXB (o IP2X). Si existen aberturas mayores, se deben tomar precauciones para evitar el contacto y advertir del riesgo. Las superficies superiores accesibles deben tener al menos un grado IP4X o IP XXD. Estas barreras deben ser robustas y fijarse de forma segura.
- Obstáculos o Alejamiento: Estas medidas, que buscan interponer obstáculos o alejar las partes activas, no son admisibles en ciertos locales especiales como quirófanos, salas de intervención, ferias o stands.
Protección Contra Contactos Indirectos
Busca evitar que una tensión de contacto peligrosa persista sobre las masas metálicas en caso de un fallo de aislamiento.
- Corte Automático de la Alimentación: Es la medida más común. La desconexión debe ocurrir en un tiempo suficientemente corto para que la tensión de contacto peligrosa no se mantenga. Esto requiere una correcta coordinación entre el esquema de puesta a tierra (TN, TT, IT – siendo el esquema TT el habitual en redes de distribución para usuarios de BT) y las características de los dispositivos de protección.
- Dispositivos Diferenciales (DDR): Los dispositivos de corriente diferencial-residual (conocidos como «diferenciales») son fundamentales para asegurar este corte automático y se recomienda su uso en numerosas instalaciones.
- Puesta a Tierra: Es un pilar fundamental. Todas las masas metálicas y elementos conductores de la instalación deben conectarse a la instalación de puesta a tierra. Esto ayuda a limitar la tensión de contacto a valores seguros (por ejemplo, 24V en locales húmedos).
- Emplazamiento No Conductor: Se basa en que paredes y suelos aislantes impidan el contacto simultáneo con partes a diferente potencial. Requiere que paredes y suelos tengan una resistencia de aislamiento mínima (≥ 50kΩ para tensiones ≤500V, ≥100kΩ para >500V). Solo es admisible si la instalación está controlada o supervisada por personal cualificado o advertido, y no en locales como quirófanos, salas de intervención, ferias o stands.
- Conexiones Equipotenciales Locales No Conectadas a Tierra: Consiste en interconectar todas las masas y elementos conductores simultáneamente accesibles. Esta red equipotencial local no debe estar conectada a tierra. No es admisible en quirófanos, salas de intervención, ferias o stands.
Medidas Específicas en Locales Especiales:
- Locales Húmedos, Mojados o a la Intemperie: Las masas y elementos conductores deben conectarse a tierra, garantizando tensiones de contacto muy bajas (≤24V). Las canalizaciones y aparamenta deben tener grados de protección IP adecuados (IPX1 en húmedos, IPX4 en mojados/intemperie).
- Locales con Bañera o Ducha: Se exige una conexión equipotencial suplementaria local que una todas las partes conductoras accesibles (equipos Clase I, tomas de corriente, bañeras/duchas metálicas, otras canalizaciones metálicas) dentro de los volúmenes 1, 2 y 3 definidos por la normativa.
- Quirófanos y Salas de Intervención: La impedancia entre el embarrado común de tierra y las masas o contactos de tierra de las tomas de corriente no debe exceder los 0,2 ohmios. Se exige suministro a través de un transformador de aislamiento para circuitos críticos. Para el alumbrado general, se requiere protección diferencial en ciertas condiciones.
- Instalaciones Generadoras: Se recomienda protección diferencial para contactos indirectos. Deben cumplir la ITC-BT-24 para garantizar la seguridad personal.
- Instalaciones de Recarga de Vehículos Eléctricos: La protección general sigue la ITC-BT-24. Es obligatoria la protección con diferenciales, con un dispositivo de sensibilidad ≤30mA por cada punto de conexión individual.
4. Protección Mecánica: Resguardando la Integridad Física de la Instalación
Los cables y canalizaciones deben estar protegidos contra daños mecánicos que puedan surgir por impacto, compresión, tracción o torsión.
- Medidas de Protección: Esto se puede lograr mediante las características mecánicas inherentes de las propias canalizaciones, eligiendo un emplazamiento seguro (ej. altura mínima) o añadiendo protección mecánica complementaria.
- Requisitos de Resistencia: Los tubos y canales protectoras deben cumplir con requisitos específicos de resistencia a la compresión y al impacto. Por ejemplo, las cajas generales de protección deben tener un grado de protección contra impactos IK08.
- Áreas de Circulación de Vehículos Eléctricos: En estas zonas, las canalizaciones deben tener una resistencia mínima al impacto de grado 4 y a la compresión de grado 5. Las canales protectoras deben ser IK08. Si las canalizaciones no ofrecen suficiente protección mecánica por sí mismas, se deben usar medios adicionales como cables armados.
- Instalaciones Provisionales (Ferias/Stands): Se exigen grados de resistencia mecánica elevados para tubos y otras canalizaciones.
5. Protección Contra Agentes Externos: Adaptabilidad y Durabilidad
La elección de materiales y sistemas de instalación debe considerar las condiciones ambientales a las que estarán expuestos.
- Factores Ambientales: Humedad, presencia de gases o vapores corrosivos, temperaturas extremas, radiación solar, etc.
- Resistencia de Materiales: Los materiales deben ser adecuados para resistir la intemperie y la corrosión.
- Grado de Protección IP: Las canalizaciones y aparamenta deben tener el grado de protección IP (contra la penetración de agua y polvo) adecuado al emplazamiento y sus condiciones.
6. Subdivisión de Instalaciones: Minimizando el Impacto de Averías
Una buena práctica de diseño es dividir las instalaciones en varios circuitos independientes.
- Objetivo: Asegurar que las averías en un punto específico afecten solo a partes limitadas de la instalación (por ejemplo, un sector, un piso o un local concreto), mejorando la continuidad del servicio en el resto.
- Coordinación y Selectividad: Los dispositivos de protección de cada circuito derivado deben estar coordinados y ser selectivos con los dispositivos de protección generales de la instalación para garantizar que solo actúe la protección más cercana a la falla.
7. Separación de Circuitos y Puesta a Tierra: Principios Fundamentales
Es crucial mantener una adecuada separación y gestión de las puestas a tierra.
- Separación de Circuitos: Se debe asegurar la separación física y eléctrica de circuitos y masas que pertenezcan a diferentes tensiones nominales o que utilicen diferentes sistemas de protección.
- Puesta a Tierra: Se debe evitar la unión de la puesta a tierra de las masas de una instalación de utilización con la puesta a tierra de protección de un centro de transformación, a menos que se verifiquen condiciones específicas de independencia o se aseguren tensiones seguras para evitar la transferencia de defectos peligrosos.
Verificación e Inspección Continua
Además de todas estas medidas de diseño e instalación, es fundamental realizar verificaciones iniciales antes de la puesta en servicio y verificaciones periódicas a lo largo de la vida útil de la instalación. En instalaciones de especial relevancia, las inspecciones por Organismos de Control Autorizados (OCA) son obligatorias para asegurar el cumplimiento reglamentario y el mantenimiento de los niveles de seguridad.
La protección de las instalaciones de baja tensión es un campo complejo pero esencial que combina diseño inteligente, selección adecuada de materiales y dispositivos, y un cumplimiento riguroso de la normativa vigente. Al implementar estas diversas medidas, no solo se garantiza la seguridad de las personas y la integridad de los bienes, sino que también se promueve la fiabilidad operativa y la eficiencia de nuestros sistemas eléctricos. Mantenerse actualizado con las reglamentaciones y recurrir a profesionales cualificados es la mejor inversión para un entorno eléctrico seguro y eficiente.