Instalaciones eléctricas en edificios: todo lo que debes saber
Las instalaciones eléctricas en edificios residenciales y comerciales son la columna vertebral de cualquier construcción moderna. En Bolivia, y en especial en Cochabamba, la demanda de edificios multifamiliares y condominios ha crecido significativamente en los últimos años, lo que ha generado una mayor exigencia en la calidad y cumplimiento normativo de los proyectos eléctricos.
¿Qué es una instalación eléctrica en edificios?
Una instalación eléctrica en edificios es el conjunto de conductores, equipos, tableros y dispositivos que distribuyen la energía eléctrica desde el punto de entrega de la empresa distribuidora hasta cada uno de los ambientes y departamentos del inmueble. Incluye la acometida, el tablero general, los subtableros por piso, los circuitos interiores y el sistema de puesta a tierra.
Requisitos del proyecto eléctrico y visado de la SIB
La SIB es la Sociedad de Ingenieros de Bolivia, la asociación profesional que visa —firma y sella— el proyecto eléctrico. No es una repartición estatal: quien autoriza la conexión a la red es la distribuidora, ELFEC en Cochabamba. Todo proyecto para edificios debe estar elaborado, firmado y visado antes de ejecutarse. Los principales requisitos son:
- Diseño elaborado por un ingeniero eléctrico o electromecánico asociado a la SIB.
- Planos unifilares y de distribución de cargas aprobados.
- Cálculo de la demanda máxima y factor de simultaneidad.
- Especificación de materiales según normas bolivianas (NB 777).
- Memoria descriptiva y presupuesto de instalación.
- Certificado de aprobación antes del inicio de obras.
En SIELMEIS gestionamos la elaboración y aprobación de proyectos eléctricos ante la SIB, incluyendo la ejecución de la instalación y la certificación final.
Fases de una instalación eléctrica en edificios
1. Proyecto y diseño
El proyecto eléctrico define la distribución de tableros, circuitos, calibres de conductores, protecciones y puntos de luz y tomacorrientes. Un buen diseño garantiza eficiencia energética y seguridad para los usuarios.
2. Ducteado y canalizaciones
Se instalan los ductos (cañerías eléctricas) antes de vaciar el hormigón en losas y paredes. Es la fase más crítica porque los errores en esta etapa son difíciles y costosos de corregir. Las cañerías deben seguir la norma en cuanto a diámetros y radios de curvatura.
3. Cableado
Se tienden los conductores a través de los ductos. En Bolivia se utilizan cables de cobre con aislamiento THHN/THWN para instalaciones internas. Los calibres van desde 2,5 mm² para circuitos de iluminación hasta 35 mm² o más para alimentadores.
4. Tableros eléctricos
El tablero general (TG) recibe la acometida de la empresa distribuidora y alimenta los subtableros (ST) de cada piso. Cada tablero lleva interruptores termomagnéticos e interruptores diferenciales que protegen la instalación y a las personas contra cortocircuitos y fallas a tierra.
5. Puesta a tierra
Aquí está el error más repetido: creer que un edificio lleva una puesta a tierra. Lleva varios electrodos, cada uno con su valor, todos unidos a una misma barra equipotencial. Lo desarrollamos en el apartado siguiente.
6. Pruebas y certificación
Antes de energizar se hacen pruebas de aislamiento con megóhmetro, continuidad de los conductores de protección, medición de cada puesta a tierra y verificación de polaridad en todos los circuitos. Los resultados se anotan en el protocolo que acompaña al proyecto visado.
Puesta a tierra: un solo sistema, varios electrodos
Aquí está el error más repetido, y lo publicábamos nosotros mismos hasta esta revisión: creer que un edificio lleva varios sistemas de tierra separados. Lleva varios electrodos —el del neutro, el del pararrayos, el de fuerza, el de los medidores, el de cimentación— y un solo sistema, porque todos se unen en la misma barra equipotencial principal.
La confusión viene de una frase que ELFEC y la propia NB 777 usan a menudo: «malla independiente». Lo que piden es un electrodo diferenciado, con su conductor, su cámara de inspección y su valor medible por separado. No piden un sistema eléctricamente aislado de los demás: la norma exige justo lo contrario.
La barra está en el punto de separación: el PEN llega del transformador y ahí se desdobla en N y PE, que ya no vuelven a unirse. De ahí abajo, TN-S, con el lazo de falla metálico. Y una sola excepción a la unión directa: los conductores activos, que entran por un DPS —el PE nunca, porque la norma prohíbe intercalar cualquier dispositivo seccionador en el conductor de protección—.
Pendiente de ELFEC: la malla de los TCM está dibujada como electrodo de las envolventes, que es lo único que la NB 777 exige del TCM. Si ELFEC la quiere del neutro, se estaría aterrando el neutro aguas abajo del punto de separación y el esquema cambia: conviene pedirlo por escrito antes de ejecutar.
| Electrodo o elemento | Qué protege | Cómo llega a la barra | Resistencia |
|---|---|---|---|
| Malla del neutro del transformador MT/BT | Referencia del sistema en el lado de baja | PEN, con unión directa en el punto de separación | ≤ 25 Ω |
| Electrodo de cimentación | Da superficie de contacto y baja la impedancia del conjunto | Unión directa | — |
| Anillo del pararrayos | Evacúa la descarga atmosférica | Unión directa | ≤ 5 Ω |
| Malla de fuerza y PE (ascensor incluido) | Masas metálicas y corrientes de falla | Unión directa | ≤ 5 Ω |
| Malla de los TCM | Envolventes de los tableros de medidores | Unión directa, por el conductor de protección | ≤ 25 Ω |
| Agua, gas, climatización, antenas y telefonía | Evita diferencias de potencial entre servicios | Unión directa | — |
| Conductores activos | — | Solo por DPS | — |
Los seis TCM del proyecto no van uno a uno hasta la barra principal: comparten un equipotencial de los TCM, una barra secundaria a la que llega su malla y de la que sale un conductor de protección a cada tablero. Esa barra secundaria sube después, con un solo conductor y unión directa, a la barra equipotencial principal. Es la forma correcta de hacerlo —un solo camino, sin lazos entre tableros— y es también la que describe ELFEC.
- Pararrayos. El NEC 250.106 obliga a unir el electrodo del pararrayos al sistema de tierra del edificio, y la IEC 62305 hace de la equipotencialización una medida de protección central. Si quedan aislados, una descarga eleva el potencial del bajante respecto a las masas y salta un arco entre ambos —descarga lateral—, con riesgo de incendio y de electrocución.
- PE. Con electrodo propio y sin unión a la barra, una falla a masa se cierra solo por el terreno. Con los valores de la tabla, 25 + 5 Ω, la corriente de falla a 220 V ronda los 7 A: no la ve ningún interruptor automático del edificio, y las masas se quedan con tensión.
- Neutro. Ponerlo a tierra en el transformador y otra vez más abajo solo es correcto dentro de un esquema definido. Sin declararlo, aparecen corrientes de retorno por el terreno y por las masas.
Lo correcto es lo del esquema de arriba: los electrodos se mantienen diferenciados y el sistema es uno solo. Contra el rayo, la solución no es dejarlo todo suelto, sino equipotencializar y añadir protectores contra sobretensiones (DPS) en los conductores activos.
- Unión directa obligatoria —D.6 a)—. El conductor de protección, la toma de tierra de cimientos y la del pararrayos, las tuberías metálicas de agua, desagüe, gas, ventilación y climatización, las tomas de tierra de antenas y de telefonía, y los revestimientos de los cables de BT.
- Solo por descargador —D.6 c)—. Los conductores activos de hasta 1000 V y, en redes TT, el neutro. Ese segundo caso es el montaje «3+1»: varistores de fase a neutro y, entre N y PE, un tubo de gas —nunca un varistor, que falla en cortocircuito y dejaría un puente fijo—.
- Por vía de chispas de separación —D.6 b)—. La tierra de la instalación de media tensión, y solo cuando el cálculo de elevación de potencial demuestre que puede transferir tensiones indebidamente altas. Con electrodo de cimentación la resistencia sale baja y lo normal es que corresponda unión directa, pero hay que calcularlo con la corriente de falla y el tiempo de despeje que facilite ELFEC.
Y el que cierra la discusión, en el cuerpo de la norma y no en un anexo: el punto 9.3 prohíbe intercalar cualquier dispositivo interruptor o seccionador en el conductor de protección. Un descargador está abierto en servicio, así que ponerlo en serie en el PE lo secciona. Lo único que 9.3 admite es una unión desmontable con herramienta para medir, que es justamente la de la cámara de inspección.
Por qué al pararrayos y a la fuerza se les pide menos ohmios. El electrodo del neutro es una referencia de tensión del sistema y trabaja con corrientes de falla que el propio interruptor corta. El del pararrayos tiene que evacuar decenas de kiloamperios en microsegundos, y el de fuerza protege frente a masas metálicas grandes —la cabina y las guías del ascensor—, donde una persona apoya la mano. Cuanto menor la resistencia, menor la tensión que aparece.
La excepción. Separar la tierra del transformador MT/BT de la del edificio sí se admite en casos concretos —esquemas TT o IT, o garantizando una distancia mínima entre electrodos para que no se transfiera el potencial de una falta de media tensión—, pero es una decisión de diseño que exige analizar tensiones de paso y de contacto, no algo que se haga por omisión.
Y lo de siempre: tanto los valores de resistencia de la tabla como el esquema de conexión a tierra se fijan en el proyecto, y condicionan todo lo anterior. Los 25 Ω y los 5 Ω que aquí se publican son los de un proyecto concreto: contrástelos con la NB 777 y con lo que exija ELFEC para el transformador antes de darlos por buenos en el suyo.
Y en el terreno de Cochabamba ese valor rara vez sale con una sola pica: suele hacer falta el anillo o varias en paralelo, separadas al menos su propia longitud, y a veces tratamiento del terreno. Conviene medir la resistividad antes de diseñar la malla, no después de enterrarla. Puede estimar cuántas picas necesita en la calculadora, familia «Tierras».
Los cinco esquemas de conexión a tierra de la NB 777
En el diagrama de arriba el neutro aparece puesto a tierra dos veces: en el transformador y en el tablero de medidores. Eso no es un descuido, pero solo tiene sentido dentro de un esquema declarado. El capítulo 8 de la NB 777 define cinco, y los nombra con dos o tres letras que se leen siempre de la misma manera.
- Primera letra — qué hace la fuente. T: un punto de la fuente —casi siempre el neutro— va conectado a tierra. I: todas las partes activas quedan aisladas de tierra, o unidas a ella a través de una impedancia elevada.
- Segunda letra — qué hacen las masas. T: las masas van a tierra con un electrodo propio, independiente del de la fuente. N: las masas se conectan al punto de la fuente que está puesto a tierra, por un conductor.
- Letras siguientes — neutro y protección. S: van separados, el neutro por un lado y el PE por otro. C: van combinados en un solo conductor, el PEN.
Con eso, TT se lee «fuente a tierra, masas a su propia tierra», y TN-C-S se lee «fuente a tierra, masas al punto de la fuente, primero combinados y luego separados». Nada más.
| Esquema | La fuente | Las masas | Qué despeja la falla | ¿Se puede usar en interiores? |
|---|---|---|---|---|
| TN-S | Neutro a tierra | Al PE, separado del neutro desde el origen | Interruptor automático | Prohibido, salvo las dos excepciones de 8.2.1 |
| TN-C | Neutro a tierra | Al PEN, que es a la vez el neutro | Interruptor automático | Prohibido, salvo el tramo transformador → cabecera (8.2.2) |
| TN-C-S | Neutro a tierra | Al PE, después del punto de separación | Interruptor automático | Prohibido, salvo con transformador propio (8.2.3) |
| TT | Neutro a tierra | Electrodo propio e independiente | Interruptor diferencial | Es el exigido desde la red pública de BT (8.5) |
| IT | Aislada, o por impedancia elevada | Electrodo propio | Nada en la 1.ª falla: el CPA avisa | Solo si la instalación lo exige —hospitales— (8.5) |
- Alimentado desde la red pública de baja tensión → TT. Es el caso de la mayoría de los edificios, y el esquema exigido. Como la corriente de falla se cierra por el terreno y es pequeña, obliga a interruptores diferenciales: ningún termomagnético la ve.
- Con transformador propio en media tensión → puede elegir. Ahí sí se admiten TN-S, TN-C y TN-C-S, y lo habitual es el TN-C-S: PEN hasta la cabecera del tablero principal y separados a partir de ahí.
- Si recibe las dos cosas —transformador propio en MT y además algún suministro en BT de la red—, hay que evitar que los neutros queden en paralelo, y la parte alimentada desde la red pública va obligatoriamente en TT.
- IT solo donde la continuidad pesa más que la falla: quirófanos y salas del grupo de aplicación 2 de un hospital. En un edificio de viviendas no tiene sentido.
- Y una que se olvida siempre: las instalaciones de comunicaciones y redes de computadoras llevan su sistema de puesta a tierra independiente (8.1).
El diagrama del principio de este artículo es un TN-C-S, que es lo habitual cuando el edificio tiene transformador propio: el PEN llega del transformador a la barra equipotencial principal y ahí está el punto de separación. Pero hay una regla que no se rompe: una vez separados el neutro y el PE, no vuelven a unirse aguas abajo. Si se reconectan en un subtablero, la corriente de retorno empieza a circular por el conductor de protección y por las masas metálicas del edificio.
El TN-S del proyecto, de punta a punta
Con los cinco esquemas sobre la mesa, así queda el de este edificio: TN-C-S, con el PEN en un solo tramo y el punto de separación en la barra.
Los tres suministros del edificio —elevación, áreas comunes y departamentos— salen del mismo origen pero son independientes, cada uno con su medición y sus protecciones. Y ninguna de las mallas de tierra vuelve a tocar el neutro: todas se enganchan en la barra equipotencial principal, por el lado del PE.
Esa es la diferencia práctica entre TN-S y TT: aquí el lazo de falla es metálico, la corriente de defecto es alta y la protección actúa. Si el PE se cortara en algún punto —o si alguien intercalara un seccionador, que la norma prohíbe en el punto 9.3—, todo lo que hay aguas abajo se queda sin ese camino.
En un edificio alto, la barra de abajo no basta
Esto es lo que más se omite y lo que más caro sale. Todo lo anterior describe el nivel del terreno. Un edificio de veinte, treinta o cincuenta plantas necesita además equipotencialidad en altura, y la norma la cuantifica: barras cada 20 m como máximo para cualquier estructura de más de 20 m, unidas a los conductores anulares horizontales que enlazan las bajantes.
Y con ellas van las guías del ascensor: son un conductor continuo de 150 m corriendo en paralelo a las bajantes, y la norma las nombra expresamente —«carriles de ascensores»— entre lo que debe unirse a la barra más cercana, a nivel del suelo y en los demás niveles. Unirlas solo en el cuarto de máquinas deja 150 m de diferencia de potencial buscando por dónde saltar.
Arriba, lo que tampoco cubre un captador de cubierta: por encima de 60 m hay que proteger el 20 % superior de la altura contra impactos laterales.
- Siete niveles de equipotencialidad además de la barra principal, uno cada 20 m, unidos a los anillos horizontales y a las bajantes.
- Las guías de cada ascensor y montacoches, atadas en todos ellos. La norma las nombra —«carriles de ascensores»— entre lo que debe unirse a la barra más cercana, a nivel del suelo y en los demás niveles. Conductores cortos y sin lazos.
- Protección lateral en el 20 % superior de la altura: por encima de 60 m el rayo deja de entrar solo por la cubierta.
- Distancia de separación calculada entre las bajantes y el hueco del ascensor. Si van pegados, la inducción sobre los cables de maniobra es fuerte aunque no haya descarga lateral.
- Un DPS por frontera de zona de protección y coordinados entre sí: tipo 1 (onda 10/350 µs) en la cabecera, tipo 2 (8/20 µs) en los tableros de planta, tipo 3 en el equipo sensible. Sin coordinación, el tipo 2 conduce antes que el tipo 1 y se destruye.
Cómo se ejecuta cada toma de tierra
El valor en ohmios es el resultado; esto es lo que hay que construir para conseguirlo y para que siga cumpliendo dentro de diez años.
| Elemento | Especificación |
|---|---|
| Varilla | Cobre puro, Ø 5/8" o 3/4" × 3 m, clavada en vertical |
| Unión conductor–varilla | Soldadura exotérmica |
| Cámara de inspección | 30 × 30 cm, con tapa accesible |
| Profundidad de la soldadura | 30 cm bajo el piso terminado |
No confundir con la del punto de entrega. La N042 pide para la acometida una jabalina cobreada de Ø 5/8" × 1,5 m con cámara de 20 × 20 cm. Es otro elemento, con otro material y otra función: la de arriba es la de los sistemas de tierra del edificio.
La protección: diferenciales, DPS y equipotenciales
Hasta aquí, el sistema de tierra. Pero una tierra impecable con la protección mal elegida da el mismo resultado que no tener ninguna de las dos: el camino existe y nadie corta. Esta es la otra mitad, y es la que se ejecuta en obra.
Qué diferencial pide cada carga
Un sistema de tierra bien hecho y un diferencial mal elegido dan exactamente el mismo resultado que no tener ninguno de los dos. Y en un edificio moderno hay cargas que ciegan el diferencial que debería protegerlas. La NB 777 pide 30 mA en todo circuito derivado, pero no basta con la sensibilidad: hay que acertar el tipo.
Por qué insistimos tanto con esto: un diferencial del tipo equivocado parece que funciona. El botón de test dispara, la revisión visual no encuentra nada, y sin embargo frente a una falla real no corta. Bastan 6 mA de corriente continua —los que produce cualquier cargador de vehículo o cualquier variador— para saturar el núcleo de un tipo AC o tipo A y dejarlo ciego. En un edificio con cargadores de autos y motos y cuatro equipos de elevación con variador, esto no es un detalle de catálogo.
| Carga | Tipo | Sensibilidad | Por qué |
|---|---|---|---|
| Cargadores de autos y motos eléctricas | B (o A + RDC-DD) | 30 mA | Producen corriente de falla continua lisa |
| Ascensores y montacoches con variador | B | 30 mA | El variador trifásico inyecta continua |
| Bombas de agua | A | 30 mA | Motor con arranque, componente pulsante |
| Ducha eléctrica | A | 30 mA | Contacto con agua y cuerpo mojado |
| Lavadora, microondas, usos generales | A | 30 mA | Electrónica con rectificador monofásico |
| Alimentadores de los TCM | A o B selectivo (S) | 300 mA | Protección contra incendio y selectividad |
- Los cargadores de vehículos eléctricos son la fuente típica. Cada punto de carga va con tipo B, o con tipo A más un dispositivo de detección de continua (RDC-DD) que corte a 6 mA.
- Los variadores de ascensores y montacoches hacen lo mismo, y además aguas arriba: la continua ciega también a cualquier tipo AC o A que esté en la misma cadena. Hay que tipificar todo el camino, no solo el punto de uso.
- Las duchas eléctricas necesitan además la conexión equipotencial suplementaria del baño, que una tuberías, desagüe y marcos metálicos de las zonas 1, 2 y 3 con el PE de las masas de esas zonas.
Las dos constantes: el equipotencial y los DPS
Todo lo anterior describe el sistema. Falta lo que se ejecuta en obra: qué protección lleva cada equipo y cómo se conecta al equipotencial. Cambian los calibres y los tipos, pero hay dos constantes que se repiten en los cinco casos y conviene tenerlas delante antes de mirar las fichas.
En el equipotencial: toda parte metálica accesible va con unión directa a la barra más cercana, con conductor propio, corto y sin lazos; esa barra local sube a la principal con un solo conductor. En los DPS: solo cuelgan de los conductores activos, van aguas arriba del diferencial y se coordinan por zonas —tipo 1 en la cabecera, tipo 2 en el tablero, tipo 3 en el equipo sensible—.
1 · Ascensor y montacoches
Y no porque le caiga el rayo encima. Aquí también hay que corregir lo que publicábamos: lo explicábamos diciendo que el ascensor tiene «un pie en cada sistema», con sus masas en el del edificio y su alimentación en el de la red. Con una sola barra equipotencial esa diferencia de potencial entre tierras ya no existe —y eliminarla es precisamente el objetivo—.
Lo que sí queda, y es lo que de verdad quema variadores y placas de maniobra, son dos mecanismos distintos:
- La sobretensión que entra por los conductores activos, desde el TCM, con un frente muy rápido. Contra esto, DPS coordinados.
- El acoplamiento inductivo desde la bajante del pararrayos, que corre en paralelo al hueco a lo largo de toda la altura del edificio. Contra esto no sirve ningún DPS: sirven la distancia de separación, el apantallamiento y las guías atadas en cada nivel.
Conviene aclarar algo que se dibuja mal muy a menudo: el tablero del ascensor no cuelga del tablero de servicios generales. Son suministros independientes, cada uno con su propia medición, y el del ascensor —trifásico— se toma directamente de las barras del tablero de centralización. Por eso cada uno necesita sus propias protecciones: las del tablero de servicios generales no protegen al ascensor.
Corrección respecto de la versión anterior: antes dibujábamos aquí dos tierras separadas y una diferencia de tensión entre ellas. Con una sola barra eso desaparece —y era justo lo que había que corregir—, pero el ascensor sigue siendo el equipo más expuesto por otras dos razones: la sobretensión que entra por los conductores activos y el acoplamiento inductivo desde la bajante a lo largo de todo el hueco. Para lo primero, DPS tipo 1 en servicios generales y tipo 2 coordinado en el del ascensor, más la protección de las líneas de señal. Para lo segundo, distancia de separación entre bajante y hueco, cable apantallado y, sobre todo, guías atadas en cada nivel.
El PE y las masas nunca pasan por descargador: guías, cabina y cuarto de máquinas se unen a la barra directamente, como exige el Anexo D.6 a) de la NB 777.
En el equipotencial, la regla es cada parte metálica con su conductor propio hasta la barra —guías, cabina, contrapeso, bastidor, armario del variador—, cortos y sin lazos. Y las guías, además, atadas en cada barra de planta: son un conductor continuo de toda la altura del edificio, y unirlas solo en el cuarto de máquinas deja el resto suelto.
- Suministro propio. El tablero del ascensor se alimenta directamente del TCM, no del tablero de servicios generales: son dos suministros independientes y cada uno lleva sus protecciones.
- Diferencial tipo B. El variador inyecta corriente continua lisa y ciega a cualquier diferencial tipo AC o tipo A, incluidos los que estén aguas arriba. Es el punto que más se pasa por alto en edificios con variadores.
- DPS tipo 1 de fases en el tablero de servicios generales y DPS tipo 2 en el del ascensor, coordinados entre sí: respetando la distancia de cable entre ambos o con bobina de desacoplo. Los dos descargan hacia la barra equipotencial.
- Líneas de señal con su propia protección: teléfono de emergencia, intercomunicador, cámaras y cables de maniobra son otro camino de entrada.
- Guías, cabina y cuarto de máquinas unidos entre sí y a la barra con conductores cortos y directos, sin lazos, y con unión directa, nunca por un descargador. En un edificio alto, además, atados en cada nivel de equipotencialidad, no solo en el cuarto de máquinas: las guías son un conductor continuo de toda la altura del edificio.
- Distancia de separación entre el bajante del pararrayos y el hueco del ascensor. Si el bajante o la armadura van pegados al hueco, la inducción sobre los cables de maniobra es fuerte: mejor bajante exterior o alejado.
- Cable apantallado dentro del hueco, con el trazado alejado de bajantes y armaduras.
2 · Pararrayos
Aquí casi todo se decide en cómo se une, no en cuántos ohmios salen.
Y lo que casi siempre falta: las barras de planta cada 20 m, unidas a las dos bajantes, con las guías, montantes y tuberías atados a la más cercana. Si no están, la corriente que baja eleva el potencial de la bajante respecto a lo que tiene al lado y salta un arco —descarga lateral—. Donde no se pueda respetar la distancia de separación calculada, la solución no es alejar como se pueda: es unir equipotencialmente en ese punto.
3 · Ducha eléctrica
El punto donde una falla mata más rápido, y el que menos equipotencial lleva.
Circuito propio con diferencial propio de 30 mA tipo A. Compartir el diferencial con los tomacorrientes significa que un defecto en cualquier otro punto deja la ducha sin protección mientras alguien la está usando.
Conexión equipotencial suplementaria del baño, que es la que casi nunca se ejecuta. Une entre sí las tuberías metálicas de agua fría y caliente, el desagüe metálico, los marcos y rejillas y el PE de las masas de las zonas 1, 2 y 3. No sustituye al conductor de protección: va además. Su función es que, aunque aparezca tensión, todo lo que la persona puede tocar a la vez esté al mismo potencial. Si la instalación sanitaria es de PVC no hay nada que unir, porque no es un elemento conductor extraño.
Hasta aquí, qué protección lleva. Falta cómo se conecta. Y lo primero que hay que fijar es que la ducha es siempre de 220 V. Lo que cambia según la red es de dónde salen esos 220 V: en una red en estrella 380/220 V —la de ELFEC en Cochabamba— salen de fase y neutro; en una red en triángulo 220 V, donde no hay neutro, salen de dos fases. La ducha, la corriente, el térmico y la sección son los mismos en los dos casos.
Conviene decirlo al revés también, porque es el error más caro: en esta red, dos fases NO son 220 V, son 380 V. Una ducha de 220 V conectada ahí recibe el doble de tensión y, como la potencia va con el cuadrado, cuatro veces la potencia: 5500 W pasan a 16 500 W. Se quema en minutos, y lo normal es que quede con la resistencia abierta tocando el agua.
El térmico va de dos polos aunque uno sea el neutro: cortar solo la fase deja el aparato conectado al neutro, y el mantenimiento se hace a medias. Y lo que hay que mirar en el dibujo es por dónde NO va el PE: del borne de tierra a la carcasa, sin pasar por el térmico ni por el diferencial —el punto 9.3 de la NB 777, aplicado al circuito más pequeño de la casa—. El toroide, en cambio, abraza los dos activos: si el neutro se toma de otro circuito «para ahorrar cable», el diferencial ve desequilibrio permanente y acaba puenteado.
Y ese cambio tiene una consecuencia de seguridad directa: los dos conductores son fase y los dos quedan vivos. En estrella, abrir el polo de la fase deja el neutro, que está prácticamente a potencial de tierra. Aquí no: si el térmico corta un solo polo, la resistencia sigue alimentada desde la otra fase, y quien abra el aparato creyéndolo desconectado se encuentra tensión. El térmico de dos polos enclavados no es una recomendación, es la única forma correcta.
Dos detalles más. El diferencial tiene que ser electromecánico: los electrónicos toman su alimentación del neutro y aquí no hay. Y hay que declarar el esquema de conexión a tierra de esa red: si es un triángulo aislado —un IT de los del capítulo 8—, la primera falla a masa da una corriente tan pequeña que ningún diferencial la corta, y la protección pasa a ser el controlador permanente de aislamiento. El diferencial sigue haciendo falta, pero no basta solo.
| Ducha de 5500 W a 220 V | Red en estrella 380/220 V | Red en triángulo 220 V |
|---|---|---|
| De dónde salen los 220 V | Fase y neutro | Dos fases |
| Entre dos fases hay | 380 V — la ducha no va ahí | 220 V — es de donde va |
| Conductor neutro | Sí, ≈ 0 V respecto a tierra | No existe |
| Corriente | 5500 ÷ 220 = 25 A en los dos casos | |
| Térmico | 2P · 32 A, con los polos enclavados | |
| Sección orientativa | 6 mm², a verificar según el método de instalación | |
| Qué corta el térmico | Fase y neutro | Las dos fases, las dos vivas |
| Diferencial | 2P · 30 mA · tipo A | 2P · 30 mA · tipo A electromecánico |
| Conductor de protección | Directo del borne de tierra a la carcasa, sin pasar por ninguna protección | |
- Conectar la ducha entre dos fases de una red en estrella. Es el más caro y el más frecuente, porque «dos fases» suena igual en las dos redes y no lo es: en triángulo son 220 V, pero en estrella son 380 V. La ducha recibe el doble de tensión y, como la potencia va con el cuadrado, cuatro veces la potencia: los 5500 W pasan a 16 500 W. Se quema en minutos, normalmente con la resistencia abierta tocando el agua. Antes de conectar, medir entre los dos conductores: tienen que dar 220 V.
- Térmico de un solo polo en triángulo. Al cortar, la resistencia sigue alimentada por la otra fase, y quien abra el aparato creyéndolo desconectado encuentra tensión. Donde los dos conductores son fase, el corte de los dos polos no es opcional.
- La tubería de agua como tierra. No es un conductor de protección: puede tener tramos de PVC, uniones con teflón o reparaciones que la dejan cortada, y nadie lo sabe hasta que hace falta. El PE es un conductor propio, desde el borne de tierra del tablero.
- El neutro tomado de otro circuito. En estrella, llevar la fase por el diferencial y el neutro por fuera hace que deje de ver la corriente de ida y vuelta por el mismo sitio: o dispara sin causa —y acaban puenteándolo— o directamente no protege.
Y lo que vale para los dos montajes: la ducha va además dentro de la conexión equipotencial suplementaria del baño del esquema anterior. El diferencial corta la falla; la equipotencial hace que, mientras corta, no haya diferencia de potencial entre lo que la persona toca a la vez.
4 · Cargador de autos y motos eléctricas
La carga nueva que deja ciegos a los diferenciales que ya estaban puestos.
Por eso la IEC 61851-1 pide, en cada punto de carga, tipo B o tipo A más un RDC-DD que corte a 6 mA de continua. Y un diferencial por punto: compartirlo entre dos cargadores significa que un defecto en uno deja a los dos fuera, y que la suma de corrientes de fuga normales ya hace saltar el de 30 mA sin que haya falla.
Tres cosas más que no son de tierras pero deciden el proyecto: circuito dedicado —nunca un tomacorriente común, porque la carga es de horas y a plena potencia—, gestión de carga —sin ella los cargadores fijan la demanda máxima del edificio— y la canalización metálica unida al equipotencial como cualquier otra masa.
5 · Circuitos de fuerza
Humedad, masas metálicas grandes y piso conductor, los tres a la vez.
Dos detalles que deciden si funciona. La curva D en el guardamotor, porque con curva C la punta de arranque dispara y acaban puenteándolo. Y el tipo del diferencial: una bomba a tensión de red va con tipo A, pero en cuanto se le pone un variador —cada vez más habitual para presión constante— pasa a tipo B, con el PE del motor llevado por la pantalla del cable apantallado y conectado en los dos extremos.
- El PE nunca pasa por un descargador. Unión directa siempre —Anexo D.6 a)—, y sin ningún dispositivo seccionador intercalado —punto 9.3—. Lo único que admite la norma es una unión desmontable con herramienta, para medir.
- El DPS va aguas arriba del diferencial. Si se monta después, la corriente de descarga atraviesa el diferencial: lo dispara en el mejor caso y lo destruye en el peor. Con su propio fusible o interruptor de respaldo, según indique el fabricante.
- A la barra más cercana, no a la principal. Un conductor de 60 m hasta la barra de abajo tiene demasiada inductancia para servir frente a un frente de onda rápido. Cada zona tiene su barra local y es esa la que sube.
- Cortos y sin lazos. Un conductor de unión enrollado o con vueltas se comporta como una bobina justo cuando hace falta que no lo sea.
- El tipo del diferencial lo fija la carga, no el catálogo. Cualquier cosa que lleve variador o rectificador con salida continua —ascensores, montacoches, cargadores, bombas de presión constante— obliga a tipo B, y obliga a revisar también lo que está aguas arriba.
Edificio con transformador propio: del poste al medidor
Por encima de 50 kVA de demanda máxima, el edificio deja de colgar de la red de baja tensión y necesita transformador exclusivo. Cambia todo el esquema: aparece una subestación, un tablero principal y uno o varios tableros de centralización de medidores.
Cómo baja la media tensión del poste a la subestación
Antes del transformador hay un tramo que no aparece en ningún unifilar y que se resuelve en obra: cómo llega la media tensión desde el poste hasta el ambiente de la subestación, que en Cochabamba suele estar en el semisótano o en el sótano. Es obra civil, va con la estructura y no se corrige después: si el ducto quedó mal, hay que romper.
| Tramo | Canalización | Lo que pide la N044 |
|---|---|---|
| Bajada por el poste | 1 tubo de A°G° de 4" | Diámetro no menor a 10 cm, fijado al poste con abrazaderas (6.4.2) |
| Entrada al terreno | El mismo tubo, enterrado | Sigue hasta 55 cm de profundidad y se acopla a una curva de PVC de 4" (6.4.2) |
| Cámara de llegada | 1,20 × 1,20 m interiores, 1,20 m de profundidad | La cámara es obligatoria ahí. Base con ripio y drenaje pluvial (6.4.2) |
| Cámara → edificio | 4 tubos PVC E-40 de 4", hasta la rasante del muro de contención del semisótano o sótano | Cámara de paso en cada desviación angular; radio de curvatura > 20 × el diámetro del cable (6.4.2) |
| Subestación | Bandeja en techo y canalizador en piso | Malla de tierra y protección de MT (6.3) |
Dentro del ambiente manda la geometría. Un recinto que funciona bien mide 3,00 × 4,00 m, con 3,00 m de piso terminado a techo —2,70 m como mínimo absoluto—. La acometida entra por la parte superior, y el transformador se apoya en una base de 1,00 × 1,00 m levantada 10 cm sobre el piso terminado, con 1,00 m libre por los cuatro costados. Ese metro no es holgura: la N044 exige que ningún punto del transformador quede a menos de 1 m de cualquier punto del ambiente, y es lo que deja circular alrededor para mantenimiento.
Las medidas se encadenan solas. A lo ancho: 1,00 de un lado + 1,00 de base + 1,00 del otro = 3,00 m. A lo largo: 1,00 hasta la base + 1,00 de base + 1,00 hasta el ducto + 1,00 para el breaker = 4,00 m. No sobra nada, y por eso no se puede recortar «un poquito» en obra.
El aceite se recoge en dos piezas que trabajan juntas. Un canal de 0,10 m de ancho y 5 cm de profundidad rodea toda la base del transformador y baja hasta la cámara del refrigerante, de 0,80 × 1,50 m y 0,50 m de profundidad. Si el transformador pierde aceite, no se queda en el piso: el canal lo conduce hasta la cámara. La capacidad es del orden de 150 a 200 litros en transformadores de este tamaño, aunque la regla real es que pueda contener todo el aceite del transformador. Del transformador sale un ducto metálico galvanizado por el piso —o un canalizador en piso— hasta el breaker de la subestación, que ocupa una zona de 1,50 × 1,00 m al fondo, abierta hacia el acceso: el tabique solo la separa del transformador, no la encierra.
Las dos puertas de malla olímpica, de 1,50 m cada una, van las dos en la mitad derecha: una en el tabique interior y otra en el muro del fondo, alineadas, de modo que se entra en línea recta sin pasar por delante del transformador. La norma las pide de alambre galvanizado y conectadas a tierra. Conviene insistir en una cosa: todo el perímetro y los dos tabiques son muro de ladrillo, y las cotas de arriba son interiores, así que el espesor del muro va por fuera de esos 3,00 × 4,00 m.
La distribución interior ya no va enterrada: usa canalizador en piso de 200 × 100 mm y bandeja en techo de 20 × 15 cm, que se registran y se modifican sin romper. Es la diferencia con todo lo de afuera, donde cualquier cambio significa excavar.
- Galvanizado en el poste, no PVC. Ese tramo queda visible, al alcance de la mano y al sol. El PVC a la intemperie se vuelve quebradizo, y el tubo es justo lo único que protege un cable de media tensión.
- La cámara no es opcional. El cable de MT tiene un radio de curvatura mínimo y un esfuerzo de jalado máximo. La cámara parte el recorrido en dos tiradas cortas y deja jalar desde un punto intermedio; con el codo del poste y el del muro en el mismo tramo, el cable no entra.
- Cuatro ductos y no tres. Lo habitual es tres para las fases y uno de reserva, que es lo que permite reponer un cable dañado o ampliar sin volver a romper. Conviene dejarlos todos con guía.
- Hasta la rasante, no hasta el ambiente. Los ductos mueren en la cara del muro de contención. De ahí adentro la distribución va por bandeja en techo y canalizador en piso, que sí se puede modificar después.
- Malla de tierra, no una varilla suelta. La N044 6.3.4 pide una malla con jabalinas de cobre de 2,4 m × 5/8", con la cabeza enterrada 30 cm bajo el nivel del suelo, y conductores de cobre de 35 mm² (2 AWG) como mínimo tanto para la bajante del pararrayos como para el neutro y la interconexión entre varillas. Su cámara de inspección va con paredes revocadas y fondo de grava.
- Y la resistencia depende del tamaño. Hasta 250 kVA, ≤ 25 Ω; por encima de 250 kVA, ≤ 10 Ω. Es la malla del neutro del primer esquema: ahí van el neutro del transformador, su carcasa, los pararrayos, las muflas y el blindaje de los cables subterráneos. Electrodo diferenciado, con su cámara de medición propia, pero unido a la barra equipotencial principal como todos los demás.
Lo que exige la N044 para el recinto
La N044 de ELFEC —«Norma técnica de diseño y construcción de acometidas eléctricas en media tensión», 3.ª versión, 13/03/2019— fija el resto. Lo más fácil de incumplir es el tamaño del ambiente, porque se decide en el plano de arquitectura y después ya no se mueve:
| Transformador | X | Y | Altura libre |
|---|---|---|---|
| 45 a 150 kVA | 3,00 m | 3,50 m | 2,70 m |
| 200 y 250 kVA | 3,00 m | 3,70 m | 2,70 m |
| 300, 315 y 325 kVA | 4,50 m | 4,50 m | 3,00 m |
| 500 kVA | 5,00 m | 4,50 m | 3,00 m |
| 750 kVA | 5,00 m | 4,50 m | 3,50 m |
| 1000 kVA | 5,00 m | 5,00 m | 3,50 m |
Son mínimos, de la N044 Anexo IX, para subestaciones de un solo módulo en 10 kV y 24,9 kV. Además, ningún punto del transformador puede quedar a menos de 1 m de cualquier punto del ambiente, y por encima del transformador tiene que haber su altura más 0,60 m.
La protección en media tensión también depende de la potencia:
| Potencia de un solo transformador | Protección en MT |
|---|---|
| Menor a 500 kVA en 10 kV | Seccionador fusible, fusibles tipo SF |
| Menor a 700 kVA en 24,9 y 34,5 kV | Seccionador fusible, fusibles tipo SF |
| Desde 500 kVA en 10 kV, o desde 700 kVA en 24,9 y 34,5 kV | Interruptor o reconectador |
Los pararrayos son de óxido de zinc, y cambian con el nivel de tensión: 9 kV / 5 kA en sistema de 10 kV, 21 kV / 5 kA en 24,9 kV y 27 kV / 10 kA en 34,5 kV. Con una regla que se pasa por alto a menudo: si la acometida subterránea mide 25 m o más, hacen falta dos juegos —uno al ingreso y otro en bornes del transformador—; por debajo de 25 m basta el del poste.
Y el tipo de medición lo marca la misma potencia: hasta 50 kVA en 380 V trifásico se mide directo, con un máximo de 100 A; entre 50 y 500 kVA, medición semi-indirecta con transformadores de corriente; y desde 500 kVA, la medición pasa a media tensión, con PT y CT.
- Puerta metálica, autoportante y que abra solo hacia fuera, con cartel de «PELIGRO ALTA TENSIÓN».
- Ventilación de entrada y de salida, e iluminación artificial y de emergencia, con los puntos de luz accesibles para mantenimiento.
- Fosa de contención, canal de desfogue y cámara de recolección de aceite capaz de contener todo el volumen de aceite del transformador. Con transformador seco no hace falta.
- Nada ajeno dentro del recinto: ni agua potable, ni alcantarillado, ni gas; tampoco por el cielo falso ni por debajo de la plataforma del transformador.
- Pararrayos, muflas y cuba del transformador conectados a la malla de tierra.
- Extintor en la proximidad y acceso restringido.
- Nunca a menos de 6 m de compresores de gas, surtidores o áreas con sustancias inflamables.
Del transformador a los tableros de medidores
De la subestación no se sale directo a los medidores. Hay dos tableros por delante, y cada tramo tiene su canalización:
| Desde → hasta | Canalización | Conductor |
|---|---|---|
| Transformador → breaker de subestación | Tubo galvanizado de 4" o E-40, sobrepuesto por piso o en canalizador de piso | Según cálculo |
| Breaker de subestación → tablero de distribución | Ducto galvanizado de 4" hasta el área común | Según cálculo |
| Tablero de distribución → cada TCM | Tubo galvanizado, uno por TCM | Unipolar |
| Tablero de distribución → cada TCM | Escalerilla al aire libre | Multipolar enchaquetado |
- Bajo llave y en recinto restringido. Es la protección del transformador. Si se puede maniobrar desde el área común, cualquiera deja el edificio sin energía o, peor, abre con carga.
- Señalizado. Tapa con «PELIGRO 380/220 V» y cerradura, como el resto de los tableros de la subestación.
- El de área común sí es accesible, porque de ahí salen los TCM y hay que poder desconectar un tablero sin entrar a la subestación. Lleva su interruptor principal y un interruptor por cada TCM.
- En ducto o al aire, no a medias. Si va en tubo, un tubo por TCM y conductor unipolar. Si va en escalerilla, cable multipolar enchaquetado. Mezclar unipolares sueltos sobre escalerilla deja los conductores de un mismo circuito separados y sin protección mecánica.
Cómo se encadenan las protecciones
La corriente nominal del transformador marca el punto de partida:
Por eso el interruptor del tablero principal es regulable de 70 a 100 A: se ajusta por encima de los 76 A del transformador y por debajo de lo que aguanta el cable.
| Tramo | Protección | Conductor | Ampacidad |
|---|---|---|---|
| Media tensión | Fusible 10,5 A | 3×35 mm² | — |
| Transformador → TD-Principal | 3P regulable 70–100 A | 3×50 + 1×35 mm² | 150 A |
| TD-Principal → TD-TCM | 3P fijo 125 A | 3×50 + 1×35 mm² | 150 A |
| TD-TCM → cada TCM | 3P fijo 63 A | 4×25 mm² | 85 A |
En los tres escalones de baja tensión se cumple In ≤ Iz: 100 ≤ 150, 125 ≤ 150 y 63 ≤ 85. El neutro va un calibre por debajo de las fases (35 mm² frente a 50) porque en un sistema equilibrado no transporta corriente de régimen.
Cuántos medidores por tablero de centralización
Cuando el transformador está en el sótano, ELFEC limita cada tablero de centralización de medidores a 45 medidores como máximo. Por encima de esa cifra hay que repartir la instalación en varios TCM.
| Concepto | Caso real |
|---|---|
| Suministros totales | 51 (50 monofásicos + 1 trifásico) |
| Máximo por TCM | 45 |
| Tableros necesarios | 2 |
| Reparto | TCM 1: 24 · TCM 2: 27 |
| Sistema | Estrella 380/220 V |
| Barras de cada tablero | 4 de cobre 20×5 mm (R-S-T-N) |
El suministro trifásico —el ascensor— se toma directamente de las tres barras. Los monofásicos toman fase y neutro, y es ahí donde importa el orden de asignación.
Materiales más utilizados en edificios de Cochabamba
- Conductores: Cable THHN/THWN de cobre, calibres desde 2,5 mm² hasta 95 mm².
- Ductos: Cañería conduit PVC semipesada para interiores, conduit metálico galvanizado para exteriores e industriales.
- Tableros: Tableros de distribución con barra de cobre, interruptores de marca reconocida (Schneider, Siemens, Chint).
- Protecciones: Interruptores termomagnéticos e interruptores diferenciales (RCCB) de 30 mA para baños y cocinas.
- Puesta a tierra, punto de entrega: jabalina cobreada —acero con recubrimiento de cobre— de Ø 5/8" × 1,5 m, con conector aprobado y cámara de inspección de 20 × 20 cm, según la N042.
- Puesta a tierra, sistemas del edificio: varilla de cobre puro de Ø 5/8" o 3/4" × 3 m, unión por soldadura exotérmica y cámara de 30 × 30 cm. Es otra cosa y otro material: ver el detalle más arriba.
¿Por qué contratar a SIELMEIS para tu proyecto?
En SIELMEIS contamos con ingenieros eléctricos y electromecánicos asociados a la SIB, experiencia en proyectos de edificios residenciales e industriales en Cochabamba, y el conocimiento técnico para llevar el trámite de principio a fin: proyecto, visado, solicitud ante ELFEC, ejecución e inspección. Ejecutamos los trabajos con materiales de calidad y garantizamos el cumplimiento de la normativa boliviana vigente.