Corriente de cortocircuito presunta
Estima la corriente de cortocircuito presunta (corriente de defecto) en un punto de una instalación eléctrica. Introduce la tensión de alimentación, la impedancia total hasta el punto de defecto y elige entre trifásico y monofásico.
Estima la corriente de defecto en un punto del circuito
Fórmula de la corriente de cortocircuito
Donde:
- \(I_{sc}\) — corriente de cortocircuito presunta (A)
- \(V\) — tensión de alimentación en el punto de defecto (V): entre fases en sistemas trifásicos, fase-neutro en sistemas monofásicos
- \(Z\) — impedancia equivalente total desde la fuente hasta el punto de defecto (Ω), incluida la de la fuente, los transformadores y los cables
- \(\sqrt{3} \approx 1.732\) — factor que relaciona las magnitudes entre fases y fase-neutro en un sistema trifásico equilibrado
La fórmula da la corriente de defecto simétrica en valor eficaz que circularía en un cortocircuito franco (de impedancia nula), a partir de la impedancia total de todo lo situado aguas arriba del punto de defecto.
Corriente de cortocircuito: ejemplo de cálculo
Ejemplo: una alimentación trifásica de 400 V alimenta un cuadro de distribución a través de cables y de un transformador con una impedancia equivalente total de 50 mΩ (0,05 Ω). ¿Qué corriente de defecto produciría un cortocircuito franco en el cuadro?
\[ I_{sc} = \frac{V}{\sqrt{3}\, Z} = \frac{400}{1.732 \times 0.05} \]
\[ I_{sc} = \frac{400}{0.0866} \approx 4618.8 \text{ A} \]
Resultado: \(I_{sc} \approx 4.62\) kA, es decir, unos 4,62 kA. Cualquier interruptor automático o fusible instalado en este punto debe tener un poder de corte superior a este valor.
Cómo usar la calculadora
- Selecciona el tipo de sistema: Trifásico (V entre fases) o Monofásico (V fase-neutro). La tensión que introduzcas debe coincidir con esta elección.
- Introduce la tensión de alimentación (V) en el punto de defecto y elige la unidad (V o kV). Para un sistema trifásico de 400 V, introduce 400; para un circuito monofásico de 230 V, introduce 230.
- Introduce la impedancia (Z) — la impedancia equivalente total de la fuente, los transformadores y los cables hasta el punto de defecto — y selecciona mΩ o Ω. Las compañías eléctricas suelen facilitar este dato; si solo se conoce la impedancia del transformador, esta suele ser la parte dominante.
- Lee la corriente de cortocircuito presunta en amperios, junto con una lectura en A/kA/MA y el desglose del cálculo.
¿Qué es la corriente de cortocircuito presunta?
La corriente de cortocircuito presunta es la que circularía en un punto dado de un circuito si se produjera allí un defecto perfecto, de impedancia nula: un cortocircuito franco entre conductores o a tierra. Queda determinada únicamente por la tensión de alimentación y la impedancia total de todo lo situado aguas arriba: la red de la compañía eléctrica, el transformador de alimentación y el cableado entre la fuente y el punto de defecto. Cuanto menor es la impedancia, mayor es la corriente de defecto.
Este dato importa por dos motivos. En primer lugar, todo dispositivo de protección (fusible, interruptor automático, interruptor diferencial) tiene un poder de corte asignado: la corriente de defecto máxima que puede interrumpir con seguridad. Si la corriente de defecto presunta en su ubicación supera ese valor, el aparato puede fallar de forma catastrófica durante el defecto en lugar de disparar. En segundo lugar, la corriente de defecto debe ser lo bastante alta para que la protección actúe con rapidez: un cable muy largo y fino añade impedancia, reduce la corriente de defecto y puede dejarla por debajo del umbral de disparo. Comprobar la corriente presunta al final de un circuito forma parte habitual de la verificación de un proyecto eléctrico.
Algunos valores orientativos dan idea de la escala: una alimentación monofásica doméstica puede presentar una corriente presunta de 1–6 kA en la acometida, mientras que un gran cuadro industrial alimentado por un transformador de gran potencia puede alcanzar 25 kA o más. Cerca del transformador la impedancia es menor y la corriente de defecto mayor; esta disminuye con la distancia a lo largo del cable.
Hipótesis y limitaciones
- Valor eficaz simétrico: el resultado es la corriente de defecto en régimen alterno permanente. Un defecto real contiene además una componente continua amortiguada, de modo que el primer pico puede alcanzar aproximadamente 2–2,5 veces este valor según la relación X/R. Esto importa al verificar el poder de cierre y la energía pasante (I²t), no solo el poder de corte.
- Debe incluirse la impedancia de la fuente: la impedancia que introduzcas debe representar toda la cadena: fuente de la compañía, transformador y cables. Si usas solo la impedancia del cable, sobreestimarás enormemente la corriente de defecto, porque el transformador aguas arriba suele ser el elemento dominante.
- Se supone un cortocircuito franco: los defectos con arco y los de alta resistencia consumen menos corriente que un cortocircuito franco, así que esta cifra es el techo del peor caso para la impedancia indicada.
- Se usa directamente el módulo de la impedancia: la calculadora trata Z como una magnitud escalar. Para un trabajo preciso, calcula Z = √(R² + X²) a partir de las partes resistiva y reactiva de la red aguas arriba. Nuestra calculadora de reactancia en corriente alterna puede ayudarte a hallar la componente reactiva.
- Se supone tensión nominal: en la realidad la tensión puede caer ligeramente durante el defecto, lo que reduce la corriente real en un pequeño porcentaje.
Calculadoras relacionadas
El cálculo del cortocircuito es una aplicación directa de la ley de Ohm con la impedancia total del circuito. Para estimar cuánta impedancia añade un trazado de cable — lo que reduce la corriente de defecto en el extremo más alejado — usa la calculadora de caída de tensión. Si además evalúas la calidad de la energía de la instalación, la calculadora de corrección del factor de potencia abarca la parte reactiva de la carga.
Preguntas frecuentes
¿Cómo calculo la corriente de cortocircuito presunta a mano?
Aplica la ley de Ohm a toda la red aguas arriba. Suma las impedancias de la fuente de la compañía, el transformador de alimentación y el trazado del cable hasta el punto de defecto, y después divide: en monofásico usa \(I_{sc} = V/Z\) con la tensión fase-neutro, y en trifásico \(I_{sc} = V/\sqrt{3}\,Z\) con la tensión entre fases. Si te dan R y X por separado, calcula primero el módulo \(Z = \sqrt{R^2 + X^2}\) de cada elemento y luego súmalos.
¿Cuál es un valor normal de corriente presunta en una vivienda o un edificio?
Las alimentaciones monofásicas domésticas típicas presentan 1–6 kA en la acometida, y 3–6 kA son habituales cerca del contador en zonas urbanas alimentadas por un transformador próximo. Las propiedades rurales al final de largas líneas aéreas pueden registrar valores muy inferiores a 1 kA. Los cuadros comerciales e industriales suelen alcanzar 10–25 kA o más. El valor es máximo cerca del transformador y disminuye al aumentar la longitud del cable.
¿Cómo convierto el resultado entre amperios, kiloamperios y megaamperios?
Las conversiones son prefijos del SI sencillos: 1 kA = 1.000 A y 1 MA = 1.000.000 A. Así, 4.619 A equivalen aproximadamente a 4,62 kA. El poder de corte de los interruptores automáticos y los fusibles se expresa en kA (p. ej., 6 kA, 10 kA), así que compara tu resultado en kA con el valor en kA del aparato. La lectura de la calculadora hace esta conversión automáticamente.
¿Cuál es la diferencia entre poder de corte y poder de cierre?
El poder de corte es la máxima corriente de defecto simétrica en valor eficaz que un dispositivo de protección puede interrumpir con seguridad; compáralo directamente con la corriente presunta. El poder de cierre se refiere al primer pico del defecto, que incluye una componente continua amortiguada y puede alcanzar unas 2–2,5 veces el valor eficaz según la relación X/R. Los aparatos de maniobra y los interruptores automáticos deben estar dimensionados para ambos, y la energía pasante (I²t) importa para los aparatos y cables aguas abajo.
¿Puedo calcular la corriente presunta solo con los datos del transformador?
A menudo sí, de forma aproximada. Usa la potencia asignada del transformador en kVA y su tensión de cortocircuito (impedancia en tanto por ciento). La corriente a plena carga del transformador es \(I_{fl} = S/\sqrt{3}V\), y su aportación a la corriente de defecto es aproximadamente \(I_{sc} = I_{fl}/(Z\% / 100)\). Por ejemplo, un transformador de 1.000 kVA con un 5 % de impedancia a 400 V da \(I_{fl} \approx 1443\) A e \(I_{sc} \approx 28.9\) kA. Añade la impedancia de la fuente de la compañía y la de los cables para obtener un valor más preciso y algo menor.
¿Por qué la corriente de defecto calculada es mayor que la que mido con un medidor de impedancia de bucle?
Un medidor de impedancia de bucle mide la impedancia del bucle de defecto a tierra e indica la corriente de defecto a tierra presunta, que sigue el camino de retorno por tierra, no el camino fase-neutro ni fase-fase. El camino a tierra suele tener mayor impedancia, por lo que su lectura es menor que el valor trifásico franco. Las dos cifras sirven para comprobaciones distintas: la corriente del bucle a tierra para los tiempos de desconexión, y la corriente presunta más alta para el poder de corte.
¿Qué errores debo evitar al estimar la corriente de defecto?
El error más habitual es introducir solo la impedancia del cable e ignorar el transformador y la fuente aguas arriba: el transformador suele dominar, así que esto sobreestima enormemente la corriente. Otros errores frecuentes son usar la tensión entre fases en la fórmula monofásica (o al revés), confundir mΩ y Ω, y sumar R y X aritméticamente en lugar de calcular \(Z = \sqrt{R^2 + X^2}\). Recuerda también que se trata del peor caso de cortocircuito franco: los defectos con arco consumen bastante menos corriente.