Calculadora Corriente de Cortocircuito - Icc según REBT

¿Qué es la corriente de cortocircuito?

Un cortocircuito ocurre cuando dos conductores de distinto potencial se conectan accidentalmente con una impedancia prácticamente nula. Imagine que se rompe el tabique que separa dos depósitos de agua a distinta altura: el caudal que se produce es enorme e incontrolable. Eso mismo pasa con la corriente eléctrica: al eliminarse la resistencia de la carga, la corriente se dispara hasta valores que pueden alcanzar decenas de miles de amperios.

Esta corriente extrema produce dos efectos que pueden destruir la instalación en fracciones de segundo:

• Efecto térmico: El cable y las conexiones se calientan de forma explosiva, pudiendo fundir el aislamiento, soldar contactos e iniciar incendios.
• Efecto electrodinámico: Las fuerzas magnéticas entre conductores paralelos pueden deformarlos físicamente, dañando las barras de los cuadros y las conexiones.

¿Por qué es obligatorio calcularla?

La ITC-BT-22 del REBT establece que toda instalación eléctrica debe disponer de protecciones contra cortocircuito, y que el poder de corte de cada dispositivo de protección debe ser superior a la corriente de cortocircuito máxima previsible en su punto de instalación.

Las consecuencias de un poder de corte insuficiente son catastróficas:

• El interruptor automático no puede interrumpir la corriente de fallo.
• Se produce un arco eléctrico sostenido dentro del propio dispositivo de protección.
• Riesgo de explosión del cuadro eléctrico, incendio y lesiones graves.

Calcular la Icc no es opcional: es un requisito legal que debe documentarse en el proyecto y verificarse antes de la puesta en marcha.

Tipos de cortocircuito y sus fórmulas

Cortocircuito trifásico (el más severo)

Se produce cuando las tres fases entran en contacto simultáneamente. Es el caso de referencia para dimensionar el poder de corte:

Icc3 = U / (√3 × Z_total)

Donde U = tensión de línea (400 V) y Z_total = impedancia total del bucle de fallo.

Cortocircuito bifásico

Contacto entre dos fases. Su valor es aproximadamente el 86% del trifásico:

Icc2 = Icc3 × (√3 / 2) ≈ 0,866 × Icc3

Cortocircuito monofásico (fase-neutro)

El más frecuente en instalaciones residenciales. La impedancia incluye el cable de ida (fase) y el de retorno (neutro):

Icc1 = V_fase / Z_bucle_FN

Para un cable de sección uniforme, Z_bucle_FN ≈ 2 × Z_cable (ida y vuelta por el mismo conductor).

Cómo se construye la impedancia del bucle de fallo

La impedancia total es la suma de todas las impedancias desde la fuente de alimentación hasta el punto de fallo:

1. Impedancia del transformador

Z_trafo = (Ucc% / 100) × (U²_nominal / S_nominal)

Por ejemplo, un transformador de 630 kVA con Ucc = 4%:

Z_trafo = (4/100) × (400² / 630.000) = 0,0102 Ω

2. Impedancia de la red aguas arriba

La suministra la compañía distribuidora. Valores típicos de Icc en el punto de acometida:

• Red rural: 5-10 kA
• Red urbana: 15-25 kA
• Red industrial: 25-50 kA

3. Impedancia de los cables

Z_cable = √(R² + X²)
R = ρ × L / S    (resistencia)
X ≈ 0,08 × L / 1000   (reactancia, valor orientativo en Ω/km)

Cada tramo de cable (LGA, DI, circuito interior) suma impedancia y reduce la Icc disponible. Por eso la Icc más alta está justo a la salida del transformador y va disminuyendo conforme nos alejamos.

Ejemplo práctico: cálculo de Icc en subcuadro industrial

Datos del proyecto:

• Transformador: 400 kVA, Ucc = 4%, 400V
• Cable desde CT al cuadro general (CGBT): Cu 3×240 mm², 15 m
• Cable desde CGBT al subcuadro: Cu 3×35 mm², 30 m

Paso 1 — Impedancia del transformador:

Z_trafo = (4/100) × (400² / 400.000) = 0,016 Ω

Paso 2 — Impedancia del cable CT → CGBT:

R₁ = 0,0172 × 15 / 240 = 0,00108 Ω
X₁ ≈ 0,08 × 15 / 1000 = 0,0012 Ω
Z₁ = √(0,00108² + 0,0012²) ≈ 0,0016 Ω

Paso 3 — Icc en el cuadro general (CGBT):

Z_total_CGBT = Z_trafo + Z₁ = 0,016 + 0,0016 = 0,0176 Ω
Icc_CGBT = 400 / (1,732 × 0,0176) = 13.123 A ≈ 13,1 kA

→ El interruptor general debe tener un poder de corte ≥ 16 kA (normalizado).

Paso 4 — Impedancia del cable CGBT → Subcuadro:

R₂ = 0,0172 × 30 / 35 = 0,01474 Ω
X₂ ≈ 0,08 × 30 / 1000 = 0,0024 Ω
Z₂ = √(0,01474² + 0,0024²) ≈ 0,0149 Ω

Paso 5 — Icc en el subcuadro:

Z_total_sub = 0,0176 + 0,0149 = 0,0325 Ω
Icc_sub = 400 / (1,732 × 0,0325) = 7.108 A ≈ 7,1 kA

→ La protección del subcuadro necesita un poder de corte ≥ 10 kA.

Observar cómo la Icc se reduce casi a la mitad entre el CGBT (13,1 kA) y el subcuadro (7,1 kA) debido a la impedancia del cable intermedio.

Corriente de cresta (ip) y efectos dinámicos

La corriente de cresta tiene en cuenta el componente transitorio asimétrico:

ip = κ × √2 × Icc

El factor κ depende de la relación R/X del circuito:

La corriente de cresta es crítica para verificar la resistencia mecánica de las barras del cuadro y los soportes de cables.

Errores comunes en el cálculo de Icc

Usar la Icc3 para verificar la protección diferencial: La protección diferencial actúa por corriente de fuga a tierra, no por cortocircuito. Son criterios independientes.

Olvidar la impedancia acumulativa: Cada tramo de cable suma impedancia. Un error frecuente es calcular la Icc solo con la impedancia del transformador, obteniendo valores exageradamente altos.

Asumir Ucc% = 4% sin verificar la placa: El Ucc varía según el fabricante y la potencia del transformador (entre 4% y 6% típicamente). Un 6% reduce la Icc un 33% respecto a un 4%.

Despreciar la reactancia del cable en secciones grandes: Para cables ≥ 95 mm² la reactancia X no es despreciable frente a R. Ignorarla sobreestima la Icc.

Tabla de referencia: Icc orientativa según potencia del transformador

Estos valores son en bornes del transformador (máximos). La Icc real en cualquier punto de la instalación será siempre inferior por la impedancia de los cables.