Para qué se dimensiona el conductor de protección
El conductor de protección (PE) no transporta corriente en régimen normal. Su función es cerrar el bucle de una falla a masa para que el dispositivo automático pueda cortar, y mantener unidas todas las masas metálicas y el electrodo de tierra para que la diferencia de potencial entre dos puntos tocables no supere el valor admisible. Dimensionarlo mal tiene dos caras opuestas: demasiado pequeño, no soporta la corriente de la falla el tiempo suficiente; demasiado grande, encarece el proyecto sin aportar nada.
La norma de referencia es IEC 60364-5-54 (protección contra choques eléctricos y protección por cortacircuitos), en conjunto con la parte 5-52 (elección y montaje de los conductores). La sección del PE se determina por dos caminos, y hay que cumplir el más exigente de los dos: una regla tabulada en función de la sección de la fase, y una verificación adiabática para asegurar que el conductor soporta el calentamiento del cortocircuito hasta que se corta.
Esta guía recorre ambos caminos con las tablas de uso corriente y un ejemplo resuelto desde una acometida trifásica hasta un circuito de tomas. Los valores son los de las tablas de la norma IEC 60364; la reglamentación nacional puede exigir mínimos adicionales según el tipo de instalación.
Regla general según la sección de la fase
La primera regla relaciona la sección del PE con la sección del conductor activo del circuito. Para conductores de protección de cobre o aluminio con el mismo aislante que los activos:
| Sección de la fase S (mm²) | Sección mínima del PE (mm²) |
|---|---|
| S ≤ 16 | S |
| 16 < S ≤ 35 | 16 |
| S > 35 | S / 2 |
La lógica es sencilla: hasta 16 mm² el conductor es relativamente barato y se prefiere que el PE sea igual que la fase; entre 16 y 35 mm² se admite un PE de 16 mm², ya que su sección relativa sigue siendo alta; por encima de 35 mm² se acepta la mitad, porque el calentamiento admissible por unidad de sección es mayor al no llevar carga continua.
Cuando el conductor de protección forma parte de un PEN —neutro y protección en un solo conductor, permitido solo en el tramo TN-C— la tabla es algo más permisiva: hasta 10 mm² el PEN iguala a la fase, para S de 16 a 35 mm² se usa 16 mm², y por encima de 35 mm² también la mitad. El PEN solo existe en la banda de acometida; antes de entrar al usuario del receptor debe separarse en conductores N y PE independientes.
Sección reducida en circuitos finales
En los circuitos finales, la norma admite un PE con sección inferior a la de la fase, siempre que se proteja contra daños mecánicos (canalización cerrada, tubo empotrado o bandeja con cubierta). Es la tabla de conductores de protección reducidos de la parte 5-52:
| Sección de la fase (mm²) | PE reducido (mm²) |
|---|---|
| 1,5 | 1 |
| 2,5 | 1,5 |
| 4 | 2,5 |
| 6 | 4 |
| 10 | 6 |
| ≥ 16 | S |
Si la protección mecánica no está garantizada —cables vistos, instalación en tramo abierto— el PE no puede reducirse: se exige como mínimo 2,5 mm² de cobre (o 16 mm² de aluminio), y 4 mm² de cobre cuando la sección de la fase supera 16 mm². Estos mínimos se aplican también a los conductores principales de unión equipotencial que protegen contra contactos indirectos.
Un matiz de montaje: si el PE reducido viaja en la misma canalización que la fase, comparte sus condiciones térmicas, y eso es justamente lo que permite la reducción. Un PE que se desvía por otra ruta más larga o expuesta pierde esa garantía y conviene tratarlo como PE completo.
La ecuación adiabática: S = I·√t / k
La segunda verificación asegura que el conductor de protección soporta el calentamiento durante el tiempo que tarda en cortar el dispositivo. Durante un cortocircuito la energía se disipa en milisegundos, sin dar tiempo a la disipación al ambiente; por eso el criterio es adiabático: S = I·√t / k, donde I es la corriente de cortocircuito eficaz, t el tiempo de extinción y k un coeficiente del material y el aislante.
| Aislante y material | Valor de k |
|---|---|
| Cobre con PVC | 143 |
| Aluminio con PVC | 95 |
| Cobre con XLPE o EPR | 143 |
| Aluminio con XLPE o EPR | 94 |
Para el tiempo t se toma el que emplea el dispositivo de protección en cortar la corriente indicada: en el disparo magnético, un valor de referencia es 0,01 s; si actúa el térmico por sobrecarga prolongada, el tiempo puede llegar a décimas de segundo y la fórmula se aplica con esa duración. En la práctica, la verificación adiabática es decisiva en dos situaciones: conductores de protección reducidos, y conductores de unión equipotencial que cruzan locales distintos.
Si el resultado da, por ejemplo, 3,2 mm², se elige el valor comercial inmediatamente superior. Y la sección resultante nunca puede ser menor que la que exige la tabla de la sección 3: la fórmula corrige, no rebaja.
Ejemplo resuelto en un edificio con cuadro de planta
Una acometida trifásica alimenta el cuadro general de un edificio de oficinas. Fases de cobre de 70 mm² con XLPE: por la tabla general, el PE del tramo de acometida será 35 mm² (S/2). El cuadro de planta se alimenta con 16 mm² por fase: su PE es 16 mm². Los circuitos finales de 6 mm² van empujados en tubo y admiten PE reducido de 4 mm²; las tomas de 2,5 mm² llevan PE de 1,5 mm² en canalización cerrada, o 2,5 mm² si el tramo queda a la vista.
Ahora la verificación adiabática del conductor de unión adicional en una sala con suelo húmedo: se estima una corriente de cortocircuito de 1,2 kA en el punto y un tiempo de corte de 0,2 s. Con k = 143 para cobre con PVC: S = 1200 × √0,2 / 143 = 1200 × 0,447 / 143 = 3,75 mm². Se redondea al valor comercial siguiente, 4 mm², que además cumple el mínimo exigido para esa función.
Si en cambio el mismo cálculo diera 1,8 mm² pero la normativa nacional exige 2,5 mm² para esa función, manda el mínimo: la fórmula solo garantiza el calentamiento, no sustituye a los mínimos de sección de la parte 5-52.
Errores frecuentes
- Reducir la sección del PE sin garantizar la protección mecánica de la canalización.
- Aplicar la ecuación adiabática como sustituto de la tabla; la sección real debe cumplir ambas.
- Usar en el tiempo t el valor del disparo magnético cuando en realidad actuará la protección térmica por sobrecarga.
- Olvidar que la sección del PE se mantiene constante en toda la derivación: si un tramo se reduce, se reduce en el punto más desfavorable.
- No revisar el PE tras una ampliación de carga: añadir receptores cambia la corriente de cortocircuito disponible.
GorkyCAD Pro mantiene el esquema unifilar, las secciones de fase y de protección y las verificaciones de cortocircuito en un solo modelo: la sección elegida para cada circuito queda documentada en el PDF del proyecto y se propaga al cuadro y a la especificación de materiales.
Calcula la sección del conductor de protección →
Preguntas frecuentes
¿El PE puede ser más pequeño que la fase?
Sí, según la tabla de la norma: igual a la fase hasta 16 mm², 16 mm² entre 16 y 35 mm² y la mitad por encima de 35 mm², siempre con verificación adiabática y mínimos aplicables.
¿Qué valor de k uso en la fórmula adiabática?
Depende del material y el aislante: 143 para cobre con PVC o XLPE, 95 para aluminio con PVC y 94 para aluminio con XLPE o EPR.
¿Cuál es el mínimo absoluto del PE en un circuito final?
2,5 mm² de cobre como mínimo si hay protección mecánica; 4 mm² de cobre cuando la fase supera 16 mm² y la canalización no protege el cable.
¿Puede el PE funcionar también como neutro?
No. El PEN solo existe en el tramo TN-C de la acometida y debe separarse en conductores N y PE independientes antes de la instalación del usuario.