Estudios eléctricos: qué considerar al dimensionar instalaciones de media y baja tensión

El dimensionamiento eléctrico es un proceso crítico para cualquier proyecto industrial o comercial. Un estudio eléctrico bien ejecutado garantiza seguridad, eficiencia energética y cumplimiento normativo, especialmente en sistemas de media y baja tensión, donde las demandas de potencia y continuidad operativa son cada vez más exigentes.

En este artículo revisamos los factores clave para dimensionar instalaciones, las ventajas de contar con una asesoría especializada como lo es Electrocontrol y los riesgos de omitir un análisis técnico profundo.

Importancia de los estudios eléctricos en entornos industriales

En empresas productivas, plantas de procesos, centros logísticos o data centers, un error en el diseño eléctrico puede traducirse en:

• Sobrecargas y fallas que interrumpen la operación.
• Costos energéticos innecesarios por pérdidas en el sistema.
• Riesgo de accidentes eléctricos o incendios.
• Dificultad para cumplir las normativas de la Superintendencia de Electricidad y Combustibles (SEC).

Un estudio eléctrico es la base para garantizar un suministro confiable y seguro, considerando la demanda real de la instalación y las proyecciones de crecimiento de la empresa.

Factores clave para dimensionar instalaciones de media y baja tensión

1. Análisis de carga y demanda máxima

El objetivo es conocer con precisión la potencia real que consume la instalación y prever cómo evolucionará a futuro.

• Potencia contratada vs. demanda futura:
  Se compara la potencia actual contratada con la distribuidora (kW o kVA) con la demanda máxima proyectada. Si la demanda futura supera la potencia contratada, se generan sobrecargos, disparos de protecciones o penalizaciones económicas.
  ➜ Ejemplo: una planta que hoy contrata 300 kW pero planea añadir nuevas líneas de producción debe prever si su empalme o transformador soportará 450 kW en 3 años.
• Perfil de carga (picos, factor de simultaneidad):
  Se registra el comportamiento horario de la demanda para identificar picos de consumo y calcular el factor de simultaneidad (qué porcentaje de cargas opera a la vez). Este dato define el dimensionamiento de transformadores, alimentadores y protecciones.
• Expansiones productivas:
  Se proyectan escenarios de crecimiento a 5–10 años. Esto permite dimensionar conductores, tableros y transformadores para evitar costosas ampliaciones posteriores.

2. Calidad de la energía

Más allá de la cantidad de energía, importa su calidad, pues distorsiones o inestabilidades pueden dañar equipos sensibles.

• Factor de potencia (FP):
  Un FP bajo (<0,93 en Chile) indica exceso de energía reactiva. Esto provoca sobrecargas en conductores y transformadores y genera penalizaciones de la distribuidora.
  ➜ Corrección: se instalan bancos de condensadores automáticos o filtros activos.
• Distorsión armónica total (THD):
  Las cargas no lineales (variadores de frecuencia, UPS, equipos electrónicos) generan armónicos que distorsionan la forma de onda. Un THD alto aumenta pérdidas, calienta conductores y afecta equipos de control.
• Caídas de tensión:
  Se mide la diferencia entre el voltaje en la fuente y en el punto de consumo. Caídas excesivas (>5 % en baja tensión) pueden causar mal funcionamiento de motores, iluminación deficiente y pérdida de eficiencia.
  

3. Selección de conductores y protecciones

El dimensionamiento de cables y protecciones es crítico para seguridad, continuidad y eficiencia.

• Capacidad de corriente nominal:
  El conductor debe soportar la corriente máxima prevista, incluyendo condiciones de arranque de motores y posibles sobrecargas temporales.
• Condiciones de instalación:
  La capacidad de conducción varía según temperatura ambiente, tipo de canalización (bandejas, ductos, enterrados) y agrupamiento de cables. Se aplican factores de corrección según normativa IEC/NTC/SEC.
• Coordinación selectiva:
  Se diseñan escalas de protecciones para que, ante una falla, solo se desconecte el circuito afectado, evitando que toda la planta quede fuera de servicio.
  

4. Estudio de cortocircuito y coordinación de protecciones

Un cortocircuito puede generar corrientes de decenas de kiloamperes en milisegundos. El estudio calcula esas corrientes para seleccionar equipos adecuados.

• Determinación de corriente de cortocircuito (Icc):
  Se calcula en distintos puntos del sistema (barra principal, tableros secundarios, cargas). Esto define la capacidad de ruptura de interruptores (kA) y la resistencia mecánica de los equipos.
• Tiempo de disparo de protecciones:
  Se ajustan curvas de disparo para que los interruptores actúen de forma rápida y selectiva, protegiendo a las personas y evitando daños en transformadores o cables.
• Prevención de daños:
  Un mal cálculo puede derivar en explosiones de arco eléctrico, incendios y pérdidas de equipos de alto valor.
  

5. Sistema de puesta a tierra

La puesta a tierra garantiza seguridad para las personas y el correcto funcionamiento de las protecciones.

• Resistividad del terreno:
  Se mide mediante ensayo Wenner o Schlumberger para determinar la resistividad y diseñar el tipo de malla o electrodo necesario.
• Conexión de masas metálicas y pararrayos:
  Todas las partes metálicas deben conectarse a un punto común para evitar diferencias de potencial que puedan causar descargas.
• Normativa NCh Elec 4/2003:
  En Chile, esta norma establece valores máximos de resistencia de tierra, métodos de medición y requisitos de interconexión.
  

6. Compatibilidad con energías renovables o respaldo

Las empresas que planean integrar paneles solares, bancos de baterías o generadores diésel deben considerar estos aspectos en el estudio eléctrico.

• Sincronismo y conmutación automática (ATS):
  Los sistemas híbridos requieren dispositivos de transferencia que permitan cambiar de red a generador o solar sin afectar la continuidad del suministro.
• Capacidad de inyección a la red (Ley Net Billing):
  En proyectos fotovoltaicos conectados a red, se debe dimensionar la potencia de generación y verificar la compatibilidad del inversor con la normativa SEC.
• Controladores inteligentes:
  Permiten balancear el flujo de energía entre fuentes (solar, baterías, generador) para maximizar eficiencia, reducir consumo de diésel y evitar sobrecargas.

Norma NCh Elec 4/2003: qué es y por qué importa en un estudio eléctrico

La NCh Elec 4/2003 es la norma chilena que define cómo deben diseñarse, construirse y medirse los sistemas de puesta a tierra en instalaciones eléctricas.
En palabras simples, la puesta a tierra es la red de conductores que lleva cualquier falla eléctrica hacia el suelo para evitar descargas peligrosas y permitir que las protecciones (como diferenciales o disyuntores) actúen a tiempo.

Lo esencial que regula la norma

• Resistencia de tierra:
  Establece los valores máximos de resistencia que debe tener la malla de tierra. Mientras menor sea la resistencia, más rápido se disipa una falla y más efectivo es el disparo de las protecciones.
  Por ejemplo, en baja tensión normalmente se busca un valor igual o menor a 10 ohmios.
• Medición y control:
  Indica cómo medir la resistividad del terreno (con métodos como el de cuatro puntas) y cómo comprobar periódicamente que la puesta a tierra sigue funcionando bien.
• Diseño de la malla o electrodos:
  Define materiales, profundidad y distribución de jabalinas o mallas de cobre/galvanizado para que la instalación sea segura y no pierda capacidad con el tiempo.
• Interconexión de equipos:
  Obliga a que todas las partes metálicas expuestas —como tableros, canalizaciones o estructuras— estén conectadas a un mismo punto de tierra para evitar diferencias de voltaje peligrosas.
• Protección ante rayos:
  También incluye recomendaciones para integrar pararrayos o sistemas de protección contra descargas atmosféricas.
  

Relación directa con un estudio eléctrico

Cuando una empresa realiza un estudio eléctrico de media o baja tensión, esta norma es parte del corazón del trabajo.
El ingeniero debe medir el suelo, calcular cuántas jabalinas o mallas necesita, definir materiales y asegurarse de que la resistencia final cumpla con los límites que la norma exige.

 Estos cálculos influyen en:

• La selección de protecciones diferenciales y disyuntores.
• La seguridad de las personas que trabajan en la planta.
• La continuidad de operación de equipos sensibles como UPS, variadores de frecuencia o sistemas de automatización.
  

Electrocontrol: Ventajas de contar con una asesoría especializada

Para empresas que operan en media y baja tensión, un estudio eléctrico no es un gasto, sino una inversión estratégica en seguridad, continuidad y eficiencia.

Contar con una asesoría profesional permite cumplir con las exigencias de la SEC, optimizar costos y preparar las instalaciones para integrar energías renovables o sistemas de respaldo.

En Electrocontrol desarrollamos proyectos de Ingeniería y Diseño Eléctrico que combinan precisión técnica, seguridad y eficiencia energética. Nuestro equipo de ingenieros certificados SEC Clase A diseña sistemas a la medida de cada operación industrial, desde el levantamiento en terreno y el cálculo de cargas hasta la selección de protecciones y el diseño de tableros y canalizaciones. 

Con más de ocho años de experiencia en sectores como acuicultura, agroindustria, energía y procesos productivos, entregamos soluciones que cumplen la normativa chilena y garantizan un funcionamiento confiable incluso en los entornos más exigentes.

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Preguntas frecuentes (FAQ)

¿Por qué es importante medir el factor de potencia?

Un factor de potencia bajo incrementa las pérdidas en el sistema y puede generar penalizaciones en la cuenta eléctrica. Un estudio eléctrico permite diseñar un sistema de compensación adecuado.

¿Cuándo se necesita un estudio de cortocircuito?

Siempre que se realicen nuevas instalaciones o ampliaciones en media o baja tensión, para asegurar que las protecciones soporten y despejen fallas de manera segura.

¿Qué norma regula los sistemas de puesta a tierra en Chile?

La norma NCh Elec 4/2003 define los requisitos para el diseño y medición de sistemas de puesta a tierra en instalaciones industriales y comerciales.

¿Cuánto demora un estudio eléctrico?

Depende del tamaño de la instalación. Un proyecto industrial puede requerir entre 2 y 6 semanas para levantamiento de datos, mediciones y emisión de reportes.

¿Qué riesgos hay si no se hace un estudio eléctrico?

Sobrecargas, caídas de tensión, pérdidas económicas, fallas de equipos críticos e incluso incendios por cortocircuitos mal calculados.