Conductores eléctricos en media tensión: características y usos de los cables XLPE y EPR

La infraestructura eléctrica moderna depende en gran medida de la calidad, tipo y correcta instalación de los conductores eléctricos, especialmente en sistemas de media tensión.

Tal como lo explicamos en nuestro artículo “Tipos de pruebas para verificación de cables de potencia en media tensión”, realizar pruebas adecuadas permite prevenir fallas.

Estos componentes no sólo permiten el transporte eficiente y seguro de la energía desde las plantas generadoras hasta los usuarios finales como hogares, industrias, comercios y hospitales, sino que también desempeñan un papel esencial en la seguridad, eficiencia y continuidad del suministro eléctrico.

¿Por qué son importantes los conductores eléctricos?

Los conductores eléctricos son el pilar de las redes de distribución de energía, y su relevancia se puede clasificar en seis aspectos clave:

• Transporte de energía: transfieren electricidad desde las subestaciones eléctricas hasta los puntos de consumo.
• Seguridad y protección: deben cumplir con normas específicas para prevenir fallos eléctricos como cortocircuitos, incendios o descargas.
• Eficiencia energética: la conductividad de los materiales, como el cobre o el aluminio, determina la eficiencia del sistema al reducir pérdidas por efecto Joule.
• Capacidad de soportar diferentes niveles de tensión: desde baja hasta alta tensión, cada aplicación exige un diseño particular.
• Durabilidad y resistencia ambiental: ya que están expuestos a humedad, radiación UV, sustancias químicas y temperaturas extremas.
• Flexibilidad y aplicaciones específicas: pueden instalarse en sistemas aéreos o subterráneos, dependiendo de la necesidad técnica y del entorno.

¿Qué es la media tensión?

De acuerdo con la norma IEC 60038, la media tensión abarca el rango de 1,000 V (1 kV) hasta 35,000 V (35 kV). En México, los niveles típicos de distribución de media tensión establecidos por la Comisión Federal de Electricidad (CFE) son:

• 4.16 kV*
• 13.8 kV
• 23 kV
• 34.5 kV

*El nivel de 4.16 kV es considerado un sistema tradicional, utilizado históricamente por CFE, especialmente en regiones industriales como Nuevo León, Guanajuato, Estado de México y Ciudad de México.

Tipos de instalación: aérea vs. subterránea

Los sistemas de media tensión pueden instalarse de forma aérea o subterránea:

• Aéreos: pueden usar conductores desnudos o aislados, siendo los desnudos los más comunes por su bajo costo. No obstante, deben cumplir con estrictas normas de seguridad para evitar riesgos.
• Subterráneos: requieren conductores aislados, debido a su exposición directa a condiciones ambientales agresivas. Son ideales cuando se busca mayor confiabilidad, seguridad y estética urbana.

Cables conductores en media tensión: cobre vs. aluminio

En media tensión, el tipo de metal conductor incide directamente en el rendimiento y la vida útil del sistema. Los dos materiales más comunes son:

• Cobre: alta conductividad, resistencia mecánica y durabilidad. Es ideal para sistemas que requieren mayor estabilidad eléctrica. Sin embargo, es más pesado y costoso.
• Aluminio: más ligero y económico, pero con menor conductividad. Su uso es viable en aplicaciones donde el peso y el presupuesto son factores críticos.

Tal como sucede con los cables VFD cuya instalación correcta permite alargar la vida útil de los motores al evitar sobrevoltajes e interferencias, los sistemas de media tensión también requieren una selección cuidadosa de sus componentes.

Si bien los cables VFD operan en baja tensión, su correcta integración con sistemas de media tensión debe considerar protecciones, accesorios compatibles y un diseño adecuado que garantice la continuidad operativa y evite fallas prematuras.

Aislamiento eléctrico: XLPE y EPR

El aislamiento en un conductor evita que la corriente eléctrica escape hacia el exterior. Esto previene cortocircuitos, fallas a tierra protegiendo a las personas y a los equipos.

La función principal del aislamiento eléctrico es confinar las cargas eléctricas dentro del conductor, guiándolas de manera segura hacia el punto de uso (por ejemplo, un equipo eléctrico). Cuando ocurre una falla en el aislamiento, se crea un camino no deseado para que la corriente eléctrica escape del conductor. Esto provoca un cortocircuito, ya que la corriente buscará siempre el camino de menor resistencia eléctrica.

Entre los tipos de aislamiento más utilizados en sistemas eléctricos se encuentran:

1. Aislamiento XLPE (Cross-linked Polyethylene) cuya composición es el polietileno reticulado y sus características son:

• Alta resistencia térmica.
• Excelente comportamiento frente a la humedad, radiación UV y sustancias químicas.
• Apto para entornos industriales exigentes.
• Resistente al fuego.

Este tipo de aislamiento se emplea frecuentemente en cables de media y alta tensión gracias a su durabilidad y capacidad para operar bajo condiciones extremas.

2. Aislamiento EPR (Ethylene Propylene Rubber) cuya composición es el caucho de etileno-propileno y sus características son:

• Excelente flexibilidad.
• Alto desempeño en ambientes húmedos.
• Buena resistencia mecánica y dieléctrica.

• Ideal para zonas con exposición directa al sol, aire salino o cambios bruscos de temperatura.

El EPR es una excelente opción para instalaciones que requieren adaptabilidad en el tendido de cable y resistencia a condiciones ambientales agresivas. Además, dentro de los conductores aislados existen dos niveles de aislamiento comunes, dependiendo de las exigencias del sistema:

• 100% de nivel de aislamiento. Diseñado para sistemas donde el voltaje entre fases se mantiene dentro de parámetros estables y la probabilidad de sobretensiones es baja. Es ideal para aplicaciones donde se cuenta con protecciones rápidas y eficaces ante fallas.
• 133% de nivel de aislamiento. Recomendado para sistemas en los que las fallas pueden tardar más en despejarse o donde existen mayores riesgos de sobretensión. Proporciona un margen adicional de seguridad frente a esfuerzos eléctricos prolongados.

¿Cuál elegir?

La elección entre XLPE y EPR depende de las condiciones ambientales del proyecto. Por ejemplo, en instalaciones con alta radiación solar y humedad, el aislamiento EPR puede ofrecer una vida útil más prolongada. Por otro lado, el XLPE puede ser preferido por su estabilidad térmica y resistencia al fuego. Este aspecto es crucial, ya que elegir incorrectamente el nivel de aislamiento puede comprometer la integridad del sistema eléctrico y aumentar los riesgos de operación.

No todos los cables de media tensión son iguales… y los accesorios tampoco

Entre los accesorios más comunes en instalaciones de media tensión se encuentran:

La correcta selección de estos elementos no sólo garantiza el funcionamiento del sistema, sino que previene fallas costosas y peligrosas. Además, es fundamental que sean compatibles con el tipo de aislamiento del cable (ya sea XLPE, EPR, etc.) y que cumplan normas internacionales como IEEE 386, IEEE 404, IEC 60502-4, entre otras.

Conclusión

La correcta selección de conductores de media tensión, su aislamiento y los accesorios que los acompañan, son decisiones técnicas fundamentales que influyen en la seguridad, confiabilidad y eficiencia del sistema eléctrico.

En KINENERGY, contamos con la experiencia y el conocimiento técnico para asesorarte en la especificación y diseño de sistemas eléctricos de media tensión, baja y alta tensión alineados a las mejores prácticas internacionales y normativas mexicanas.

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