Cómo funciona un magnetotérmico (MCB)
Un MCB (interruptor magnetotérmico) es el dispositivo de protección más común en un cuadro eléctrico residencial. Protege el circuito frente a sobrecargas y cortocircuitos, pero no detecta las pequeñas corrientes de defecto a tierra (corrientes residuales del orden de los miliamperios). Ante un defecto franco fase–masa en el esquema TN es precisamente el MCB el que desconecta el circuito, siempre que la impedancia del bucle de defecto sea lo bastante baja (Zs·Ia ≤ U0, I7-2011 Art. 4.1.4.1.10). Esto es lo que ocurre en su interior cuando dispara.
Los componentes internos
Un MCB estándar contiene cinco sistemas funcionales que trabajan juntos:
- Los bornes — tornillos o pinzas de fijación de los conductores
- La lámina bimetálica — dos metales soldados (normalmente cobre y acero) con coeficientes de dilatación distintos, que se curva con el calor
- La bobina electromagnética — un arrollamiento recorrido por la corriente del circuito, con núcleo móvil
- El mecanismo de disparo — una palanca con resorte que retiene o libera los contactos
- La cámara de extinción del arco — una rejilla de placas de acero que fragmenta y enfría el arco eléctrico al abrirse los contactos
1. Protección térmica — la sobrecarga
Cuando la corriente supera la intensidad nominal In grabada en el MCB, la lámina bimetálica empieza a calentarse. Como los dos metales se dilatan de forma distinta, la lámina se curva progresivamente. Con una deflexión suficiente libera la palanca de disparo y los contactos se abren.
El mecanismo térmico tiene una característica de tiempo inversamente proporcional a la sobrecarga: a 1,5×In puede tardar unos minutos, a 5×In unos segundos. La norma IEC 60898-1 exige que el MCB no debe disparar en menos de 1 hora a 1,13×In (corriente de no disparo), pero debe disparar en menos de 1 hora a 1,45×In.
2. Protección magnética — el cortocircuito
En un cortocircuito, la corriente sube bruscamente a valores de decenas o cientos de veces In. La bobina electromagnética genera al instante un fuerte campo magnético que atrae el núcleo móvil. Este actúa directamente sobre el mecanismo de disparo, abriendo los contactos en menos de 10 milisegundos.
El umbral de la corriente magnética de disparo varía según la característica (curva de disparo) del MCB:
| Curva | Umbral magnético | Aplicaciones típicas |
|---|---|---|
| B | 3–5 × In | Circuitos resistivos, alumbrado, cables largos |
| C | 5–10 × In | Tomas de corriente, uso residencial general |
| D | 10–20 × In | Motores, transformadores, lámparas de descarga |
3. La cámara de extinción del arco
Cuando un contacto en tensión se abre, entre los dos contactos se forma un arco eléctrico — una columna de plasma ionizado a miles de grados Celsius. Si el arco no se extingue rápidamente, los contactos se funden y el MCB queda inservible o incluso peligroso.
La cámara de extinción contiene una rejilla de finas placas de acero que:
- fragmentan el arco largo en una serie de arcos cortos
- enfrían rápidamente el plasma, reduciendo su conductividad
- fuerzan la desionización del gas entre los contactos
Todo esto ocurre en unos pocos milisegundos. El gas caliente sale por las rejillas de la carcasa del MCB hacia el interior del cuadro; por eso delante de ellas se respetan las distancias que indica el fabricante. No es el gas del arco lo que decide si un cuadro puede ser estanco: los cuadros IP54 o IP65 equipados con MCB son productos habituales, y su dimensionado, incluida una posible ventilación, depende de la potencia que disipan los aparatos.
4. El poder de corte (Icn)
El poder de corte (en la IEC 60898-1, el poder de corte asignado en cortocircuito, Icn) es la corriente de cortocircuito máxima que el MCB puede interrumpir sin destruirse. Se expresa en kA y debe ser mayor que la corriente de cortocircuito prevista en el lugar de instalación.
Valores típicos:
- 6 kA — estándar para instalaciones residenciales (gran distancia al transformador)
- 10 kA — necesarios en el cuadro principal de un bloque o cuando el cuadro está cerca del transformador
- 15–25 kA — instalaciones industriales o en el origen de la instalación
Lo que un MCB NO hace
El MCB no detecta las pequeñas corrientes residuales a tierra (del orden de los miliamperios). Si una persona toca el conductor de fase y la corriente atraviesa el cuerpo humano hacia tierra, el MCB no disparará (la corriente por el circuito es casi la misma — la diferencia es demasiado pequeña para activar el mecanismo térmico o magnético: corrientes residuales de decenas o cientos de miliamperios, peligrosas para la persona, son despreciables frente a los umbrales del MCB). Esa es la tarea del RCCB o del RCBO.
Norma de referencia
La norma de referencia para los MCB de uso doméstico es la IEC 60898-1 (SR EN 60898-1 en Rumanía), que define las características B/C/D, el poder de corte asignado en cortocircuito Icn (valores normalizados 1,5 / 3 / 4,5 / 6 / 10 kA y superiores, hasta 25 kA) y los tiempos de disparo en sobrecarga y cortocircuito.
La norma I7-2011 se refiere al MCB en el contexto de la protección contra sobreintensidades (Cap. 4.3) y de la selectividad de las protecciones (Art. 4.3.7.1): los MCB en cascada deben coordinarse de modo que, ante un defecto, dispare el más próximo al defecto, no el de la entrada.
ElectroSchema
En el cuadro eléctrico visual de ElectroSchema, el MCB se coloca en los carriles DIN con la intensidad nominal y la característica elegidas. La regla de validación V44 comprueba automáticamente la selectividad entre el MCB de la línea principal y los de los circuitos: avisa si las bandas magnéticas de ambos se solapan, y también cuando las bandas están separadas pero la Icc prevista en barras, introducida en el cuadro, supera el umbral magnético mínimo del MCB aguas arriba — por encima de esa corriente pueden disparar los dos, así que la selectividad es solo parcial. Los diferenciales en cascada tienen su propia regla, V29.
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