Armónicos: por qué sobrecargan el neutro y qué hace el REBT

En una instalación trifásica equilibrada con cargas «normales», el neutro apenas lleva corriente: las tres fases se compensan entre sí. Era la hipótesis cómoda de toda la vida. Hoy una gran parte de las cargas son electrónicas (fuentes de alimentación de ordenadores, drivers LED, variadores de frecuencia, SAI), y con ellas esa hipótesis falla: el neutro puede acabar llevando más corriente que las propias fases.

La causa son los armónicos.

Qué son los armónicos

La red suministra una tensión senoidal de 50 Hz, la fundamental. Una carga lineal (una resistencia, un motor sencillo) consume una corriente también senoidal. Pero una carga no lineal consume la corriente a trompicones: solo en los picos de la tensión, como hacen las fuentes conmutadas con un rectificador y un condensador. Esa corriente deformada se puede descomponer matemáticamente en una suma de senoides: la fundamental más otras de frecuencia múltiplo de 50 Hz, los armónicos:

La medida de cuánto se deforma una onda es la distorsión armónica total (THD), la relación entre el valor eficaz de todos los armónicos y el de la fundamental:

THD = √(I₃² + I₅² + I₇² + …) / I₁ · 100

En este ejemplo, con armónicos de 3.º (70 %), 5.º (50 %), 7.º (30 %), 9.º (15 %) y 11.º (8 %):

THD = √(70² + 50² + 30² + 15² + 8²) / 100 ≈ 93 %

Una distorsión muy alta, aunque es habitual en cargas monofásicas con fuente conmutada sin corrección.

Por qué el neutro se carga

En un sistema trifásico equilibrado las corrientes fundamentales de las tres fases tienen el mismo valor y están desfasadas 120º, por lo que suman cero en el neutro.

Con los armónicos pasa algo distinto. Los de orden múltiplo de 3 (3.º, 9.º, 15.º…) están en fase en las tres fases: en lugar de compensarse, se suman en el neutro. Por eso se les llama armónicos homopolares.

Ejemplo numérico

Tres fases, cada una con una corriente fundamental de 10 A y un tercer armónico del 70 % (7 A). La corriente eficaz de cada fase es:

I_fase = √(10² + 7²) = 12,2 A

Y la del neutro, por la suma de los tres terceros armónicos:

I_neutro = 3 · 7 = 21 A

El neutro lleva 21 A frente a 12,2 A de cada fase: un 172 % de la corriente de fase. Si el cable se hubiera dimensionado con el criterio clásico (neutro más pequeño que las fases, porque «casi no lleva corriente»), se sobrecalentaría.

Qué dice el REBT

El reglamento tiene en cuenta los armónicos en varios puntos:

• Sección del neutro en instalaciones interiores (ITC-BT-19). Para tener en cuenta las corrientes armónicas de las cargas no lineales y los posibles desequilibrios, salvo justificación por cálculo, la sección del conductor neutro será como mínimo igual a la de las fases.
• Línea general de alimentación (ITC-BT-14). Para la sección del neutro se tendrán en cuenta el máximo desequilibrio previsible, las corrientes armónicas y su comportamiento, en función de las protecciones. El neutro tendrá una sección de aproximadamente el 50 % de la de fase, sin ser inferior a los valores de la tabla de la instrucción.
• Alumbrado exterior (ITC-BT-09). Las líneas de alimentación a lámparas de descarga deben transportar la carga de los receptores, de sus elementos asociados, sus corrientes armónicas, de arranque y desequilibrio de fases. Como consecuencia, la potencia aparente mínima se considera 1,8 veces la potencia en vatios de las lámparas.
• Recarga de vehículos eléctricos (ITC-BT-52). En instalaciones con más de 5 estaciones de recarga, el proyectista estudiará la necesidad de filtros de corrección de armónicos, para mantener la distorsión armónica de la tensión dentro de los límites de las redes de distribución.
• Generadores (ITC-BT-40). La tensión generada debe ser prácticamente senoidal, con una tasa máxima de armónicos del orden par de 4/n %, del orden 3 de 5 % y de orden impar (n ≥ 5) de 25/n %.
• Condensadores (ITC-BT-48). Los aparatos de mando y protección de los condensadores deben soportar en régimen permanente de 1,5 a 1,8 veces la intensidad nominal del condensador, para tener en cuenta los armónicos y las tolerancias de capacidad.

Los límites de la ITC-BT-40, en cifras

Con las fórmulas de la instrucción, para un generador:

Otros efectos de los armónicos

• Calentamiento de cables, transformadores y motores: la corriente eficaz real es mayor que la fundamental, y los armónicos de frecuencia alta aumentan las pérdidas.
• Disparos intempestivos de protecciones y errores en equipos de medida que no son de verdadero valor eficaz (true RMS).
• Resonancia con condensadores. Las baterías de condensadores para corregir el factor de potencia, que vimos en Factor de potencia, forman con la inductancia de la red un circuito resonante. Si coincide con la frecuencia de un armónico importante, se produce una amplificación que puede destruirlos. Por eso se usan reactancias antiarmónicas y se aplica el 1,5–1,8 de la ITC-BT-48.
• Distorsión de la tensión de la red, que afecta a otros usuarios.

Cómo reducirlos y convivir con ellos

1. Dimensionar el neutro como mínimo igual a las fases, o por cálculo con las corrientes reales.
2. Medir con instrumentos de verdadero valor eficaz y analizador de armónicos.
3. Separar circuitos de cargas no lineales de los sensibles.
4. Filtros pasivos o activos, y variadores y fuentes con corrección del factor de potencia.
5. Transformadores de mayor potencia o diseñados para cargas no lineales (factor K).
6. Reactancias antiarmónicas en las baterías de condensadores.
7. Neutros independientes para cada circuito: el REBT ya prohíbe compartir el neutro entre circuitos en alumbrado exterior.

Errores frecuentes

1. Neutro más pequeño que las fases en instalaciones con muchos equipos electrónicos y sin justificación por cálculo.
2. Medir con un polímetro de valor medio (no true RMS): subestima la corriente real.
3. Instalar condensadores sin reactancias en una red con armónicos.
4. Pensar que un diferencial o un magnetotérmico bien dimensionados cubren el problema. No actúan sobre el sobrecalentamiento del neutro.
5. Ignorar el neutro al calcular la intensidad admisible: con armónicos de tercer orden, el neutro es un cuarto conductor cargado.

Conclusión

Los armónicos de orden 3 y múltiplos no se compensan: se suman en el neutro. El REBT lo recoge pidiendo, como regla, un neutro de sección igual a la de las fases salvo justificación por cálculo, y pidiendo filtros en instalaciones con muchas estaciones de recarga.

Antes de proyectar, consulta siempre el texto vigente del reglamento y las normas de aplicación.

Fuentes

• Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión (RD 842/2002) — texto consolidado en el BOE: ITC-BT-09, ITC-BT-14, ITC-BT-19, ITC-BT-40, ITC-BT-48 e ITC-BT-52.

Texto del REBT contrastado con la versión consolidada del BOE (última actualización: 3 de septiembre de 2025). Revisado el 2 de octubre de 2026. Los porcentajes de armónicos de los ejemplos son ilustrativos; las ondas del gráfico son esquemáticas.

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