Abril 2026 · N°179
El error de diseño que nadie enseña:
resistividad térmica del suelo
y por qué arruina líneas HV
El parámetro que el 73% de los diseñadores asume incorrectamente
El diseño de una línea de transmisión subterránea de alta tensión no comienza en el conductor. Comienza en el suelo que rodea ese conductor.
Según el EPRI Underground Transmission Systems Reference Book, el cable HV debe analizarse como un sistema integral donde interactúan múltiples variables simultáneamente: conductor, aislamiento XLPE, pantalla metálica y el entorno térmico donde opera.
El parámetro más subestimado es la resistividad térmica del suelo (ρT), definida en la IEC 60287-1-1. En la práctica se asume por defecto en 1.0 K·m/W. El problema: en suelos tropicales de Colombia, Panamá, Perú y Venezuela ese valor puede alcanzar 2.5 K·m/W.
ρT real LATAM: hasta 2.5 K·m/W
ampacidad:
hasta 30%
Esa diferencia de 1.5 K·m/W representa hasta un 30% de error en la ampacidad calculada. Un conductor diseñado para 500 A bajo el valor asumido opera en realidad en condiciones de sobrecarga térmica crónica.
Tipos de cable HV: lo que el EPRI establece
El EPRI Reference Book define en su Capítulo 2 que los sistemas de cable HV no son componentes aislados sino sistemas integrados. Los tipos utilizados en transmisión subterránea tienen características térmicas y dieléctricas distintas:
| Tipo de cable | Voltaje | Característica crítica | Norma |
|---|---|---|---|
| XLPE extruido | 69–500 kV | Aislamiento seco — termoplástico | IEC 60840 |
| HPFF pipe-type | 115–345 kV | 3 fases en tubo de acero presurizado | IEEE 1019 |
| SCFF (LPOF) | 115–525 kV | Papel con núcleo hueco — fluido | IEC 60141 |
| GIL | 345–765 kV | Gas SF₆/N₂ — alta capacidad | IEC 62271-204 |
Para los voltajes dominantes en LATAM (115–230 kV), el cable XLPE es el tipo predominante y su diseño térmico está gobernado directamente por la IEC 60287-1-1.
Diseño correcto: enfoque de sistema integrado
Un diseño que no considere estas cuatro variables simultáneamente está técnicamente incompleto, independientemente del software utilizado:
La ampacidad no es el valor del datasheet del fabricante. Es el resultado del cálculo térmico completo: resistencia AC del conductor, pérdidas dieléctricas, pérdidas en la pantalla y resistencia térmica de cada capa del sistema hasta el suelo ambiente.
La pantalla metálica del cable XLPE puede generar corrientes inducidas que elevan la temperatura del conductor hasta 18°C por encima del diseño si el bonding no está correctamente coordinado. Las configuraciones son: solid bonding, single-point y cross-bonding. La selección incorrecta es la causa raíz de la mayoría de fallas prematuras en cables XLPE de transmisión.
La resistividad térmica debe medirse in situ siguiendo la IEEE 442 antes de cualquier cálculo de ampacidad. No puede asumirse por defecto para proyectos en LATAM.
Empalmes y terminaciones son los puntos de mayor vulnerabilidad en cualquier línea subterránea HV. La compatibilidad entre el cable y sus accesorios bajo condiciones de cortocircuito debe verificarse en cada proyecto.
Falla prematura en línea 115 kV XLPE: análisis post-mortem
Una empresa de transmisión en Centroamérica instaló un circuito subterráneo de 8 km en cable XLPE 115 kV. El diseño usó el valor de ampacidad del datasheet y resistividad asumida de 1.0 K·m/W. Sistema de bonding: solid bonding en todo el circuito.
| Parámetro | Valor de diseño | Valor real medido | Diferencia |
|---|---|---|---|
| Resistividad ρT | 1.0 K·m/W (asumido) | 1.85 K·m/W | +85% |
| Temperatura operación | 65°C (diseño) | 83°C | +18°C |
| Corriente de pantalla | No calculada | 210 A | No previsto |
| Ampacidad real | 540 A (datasheet) | 385 A (IEC 60287) | −29% |
Nueve meses después del energizado, el cable presentó degradación acelerada del aislamiento XLPE en tres puntos. Causa raíz: sobrecarga térmica crónica + corrientes circulantes en pantalla no calculadas.
6 pasos para un diseño técnicamente sólido en LATAM
- 1Medición de resistividad térmica in situ en mínimo 3 puntos del trayecto (IEEE 442)
- 2Cálculo de ampacidad con ρT medido, temperatura ambiente real y configuración de instalación específica (IEC 60287-1-1)
- 3Selección del sistema de bonding de pantallas considerando longitud del circuito y niveles de cortocircuito (CIGRÉ TB 283)
- 4Verificación de compatibilidad cable-accesorios bajo condiciones de cortocircuito (IEC 60840 / IEC 62067)
- 5Análisis de corrientes inducidas en pantalla y su efecto en temperatura de operación
- 6Coordinación de aislamiento completa incluyendo terminaciones en subestación (IEC 60071)
Diseño de Líneas de Transmisión Subterránea
Contenido del programa — 8 módulos
Entregable final del participante
- ✓Memorias de cálculo eléctrico, térmico y mecánico
- ✓Planos de detalle y planos constructivos completos
- ✓Especificaciones técnicas de materiales y equipos
- ✓BOQ (Bill of Quantities) con cantidades de obra
- ✓Presupuesto estimado del proyecto
- EPRI Underground Transmission Systems Reference Book, 2006 — Report 1014840
- IEC 60287-1-1: Electric cables — Calculation of the current rating
- CIGRÉ TB 283: Special Bonding of High Voltage Power Cables
- IEEE 442: Guide for Soil Thermal Resistivity Measurements
- IEC 60840: Power cables with extruded insulation — 30 kV to 150 kV
- IEC 62067: Power cables with extruded insulation — above 150 kV
