1. Introducción
El arranque directo (DOL, Direct-On-Line) es el método más simple y difundido para poner en marcha motores eléctricos de jaula de ardilla.
Su gran ventaja es la simplicidad y el bajo costo, pero también presenta corrientes de arranque elevadas que deben considerarse en la selección de protecciones.
En este artículo revisaremos:
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Los componentes esenciales de un DOL.
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Las curvas típicas de protección.
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Un caso práctico realista con un motor de 10 kW, un alimentador de cable #12 AWG y una falla a tierra.
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La importancia de proteger tanto el motor como el cableado, de acuerdo con normativa internacional.
2. Fundamentos del Arranque Directo
Cuando un motor se conecta directamente a la red:
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Corriente de arranque: 6–8 veces la corriente nominal (In).
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Torque inicial: elevado.
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Equipamiento básico: contactor, relé térmico o guardamotor.
3. Dispositivos de protección en un DOL
🔹 3.1 Guardamotor
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Combina protección térmica (sobrecarga prolongada) y protección magnética (corto instantáneo).
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Respuesta térmica: segundos/minutos.
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Respuesta magnética: instantánea (<10 ms).
🔹 3.2 Relé térmico
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Basado en lámina bimetálica.
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Responde a sobrecargas graduales (no a cortos).
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Requiere protección complementaria contra cortocircuitos.
🔹 3.3 Contactor
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Dispositivo de maniobra que conecta/desconecta el motor.
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Para motores industriales se usa clase AC-3 (jaula de ardilla).
4. Curvas típicas de disparo
Según IEC 60947-4-1:
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A 1.5 In → disparo en varios minutos.
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A 6–8 In → disparo en menos de 10 s (protección térmica).
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A 15–20 In → disparo inmediato (protección magnética).
(Gráfico log-log corriente/tiempo sugerido para tu blog).
5. Normativa internacional
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IEC 60947-4-1 → controladores de motor combinados auto-protegidos.
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NEMA ICS 2 → protección y maniobra de motores en Norteamérica.
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Ambas normativas enfatizan que la protección debe garantizar seguridad del motor y del cableado, no solo del equipo final.
6. Caso práctico: Motor de 10 kW con falla en el alimentador
6.1 Datos del motor
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Potencia: 10 kW
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Tensión: 460 V
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Frecuencia: 60 Hz
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FP: 0.85
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Eficiencia: 90 %
👉 Corriente nominal:
6.2 Datos del alimentador
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Cable: #12 AWG cobre, 4 conductores (3 fases + neutro) en una sola chaqueta.
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Longitud: 50 m (ida, 100 m circuito completo).
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Ampacidad del cable (NEC 310.16, 75 °C): 25 A (para 3 conductores cargados).
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Como el neutro en trifásico balanceado no porta corriente significativa, se consideran 3 conductores activos.
👉 Conclusión preliminar: el cable soporta 25 A, superior a la corriente del motor (15.6 A), cumpliendo norma → siempre se debe dimensionar el cable ≥ corriente nominal + factor de arranque.
6.3 Impedancia del alimentador
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Resistencia típica: 5.21 mΩ/m × 100 m = 0.521 Ω
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Reactancia: ≈ 0.0083 Ω/100 m
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Impedancia total:
6.4 Corriente de cortocircuito fase-tierra
Tensión de fase:
👉 Corriente de falla = ~510 A ≈ 33 veces la corriente nominal del motor.
6.5 Protección que actúa
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Relé térmico: no actúa (respuesta en segundos).
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Guardamotor: curva magnética → dispara en <10 ms, ya que el umbral de disparo (150–300 A) es superado ampliamente.
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Resultado: el guardamotor protege tanto el motor como el cable, evitando el sobrecalentamiento del #12 AWG.
7. Conclusiones del caso práctico
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La corriente nominal del motor es de 15.6 A.
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El cable #12 AWG soporta 25 A, por lo que está correctamente dimensionado (≥ In).
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En una falla fase-tierra, la corriente (~510 A) excede tanto la capacidad térmica del motor como la del cable, pero el guardamotor interrumpe en milisegundos.
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La protección no solo se diseña para el motor, sino también para evitar el calentamiento peligroso del cableado.
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Este doble criterio (motor + cable) está exigido en normativas IEC y NEC.
8. Recomendaciones técnicas
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Criterio 1: Motor. El relé térmico protege contra sobrecargas prolongadas, evitando daños en el bobinado.
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Criterio 2: Cable. La protección magnetotérmica/guardamotor debe dimensionarse de manera que la corriente admisible del cable ≥ corriente del motor, incluyendo su maniobra de arranque.
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Para este caso, el cable #12 AWG es adecuado, ya que soporta 25 A y el motor demanda 15.6 A.
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Mantener siempre los cables en canaletas o bandejas cerradas.
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Ajustar correctamente el guardamotor en el rango de corriente nominal.
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Verificar selectividad de protecciones aguas arriba.
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Preferir siempre equipos certificados IEC 60947-4-1 o NEMA ICS 2.
🔧 Resumen
La protección en un arrancador directo debe cubrir motor + cableado. En nuestro ejemplo, el cable #12 AWG (25 A) garantiza que la corriente del motor (15.6 A) no lo sobrecargue, y en caso de falla el guardamotor interrumpe de inmediato la corriente de 510 A, protegiendo la instalación completa.
Anexos:
1) Normas que exigen el doble criterio (motor + cable)
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IEC 60947-4-1 — Requisitos para contactores, arrancadores y controladores de motor; especifica obligaciones de protección del motor y equipos asociados. IEC WebstoreIteh Standards
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IEC 60364-5-52 — Selección y puesta en obra de sistemas de cableado; define la capacidad de transporte de corriente de los conductores y cómo considerar factores de corrección (temperatura, agrupamiento). webstore.ansi.orgti-soft.com
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NEC (NFPA 70) — Artículo 430 (motores) y Artículo 310 / Tabla 310.15(B)(16) (ampacidades): el NEC establece la protección de la rama de motores (430.xx) y las reglas para dimensionar conductores (310.15/310.16). Estas secciones dejan claro que la protección debe cubrir tanto al motor (sobrecargas del bobinado) como a los conductores (calentamiento por corriente). DefaultNECA IBEW Electricianslorisweb.com
En lenguaje práctico: la IEC y la NEC exigen que la protección se diseñe protegiendo el bobinado del motor y evitando el calentamiento peligroso del cableado. No basta ajustar el relé sólo al In del motor: el conductor debe tener ampacidad mayor o igual a la corriente del motor (y se aplican deratings por condiciones de instalación).
Notas técnicas finales y recomendaciones (para cerrar el artículo)
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Siempre verifica la curva real del fabricante del guardamotor/contactores y usa esas curvas para estudios de selectividad y coordinación.
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Cuando dimensiones conductores bajo IEC 60364-5-52 aplica factores de corrección por agrupamiento, temperatura ambiente y tipo de aislamiento.
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Bajo NEC, usa la Tabla 310.15(B)(16) (antes 310.16) y los artículos 430.22 / 430.52 para decidir ampacidad, ajustes y la máxima capacidad del OCPD de la rama del motor. lorisweb.comelectricallicenserenewal.com

