efecto de proximidad

El efecto de proximidad ocurre cuando la corriente alterna en un cable se concentra de manera desigual a través de su sección transversal porque los conductores cercanos que transportan corriente crean sus propios campos magnéticos. En lugar de distribuirse uniformemente, la corriente se agrupa hacia el lado del cable más alejado de sus vecinos. Esta redistribución eleva la resistencia efectiva del cable, haciendo que se caliente más de lo que predicen los cálculos de resistencia nominal. El efecto se pronuncia a frecuencias más altas y con diámetros de conductor más grandes.

El mecanismo es electromagnético. Cada conductor que transporta corriente genera un campo magnético que empuja la corriente en los conductores adyacentes lejos del límite compartido y hacia el borde más alejado. En un cable de alimentación trifásico con tres conductores agrupados, la corriente en cada conductor de fase es empujada hacia afuera, dejando las caras internas subutilizadas. El efecto se intensifica cuando los conductores están más juntos o cuando varios cables corren en bandejas paralelas.

Impacto práctico en la distribución de energía

El efecto de proximidad aumenta el calentamiento del cable y reduce la capacidad de corriente, la corriente continua máxima que el cable puede transportar de forma segura. Un cable clasificado para 200 amperios de forma aislada podría ser desclasificado a 160 amperios cuando se agrupa con otros dos cables similares. Estándares como IEC 60364 y el Artículo 310 del NEC proporcionan factores de corrección que tienen en cuenta la proximidad cuando los conductores están agrupados. El espaciado de la instalación, el diseño de la bandeja de cables y las opciones de enrutamiento afectan directamente la cantidad de desclasificación requerida en una determinada tirada.

La separación es el control principal. Pasar los cables por conductos separados, espaciarlos verticalmente en una bandeja en lugar de colocarlos uno al lado del otro, o enrutar las fases a través de diferentes bandejas de cables reduce el acoplamiento por proximidad. Los cables de un solo conductor son más vulnerables que los cables multiconductores porque los conductores en un conjunto multiconductor están trenzados o geométricamente equilibrados para minimizar el efecto. Los cables blindados también pueden mitigar el acoplamiento hasta cierto punto, aunque el blindaje sirve principalmente para el control del ruido.

El efecto de proximidad difiere del efecto pelicular, que es la concentración de corriente en la superficie de un solo conductor a alta frecuencia. Ambos aumentan con la frecuencia; el efecto de proximidad también aumenta con el número y la cercanía de los vecinos. En los circuitos de CC, el efecto de proximidad no ocurre porque no hay un campo magnético cambiante. En la distribución de energía de 50 o 60 Hz, el efecto es real pero generalmente modesto; se vuelve crítico en suministros de hornos industriales de alta frecuencia o circuitos inversores que operan a velocidades de kilohertz.