En esta publicación se abordan los criterios a aplicar para realizar correctamente la excavación y el relleno de zanjas para canalizaciones eléctricas de baja tensión, de manera acorde a la normativa vigente: ITC-BT-07 del REBT y normas particulares de las empresas distribuidoras.
Cabe aclarar que, los circuitos enterrados en redes interiores, es decir, aquellas propiedad del abonado, no de la distribuidora, no se encuentran dentro del campo de aplicación de la ITC-BT-07. No obstante, a falta de normativa específica para esos casos, es la instrucción tomada de referencia aunque su cumplimiento no es estrictamente obligatorio al no tratarse de redes de distribución.
ÍNDICE DE CONTENIDOS
- Elementos enterrados
- Niveles de la zanja
- Resumen reglas de cálculo
- Cables directamente enterrados
- Cruces con otras canalizaciones
- Arquetas de registro
- Métodos de detección
- Proyectos tipo y normas específicas
- Caso práctico
ELEMENTOS ENTERRADOS
En una zanja se canalizan los siguientes elementos:
1) Cintas de señalización: se fabrican de polietileno con espesor de al menos 0,10 [mm] de color amarillo o naranja y sirven para advertir de la presencia de la canalización. En el caso de que se realice una obra que requiera excavaciones, este elemento permitirá a los operarios detectarla antes de alcanzar los tubos, evitando así accidentes laborales y daños materiales.
Tienen una anchura estandarizada de 15 o 30 [cm], se ubican a una distancia mínima de 10 [cm] del pavimiento, es decir, a unos 20-40 [cm] del suelo, y como mínimo a 25 [cm] de los tubos o cables. El número de cintas recomendado varía en función del ancho de la misma y del ancho de la propia zanja:
| Ancho cinta \ Ancho zanja | 20 [cm] | 40 [cm] | 60 [cm] |
| 15 [cm] | 1 | 2 | 3 |
| 30 [cm] | – | 1 | 2 |
Si los cables están directamente enterrados, a veces esta banda se sustituye por una placa que realiza las funciones de barrera protectora y señalizadora, pero normalmente suelen ser elementos diferentes, quedando la placa instalada muy por debajo de la banda, justo por encima de los cables.
2) Tubo de comunicación: suelen ser tubos de polietileno verde o rojo y tener de 40 a 63 [mm] de diámetro exterior, se sitúan por encima de los tubos que canalizan los cables de potencia. No siempre son necesarios, pero en algunos tipos de instalaciones, como pueden ser líneas de distribución eléctrica, suele exigirse la instalación de al menos uno de ellos por cada dos tubos de circuitos. Lo habitual es que estén en contacto unos con otros y dejar un margen de 2-10 [cm] con el relleno principal y los laterales de la zanja.
En algunos proyectos, como ocurre en estaciones de recarga para vehículos eléctricos, es posible que se requieran tantos tubos de comunicación como de alimentación eléctrica haya. Esto dependerá de la obra que se esté realizando. Los tubos de comunicación pueden ponerse en contacto con los de electricidad si pertenecen a la misma obra y no están destinados a redes de telecomunicaciones.
3) Tubo de circuito eléctrico: los más empleados son los tubos de polietileno rojo y sus diámetros varían en función de la sección de los cables que conduzcan, por regla general cada tubo conduce un único circuito (en redes de distribución esto es obligatorio) y el diámetro más habitual en baja tensión es de 160 [mm]. Se colocan por encima del conductor de tierra y por debajo de los tubos de comunicación, lo normal es que estén en contacto unos con otros y dejar un margen de 2-10 [cm] con el relleno principal y los laterales de la zanja.
En cables directamente enterrados es recomendable que se respete una distancia entre circuitos de al menos 10 [cm] y también se aconseja dejar esta misma separación con el asiento, el relleno principal y los laterales de la propia zanja. Los cables no deben sobresalir de la proyección horizontal de la placa protectora.
4) Conductor de tierra: en instalaciones de red interior, entendiendo como tal aguas abajo del contador de la compañía (punto frontera), es necesario ejecutar la puesta a tierra de la instalación particular y para ello a menudo se aprovecha el fondo de la zanja para clavar los electrodos y evitar tener que realizar una excavación independiente para este fin.
En estos casos también se conduce el conductor de protección, que habitualmente es de cobre desnudo de 35 o 50 [mm2], el cual une los electrodos enterrados bajo la zanja. Este conductor se ubica en la parte inferior del surco, en el asiento de la zanja. En líneas de distribución hay tramos donde también puede estar presente este conductor para la puesta a tierra del neutro.
NIVELES DE LA ZANJA
Por otro lado, los niveles que la constituyen se describen a continuación:
A) Pavimento: es la capa más exterior, debe estar preparada para soportar el peso de personas y vehículos, su constitución y profundidad vienen determinadas por el pavimento existente por el que transcurra la canalización. Como mínimo deberá dejarse un margen de 10 [cm] sin rellenar para su reposición. En terrenos no urbanizados (e.g cultivos) no hay pavimiento, por lo que normalmente no se lleva a cabo reposición alguna.
B) Relleno principal: se recomienda que esté hormigonado (e.g. HNE-15, HM-20) en calzada, sobre todo en los cruces, y en acera usar las tierras extraídas de la propia excavación, que deberán tener un grado de compactación del 95% del Proctor normal, es decir, no basta con solo verter el relleno, sino que también hay que compactarlo capa por capa de manera gradual.
El grosor de esta capa dependerá del pavimiento y de la profundidad mínima admitida para la canalización, que se considera de 60 [cm] en acera o tierra y de 80 [cm] en calzada, midiendo desde el nivel del suelo hasta la parte superior de los tubos o cables. En este extracto se sitúa la banda señalizadora que permite la detección temprana de la canalización.
C) Relleno tubos: en cruces de calzada es obligatorio que se realice con hormigón (e.g. HNE-15, HM-20) para dar protección a los tubos que contiene dejando un margen de al menos 2-4 [cm] con las paredes de la zanja y la capa superior. Si no se trata de un cruce de calzada el relleno de los tubos se realiza con arena de río lavada o con las tierras extraídas de la propia excavación, que deberán tener un grado de compactación del 95% del Proctor normal, la separación aumenta normalmente a 5-10 [cm].
En el caso particular de cables directamente enterrados lo habitual es utilizar arena o tierra cribada. Por encima de esta arena, todos los cables deberán tener una protección mecánica, como, por ejemplo, losetas de hormigón, placas protectoras de plástico, ladrillos o rasillas colocadas transversalmente. Se admite unificar la banda de señalización y esta protección en un único elemento.
D) Asiento o lecho: es la parte inferior de la zanja, está constituido por arena de río lavada y a veces por hormigón de limpieza (HL-150). Su finalidad es aportar un firme plano sin irregularidades sobre el que apoyar los tubos, su espesor es de 4-10 [cm] y en algunos casos contiene el conductor de protección de la instalación de puesta a tierra. Si los cables están directamente enterrados el lecho debe tener al menos 5 [cm] de espesor.
RESUMEN REGLAS DE CÁLCULO
Como paso preliminar habría que calcular el diámetro y el número de los tubos necesarios, así como previamente la sección de los cables que componen los circuitos a canalizar. Estos temas se abordan en otras publicaciones a parte debido a su propia complejidad:
SERIE DE VÍDEOS SOBRE EL CÁLCULO DE CABLES ELÉCTRICOS (PARTES 1/2/3)
CÁLCULO DE LA SECCIÓN DE CABLES EN INSTALACIONES DE BT EN EDIFICIOS
VÍDEO SOBRE EL DIMENSIONADO DE CANALIZACIONES ELÉCTRICAS EN BT
CÁLCULO BÁSICO DE CANALIZACIONES | TUBOS, CANALES Y BANDEJAS
Primero de todo, en función del número de de tubos, se decide su disposición dentro de la zanja. Se debe elegir la disposición que minimice el volumen de tierras a extraer, es decir, priorizar la colocación vertical en vez de horizontal. No se recomienda apilar verticalmente más de 2-3 tubos, sin contar con los de comunicación. A continuación se exponen algunas de las configuraciones más comunes para tubos de igual diámetro.
Conocida la disposición de los tubos, se puede determinar el ancho y la altura de su relleno. En canalizaciones eléctricas de baja tensión los anchos suelen tomar valores normalizados de 20, 40 o 60 [cm], la altura en cambio no tiene unos valores normalizados.
Ancho de la zanja = Ancho del grupo de tubos + 2 · Margen lateral con pared → Ancho normalizado
Profundidad del relleno = Altura del grupo de tubos + Margen con relleno principal
Si los cables están enterrados directamente se debe determinar el espacio ocupado por cada circuito, habitualmente compuestos por cuatro o cinco cables cada uno (fases + neutro + tierra), y contemplar un margen de 10 [cm] entre circuitos, con los laterales de la zanja y las capas superior e inferior.
Ancho de la zanja = Ancho circuitos + 2 · Margen lateral con pared + Margen entre circuitos · (Nº de circuitos – 1)
Profundidad del relleno = Altura de los circuitos + Margen con relleno principal + Margen con asiento
Por otro lado, el asiento y el pavimento tienen unos espesores muy definidos. El asiento normalmente tiene una profundidad de 5 [cm] para cubrir el cable de protección y el pavimento de unos 10 [cm], si bien esto puede variar bastante en función del pavimento existente.
El grosor del relleno principal deberá ser suficiente como para que entre el nivel del suelo y la parte superior de los tubos haya 60 [cm] en acera o tierra y 80 [cm] en calzada. Dentro del relleno la banda de señalización no debe estar a menos de 10 [cm] del pavimento ni a menos de 25 [cm] de los tubos.
Con estas directrices se puede fácilmente hacer un esquema o plano acotado de la canalización enterrada a ejecutar. Si se trata de una línea que vaya a ser propiedad de una empresa distribuidora (extensión de red o acometida), se debe consultar directamente su normativa para conocer las dimensiones exactas y no seguir lo indicado en este apartado.
CABLES DIRECTAMENTE ENTERRADOS
Enterrar directamente los cables sin protegerlos mecánicamente tiene como ventajas principales el ahorro económico y el aumento de la intensidad máxima admisible del cable, no obstante, a pesar de que su uso se contempla en el Reglamento electrotécnico para baja tensión, implica desventajas muy importantes, las cuales se resumen a continuación:
- Su uso está prohibido en algunos casos (ver siguiente apartado).
- El cable queda desprotegido, lo cual aumenta la posibilidad de averías y pérdida de suministro.
- La normativa obliga a respetar unas distancias mínimas con otras canalizaciones en cruzamientos y paralelismos.
- No permite realizar la sustitución o reparación de los cables sin llevar a cabo excavaciones, ya que no son accesibles.
- No permite ampliar en potencia o número de líneas sin realizar excavaciones, si se usan tubos pueden dejarse algunos libres de reserva de cara a futuras ampliaciones o sustituir los cables por otros de mayor sección.
Por estos motivos no se recomienda enterrar los circuitos sin protegerlos mecánicamente. Esta solución suele emplearse para obtener un ahorro económico considerable a costa de reducir la seguridad de la instalación. A veces puede ser conveniente su uso cuando sea necesario minimizar el movimiento de tierras por falta de espacio u otras circunstancias de la obra.
CRUCES CON OTRAS CANALIZACIONES
Al ejecutar con una zanja es posible que se produzcan paralelismos o cruzamientos con vías y otras canalizaciones existentes, que pueden ser de baja o alta tensión, gas, agua o telecomunicaciones. Si los cables están directamente enterrados habrá que respetar unas distancias mínimas con estas canalizaciones, en caso contrario no es obligatorio, excepto en aceras, calzadas, vías de tren y cruces con depósitos de carburantes, en las que se establecen unas profundidades mínimas de 60, 80, 130 y 20 [cm] respectivamente.
| Cruzamiento | Distancia mínima | Observaciones |
|---|---|---|
| Calles y carreteras | 80 [cm] | -) Entubados y hormigonados. |
| Ferrocarriles | 130 [cm] | -) Entubados y hormigonados. -) Los tubos rebasarán en 1,5 [m] los extremos. |
| Cables de baja tensión | 10 [cm] | -) Distancia mínima de 1 [m] a empalmes. |
| Cables de alta tensión | 25 [cm] | -) Distancia mínima de 1 [m] a empalmes. |
| Cables de telecomunicación | 20 [cm] | -) Distancia mínima de 1 [m] a empalmes. |
| Canalizaciones de agua y gas | 20 [cm] | -) Distancia mínima de 1 [m] a empalmes. -) Paso prioritario por encima de la canalización. |
| Conducciones de alcantarillado | X (0 [cm]) | -) Paso prioritario por encima de la canalización. |
| Depósitos de carburante | 20 [cm] | -) Los tubos rebasarán en 1,5 [m] los extremos. |
| Paralelismos y proximidades | Distancia mínima | Observaciones |
|---|---|---|
| Cables de baja tensión | 10 [cm] | -) Pueden estar en contacto si son de un mismo propietario. |
| Cables de alta tensión | 25 [cm] | -) Pueden estar en contacto si son de un mismo propietario. |
| Cables de telecomunicación | 20 [cm] | -) No se contempla una distancia mínima a empalmes. |
| Canalizaciones de agua y gas | 20 [cm] | -) Distancia mínima de 1 [m] a empalmes. -) Paso prioritario por encima de la canalización. |
| Acometidas | 20 [cm] | -) Pueden ser de cualquier tipo (agua, gas, electricidad, etc). |
Como se puede observar en las tablas, hay ciertos cruzamientos (calles, carreteras, ferrocarriles) en los que no se permite bajo ninguna circunstancia que la canalización esté directamente enterrada y sin entubar, tampoco se admite reducir la distancia mínima. En el resto de casos listados, si es inviable respetar la separación exigida, será obligatorio entubar el tramo en cuestión.
ARQUETAS DE REGISTRO
La instalación de estos elementos no se contempla si el cable está directamente enterrado, solo se colocan si se trata de una canalización entubada, sus características están definidas por la empresa distribuidora en el caso de líneas de distribución eléctrica.
Deberán ser al menos clase D-400 en zonas con circulación de vehículos, C-250 en cunetas o arcenes, B-125 en acera o plazas de aparcamiento y A-15 en zonas exclusivas para peatones o ciclistas; en obras de puertos, aeropuertos e industrias similares pueden requerirse arquetas clase E-600 o F-900. Por regla general el montaje de arquetas es obligatorio en los siguientes puntos:
- Entronque de las acometidas.
- Tramos lineales cada 40 [m] de distancia como mínimo.
- Cruces con carreteras, calles o ferrocarriles, una en cada extremo.
- Cambios de sentido bruscos, en tramos muy cortos como a la entrada/salida de cuadros pueden evitarse.
- En los sitios que exija la empresa distribuidora en su Carta de condiciones técnico-económicas.
MÉTODOS DE DETECCIÓN
Antes de iniciar una obra que implique movimientos de tierras en una zona con presencia de canalizaciones enterradas es necesario determinar donde se ubican estas para evitar cortes de suministro y accidentes laborales. Los métodos de detección más comunes son los siguientes:
- Detección visual: la presencia de arquetas permite en muchos casos estimar el recorrido de la canalización y de las acometidas a los edificios. A veces el pavimento no se ha restaurado adecuadamente, lo cual puede delatar su presencia. Ciertos elementos superficiales -e.g. CPM, CGP, CS, CT, farolas, hidrantes- también advierten de la existencia de redes subterráneas en sus proximidades.
- Bases de datos públicas: algunos consistorios facilitan en sus páginas web o bajo consulta previa los planos de las redes existentes en el municipio. No obstante, cabe advertir que no suelen estar actualizados y la respuesta por parte del ayuntamiento puede demorarse bastante.
- Base de datos de Inkolan: es una web privada que permite consultar el trazado de las canalizaciones de agua, electricidad, gas y telecomunicaciones en una zona determinada. Para obras pequeñas el coste actual (2023) es de unos 50 [€/plano], por lo que es una opción asequible en la mayoría de proyectos.
- Detección mediante georradar: es un instrumento que se utiliza para estimar la ubicación y profundidad de elementos enterrados, aunque no siempre permite determinar su tipo. Es una opción costosa al requerir mano de obra cualificada y un equipo bastante caro.
- Apertura de cala: es un método usado en fase de ejecución que consiste en realizar excavaciones puntuales a lo largo del recorrido de la canalización a realizar. Tiene como fin la detección de servicios o instalaciones existentes, además hace posible definir la composición del pavimiento y las características del terreno.
PROYECTOS TIPO Y NORMAS ESPECÍFICAS
En el caso particular de redes de distribución eléctrica y acometidas, las empresas distribuidoras que las gestionan establecen en normas específicas o proyectos tipo las características y las dimensiones que deben tener sus líneas subterráneas. Algunos de estos documentos se facilitan en los siguientes enlaces:
| Distribuidora | Documento | Páginas |
|---|---|---|
| E-Distribución (Endesa) | NRZ002 | 122 a 139 |
| E-Redes (EDP) | ET/5012 | 19 a 37 |
| I-DE (Iberdrola) | MT 2.51.43 | 16 a 23 |
| UFD (Naturgy) | IT.0115.ES.RE.PTP | 76 a 111 |
| Viesgo y Begasa (Repsol) | NT-ASDS.01 | 48 a 84 |
CASO PRÁCTICO
Se desean definir las zanjas necesarias para dar suministro a un hotel desde la red de distribución de baja tensión de la empresa distribuidora E-Distribución (Endesa). Se distinguen tres tramos de canalización enterrada:
- Extensión de 50 [m] de la red de distribución por la acera desde un transformador existente.
- Acometida desde la red hasta la parcela donde se sitúa el hotel, implica cruzar una calle (5 [m]).
- Derivación individual de 4×70 [mm2] en tubo M125 desde la CPM (caja de protección & medida) ubicada en el límite de la parcela hasta el hotel (10 [m]).
En la Carta de condiciones técnico-económicas (CTE) de la empresa distribuidora se adjunta el siguiente croquis de planta en el que se definen los trabajos a realizar en cada uno de los tramos, excepto en la derivación individual por ser de propiedad privada.
PASO 1 – Tramo de extensión de red.
La norma aplicable es la NRZ002 titulada «Especificaciones Particulares para Instalaciones de Distribución en Baja Tensión de Un ≤ 1.000 V» publicada por E-Distribución. En la misma se indica que el diámetro de los tubos será de 160 [mm], dado que solo se desea canalizar un circuito por acera y no se especifica nada en la CTE, la canalización tipo será la siguiente («1 CIRCUITO EN ACERA», página 123):
PASO 2 – Tramo de acometida.
En el tramo de acometida aplica la misma normativa que en el de extensión de red, lo único que varía es que se ejecuta mayormente por calzada, atravesando la carretera para alcanzar la CPM ubicada en el límite de la parcela del hotel («1 CIRCUITO EN CALZADA», página 130):
Cabe destacar que la norma de la distribuidora no contempla en sus planos tipo enterrar directamente los circuitos sin protegerlos mecánicamente, por lo que no se ha abordado esa posible solución. No obstante, en otros apartados se aprueba su uso de manera excepcional («1 – Criterios generales de diseño«, página 23) para tramos muy sinuosos.
PASO 3 – Derivación individual.
Dado que el tubo de este circuito es de 125 [mm] y se va hormigonar, el ancho total necesario será de unos 16,50 [cm] (12,5 de tubo + 4 de margen), por lo que se considerará un ancho normalizado de 20 [cm]. La altura requerida para el relleno del tubo es de 16,50 [cm] (12,50 de tubo + 4 de margen).
Suponiendo que la derivación individual transcurre por acera (profundidad mínima de 60 [cm]) y que el pavimento tiene un espesor de 10 [cm], se deduce que el relleno principal tendrá un espesor de 46 [cm]. Finalmente se contempla un grosor de 5 [cm] para el asiento donde se situará el conductor de tierra para la puesta a tierra de la instalación interior.
Con estos parámetros se ha procedido a dibujar con un programa CAD (QCad) la canalización necesaria. Se han planteado dos posibles soluciones, cable entubado o directamente enterrado. Como se puede apreciar en la imagen, sus dimensiones son muy similares.
PASO 4 – Arquetas de registro.
Por último, se procede a valorar el número de arquetas de registro necesarias. En el tramo de extensión de red se instalarán dos arquetas, una a la salida del centro de transformación por tratarse de un cambio de sentido y otra a medio camino del punto de entronque dado que el tramo supera los 40 [m].
En el punto de entronque se instalará una arqueta para realizar la acometida hacia el hotel y además por tratarse de un cruce de calzada y cambio de sentido. Al otro lado, frente a la CPM, se montará otra más que permitirá extender partir de este punto la red de distribución a otros suministros de esa misma acera si fuera necesario, aunque en este caso su montaje es opcional.