Falla de Arco Eléctrico y Dispositivos de Detección (AFDD)

ELECTRICISTAS PORTAL

1. Introducción

Los incendios de origen eléctrico en instalaciones residenciales, comerciales e industriales tienen, en una proporción importante de los casos, su origen en fallas de arco que no logran ser detectadas por las protecciones convencionales. Un interruptor termomagnético (MCB) reacciona ante sobrecargas y cortocircuitos francos; un interruptor diferencial (RCD/RCBO) reacciona ante corrientes de fuga a tierra. Ninguno de los dos está diseñado para «ver» un arco de baja energía que se produce, por ejemplo, en un conductor parcialmente seccionado, en una conexión floja de un borne, o en un aislante deteriorado por un clavo o tornillo.

Esa brecha de protección es la que cubren los AFDD (Arc Fault Detection Device), también llamados en el ámbito norteamericano AFCI (Arc-Fault Circuit Interrupter). Son dispositivos electrónicos, normalmente montados en riel DIN, que monitorean continuamente la forma de onda de tensión y corriente del circuito, identifican la «firma» característica de un arco eléctrico y abren el circuito antes de que ese arco alcance energía suficiente para iniciar un incendio.

Este documento entrega una introducción conceptual al fenómeno, un análisis técnico de cómo se detecta, el marco normativo aplicable (incluyendo la normativa chilena) y una revisión comparativa de las soluciones comerciales de las principales marcas presentes en el mercado.

2. Análisis técnico del fenómeno

2.1 Qué es un arco eléctrico

Un arco eléctrico es una descarga luminosa que fluye a través de un medio normalmente aislante (aire, aislación deteriorada), generada por la ionización de ese medio. La temperatura de un arco puede superar los 6.000 °C, lo que enciende con facilidad la aislación, la madera o el polvo circundante. A diferencia de un cortocircuito franco, un arco puede mantener una corriente relativamente baja —insuficiente para disparar un magnetotérmico— durante un tiempo prolongado, generando calor localizado de forma sostenida.

Condiciones típicas que originan un arco en una instalación fija:

• Aislación dañada por tornillos, clavos o roce mecánico.
• Conductores atrapados en marcos de puertas o ventanas.
• Conexiones/bornes flojos u oxidados en tableros y enchufes.
• Empalmes mal ejecutados o cables envejecidos/quebradizos.
• Roedores o daño mecánico sobre el cableado.

2.2 Clasificación de las fallas de arco

2.3 Principio de detección

Un AFDD analiza permanentemente el circuito buscando patrones que un arco genera y que una carga normal no genera:

• Ruido de alta frecuencia: los arcos irradian energía en un espectro amplio; la mayoría de los algoritmos comerciales monitorean componentes de alta frecuencia (del orden de decenas de kHz hasta el rango de MHz, según el fabricante) superpuestas a la onda de 50/60 Hz.
• Irregularidades en la forma de onda: el microprocesador busca «escalones» o vacíos de corriente cercanos al cruce por cero, típicos de la reignición de un arco en cada semiciclo.
• Persistencia y energía acumulada: para evitar disparos intempestivos, el algoritmo no dispara ante un evento aislado; evalúa duración y energía total del fenómeno a lo largo de varios ciclos antes de decidir la apertura.
• Discriminación de ruido benigno: motores de herramientas, taladros, variadores de frecuencia, atenuadores (dimmers) y aspiradoras generan conmutaciones que también producen componentes de alta frecuencia; el algoritmo del AFDD debe distinguir ese «ruido normal» de un arco realmente peligroso, lo que constituye el mayor desafío de diseño de estos equipos y explica las diferencias de desempeño entre marcas.

El disparo se ejecuta mediante una bobina de disparo (shunt trip) que acciona mecánicamente el mecanismo del interruptor asociado (MCB o RCBO), sea este integrado en la misma carcasa o acoplado como módulo separado.

3. Marco normativo

3.1 IEC 62606 / EN 62606 / UNE-EN 62606

Es la norma de producto internacional de referencia: establece los requisitos y procedimientos de prueba para dispositivos de detección de fallas de arco destinados a instalarse en un cuadro de distribución, en la fuente de uno o más circuitos finales de una instalación fija. Las pruebas de tipo incluyen ensayos de falla de arco en serie y en paralelo, además de inmunidad a cargas que generan ruido benigno. La norma complementaria IEC 60364-4-42 (protección contra los efectos térmicos) recomienda o exige, según el país, la instalación de AFDD para reducir el riesgo de incendio de origen eléctrico.

3.2 Contexto Estados Unidos

En EE. UU. el desarrollo es anterior y sigue una vía normativa distinta (NEC 210.12, UL 1699 para AFCI de baja tensión, y UL 1699B / NEC 690.11 para AFCI en sistemas fotovoltaicos de corriente continua). Las primeras patentes sobre detección de falla de arco datan de 1983, y en la década de 1990 se desarrollaron los requisitos y productos que dieron origen a la norma actual.

3.3 Normativa chilena (SEC – RIC)

Para el contexto en nuestro país, esto es lo relevante:

• El 12 de julio de 2021 entró en vigencia, a través de la SEC, el Reglamento de Seguridad de las Instalaciones de Consumo de Energía Eléctrica (Pliegos Técnicos RIC), que en sus capítulos RIC N°2 «Tableros Eléctricos», RIC N°11 «Instalaciones Especiales – Data Center» y RIC N°12 «Instalaciones en Ambientes Explosivos» exige la implementación de dispositivos AFDD.
• Adicionalmente, y de forma independiente a los AFDD de baja tensión en tableros, la SEC estableció mediante la Resolución Exenta N° 29.787 de 2024 (que actualiza la Instrucción Técnica RGR N°02/2024) que todos los inversores fotovoltaicos on-grid conectados a la red de distribución deben incorporar protección AFCI en el lado de corriente continua, alineado con la lógica de UL 1699B / NEC 690.11 para instalaciones FV.

En términos prácticos, para un instalador en Chile hoy existen dos obligaciones distintas que conviene no confundir: AFDD en tableros de baja tensión (RIC N°2/11/12) y AFCI integrado en inversores fotovoltaicos on-grid (normativa FV/SEC 2024).

3.4 Aplicaciones recomendadas / típicas

La norma IEC 60364-4-42 recomienda fuertemente el uso de AFDD en dormitorios y salas comunes de guarderías, residencias de ancianos y centros de acogida, equipamiento para personas con discapacidad, y en lugares con riesgo de incendio por los materiales presentes. En la misma línea, se recomienda su instalación en circuitos de enchufes de dormitorios y living, en locales con riesgo de incendio por el tipo de material almacenado o procesado (bodegas, carpinterías, plantas de papel), en construcciones de materiales combustibles y en edificaciones donde el fuego se propaga con facilidad o existen bienes irreemplazables.

4. Características generales de un AFDD comercial

Independiente de la marca, un AFDD moderno típicamente ofrece:

• Montaje en riel DIN (EN 60715, 35 mm), en 1, 2 o 3 módulos según sea unidad combinada o accesorio acoplado a un MCB/RCBO existente.
• Autotest periódico automático (diario, en la mayoría de las marcas) que verifica la electrónica de detección sin intervención del usuario.
• Botón de test manual para verificación en terreno durante mantenimiento.
• Indicación LED / bandera mecánica que distingue el tipo de disparo (sobrecarga, cortocircuito, diferencial, arco), reduciendo el tiempo de diagnóstico.
• Curvas de disparo termomagnético (B o C típicamente) cuando el AFDD viene integrado con la función de protección contra sobrecorriente.
• Accesorios auxiliares opcionales: contactos auxiliares, bobina de disparo remoto (shunt trip), protección contra sobretensión.
• Corrientes nominales habituales entre 6 A y 40 A (residencial/comercial liviano), 1P+N como configuración más común en 230 V.

5. Dispositivos comerciales por marca

ABB — S-ARC1 / DS-ARC1

ABB presenta su serie S-ARC1 con protección termomagnética integrada (MCB), orientada a protección eléctrica completa de personas, edificios y bienes. La variante DS-ARC1 va un paso más allá: integra en un único producto de tres módulos de ancho la protección contra sobreintensidad, corriente de defecto a tierra (función RCBO) y falla de arco (AFDD), cumpliendo la norma IEC 62606. Ambas variantes incorporan protección contra sobretensión permanente cuando esta supera los 275 Vac; adicionalmente, el DS-ARC1 ofrece protección contra corrientes de falla a tierra. El indicador LED muestra el tipo de falla al recerrar la maneta, y una bandera azul identifica específicamente los disparos por defecto a tierra, lo que agiliza el diagnóstico en terreno.

Schneider Electric — Acti9 iARC / Active

El Acti9 iARC es un interruptor de detección de falla de arco que cumple EN/IEC 62606; en su versión 1P+N de 40 A, por ejemplo, tiene poder de corte de 500 A y corriente condicional de cortocircuito de 10.000 A. Incorpora dos indicadores VisiTrip que muestran el circuito con falla e identifican rápidamente el tipo de falla, reduciendo el tiempo de intervención, además de bornes de resorte que reducen el tiempo de cableado. Está disponible tanto como módulo AFDD independiente (para acoplar a un MCB/RCBO existente) como en versión combinada.

Siemens — SENTRON 5SM6 / 5SV6 (tecnología SIARC)

Los AFDD de Siemens se basan en la tecnología patentada SIARC, que mide de forma continua el ruido de alta frecuencia de tensión y corriente en cuanto a intensidad, duración y los espacios entre eventos, con filtros integrados y software que analiza las señales; ante cualquier anomalía, el circuito se desconecta en fracciones de segundo. Un punto distintivo del sistema es que SIARC está diseñado para distinguir de forma confiable causas benignas —como taladros o aspiradoras— de fallas de arco realmente peligrosas, atacando directamente el problema de los disparos intempestivos. El módulo 5SM6 debe usarse en conjunto con otro dispositivo de protección (un MCB o un RCBO); dispara mediante un relé de corriente de trabajo que acciona mecánicamente el mecanismo del MCB o RCBO al que está acoplado, y realiza un autotest que, de fallar, dispara el dispositivo de inmediato; ese autotest se pospone si hay indicios de una falla real de arco. La familia más reciente 5SV6 permite, combinada con un RCBO SENTRON 5SV1, lograr protección completa en solo dos módulos en vez de tres.

Legrand — DX3 Stop Arc

El DX3 Stop Arc protege el cableado contra sobrecargas, cortocircuitos y fallas de arco, con capacidad de corte de 6.000 A, incorpora autotest diario automático y limitación de corriente clase 3. Admite auxiliares DX3 como contactos auxiliares, bobina de disparo remoto (shunt trip), disparador por sobretensión y protección contra sobretensión permanente (POP). Legrand comercializa además variantes combinadas con función diferencial (curva C, sensibilidad 30 mA tipo AC).

Hager — AFDD (QuickConnect)

Los interruptores de protección contra incendio de Hager ofrecen protección tanto para arco en serie como en paralelo y destacan por su rapidez de instalación gracias al diseño compacto y la tecnología QuickConnect, orientada a reducir tiempos de mano de obra en tableros nuevos o de reposición.

Eaton — AFDD+

El AFDD+ de Eaton combina en un solo dispositivo las funciones de un interruptor diferencial, un interruptor termomagnético y un detector de falla de arco, monitoreando electrónicamente el cableado de forma continua y disparando automáticamente para prevenir incendios. Cumple las directrices de IEC 60364-4-42 y es apto según DIN VDE 0100-420; existe además una barra accesoria AFDD+ para facilitar una instalación flexible en tableros. Su uso está pensado principalmente para viviendas, pero también para hospitales, guarderías y residencias de adultos mayores, así como recintos de alta ocupación con dificultad de evacuación rápida.

6. Cuadro comparativo

7. Consideraciones de selección e instalación

• Ubicación en el tablero: el AFDD se instala en la cabecera del circuito final a proteger (aguas arriba de enchufes o de la carga), no como protección general de todo el tablero, salvo diseño específico.
• Coordinación con protecciones existentes: al elegir entre un AFDD «todo en uno» (con función termomagnética y/o diferencial integrada) o un módulo AFDD que se acopla a un MCB/RCBO ya instalado, se debe verificar compatibilidad mecánica y eléctrica declarada por el fabricante (mismo fabricante y familia, salvo indicación expresa de compatibilidad cruzada).
• Inmunidad a cargas electrónicas: en circuitos con variadores de frecuencia, atenuadores (dimmers) o equipos con fuentes conmutadas, conviene revisar las notas de aplicación del fabricante, ya que la tasa de disparos intempestivos varía según el algoritmo de cada marca.
• Verificación periódica: el botón de test manual debe accionarse periódicamente (uso doméstico: recomendación mensual habitual en la industria) como parte del mantenimiento preventivo, además del autotest automático interno.
• Cumplimiento normativo local: en Chile, verificar aplicabilidad de RIC N°2/11/12 según el tipo de instalación, y, en el caso de sistemas fotovoltaicos on-grid, la exigencia de AFCI en el inversor conforme a la normativa SEC vigente.

8. Profundización: Detección de falla de arco en sistemas fotovoltaicos (RGR N°02/2024 – SEC)

Conviene separar con claridad dos exigencias normativas que en Chile conviven pero que no son lo mismo: los AFDD de baja tensión en tableros (RIC N°2/11/12, bajo IEC 62606, protegiendo circuitos de corriente alterna aguas abajo del tablero) y la protección de arco en corriente continua del lado fotovoltaico, regulada por la Instrucción Técnica RGR N°02/2024 de la SEC. Esta última es la que se profundiza a continuación, ya que tiene texto normativo propio, específico y de aplicación obligatoria para todo instalador de sistemas FV on-grid en Chile.

8.1 La exigencia central: numeral 12 «Inversor» del RGR N°02/2024

El instructivo establece, en su capítulo de Inversor, que todos los inversores deberán contar con un sistema de detección e interrupción del arco eléctrico conforme a alguno de estos dos estándares:

• IEC 63027 — «Photovoltaic power systems: DC arc detection and interruption» (norma específica IEC, 2023), y/o
• UL 1699B — «Standard for Safety Photovoltaic (PV) DC Arc-Fault Circuit Protection» (norma norteamericana equivalente).

Es decir, el instalador puede aceptar como válido un inversor certificado bajo cualquiera de las dos normas; no se exige exclusividad de una sobre la otra.

Distancia máxima regulada: la norma fija que la distancia entre el dispositivo de detección/interrupción de arco y el último módulo fotovoltaico del string no debe superar los 80 metros. Esta distancia solo puede excederse si el fabricante de la protección de detección e interrupción de arco acredita expresamente que su equipo opera de forma confiable a distancias mayores. En términos prácticos, esto obliga a revisar el diseño del string en instalaciones de gran longitud de tendido CC (techumbres extensas, plantas a nivel de terreno) para verificar que el punto de detección —normalmente integrado en el inversor mismo— efectivamente cubre todo el recorrido.

8.2 La vía de excepción: inversores sin detección integrada

El RGR N°02/2024 no impone el uso de un inversor con AFCI integrado como única alternativa; contempla una vía de excepción, pero la condiciona a un procedimiento de aprobación previa, no a una simple declaración del instalador:

1. El uso de un inversor sin sistema de detección de arco integrado solo se permite en casos excepcionales.
2. Requiere justificación técnica detallada y un proyecto especial aprobado previamente por la Superintendencia, siguiendo el procedimiento general de aprobación de tecnologías alternativas del numeral 5.13 del mismo instructivo.
3. La aprobación debe obtenerse antes de ejecutar la instalación — no es subsanable a posteriori.
4. En estos casos, es obligatorio instalar una protección AFCI externa al inversor, que cumpla igualmente con las normativas técnicas aplicables (es decir, IEC 63027 o UL 1699B, según corresponda al equipo externo elegido).
5. El expediente presentado a la SEC debe incluir:
   • Justificación técnica de por qué se eligió un inversor sin detección integrada.
   • Planos y especificaciones técnicas del sistema de protección AFCI externo.
   • Evidencia documental de que la solución propuesta cumple los estándares de seguridad exigidos.

En la práctica, para la inmensa mayoría de instalaciones residenciales y comerciales, la vía normal es simplemente elegir un inversor cuya ficha técnica declare cumplimiento con IEC 63027 o UL 1699B; la vía de excepción está pensada para casos atípicos (equipos ya adquiridos, proyectos con inversores centrales de gran potencia sin AFCI de fábrica, etc.) y añade carga administrativa y de ingeniería que normalmente no se justifica para un proyecto residencial estándar.

8.3 Qué exige realmente IEC 63027 (y qué no)

Al evaluar la ficha técnica de un inversor o de un módulo AFCI externo, conviene tener presente el alcance real de la norma citada por el RGR N°02/2024:

• Aplica a sistemas fotovoltaicos de hasta 1.500 V CC.
• Actualmente cubre la detección de arcos en serie; la detección de arco en paralelo queda fuera del alcance de esta primera edición (está en estudio para una futura revisión). Esto es relevante porque, a diferencia de los AFDD de tablero (IEC 62606, que sí cubren arco serie y paralelo en CA), la protección DC-FV normalizada hoy es más acotada en su cobertura de fallas.
• Define escenarios de ensayo de referencia y tiempos de respuesta: para tensiones CC superiores a 80 V, el dispositivo debe detectar e interrumpir el arco en un plazo del orden de 2,5 segundos, evitando disparos ante transitorios benignos propios de la operación normal del sistema (ajustes del seguidor de máxima potencia MPPT, conmutaciones internas del inversor, etc.).
• No aplica a fuentes de CC distintas a sistemas fotovoltaicos.

8.4 Coherencia con el resto del articulado: el cableado CC

Un detalle técnico que conecta esta exigencia con el resto del instructivo aparece en el numeral 11 (Conductores y Canalización): como regla general, se busca evitar que los conductores positivo y negativo del lado CC compartan la misma tubería sin condiciones especiales, precisamente para reducir el riesgo de que un daño mecánico común origine un arco en paralelo entre ambos polos. Sin embargo, el propio RGR N°02/2024 habilita una excepción: cuando el sistema utiliza inversores con detección e interrupción de arco eléctrico, los conductores positivo y negativo sí pueden canalizarse juntos, en tuberías metálicas o no metálicas, siempre que cumplan las demás condiciones de instalación del lugar. Esto confirma que, para el regulador chileno, la protección AFCI no es solo un requisito aislado del inversor, sino una condición habilitante que cambia otros criterios de diseño de la instalación.

8.5 Checklist práctico para el instalador

• Verificar en la ficha técnica o declaración de conformidad del inversor la mención explícita a IEC 63027 o UL 1699B; si no aparece, no asumir cumplimiento por default aunque el fabricante sea reconocido.
• Si el proyecto involucra tendidos CC largos (techumbres de gran superficie, plantas a nivel de suelo), calcular la distancia real entre el inversor (o el punto de detección declarado) y el módulo más alejado del string, y contrastarla contra el límite de 80 m.
• Si se opta por un inversor sin AFCI integrado, presupuestar tiempo adicional de tramitación: se necesita proyecto especial aprobado por la SEC antes de ejecutar, no es un trámite posterior a la instalación.
• Si se opta por AFCI externo, exigir al proveedor documentación de conformidad con IEC 63027 o UL 1699B, ya que esa es la evidencia que se debe adjuntar al expediente ante la Superintendencia.
• No confundir esta exigencia con el AFDD de tablero (RIC N°2/11/12): son dispositivos, normas y puntos de instalación distintos, y en un proyecto FV conectado a la red normalmente coexisten ambas exigencias (AFCI en el lado CC del inversor, y eventualmente AFDD en el tablero de baja tensión si el punto de conexión cae dentro del alcance de esos capítulos del RIC).

9. Conclusión

Los AFDD cierran una brecha de protección real que ni los interruptores termomagnéticos ni los diferenciales cubren: la detección de arcos de baja energía, en serie o en paralelo, que son una causa relevante de incendios de origen eléctrico. La norma IEC 62606 estandariza los requisitos de diseño y ensayo, mientras que IEC 60364-4-42 orienta dónde su instalación es especialmente recomendable o exigible. En Chile, el marco RIC (SEC) ya incorpora esta exigencia para tableros eléctricos y ciertas instalaciones especiales, y de forma paralela exige AFCI en inversores fotovoltaicos on-grid. A nivel de producto, todas las marcas líderes (ABB, Schneider Electric, Siemens, Legrand, Hager, Eaton) ofrecen soluciones conformes a IEC 62606, con diferencias principalmente en el algoritmo de discriminación de ruido benigno, el nivel de integración con otras protecciones y las facilidades de diagnóstico e instalación.

Fuentes consultadas

• ABB — Ficha técnica DS-ARC1 y artículo técnico AFDD Chile
• Schneider Electric — FAQ pruebas AFDD, ficha Acti9 iARC
• Siemens — Guía técnica y primer técnico 5SM6, página SENTRON AFDD
• Legrand — Catálogo DX3 Stop Arc
• Eaton — Página de producto AFDD+ Chile
• VIOX Electric — Guía IEC 62606
• Enertik / Mediabanco / Electricistas.cl — Normativa SEC/RIC Chile
• SEC — Instrucción Técnica RGR N°02/2024 (versión destacada, texto completo, sec.cl)
• GlobalSpec / BSI / ANSI — Alcance de IEC 63027:2023
• Compliance Analysis of Series Arc-fault in AFCI-Equipped Inverters in Accordance with IEC 63027 (estudio UPM, 2024)

Si te gusto y es de utilidad nuestro contenido, coméntalo y comparte para continuar nuestro trabajo  www.electricistas.cl

ESPACIO DISPONIBLE