La correcta selección de cables para instalaciones subterráneas es vital para la seguridad y eficiencia eléctrica.
El cálculo adecuado según NEC y NTC 2050 previene sobrecalentamientos, caídas de tensión y fallas costosas en la red.
Calculadora con inteligencia artificial (IA) – Calculadora de cables para instalaciones subterráneas – NEC, NTC 2050
- ¡Hola! ¿En qué cálculo, conversión o pregunta puedo ayudarte?
- ¿Qué calibre de cable necesito para 100 A, 220 V, 50 m, enterrado en ducto PVC?
- Calcular sección de cable para 30 kW, 380 V trifásico, 120 m, temperatura 35°C, suelo arcilloso.
- ¿Qué tipo y tamaño de conductor usar para 60 A, 127 V, 80 m, carga continua, en bandeja subterránea?
- ¿Cuál es el calibre mínimo para 75 A, 240 V, 40 m, enterrado directo, factor de agrupamiento 0.8?
Tablas de selección de cables para instalaciones subterráneas según NEC y NTC 2050
La siguiente tabla muestra los calibres de conductores más comunes para instalaciones subterráneas, considerando cobre y aluminio, temperatura de operación 75°C, instalación en ducto PVC, y factores de corrección estándar según NEC (National Electrical Code) y NTC 2050 (Norma Técnica Colombiana).
| Corriente Nominal (A) | Calibre AWG/MM² (Cobre) | Calibre AWG/MM² (Aluminio) | Caída de Tensión Máx. (V) | Longitud Recomendada (m) | Tipo de Instalación | Temperatura de Operación (°C) | Factor de Corrección |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 15 | 14 AWG / 2.08 mm² | 12 AWG / 3.31 mm² | 3.5 | 30 | Ducto PVC | 75 | 1.00 |
| 20 | 12 AWG / 3.31 mm² | 10 AWG / 5.26 mm² | 3.5 | 35 | Ducto PVC | 75 | 1.00 |
| 30 | 10 AWG / 5.26 mm² | 8 AWG / 8.37 mm² | 3.5 | 40 | Ducto PVC | 75 | 1.00 |
| 40 | 8 AWG / 8.37 mm² | 6 AWG / 13.3 mm² | 3.5 | 50 | Ducto PVC | 75 | 0.94 |
| 50 | 6 AWG / 13.3 mm² | 4 AWG / 21.2 mm² | 3.5 | 60 | Ducto PVC | 75 | 0.88 |
| 60 | 4 AWG / 21.2 mm² | 2 AWG / 33.6 mm² | 3.5 | 70 | Ducto PVC | 75 | 0.82 |
| 75 | 3 AWG / 26.7 mm² | 1 AWG / 42.4 mm² | 3.5 | 80 | Ducto PVC | 75 | 0.76 |
| 100 | 1 AWG / 42.4 mm² | 1/0 AWG / 53.5 mm² | 3.5 | 100 | Ducto PVC | 75 | 0.71 |
| 125 | 1/0 AWG / 53.5 mm² | 2/0 AWG / 67.4 mm² | 3.5 | 120 | Ducto PVC | 75 | 0.67 |
| 150 | 2/0 AWG / 67.4 mm² | 3/0 AWG / 85 mm² | 3.5 | 140 | Ducto PVC | 75 | 0.63 |
| 175 | 3/0 AWG / 85 mm² | 4/0 AWG / 107 mm² | 3.5 | 160 | Ducto PVC | 75 | 0.59 |
| 200 | 4/0 AWG / 107 mm² | 250 kcmil / 127 mm² | 3.5 | 180 | Ducto PVC | 75 | 0.56 |
| 225 | 250 kcmil / 127 mm² | 300 kcmil / 152 mm² | 3.5 | 200 | Ducto PVC | 75 | 0.53 |
| 250 | 300 kcmil / 152 mm² | 350 kcmil / 177 mm² | 3.5 | 220 | Ducto PVC | 75 | 0.50 |
Estos valores son referenciales y deben ajustarse según condiciones específicas de temperatura, agrupamiento y tipo de suelo. Para más detalles, consulta la NFPA 70 (NEC) y la NTC 2050.
Fórmulas para cálculo de cables en instalaciones subterráneas – NEC, NTC 2050
El cálculo de la sección de cable para instalaciones subterráneas requiere considerar la corriente de carga, caída de tensión, temperatura, agrupamiento y tipo de instalación. A continuación, se presentan las fórmulas principales:
1. Cálculo de la corriente de carga (I)
I = P / (V × FP)
Trifásico:
I = P / (√3 × V × FP)
- I: Corriente (A)
- P: Potencia (W)
- V: Tensión (V)
- FP: Factor de potencia (típico 0.8-1.0)
2. Cálculo de caída de tensión (ΔV)
ΔV = (2 × L × I × R) / 1000
Trifásico:
ΔV = (√3 × L × I × R) / 1000
- ΔV: Caída de tensión (V)
- L: Longitud del cable (m)
- I: Corriente (A)
- R: Resistencia del conductor (Ω/km)
Valores típicos de resistencia a 75°C: Cobre 7.21 Ω/km (10 AWG), Aluminio 11.59 Ω/km (10 AWG).
3. Cálculo de la sección del conductor (S)
- S: Sección del conductor (mm²)
- L: Longitud (m)
- I: Corriente (A)
- γ: Conductividad (Cobre: 56, Aluminio: 36, en m/Ω·mm²)
- ΔV: Caída de tensión permitida (V)
4. Factor de corrección por temperatura (Ft)
- Ejemplo: Para 40°C, Ft ≈ 0.91 (ver tablas NEC/NTC 2050)
5. Factor de agrupamiento (Fa)
- Ejemplo: 4-6 conductores, Fa ≈ 0.80
La capacidad final del conductor se obtiene multiplicando la capacidad base por Ft y Fa.
Ejemplos de aplicación real – Calculadora de cables para instalaciones subterráneas – NEC, NTC 2050
Ejemplo 1: Alimentación monofásica de 100 A, 220 V, 50 m, ducto PVC, temperatura 35°C
- Datos: Corriente: 100 A, Tensión: 220 V, Longitud: 50 m, Temperatura: 35°C, Ducto PVC, Cobre.
- Caída de tensión máxima permitida: 3% de 220 V = 6.6 V
1. Selección preliminar: Según tabla, 1 AWG (42.4 mm²) para 100 A.
2. Cálculo de caída de tensión:
Resistencia 1 AWG cobre ≈ 0.206 Ω/km.
ΔV = (2 × 50 × 100 × 0.206) / 1000 = 2.06 V (menor a 6.6 V, cumple).
3. Factor de corrección por temperatura (35°C): Ft ≈ 0.94.
Capacidad ajustada: 110 A × 0.94 = 103.4 A (cumple).
Resultado: 1 AWG cobre, ducto PVC, cumple NEC y NTC 2050.
Ejemplo 2: Alimentación trifásica de 30 kW, 380 V, 120 m, temperatura 40°C, suelo arcilloso
- Datos: Potencia: 30,000 W, Tensión: 380 V, Longitud: 120 m, FP: 0.9, Temperatura: 40°C, Cobre.
1. Cálculo de corriente:
I = 30,000 / (√3 × 380 × 0.9) = 50.8 A
2. Selección preliminar: 6 AWG (13.3 mm²) para 55 A.
3. Caída de tensión máxima: 3% de 380 V = 11.4 V
Resistencia 6 AWG cobre ≈ 0.395 Ω/km.
ΔV = (√3 × 120 × 50.8 × 0.395) / 1000 = 4.18 V (cumple).
4. Factor de corrección por temperatura (40°C): Ft ≈ 0.91.
Capacidad ajustada: 55 A × 0.91 = 50.05 A (muy justo, se recomienda subir a 4 AWG).
Resultado: 4 AWG cobre, ducto PVC, cumple NEC y NTC 2050.
Estos ejemplos ilustran la importancia de considerar todos los factores normativos y técnicos en el cálculo de cables subterráneos.
Consideraciones adicionales y mejores prácticas
- Siempre verifica la tabla de capacidad de corriente para el tipo de aislamiento y temperatura de operación.
- Aplica factores de corrección por temperatura y agrupamiento según la cantidad de conductores y condiciones ambientales.
- La caída de tensión recomendada es menor al 3% para circuitos alimentadores y 5% para circuitos derivados.
- En suelos húmedos o arcillosos, considera el efecto de la resistividad térmica del suelo en la capacidad de los cables.
- Consulta siempre las últimas versiones de NEC y NTC 2050 para asegurar cumplimiento normativo.
La correcta aplicación de la calculadora de cables para instalaciones subterráneas – NEC, NTC 2050 garantiza seguridad, eficiencia y cumplimiento legal en cualquier proyecto eléctrico.