La correcta selección de cables en sistemas trifásicos es vital para la seguridad y eficiencia eléctrica. La calculadora de cables para sistemas trifásicos – NEC, NTC 2050, permite determinar el calibre adecuado según normativa.
Este artículo explica cómo calcular el calibre de cable en sistemas trifásicos, considerando normativas NEC y NTC 2050. Encontrarás tablas, fórmulas, ejemplos y una calculadora inteligente.
Calculadora con inteligencia artificial (IA) – Calculadora de cables para sistemas trifásicos – NEC, NTC 2050
- ¡Hola! ¿En qué cálculo, conversión o pregunta puedo ayudarte?
- ¿Qué calibre de cable necesito para un motor trifásico de 15 kW a 380 V y 50 metros?
- Calcular el cable para 100 A trifásico, 220 V, cobre, 30 metros, temperatura ambiente 40°C.
- ¿Qué sección de cable requiere una carga de 50 kVA, 440 V, aluminio, 80 metros?
- Determinar el calibre para 75 A, 480 V, cobre, 60 metros, instalación en bandeja, factor de corrección 0.8.
Tablas de selección de cables para sistemas trifásicos – NEC, NTC 2050
Las siguientes tablas presentan los calibres de cable más comunes para sistemas trifásicos, considerando conductores de cobre y aluminio, temperatura ambiente estándar (30°C), y factores de corrección según NEC y NTC 2050. Incluyen capacidad de corriente, caída de tensión y aplicaciones típicas.
| Calibre AWG/MM² | Material | Capacidad (A) 30°C | Voltaje Nominal (V) | Caída de Tensión (V) por 100m | Potencia Máxima (kW) 380V | Aplicación Típica |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 14 AWG / 2.08 mm² | Cobre | 20 | 220/380/440 | 8.5 | 7.2 | Iluminación, tomas pequeños |
| 12 AWG / 3.31 mm² | Cobre | 25 | 220/380/440 | 6.7 | 9.0 | Iluminación, tomas medianos |
| 10 AWG / 5.26 mm² | Cobre | 35 | 220/380/440 | 5.3 | 12.6 | Pequeños motores |
| 8 AWG / 8.37 mm² | Cobre | 50 | 220/380/440 | 3.3 | 18.0 | Motores medianos |
| 6 AWG / 13.3 mm² | Cobre | 65 | 220/380/440 | 2.1 | 23.4 | Motores, subtableros |
| 4 AWG / 21.2 mm² | Cobre | 85 | 220/380/440 | 1.3 | 30.6 | Subtableros, cargas generales |
| 2 AWG / 33.6 mm² | Cobre | 115 | 220/380/440 | 0.8 | 41.4 | Alimentadores principales |
| 1/0 AWG / 53.5 mm² | Cobre | 150 | 220/380/440 | 0.5 | 54.0 | Alimentadores, grandes motores |
| 250 kcmil / 127 mm² | Cobre | 215 | 220/380/440 | 0.3 | 77.4 | Grandes alimentadores |
| 500 kcmil / 253 mm² | Cobre | 380 | 220/380/440 | 0.15 | 136.8 | Subestaciones |
| 2 AWG / 33.6 mm² | Aluminio | 90 | 220/380/440 | 1.2 | 32.4 | Alimentadores principales |
| 4/0 AWG / 107 mm² | Aluminio | 180 | 220/380/440 | 0.6 | 64.8 | Grandes alimentadores |
| 500 kcmil / 253 mm² | Aluminio | 310 | 220/380/440 | 0.18 | 111.6 | Subestaciones |
Para condiciones diferentes a 30°C, o instalaciones especiales (bandejas, ductos, agrupamientos), se deben aplicar factores de corrección según NEC Artículo 310 y NTC 2050 Capítulo 3.
Fórmulas para la calculadora de cables para sistemas trifásicos – NEC, NTC 2050
El cálculo del calibre de cable en sistemas trifásicos requiere varias fórmulas fundamentales, ajustadas a las normativas NEC y NTC 2050. A continuación, se presentan las fórmulas principales, su explicación y los valores típicos de cada variable.
1. Cálculo de la corriente trifásica
- Potencia (W): Potencia total de la carga, en vatios (W) o kilovatios (kW).
- Voltaje (V): Tensión entre fases, comúnmente 220V, 380V, 440V, 480V.
- Factor de Potencia (FP): Usualmente entre 0.8 y 1.0 para cargas industriales.
Ejemplo de valores comunes: Para un motor de 15 kW, 380 V, FP=0.85, la corriente sería:
Corriente = 15,000 / (1.732 × 380 × 0.85) ≈ 26.8 A
2. Selección del calibre según capacidad de corriente
- Factor de corrección por temperatura: Según tablas NEC/NTC, por ejemplo, 0.94 para 35°C.
- Factor de agrupamiento: 0.8 si hay más de 3 cables juntos.
Se selecciona el calibre inmediatamente superior al resultado, según tablas NEC/NTC.
3. Cálculo de caída de tensión
- Resistencia (Ω/km): Depende del material y calibre. Por ejemplo, 2.06 Ω/km para 2.5 mm² cobre.
- Longitud (m): Longitud total del cable (ida).
La caída de tensión máxima recomendada es 3% para alimentadores y 5% para circuitos derivados.
4. Cálculo de sección mínima por caída de tensión
- Resistividad: 0.0178 Ω·mm²/m para cobre, 0.0282 Ω·mm²/m para aluminio.
Se selecciona el valor inmediatamente superior en la tabla de calibres normalizados.
5. Conversión entre AWG y mm²
- Consultar tablas de conversión para valores exactos.
Ejemplos del mundo real – Calculadora de cables para sistemas trifásicos – NEC, NTC 2050
A continuación, se presentan dos casos prácticos de aplicación de la calculadora de cables para sistemas trifásicos, siguiendo los pasos y fórmulas descritas.
Caso 1: Motor trifásico de 15 kW, 380 V, 50 metros de distancia
- Datos: Potencia = 15 kW, Voltaje = 380 V, FP = 0.85, Longitud = 50 m, Cobre, Temperatura = 30°C.
- Paso 1 – Corriente: Corriente = 15,000 / (1.732 × 380 × 0.85) ≈ 26.8 A
- Paso 2 – Selección de calibre: Según tabla, 10 AWG soporta 35 A (suficiente para 26.8 A).
- Paso 3 – Caída de tensión: Resistencia 10 AWG cobre ≈ 3.28 Ω/km.
Caída = 1.732 × 26.8 × 50 × 3.28 / 1000 ≈ 7.6 V
Porcentaje = (7.6 / 380) × 100 ≈ 2% (dentro del límite del 3%). - Resultado: 10 AWG cobre es adecuado para este motor y distancia.
Caso 2: Alimentador principal de 100 A, 220 V, 80 metros, aluminio, temperatura ambiente 40°C
- Datos: Corriente = 100 A, Voltaje = 220 V, Longitud = 80 m, Aluminio, Temperatura = 40°C.
- Paso 1 – Factor de corrección por temperatura: Para 40°C, factor ≈ 0.91 (según NEC/NTC).
- Paso 2 – Corriente corregida: 100 A / 0.91 ≈ 110 A.
- Paso 3 – Selección de calibre: Según tabla, 1/0 AWG aluminio soporta 120 A.
- Paso 4 – Caída de tensión: Resistencia 1/0 AWG aluminio ≈ 0.33 Ω/km.
Caída = 1.732 × 100 × 80 × 0.33 / 1000 ≈ 4.57 V
Porcentaje = (4.57 / 220) × 100 ≈ 2.1% (dentro del límite del 3%). - Resultado: 1/0 AWG aluminio es adecuado para este alimentador.
Estos ejemplos ilustran la importancia de considerar todos los factores: corriente, caída de tensión, temperatura, material y normativas. Para casos complejos, la calculadora IA puede optimizar el proceso y reducir errores.
Factores adicionales y recomendaciones normativas
- Siempre verifica los factores de corrección por temperatura y agrupamiento en las tablas oficiales NEC y NTC 2050.
- Considera la expansión futura de la carga y selecciona un calibre con margen de seguridad.
- Para instalaciones críticas, consulta con un ingeniero electricista certificado.
- La caída de tensión recomendada es 3% para alimentadores y 5% para circuitos derivados, según NTC 2050.
- Utiliza conductores certificados y sigue las recomendaciones de fabricantes y normativas locales.
Para más información técnica y tablas actualizadas, consulta los siguientes recursos oficiales:
- NFPA 70 – National Electrical Code (NEC)
- NTC 2050 – Código Eléctrico Colombiano
- Tabla de ampacidad de cables (Eaton)
La correcta selección de cables en sistemas trifásicos es esencial para la seguridad, eficiencia y cumplimiento normativo. Utiliza siempre herramientas confiables y consulta las normativas vigentes.