La selección adecuada del calibre de cable para motores eléctricos es crucial para la seguridad y eficiencia. Este cálculo, basado en NEC y NTC 2050, previene sobrecalentamientos y fallas eléctricas.
Aquí descubrirás cómo calcular el calibre de cable para motores eléctricos según NEC y NTC 2050, con ejemplos, fórmulas y tablas.
Calculadora con inteligencia artificial (IA) Calculadora de calibre de cable para motores eléctricos – NEC, NTC 2050
- ¡Hola! ¿En qué cálculo, conversión o pregunta puedo ayudarte?
- ¿Qué calibre de cable necesito para un motor trifásico de 10 HP, 220V, 30 metros de distancia?
- Calcular el calibre de cable para un motor monofásico de 5 HP, 127V, 15 metros, factor de corrección 0.82.
- ¿Qué sección de conductor requiere un motor de 15 kW, 380V, 50 metros, temperatura ambiente 40°C?
- Calibre de cable para motor de 7.5 HP, 440V, 25 metros, con caída de tensión máxima permitida del 3%.
Tablas de calibres de cable para motores eléctricos según NEC y NTC 2050
La siguiente tabla muestra los calibres de cable más comunes para motores eléctricos, considerando la corriente nominal, tipo de aislamiento, temperatura y caída de tensión, conforme a NEC (National Electrical Code) y NTC 2050 (Norma Técnica Colombiana).
| Potencia Motor (HP) | Tensión (V) | Corriente Nominal (A) | Calibre AWG/MM² | Tipo de Aislamiento | Temperatura (°C) | Distancia (m) | Caída de Tensión (%) | Capacidad de Conducción (A) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 220 | 4.2 | 14 AWG / 2.08 mm² | THHN | 75 | 20 | 3 | 15 |
| 3 | 220 | 9.6 | 12 AWG / 3.31 mm² | THHN | 75 | 30 | 3 | 20 |
| 5 | 220 | 15.2 | 10 AWG / 5.26 mm² | THHN | 75 | 40 | 3 | 30 |
| 7.5 | 220 | 22 | 8 AWG / 8.37 mm² | THHN | 75 | 50 | 3 | 40 |
| 10 | 220 | 28 | 6 AWG / 13.3 mm² | THHN | 75 | 60 | 3 | 55 |
| 15 | 220 | 42 | 4 AWG / 21.2 mm² | THHN | 75 | 70 | 3 | 70 |
| 20 | 220 | 54 | 3 AWG / 26.7 mm² | THHN | 75 | 80 | 3 | 85 |
| 25 | 220 | 68 | 2 AWG / 33.6 mm² | THHN | 75 | 90 | 3 | 95 |
| 30 | 220 | 80 | 1 AWG / 42.4 mm² | THHN | 75 | 100 | 3 | 110 |
| 40 | 220 | 104 | 1/0 AWG / 53.5 mm² | THHN | 75 | 120 | 3 | 125 |
| 50 | 220 | 130 | 2/0 AWG / 67.4 mm² | THHN | 75 | 150 | 3 | 145 |
| 1 | 440 | 2.1 | 16 AWG / 1.31 mm² | THHN | 75 | 20 | 3 | 10 |
| 5 | 440 | 7.6 | 12 AWG / 3.31 mm² | THHN | 75 | 40 | 3 | 20 |
| 10 | 440 | 14 | 10 AWG / 5.26 mm² | THHN | 75 | 60 | 3 | 30 |
| 20 | 440 | 27 | 8 AWG / 8.37 mm² | THHN | 75 | 80 | 3 | 40 |
| 30 | 440 | 40 | 6 AWG / 13.3 mm² | THHN | 75 | 100 | 3 | 55 |
| 50 | 440 | 65 | 4 AWG / 21.2 mm² | THHN | 75 | 150 | 3 | 70 |
Estos valores son orientativos y pueden variar según condiciones de instalación, temperatura ambiente, tipo de canalización y factores de corrección.
Fórmulas para calcular el calibre de cable para motores eléctricos – NEC, NTC 2050
El cálculo del calibre de cable para motores eléctricos requiere considerar la corriente nominal, la caída de tensión, la temperatura ambiente y los factores de corrección. A continuación, se presentan las fórmulas principales y la explicación de cada variable.
1. Cálculo de la corriente nominal del motor
- Potencia (W): Potencia del motor en vatios (W). 1 HP = 746 W.
- Tensión (V): Tensión de alimentación del motor.
- Factor de Potencia (FP): Generalmente entre 0.8 y 0.9 para motores estándar.
- Eficiencia (η): Suele estar entre 0.85 y 0.95 para motores modernos.
Para motores monofásicos, la fórmula es:
2. Selección del calibre de cable según la corriente
Según NEC Artículo 310 y NTC 2050, el conductor debe soportar al menos el 125% de la corriente nominal del motor:
- Se selecciona el calibre de cable cuyo valor de ampacidad (capacidad de conducción de corriente) sea igual o superior al resultado.
3. Cálculo de caída de tensión
La caída de tensión máxima recomendada es del 3% para circuitos alimentadores de motores. La fórmula es:
- Longitud (m): Longitud total del cable (ida y vuelta).
- Resistencia del conductor (Ω/km): Depende del material y calibre del cable (ver tablas de fabricante).
4. Factor de corrección por temperatura y agrupamiento
Si la temperatura ambiente es superior a 30°C o hay más de tres conductores en un ducto, se aplican factores de corrección:
- Los factores se obtienen de las tablas 310.15(B)(2)(a) y 310.15(B)(3)(a) del NEC o su equivalente en NTC 2050.
5. Conversión de AWG a mm²
Para convertir el calibre AWG a mm²:
- O consultar tablas de conversión estándar.
Ejemplos prácticos de cálculo de calibre de cable para motores eléctricos
Ejemplo 1: Motor trifásico de 10 HP, 220V, 30 metros de distancia
- Potencia: 10 HP = 7460 W
- Tensión: 220 V
- Factor de potencia: 0.85
- Eficiencia: 0.90
- Longitud: 30 m
Paso 1: Calcular la corriente nominal
Corriente = 7460 / (√3 × 220 × 0.85 × 0.90) = 7460 / (1.732 × 220 × 0.765) ≈ 7460 / 290.7 ≈ 25.66 A
Paso 2: Calcular la capacidad mínima del conductor
Capacidad mínima = 25.66 × 1.25 = 32.08 A
Paso 3: Seleccionar el calibre de cable
Según la tabla, el calibre 8 AWG (8.37 mm²) soporta 40 A (THHN, 75°C), suficiente para 32.08 A.
Paso 4: Verificar caída de tensión
Supongamos resistencia de 8 AWG = 2.08 Ω/km (cobre). Longitud total = 60 m (ida y vuelta).
Caída de tensión (%) = (2 × 30 × 25.66 × 2.08) / (220 × 10) = (2 × 30 × 25.66 × 2.08) / 2200
= (60 × 25.66 × 2.08) / 2200 = (1539.6 × 2.08) / 2200 = 3202.37 / 2200 ≈ 1.46%
La caída de tensión es menor al 3%, por lo que el calibre 8 AWG es adecuado.
Ejemplo 2: Motor monofásico de 5 HP, 127V, 15 metros, temperatura ambiente 40°C
- Potencia: 5 HP = 3730 W
- Tensión: 127 V
- Factor de potencia: 0.85
- Eficiencia: 0.90
- Longitud: 15 m
- Temperatura ambiente: 40°C
Paso 1: Calcular la corriente nominal
Corriente = 3730 / (127 × 0.85 × 0.90) = 3730 / (127 × 0.765) = 3730 / 97.16 ≈ 38.39 A
Paso 2: Capacidad mínima del conductor
Capacidad mínima = 38.39 × 1.25 = 47.99 A
Paso 3: Seleccionar el calibre de cable
El calibre 6 AWG (13.3 mm²) soporta 55 A (THHN, 75°C).
Paso 4: Factor de corrección por temperatura
Para 40°C, el factor de corrección es 0.91 (según NEC 310.15(B)(2)(a)).
Capacidad ajustada = 55 × 0.91 = 50.05 A
El calibre 6 AWG sigue siendo suficiente.
Paso 5: Verificar caída de tensión
Resistencia de 6 AWG = 1.31 Ω/km. Longitud total = 30 m.
Caída de tensión (%) = (2 × 15 × 38.39 × 1.31) / (127 × 10) = (30 × 38.39 × 1.31) / 1270
= (1151.7 × 1.31) / 1270 = 1509.73 / 1270 ≈ 1.19%
La caída de tensión es aceptable.
Factores adicionales a considerar en el cálculo del calibre de cable
- Material del conductor: El cobre tiene mayor conductividad que el aluminio. Si se usa aluminio, se debe aumentar el calibre.
- Tipo de aislamiento: THHN, XHHW, etc. Cada uno tiene diferentes capacidades de temperatura y ampacidad.
- Condiciones de instalación: Canalización, bandeja, enterrado, etc. afectan la disipación de calor.
- Factores de agrupamiento: Más de tres conductores en un ducto requieren reducción de la capacidad de conducción.
- Normativas locales: Siempre verificar los requisitos específicos de la jurisdicción.
Para información más detallada, consulta las tablas de ampacidad del NEC NFPA 70 y la NTC 2050.
Recomendaciones finales para el uso de la calculadora de calibre de cable para motores eléctricos
- Siempre verifica la corriente nominal real del motor en la placa de datos.
- Considera todos los factores de corrección aplicables: temperatura, agrupamiento, tipo de aislamiento.
- Utiliza la caída de tensión como criterio adicional para distancias largas.
- Consulta las tablas oficiales y normativas vigentes antes de tomar una decisión final.
- En instalaciones críticas, consulta a un ingeniero electricista certificado.
El uso correcto de la calculadora de calibre de cable para motores eléctricos según NEC y NTC 2050 garantiza seguridad, eficiencia y cumplimiento normativo en tus instalaciones eléctricas.