La correcta selección del calibre de cable según amperaje es vital para la seguridad eléctrica y eficiencia.
Este artículo explica cómo calcular el calibre de cable según amperaje, usando NEC y NTC 2050, con ejemplos y tablas.
Calculadora con inteligencia artificial (IA) – Calculadora de calibre de cable según amperaje – NEC, NTC 2050
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Tablas de calibres de cable según amperaje – NEC y NTC 2050
Las siguientes tablas muestran los calibres de cable más comunes según el amperaje, tipo de conductor y material, basados en la National Electrical Code (NEC) y la Norma Técnica Colombiana NTC 2050. Estas tablas son esenciales para seleccionar el cable adecuado en instalaciones eléctricas residenciales, comerciales e industriales.
| Amperaje (A) | Calibre AWG (Cobre) | Calibre AWG (Aluminio) | Sección (mm²) Cobre | Sección (mm²) Aluminio | Aplicación Típica |
|---|---|---|---|---|---|
| 15 | 14 | 12 | 2.08 | 3.31 | Iluminación, tomas residenciales |
| 20 | 12 | 10 | 3.31 | 5.26 | Pequeños electrodomésticos |
| 25 | 10 | 8 | 5.26 | 8.37 | Equipos de aire acondicionado |
| 30 | 10 | 8 | 5.26 | 8.37 | Secadoras, hornos pequeños |
| 40 | 8 | 6 | 8.37 | 13.3 | Estufas, hornos |
| 50 | 6 | 4 | 13.3 | 21.2 | Subpaneles, equipos industriales |
| 60 | 6 | 4 | 13.3 | 21.2 | Grandes motores |
| 70 | 4 | 2 | 21.2 | 33.6 | Subpaneles, cargas mayores |
| 85 | 3 | 1 | 26.7 | 42.4 | Alimentadores principales |
| 100 | 2 | 1/0 | 33.6 | 53.5 | Alimentadores principales |
| 125 | 1 | 2/0 | 42.4 | 67.4 | Grandes subpaneles |
| 150 | 1/0 | 3/0 | 53.5 | 85.0 | Alimentadores industriales |
| 175 | 2/0 | 4/0 | 67.4 | 107.2 | Grandes motores |
| 200 | 3/0 | 250 kcmil | 85.0 | 127 | Alimentadores principales |
| 225 | 4/0 | 300 kcmil | 107.2 | 152 | Grandes alimentadores |
| 250 | 250 kcmil | 350 kcmil | 127 | 177 | Alimentadores industriales |
| 300 | 300 kcmil | 400 kcmil | 152 | 203 | Grandes alimentadores |
| 350 | 350 kcmil | 500 kcmil | 177 | 253 | Alimentadores industriales |
| 400 | 400 kcmil | 600 kcmil | 203 | 304 | Grandes alimentadores |
| 500 | 500 kcmil | 750 kcmil | 253 | 380 | Alimentadores principales |
Estos valores están basados en la tabla 310.16 del NEC y la tabla 310-15(b)(16) de la NTC 2050, considerando conductores con aislamiento THHN/THWN a 75°C, en condiciones estándar de instalación.
Fórmulas para calcular el calibre de cable según amperaje – NEC, NTC 2050
El cálculo del calibre de cable adecuado depende de varios factores: amperaje, longitud, caída de tensión, tipo de material y condiciones de instalación. A continuación, se presentan las fórmulas fundamentales y la explicación de cada variable.
1. Cálculo básico de calibre de cable por capacidad de corriente
Calibre = f(I, Material, Temperatura, Instalación)
- I: Corriente nominal (amperios, A)
- Material: Cobre o aluminio (el cobre soporta más corriente que el aluminio para el mismo calibre)
- Temperatura: Capacidad de aislamiento del cable (60°C, 75°C, 90°C)
- Instalación: Tipo de canalización, número de conductores, ambiente
La selección se realiza consultando las tablas de capacidad de corriente (ampacidad) del NEC o NTC 2050, según el material y temperatura.
2. Cálculo de caída de tensión
Caída de tensión (%) = (2 × L × I × R) / (V × 100)
- L: Longitud del cable (metros)
- I: Corriente (amperios)
- R: Resistencia del conductor (ohmios/km, depende del calibre y material)
- V: Tensión nominal del sistema (voltios)
Para sistemas trifásicos, la fórmula es:
Caída de tensión (%) = (√3 × L × I × R) / (V × 100)
La caída de tensión recomendada no debe superar el 3% para circuitos derivados y 5% en total (NEC 210.19(A)(1) y NTC 2050).
3. Cálculo de sección mínima por caída de tensión
S = (2 × L × I × ρ) / ΔV
- S: Sección mínima del conductor (mm²)
- L: Longitud del cable (m)
- I: Corriente (A)
- ρ: Resistividad del material (Ω·mm²/m) – Cobre: 0.0178, Aluminio: 0.0282
- ΔV: Caída de tensión permitida (V)
Esta fórmula permite calcular la sección mínima necesaria para limitar la caída de tensión.
4. Ajuste por temperatura y agrupamiento
Si el cable está expuesto a temperaturas superiores a las estándar o hay más de tres conductores en un ducto, se aplican factores de corrección:
- Factor de corrección por temperatura: Se multiplica la ampacidad por el factor de la tabla correspondiente (NEC 310.15(B)(2)(a)).
- Factor de agrupamiento: Se multiplica la ampacidad por el factor de la tabla de agrupamiento (NEC 310.15(B)(3)(a)).
Por ejemplo, para 6 conductores en un ducto, el factor de agrupamiento es 0.80.
Explicación detallada de variables y valores comunes
- Amperaje (I): Es la corriente máxima que circulará por el circuito. Se determina por la carga conectada.
- Material del conductor: El cobre es más eficiente, pero más costoso. El aluminio es más económico, pero requiere mayor sección.
- Temperatura de aislamiento: Los cables pueden tener aislamiento para 60°C, 75°C o 90°C. La ampacidad varía según esto.
- Longitud (L): A mayor longitud, mayor caída de tensión. Es crítico en instalaciones extensas.
- Resistencia (R): Depende del material y calibre. Se consulta en tablas técnicas.
- Caída de tensión (ΔV): Es la reducción de voltaje a lo largo del cable. No debe superar el 3% en circuitos derivados.
- Factores de corrección: Se aplican por temperatura ambiente y agrupamiento de cables.
Ejemplos del mundo real – Calculadora de calibre de cable según amperaje – NEC, NTC 2050
Ejemplo 1: Selección de cable para un aire acondicionado de 30A, 220V, 25 metros, cobre
Datos:
- Carga: Aire acondicionado
- Corriente: 30A
- Tensión: 220V
- Longitud: 25 metros
- Material: Cobre
- Temperatura ambiente: 30°C
1. Selección por ampacidad:
Según la tabla, para 30A en cobre, se requiere mínimo calibre 10 AWG (5.26 mm²).
2. Verificación de caída de tensión:
Resistencia de 10 AWG cobre ≈ 3.28 Ω/km = 0.00328 Ω/m
Caída de tensión permitida (3% de 220V) = 6.6V
Aplicando la fórmula:
Caída de tensión = 2 × 25 × 30 × 0.00328 = 4.92V
% Caída = (4.92 / 220) × 100 = 2.24%
La caída de tensión es menor al 3%, por lo que el calibre 10 AWG es adecuado.
3. Ajuste por temperatura y agrupamiento:
No se requiere ajuste adicional, ya que la temperatura es estándar y no hay agrupamiento.
Conclusión:
Se puede usar cable de cobre calibre 10 AWG para este aire acondicionado según NEC y NTC 2050.
Ejemplo 2: Alimentador principal de 100A, 220V, 50 metros, aluminio
Datos:
- Carga: Alimentador principal
- Corriente: 100A
- Tensión: 220V
- Longitud: 50 metros
- Material: Aluminio
- Temperatura ambiente: 30°C
1. Selección por ampacidad:
Según la tabla, para 100A en aluminio, se requiere mínimo calibre 1/0 AWG (53.5 mm²).
2. Verificación de caída de tensión:
Resistencia de 1/0 AWG aluminio ≈ 0.000517 Ω/m
Caída de tensión permitida (3% de 220V) = 6.6V
Aplicando la fórmula:
Caída de tensión = 2 × 50 × 100 × 0.000517 = 5.17V
% Caída = (5.17 / 220) × 100 = 2.35%
La caída de tensión es menor al 3%, por lo que el calibre 1/0 AWG aluminio es adecuado.
3. Ajuste por temperatura y agrupamiento:
No se requiere ajuste adicional.
Conclusión:
Se puede usar cable de aluminio calibre 1/0 AWG para este alimentador principal según NEC y NTC 2050.
Consideraciones adicionales y recomendaciones
- Siempre consulta las tablas oficiales del NEC y NTC 2050 para casos especiales o condiciones no estándar.
- En instalaciones industriales, verifica factores de corrección por temperatura y agrupamiento.
- Para distancias largas, prioriza la verificación de la caída de tensión.
- Elige siempre cables certificados y de fabricantes reconocidos.
- Consulta a un ingeniero electricista para instalaciones críticas o de gran escala.
Para más información técnica y tablas actualizadas, consulta los siguientes recursos oficiales:
La correcta selección del calibre de cable según amperaje, bajo NEC y NTC 2050, garantiza seguridad, eficiencia y cumplimiento normativo en cualquier instalación eléctrica.