La correcta selección del calibre de cable según temperatura es vital para la seguridad eléctrica y eficiencia energética. Este cálculo, basado en NEC y NTC 2050, previene sobrecalentamientos y fallas críticas en instalaciones eléctricas.
Aquí descubrirás cómo calcular el calibre de cable adecuado considerando temperatura, corriente, aislamiento y normativas. Incluye tablas, fórmulas, ejemplos reales y una calculadora inteligente para facilitar tu diseño eléctrico.
Calculadora con inteligencia artificial (IA) – Calculadora de calibre de cable según temperatura – NEC, NTC 2050
- ¡Hola! ¿En qué cálculo, conversión o pregunta puedo ayudarte?
- ¿Qué calibre de cable necesito para 40A, 50 metros, temperatura ambiente 40°C, aislamiento THHN?
- Calcular el calibre de cable para 25A, 30 metros, temperatura ambiente 30°C, según NTC 2050.
- ¿Qué sección de cable usar para 60A, 100 metros, temperatura ambiente 50°C, aislamiento XHHW?
- Calibre de cable para 15A, 20 metros, temperatura ambiente 35°C, según NEC 2023.
Tablas de calibres de cable según temperatura – NEC, NTC 2050
Las siguientes tablas muestran los calibres de cable más comunes, considerando temperatura ambiente, tipo de aislamiento y capacidad de corriente, según NEC (National Electrical Code) y NTC 2050 (Norma Técnica Colombiana).
| Calibre AWG | Sección (mm²) | Capacidad a 30°C (A) THHN | Capacidad a 40°C (A) THHN | Capacidad a 50°C (A) THHN | Capacidad a 30°C (A) XHHW | Capacidad a 40°C (A) XHHW | Capacidad a 50°C (A) XHHW |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 14 | 2.08 | 20 | 17 | 15 | 20 | 17 | 15 |
| 12 | 3.31 | 25 | 21 | 18 | 25 | 21 | 18 |
| 10 | 5.26 | 35 | 30 | 26 | 35 | 30 | 26 |
| 8 | 8.37 | 50 | 43 | 38 | 50 | 43 | 38 |
| 6 | 13.3 | 65 | 56 | 49 | 65 | 56 | 49 |
| 4 | 21.2 | 85 | 73 | 64 | 85 | 73 | 64 |
| 2 | 33.6 | 115 | 99 | 87 | 115 | 99 | 87 |
| 1/0 | 53.5 | 150 | 129 | 113 | 150 | 129 | 113 |
| 2/0 | 67.4 | 175 | 151 | 132 | 175 | 151 | 132 |
| 3/0 | 85.0 | 200 | 173 | 151 | 200 | 173 | 151 |
| 4/0 | 107.2 | 230 | 199 | 173 | 230 | 199 | 173 |
Las capacidades mostradas consideran conductores de cobre, aislamiento THHN y XHHW, temperatura ambiente de 30°C, 40°C y 50°C, según tablas 310.16 y 310.15(B)(16) del NEC 2023 y NTC 2050.
Factores de corrección por temperatura ambiente (NEC, NTC 2050)
| Temperatura Ambiente (°C) | Factor de Corrección THHN (90°C) | Factor de Corrección XHHW (90°C) |
|---|---|---|
| 21-25 | 1.08 | 1.08 |
| 26-30 | 1.00 | 1.00 |
| 31-35 | 0.91 | 0.91 |
| 36-40 | 0.82 | 0.82 |
| 41-45 | 0.71 | 0.71 |
| 46-50 | 0.58 | 0.58 |
Estos factores se aplican multiplicando la capacidad de corriente base del cable por el factor correspondiente a la temperatura ambiente real.
Fórmulas para calcular el calibre de cable según temperatura – NEC, NTC 2050
El cálculo del calibre de cable adecuado requiere considerar la corriente de diseño, la temperatura ambiente, el tipo de aislamiento y la caída de tensión permitida. A continuación, se presentan las fórmulas principales:
1. Cálculo de la corriente de diseño
- Potencia (W): Potencia total de la carga conectada.
- Voltaje (V): Tensión nominal del sistema (ejemplo: 120V, 220V, 440V).
- Factor de potencia: Usualmente 0.8 para cargas generales.
2. Capacidad de corriente del conductor ajustada por temperatura
- Capacidad base: Según tablas NEC/NTC 2050 para el tipo de aislamiento y calibre.
- Factor de corrección por temperatura: Según tabla anterior.
- Factor de agrupamiento: Si hay más de 3 conductores en el mismo ducto, aplicar factor de reducción (ver tabla 310.15(C)(1) NEC).
3. Cálculo de caída de tensión
- Longitud (m): Longitud total del cable (ida y vuelta).
- Corriente (A): Corriente de diseño.
- Resistencia del conductor (Ω/km): Según tabla de fabricante o estándar (ejemplo: 2.16 Ω/km para 2.5 mm² cobre).
- Voltaje (V): Tensión nominal.
La caída de tensión recomendada es menor al 3% para circuitos derivados y 5% para el total del sistema.
4. Selección del calibre de cable
Explicación detallada de variables y valores comunes
- Calibre AWG: Sistema de numeración estándar para cables en América. A menor número, mayor sección.
- Sección (mm²): Área transversal del conductor, importante para determinar la capacidad de corriente y caída de tensión.
- Tipo de aislamiento: THHN (90°C), XHHW (90°C), entre otros. Determina la temperatura máxima de operación.
- Temperatura ambiente: Influye directamente en la capacidad de corriente del cable. Valores comunes: 30°C, 40°C, 50°C.
- Capacidad de corriente: Máxima corriente que puede transportar el cable sin sobrecalentarse.
- Factor de corrección: Ajuste necesario cuando la temperatura ambiente es diferente a la estándar (30°C).
- Longitud del cable: Afecta la caída de tensión. Longitudes comunes: 10 m, 20 m, 50 m, 100 m.
- Caída de tensión: Diferencia de voltaje entre el inicio y el final del cable. No debe superar el 3%.
Ejemplos del mundo real – Calculadora de calibre de cable según temperatura – NEC, NTC 2050
Ejemplo 1: Alimentación de un motor trifásico a 40°C
Un motor trifásico de 15 kW, 220V, factor de potencia 0.85, se instalará a 40°C, a 50 metros del tablero, con aislamiento THHN.
- 1. Calcular la corriente de diseño:
Corriente = 15,000 W / (220 V × 1.732 × 0.85) = 15,000 / (323.5) ≈ 46.4 A
- 2. Seleccionar capacidad base:
Para 46.4A, según tabla, calibre 6 AWG (65A a 30°C).
- 3. Aplicar factor de corrección por temperatura (40°C):
Capacidad ajustada = 65A × 0.82 = 53.3A
- 4. Verificar caída de tensión:
Resistencia de 6 AWG ≈ 3.94 Ω/km. Longitud total = 100 m (ida y vuelta).
Caída de tensión (%) = (2 × 50 × 46.4 × 3.94) / (220 × 10) ≈ (2 × 50 × 46.4 × 3.94) / 2200 ≈ (460 × 3.94) / 2200 ≈ 1812.4 / 2200 ≈ 0.824%
La caída de tensión es aceptable (<3%). El calibre 6 AWG es adecuado.
Ejemplo 2: Circuito de iluminación a 50°C, 100 metros
Un circuito de iluminación de 3,000W, 120V, factor de potencia 0.9, a 100 metros, temperatura ambiente 50°C, aislamiento XHHW.
- 1. Calcular la corriente de diseño:
Corriente = 3,000 W / (120 V × 0.9) = 3,000 / 108 = 27.8 A
- 2. Seleccionar capacidad base:
Para 27.8A, calibre 10 AWG (35A a 30°C).
- 3. Aplicar factor de corrección por temperatura (50°C):
Capacidad ajustada = 35A × 0.58 = 20.3A
No es suficiente. Se prueba con 8 AWG (50A a 30°C): 50A × 0.58 = 29A
Calibre 8 AWG es suficiente.
- 4. Verificar caída de tensión:
Resistencia de 8 AWG ≈ 6.27 Ω/km. Longitud total = 200 m (ida y vuelta).
Caída de tensión (%) = (2 × 100 × 27.8 × 6.27) / (120 × 10) ≈ (200 × 27.8 × 6.27) / 1200 ≈ (5560 × 6.27) / 1200 ≈ 34,876.2 / 1200 ≈ 29.06%
La caída de tensión es excesiva. Se debe aumentar el calibre. Probando con 4 AWG (21.2 Ω/km):
Caída de tensión (%) = (2 × 100 × 27.8 × 2.61) / (120 × 10) ≈ (200 × 27.8 × 2.61) / 1200 ≈ (5560 × 2.61) / 1200 ≈ 14,511.6 / 1200 ≈ 12.09%
Aún es alta. Se recomienda dividir el circuito o usar un voltaje mayor. Este ejemplo muestra la importancia de considerar la caída de tensión en trayectos largos.
Recomendaciones y mejores prácticas
- Siempre consulta las tablas oficiales del NEC y NTC 2050 actualizadas.
- Considera todos los factores: temperatura, agrupamiento, tipo de aislamiento y longitud.
- Utiliza la calculadora IA para validar tus resultados y optimizar el diseño.
- Verifica la caída de tensión, especialmente en trayectos largos.
- Consulta fuentes oficiales como NFPA 70 (NEC) y NTC 2050.
La correcta selección del calibre de cable según temperatura, bajo NEC y NTC 2050, es esencial para la seguridad, eficiencia y cumplimiento normativo en instalaciones eléctricas modernas.