La correcta selección y dimensionamiento de tuberías eléctricas y bandejas portacables es crucial en instalaciones seguras. El cálculo de llenado garantiza la protección de los conductores y la eficiencia del sistema eléctrico.
Este artículo explica cómo calcular el llenado de tuberías y bandejas según NEC y NTC 2050, con tablas, fórmulas y ejemplos prácticos.
Calculadora con inteligencia artificial (IA) – Calculadora de llenado de tuberías eléctricas y bandejas portacables – NEC, NTC 2050
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- ¿Cuántos cables THHN #12 puedo instalar en una tubería EMT de 1 pulgada según NTC 2050?
- ¿Qué porcentaje de llenado tengo si instalo 10 cables #10 AWG en una tubería de 3/4”?
- ¿Cuántos cables #8 puedo instalar en una bandeja portacables de 100 mm x 50 mm?
- ¿Qué diámetro de tubería necesito para 15 conductores #14 AWG en PVC?
Tablas de llenado de tuberías eléctricas y bandejas portacables – NEC, NTC 2050
Las siguientes tablas presentan los valores más comunes para el cálculo de llenado de tuberías eléctricas y bandejas portacables, basados en la normativa NEC (National Electrical Code) y NTC 2050 (Norma Técnica Colombiana).
Tabla 1. Área interna de tuberías eléctricas (mm²) y porcentaje de llenado permitido
| Tubería (Tipo/Diámetro nominal) | Área interna (mm²) | Llenado 1 conductor (53%) | Llenado 2 conductores (31%) | Llenado 3+ conductores (40%) |
|---|---|---|---|---|
| EMT 1/2″ | 184 | 97.5 | 57.0 | 73.6 |
| EMT 3/4″ | 304 | 161.1 | 94.2 | 121.6 |
| EMT 1″ | 491 | 260.2 | 152.2 | 196.4 |
| EMT 1-1/4″ | 832 | 441.0 | 258.0 | 332.8 |
| EMT 1-1/2″ | 1,071 | 567.6 | 332.0 | 428.4 |
| EMT 2″ | 1,832 | 971.0 | 568.0 | 732.8 |
| PVC 1/2″ | 136 | 72.1 | 42.2 | 54.4 |
| PVC 3/4″ | 243 | 128.8 | 75.3 | 97.2 |
| PVC 1″ | 387 | 205.1 | 119.9 | 154.8 |
| PVC 1-1/4″ | 638 | 338.1 | 197.8 | 255.2 |
| PVC 1-1/2″ | 832 | 441.0 | 258.0 | 332.8 |
| PVC 2″ | 1,342 | 711.3 | 416.0 | 536.8 |
Notas:
- Los valores de área interna pueden variar según el fabricante. Consultar siempre la ficha técnica.
- El porcentaje de llenado depende del número de conductores: 53% para uno, 31% para dos, 40% para tres o más.
Tabla 2. Área de sección transversal de conductores (mm²)
| Calibre (AWG) | Área (mm²) | Tipo THHN | Tipo XHHW | Tipo TW |
|---|---|---|---|---|
| 14 | 2.08 | 3.31 | 3.31 | 4.17 |
| 12 | 3.31 | 3.31 | 3.31 | 4.17 |
| 10 | 5.26 | 5.26 | 5.26 | 6.63 |
| 8 | 8.37 | 8.37 | 8.37 | 10.55 |
| 6 | 13.3 | 13.3 | 13.3 | 16.77 |
| 4 | 21.2 | 21.2 | 21.2 | 26.67 |
| 2 | 33.6 | 33.6 | 33.6 | 42.41 |
| 1/0 | 53.5 | 53.5 | 53.5 | 67.43 |
| 2/0 | 67.4 | 67.4 | 67.4 | 84.87 |
| 3/0 | 85.0 | 85.0 | 85.0 | 106.68 |
| 4/0 | 107.2 | 107.2 | 107.2 | 134.62 |
Tabla 3. Llenado típico de bandejas portacables (mm)
| Ancho (mm) | Alto (mm) | Área útil (mm²) | Llenado máximo (mm²) (40%) |
|---|---|---|---|
| 50 | 25 | 1,250 | 500 |
| 100 | 50 | 5,000 | 2,000 |
| 150 | 50 | 7,500 | 3,000 |
| 200 | 50 | 10,000 | 4,000 |
| 300 | 50 | 15,000 | 6,000 |
| 400 | 50 | 20,000 | 8,000 |
| 500 | 50 | 25,000 | 10,000 |
El llenado máximo recomendado para bandejas portacables es del 40% del área útil, según NTC 2050 y NEC Artículo 392.
Fórmulas para el cálculo de llenado de tuberías eléctricas y bandejas portacables
El cálculo de llenado se basa en la relación entre el área ocupada por los conductores y el área interna de la tubería o bandeja. A continuación, se presentan las fórmulas principales:
Fórmula 1: Porcentaje de llenado de tuberías eléctricas
- Área total de conductores: Suma de las áreas de todos los conductores instalados (mm²).
- Área interna de la tubería: Área útil interna de la tubería (mm²), según tablas del fabricante.
Valores comunes:
- Para 1 conductor: máximo 53% del área interna.
- Para 2 conductores: máximo 31% del área interna.
- Para 3 o más conductores: máximo 40% del área interna.
Fórmula 2: Número máximo de conductores en una tubería
- Área permitida de llenado: Área interna de la tubería × porcentaje permitido (según número de conductores).
- Área de un conductor: Área de sección transversal del conductor (mm²), según tipo y calibre.
Fórmula 3: Llenado de bandejas portacables
- Área total de cables: Suma de las áreas de todos los cables instalados (mm²).
- Área útil de la bandeja: Ancho × Alto interno de la bandeja (mm²).
El llenado máximo recomendado para bandejas portacables es del 40% del área útil.
Fórmula 4: Selección de diámetro de tubería para un número dado de conductores
- Se calcula el área total de los conductores y se busca en la tabla la tubería que cumpla con el porcentaje de llenado permitido.
Explicación detallada de variables y valores comunes
- Área interna de la tubería (mm²): Es el área libre dentro de la tubería, depende del tipo y diámetro nominal. Consultar tablas del fabricante o NEC/NTC 2050.
- Área de sección transversal del conductor (mm²): Depende del calibre (AWG o mm²) y del tipo de aislamiento (THHN, XHHW, TW, etc.).
- Porcentaje de llenado permitido: Según NEC/NTC 2050, varía con el número de conductores (53%, 31%, 40%).
- Área útil de la bandeja portacables (mm²): Es el producto del ancho por el alto interno de la bandeja.
- Llenado máximo de bandeja: 40% del área útil, para permitir disipación térmica y facilitar mantenimiento.
Para más información técnica y tablas completas, consultar el NEC 2023 y la NTC 2050.
Ejemplos del mundo real: Aplicación de la calculadora de llenado de tuberías eléctricas y bandejas portacables
Ejemplo 1: ¿Cuántos conductores THHN #12 caben en una tubería EMT de 1”?
Datos:
- Tipo de tubería: EMT 1”
- Área interna: 491 mm² (ver Tabla 1)
- Tipo de conductor: THHN #12 AWG
- Área de un conductor: 3.31 mm² (ver Tabla 2)
- Número de conductores: 3 o más (aplica 40% de llenado)
Cálculo:
- Área permitida de llenado = 491 mm² × 0.40 = 196.4 mm²
- Número máximo = 196.4 mm² / 3.31 mm² ≈ 59 conductores
Respuesta: Se pueden instalar hasta 59 conductores THHN #12 AWG en una tubería EMT de 1” según NTC 2050 y NEC.
Ejemplo 2: ¿Qué diámetro de tubería PVC necesito para 15 conductores #14 AWG?
Datos:
- Número de conductores: 15
- Tipo de conductor: THHN #14 AWG
- Área de un conductor: 3.31 mm²
- Área total de conductores: 15 × 3.31 = 49.65 mm²
- Tipo de tubería: PVC
- Porcentaje de llenado: 40% (más de 3 conductores)
Cálculo:
- Área mínima requerida = 49.65 mm² / 0.40 = 124.13 mm²
- Buscar en la tabla de PVC el diámetro con área interna ≥ 124.13 mm²:
- PVC 1/2” = 136 mm² (cumple)
Respuesta: Una tubería PVC de 1/2” es suficiente para 15 conductores #14 AWG, cumpliendo la NTC 2050 y NEC.
Ejemplo 3: Llenado de una bandeja portacables de 100 mm x 50 mm con cables #8 AWG
Datos:
- Ancho de bandeja: 100 mm
- Alto de bandeja: 50 mm
- Área útil: 100 × 50 = 5,000 mm²
- Llenado máximo: 5,000 × 0.40 = 2,000 mm²
- Área de un cable #8 AWG: 8.37 mm²
Cálculo:
- Número máximo de cables = 2,000 mm² / 8.37 mm² ≈ 239 cables
Respuesta: Se pueden instalar hasta 239 cables #8 AWG en una bandeja de 100 mm x 50 mm, según NTC 2050 y NEC.
Ejemplo 4: Porcentaje de llenado en una tubería EMT de 3/4” con 10 cables #10 AWG
Datos:
- Tubería EMT 3/4” (área interna: 304 mm²)
- 10 conductores #10 AWG (área de un conductor: 5.26 mm²)
- Área total de conductores: 10 × 5.26 = 52.6 mm²
Cálculo:
- Porcentaje de llenado = (52.6 / 304) × 100 ≈ 17.3%
Respuesta: El porcentaje de llenado es 17.3%, dentro del límite permitido por NTC 2050 y NEC.
Recomendaciones y mejores prácticas
- Siempre consultar las tablas actualizadas del fabricante y la normativa vigente (NEC, NTC 2050).
- Considerar el tipo de aislamiento del conductor, ya que afecta el área ocupada.
- No exceder los porcentajes de llenado para evitar sobrecalentamiento y facilitar el mantenimiento.
- En instalaciones industriales, prever espacio adicional para futuras ampliaciones.
- Utilizar herramientas y calculadoras digitales para agilizar el proceso y minimizar errores.
Para profundizar en el tema, se recomienda revisar el NEC 2023 y la NTC 2050, así como consultar software especializado y calculadoras en línea.
Referencias y enlaces de interés
- NFPA 70: National Electrical Code (NEC)
- NTC 2050: Norma Técnica Colombiana
- Tablas de llenado de tuberías eléctricas (Copper Development Association)
- Eaton: Conduit Fill Chart
El correcto cálculo de llenado de tuberías eléctricas y bandejas portacables es esencial para la seguridad, eficiencia y cumplimiento normativo en instalaciones eléctricas modernas.