La protección eléctrica en sistemas críticos y de emergencia es vital para la seguridad y continuidad operativa. Calcular correctamente la protección según NEC y NTC 2050 evita fallas catastróficas y sanciones regulatorias.
Este artículo explica cómo dimensionar y seleccionar protecciones para sistemas críticos y de emergencia, usando fórmulas, tablas y ejemplos reales. Encontrarás herramientas, normativas y casos prácticos para una implementación segura y eficiente.
Calculadora con inteligencia artificial (IA) Calculadora de protección para sistemas críticos y de emergencia – NEC, NTC 2050
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- Calcular el interruptor adecuado para un sistema de emergencia de 50 kVA, 220 V, factor de demanda 0.8.
- Determinar el calibre de conductor y protección para una UPS de 30 kW, 480 V trifásica.
- Seleccionar protección para un sistema de alumbrado de emergencia de 10 kW, 120 V, 1 fase.
- Dimensionar protección para un generador de 100 kVA, 208 V, con factor de corrección de temperatura.
Tabla de valores comunes para la Calculadora de protección para sistemas críticos y de emergencia – NEC, NTC 2050
| Tipo de Sistema | Tensión Nominal (V) | Potencia (kW/kVA) | Corriente Nominal (A) | Factor de Demanda | Calibre de Conductor (AWG) | Capacidad de Interruptor (A) | Tipo de Protección | Norma Aplicable |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Alumbrado de emergencia | 120 | 5 | 41.7 | 1.0 | 8 | 50 | Termomagnético | NEC 700.16, NTC 2050-700 |
| UPS crítica | 220 | 20 | 90.9 | 0.8 | 3 | 100 | Termomagnético | NEC 701.27, NTC 2050-701 |
| Generador emergencia | 208 | 100 | 277.4 | 1.0 | 250 kcmil | 300 | Termomagnético/Disyuntor | NEC 700.5, NTC 2050-700 |
| Motor bomba incendio | 480 | 30 | 36.1 | 1.25 | 8 | 50 | Fusible tipo RK5 | NEC 695.4, NTC 2050-695 |
| Ascensor emergencia | 220 | 15 | 68.2 | 1.25 | 6 | 80 | Termomagnético | NEC 620.62, NTC 2050-620 |
| Iluminación crítica | 277 | 10 | 36.1 | 1.0 | 10 | 40 | Termomagnético | NEC 700.16, NTC 2050-700 |
| Centro de datos | 480 | 50 | 60.1 | 0.9 | 4 | 70 | Termomagnético | NEC 645.27, NTC 2050-645 |
| Alarma contra incendio | 120 | 2 | 16.7 | 1.0 | 14 | 20 | Termomagnético | NEC 760.41, NTC 2050-760 |
| Ventilación emergencia | 220 | 7.5 | 34.1 | 1.25 | 10 | 40 | Termomagnético | NEC 700.16, NTC 2050-700 |
| Puerta automática | 120 | 1 | 8.3 | 1.0 | 16 | 15 | Termomagnético | NEC 700.16, NTC 2050-700 |
Fórmulas para la Calculadora de protección para sistemas críticos y de emergencia – NEC, NTC 2050
El cálculo de la protección eléctrica para sistemas críticos y de emergencia requiere aplicar fórmulas específicas, considerando la normativa NEC y NTC 2050. A continuación, se presentan las fórmulas principales y la explicación detallada de cada variable.
1. Cálculo de la Corriente Nominal (I)
I = P / (V × FP)
- I: Corriente nominal (A)
- P: Potencia (W o VA)
- V: Tensión nominal (V)
- FP: Factor de potencia (típico: 0.8 a 1.0)
I = P / (√3 × V × FP)
- √3: Raíz cuadrada de 3 (aprox. 1.732)
- Las demás variables igual que arriba.
2. Cálculo del Calibre del Conductor
- S: Sección del conductor (mm² o AWG)
- I: Corriente nominal (A)
- L: Longitud del circuito (m)
- K: Constante de material (cobre: 56, aluminio: 36)
- Vd: Caída de tensión permitida (V)
Valores comunes de caída de tensión permitida: 3% para circuitos críticos según NEC 210.19(A)(1).
3. Cálculo de la Capacidad de Protección (Interruptor/Fusible)
- Iprotección: Capacidad nominal del interruptor/fusible (A)
- I: Corriente calculada (A)
- Fservicio: Factor de servicio (típico: 1.25 para motores, 1.0 para cargas generales)
Según NEC 430.52 y NTC 2050, para motores críticos se usa 125% de la corriente nominal.
4. Factor de Demanda
- Itotal: Corriente total del sistema (A)
- Icarga: Corriente de cada carga (A)
- Fdemanda: Factor de demanda (típico: 0.8 a 1.0 según tipo de carga y NEC Art. 220)
5. Corrección por Temperatura y Agrupamiento
- Iajustada: Corriente ajustada (A)
- Ftemperatura: Factor de corrección por temperatura (ver tabla NEC 310.15(B)(2)(a))
- Fagrupamiento: Factor de corrección por agrupamiento (ver tabla NEC 310.15(B)(3)(a))
Valores comunes: Ftemperatura = 0.91 a 1.0; Fagrupamiento = 0.8 a 1.0.
Ejemplos del mundo real de la Calculadora de protección para sistemas críticos y de emergencia – NEC, NTC 2050
Ejemplo 1: Protección para un sistema de alumbrado de emergencia
Suponga un sistema de alumbrado de emergencia de 10 kW, 120 V monofásico, factor de potencia 0.9, longitud de circuito 50 m, temperatura ambiente 40°C, y factor de demanda 1.0.
- Paso 1: Calcular la corriente nominal
- Paso 2: Calcular el calibre del conductor
Suponga caída de tensión permitida de 3% (3.6 V), K para cobre = 56.
- Paso 3: Corrección por temperatura
A 40°C, Ftemperatura = 0.91 (según tabla NEC 310.15(B)(2)(a)).
- Paso 4: Selección de protección
Para alumbrado de emergencia, Fservicio = 1.0.
- Paso 5: Verificación normativa
Cumple NEC 700.16 y NTC 2050-700 para alumbrado de emergencia.
Ejemplo 2: Protección para un generador de emergencia trifásico
Un generador de emergencia de 100 kVA, 208 V trifásico, factor de potencia 0.8, factor de demanda 1.0, temperatura ambiente 30°C, longitud de circuito 30 m.
- Paso 1: Calcular la corriente nominal
- Paso 2: Calcular el calibre del conductor
Caída de tensión permitida: 3% (6.24 V), K para cobre = 56.
- Paso 3: Selección de protección
Para generadores, Fservicio = 1.0.
- Paso 4: Verificación normativa
Cumple NEC 700.5 y NTC 2050-700 para generadores de emergencia.
Consideraciones adicionales y mejores prácticas
- Verificar siempre la selectividad y coordinación de protecciones para evitar desconexiones innecesarias.
- Utilizar conductores certificados y protecciones con marcado UL o IEC.
- Revisar periódicamente la normativa vigente (NEC, NTC 2050) y actualizaciones técnicas.
- Documentar todos los cálculos y resultados para auditorías y mantenimientos futuros.
- Consultar tablas de factores de corrección por temperatura y agrupamiento en la última edición de la NEC.
Para más información técnica y normativa, consulta los siguientes recursos de autoridad:
- NFPA 70: National Electrical Code (NEC)
- NTC 2050: Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas
- UL (Underwriters Laboratories)
La correcta aplicación de la Calculadora de protección para sistemas críticos y de emergencia – NEC, NTC 2050 garantiza seguridad, cumplimiento y continuidad operativa en instalaciones críticas.