La protección adecuada en tableros eléctricos es vital para la seguridad y continuidad operativa de cualquier instalación. Calcular correctamente las protecciones según NEC y NTC 2050 previene riesgos eléctricos y optimiza la eficiencia.
Este artículo te guiará paso a paso en el cálculo de protecciones en tableros eléctricos, abordando normativas, fórmulas, tablas y ejemplos prácticos. Descubre cómo seleccionar y dimensionar protecciones cumpliendo NEC y NTC 2050.
Calculadora con inteligencia artificial (IA) – Calculadora de protecciones en tableros eléctricos – NEC, NTC 2050
- ¡Hola! ¿En qué cálculo, conversión o pregunta puedo ayudarte?
- ¿Qué protección debo usar para un motor trifásico de 15 HP, 220V, según NTC 2050?
- Calcular el interruptor termomagnético para un tablero con carga total de 40A, 120/240V, NEC.
- ¿Qué calibre de fusible necesito para un circuito de iluminación de 20A, 127V, NTC 2050?
- Dimensionar protección para alimentador de 60A, 480V, considerando factor de corrección por temperatura.
Tablas de valores comunes para la Calculadora de protecciones en tableros eléctricos – NEC, NTC 2050
| Tipo de Carga | Tensión (V) | Corriente Nominal (A) | Protección Recomendada (A) | Calibre de Conductor (AWG) | Tipo de Protección | Norma Aplicable |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Iluminación | 120 | 15 | 20 | 12 | Interruptor termomagnético | NEC 210.20, NTC 2050-4.3.2 |
| Tomacorrientes | 120 | 20 | 20 | 12 | Interruptor termomagnético | NEC 210.21, NTC 2050-4.3.2 |
| Motor 5 HP | 220 | 15.2 | 25 | 10 | Fusible tipo D | NEC 430.52, NTC 2050-4.3.2 |
| Motor 10 HP | 220 | 28 | 40 | 8 | Fusible tipo D | NEC 430.52, NTC 2050-4.3.2 |
| Aire acondicionado | 220 | 18 | 25 | 10 | Interruptor termomagnético | NEC 440.22, NTC 2050-4.3.2 |
| Alimentador general | 240 | 60 | 70 | 6 | Interruptor termomagnético | NEC 240.6, NTC 2050-4.3.2 |
| Circuito de fuerza | 480 | 100 | 125 | 3 | Interruptor termomagnético | NEC 240.6, NTC 2050-4.3.2 |
| Circuito de alumbrado exterior | 277 | 10 | 15 | 14 | Interruptor termomagnético | NEC 210.20, NTC 2050-4.3.2 |
| Bomba de agua | 220 | 12 | 20 | 12 | Fusible tipo D | NEC 430.52, NTC 2050-4.3.2 |
| Tablero secundario | 208 | 30 | 40 | 8 | Interruptor termomagnético | NEC 240.6, NTC 2050-4.3.2 |
La tabla anterior resume los valores más comunes para la selección de protecciones en tableros eléctricos, considerando tanto la NEC como la NTC 2050. Estos valores son orientativos y deben ajustarse según condiciones específicas de cada proyecto.
Fórmulas para la Calculadora de protecciones en tableros eléctricos – NEC, NTC 2050
El cálculo de protecciones en tableros eléctricos requiere la aplicación de fórmulas específicas, ajustadas a la normativa vigente. A continuación, se presentan las fórmulas principales, su explicación y los valores típicos de cada variable.
Corriente (A) = Potencia (W) / (Tensión (V) × √3 × FP) [Para sistemas trifásicos]
Corriente (A) = Potencia (W) / (Tensión (V) × FP) [Para sistemas monofásicos]
- Potencia (W): Potencia total de la carga conectada.
- Tensión (V): Voltaje de operación del circuito (120V, 220V, 480V, etc.).
- FP: Factor de potencia (típicamente 0.8 para motores, 1 para resistencias).
Protección (A) = Corriente nominal × Factor de protección
- Factor de protección: Según NEC 430.52 y NTC 2050-4.3.2, varía según tipo de carga:
- Motores: 125% de la corriente nominal (puede llegar hasta 250% para arranque pesado).
- Iluminación y tomacorrientes: 125% para cargas continuas, 100% para cargas no continuas.
Calibre conductor (A) = Corriente nominal × Factor de corrección por temperatura × Factor de agrupamiento
- Factor de corrección por temperatura: Según tablas de la NEC/NTC 2050 (por ejemplo, 0.91 para 30°C, 0.82 para 40°C).
- Factor de agrupamiento: Depende del número de conductores en el ducto (por ejemplo, 0.8 para 4-6 conductores).
Interruptor (A) = Corriente de carga × 1.25 [Para cargas continuas]
- El valor se redondea al calibre comercial inmediato superior.
Fusible (A) = Corriente de placa × Factor de fusible
- Factor de fusible: 175% para fusibles tipo D, 150% para fusibles tipo K (según NEC 430.52).
Estas fórmulas permiten dimensionar correctamente las protecciones, garantizando la seguridad y el cumplimiento normativo.
Explicación detallada de variables y valores comunes
- Potencia (W): Suma de todas las cargas conectadas al circuito. Ejemplo: 10 lámparas de 60W = 600W.
- Tensión (V): Depende del sistema eléctrico: 120V, 220V, 240V, 277V, 480V, etc.
- Factor de potencia (FP): Motores: 0.8; iluminación: 1; cargas electrónicas: 0.9-1.
- Corriente nominal (A): Resultado del cálculo de la carga total.
- Factor de protección: 1.25 para cargas continuas, 1.0 para cargas no continuas.
- Factor de corrección por temperatura: Según tablas NEC/NTC 2050, varía con la temperatura ambiente.
- Factor de agrupamiento: Depende del número de conductores en el ducto.
- Calibre de conductor (AWG): Según la corriente y condiciones de instalación.
- Tipo de protección: Interruptor termomagnético, fusible tipo D, fusible tipo K, etc.
Ejemplos del mundo real: Aplicación de la Calculadora de protecciones en tableros eléctricos – NEC, NTC 2050
Ejemplo 1: Selección de protección para un motor trifásico de 15 HP, 220V
Supongamos que se debe instalar un motor trifásico de 15 HP, 220V, factor de potencia 0.8, eficiencia 90%. Se requiere calcular la protección adecuada según NEC y NTC 2050.
- Paso 1: Calcular la corriente nominal del motor
Corriente (A) = 11,190 / (220 × √3 × 0.8 × 0.9) = 11,190 / (220 × 1.732 × 0.8 × 0.9) ≈ 11,190 / 274.6 ≈ 40.76 A
- Paso 2: Seleccionar la protección (fusible/interrruptor)
Se selecciona el calibre comercial inmediato superior: Interruptor termomagnético de 60A
- Paso 3: Seleccionar el calibre del conductor
Calibre conductor = 40.76 × 1 = 40.76 A
Según tabla NEC/NTC 2050, se selecciona AWG 8 (capacidad 55A).
- Paso 4: Seleccionar el tipo de protección
Resultado: Para un motor de 15 HP, 220V, se recomienda un interruptor termomagnético de 60A, conductor AWG 8 y fusible tipo D.
Ejemplo 2: Dimensionamiento de protección para un alimentador general de 60A, 480V
Se requiere dimensionar la protección para un alimentador general de 60A, 480V, con temperatura ambiente de 40°C y 6 conductores en el ducto.
- Paso 1: Calcular el factor de corrección por temperatura
- Paso 2: Calcular el factor de agrupamiento
- Paso 3: Calcular la capacidad mínima del conductor
Según tabla NEC/NTC 2050, se selecciona AWG 3 (capacidad 100A).
- Paso 4: Seleccionar la protección
Se selecciona el calibre comercial inmediato superior: Interruptor termomagnético de 80A
Resultado: Para un alimentador de 60A, 480V, con 6 conductores y 40°C, se recomienda conductor AWG 3 y protección de 80A.
Recomendaciones adicionales y enlaces de interés
- Verifica siempre las tablas de la NEC (NFPA 70) y la NTC 2050 para valores actualizados.
- Considera factores ambientales y de agrupamiento en todos los cálculos.
- Utiliza siempre protecciones certificadas y de calidad reconocida.
- Consulta a un ingeniero electricista certificado para instalaciones críticas o de gran escala.
La correcta selección y cálculo de protecciones en tableros eléctricos, conforme a NEC y NTC 2050, es esencial para la seguridad, eficiencia y cumplimiento normativo en cualquier proyecto eléctrico.