Herramienta técnica para convertir temperaturas y dimensionar derating de cables con precisión normativa electrotécnica industrial.
Incluye fórmulas, tablas, ejemplos y referencias normativas para cálculo seguro y auditoría técnica internacional reconocida.Calculadora de conversión de temperatura °C/°F y derating térmico de cables (capacidad de corriente corregida)
Fundamentos de conversión de temperatura
La conversión entre Celsius (°C) y Fahrenheit (°F) es necesaria al consultar tablas y normas internacionales. La relación matemática estándar se expresa mediante fórmulas aritméticas simples que permiten interoperabilidad entre fuentes técnicas y fabricantes.
Fórmulas básicas de conversión
Para convertir grados Celsius a Fahrenheit se usa:
Para convertir grados Fahrenheit a Celsius se usa:
Explicación de variables y valores típicos
- C: temperatura en grados Celsius (°C).
- F: temperatura en grados Fahrenheit (°F).
- Valores típicos: 0 °C = 32 °F; 20 °C ≈ 68 °F; 40 °C ≈ 104 °F.
| Temperatura (°C) | Temperatura (°F) |
|---|---|
| -40 | -40 |
| -20 | -4 |
| 0 | 32 |
| 10 | 50 |
| 20 | 68 |
| 25 | 77 |
| 30 | 86 |
| 35 | 95 |
| 40 | 104 |
| 45 | 113 |
| 50 | 122 |
| 60 | 140 |
| 75 | 167 |
| 90 | 194 |
Derating de cables: conceptos y factores principales
El derating (reducción de la capacidad de conducción de corriente) se aplica cuando las condiciones del entorno o la instalación aumentan la temperatura del conductor o afectan su disipación térmica. Los factores más comunes incluyen temperatura ambiente, número de conductores en contacto, tipo de aislamiento, agrupamiento en bandejas o conductos, y presencia de cargas armónicas o cargas continuas.
Factores que afectan la ampacidad
- Temperatura ambiente por encima del valor base de la tabla del fabricante.
- Número de conductores en un mismo conducto o bandeja (factor de agrupamiento).
- Tipo de aislamiento y su máxima temperatura admisible (p. ej. 60 °C, 75 °C, 90 °C).
- Condiciones de enterramiento o en aire libre que modifican la disipación térmica.
- Conexiones y termoconductividad en terminales; a veces se limita a la temperatura de los terminales.
Ecuación general de ajuste
En la práctica se aplica la siguiente relación para obtener la corriente permitida:
Definición de variables
- I_permitida: corriente máxima admisible en las condiciones reales (A).
- I_tabulada: ampacidad del conductor según tabla del fabricante o norma, en condiciones de referencia (A).
- k_temp: factor de corrección por temperatura ambiente (adimensional).
- k_group: factor por agrupamiento o número de conductores (adimensional).
- k_misc: otros factores (p. ej. profundidad de enterramiento, aislamiento térmico cercano, armonías) (adimensional).
Tablas de referencia y valores típicos
Las tablas que siguen son orientativas: siempre verifique las tablas oficiales del fabricante y las normas técnicas vigentes (por ejemplo NFPA 70/NEC, IEC 60287, IEC 60364).
| Temperatura ambiente (°C) | k_temp (60 °C aislamiento) - orientativo | k_temp (75 °C aislamiento) - orientativo | k_temp (90 °C aislamiento) - orientativo |
|---|---|---|---|
| 20 | 1.10 | 1.06 | 1.02 |
| 25 | 1.04 | 1.02 | 1.00 |
| 30 | 1.00 | 1.00 | 1.00 |
| 35 | 0.96 | 0.98 | 1.00 |
| 40 | 0.91 | 0.94 | 0.99 |
| 45 | 0.82 | 0.88 | 0.97 |
| 50 | 0.71 | 0.75 | 0.94 |
| 55 | 0.58 | 0.67 | 0.90 |
| 60 | 0.41 | 0.58 | 0.87 |
Nota: los valores anteriores son orientativos para cálculos preliminares. Consulte la tabla oficial del fabricante o la norma aplicable para valores exactos y la temperatura base usada en la tabla de ampacidades.
| Número de conductores (solo portadores de corriente) | k_group (factor de agrupamiento) - orientativo |
|---|---|
| 1 a 3 | 1.00 |
| 4 a 6 | 0.80 |
| 7 a 9 | 0.70 |
| 10 a 20 | 0.50 |
| 21 a 30 | 0.45 |
| 31 a 40 | 0.35 |
| 41 a 50 | 0.30 |
Estos factores de agrupamiento son comunes en prácticas de ingeniería pero pueden variar según norma y aplicación. En circuitos de potencia trifásica es habitual considerar los conductores de fase como conductores portadores de corriente; el neutro puede o no ser considerado según su carga.
Formulación matemática y pasos de cálculo
Proceso paso a paso
- Identificar I_tabulada: ampacidad nominal según tabla del fabricante para la sección e aislamiento seleccionados (a temperatura de referencia).
- Determinar temperatura ambiente real y convertirla si es necesario: aplicar C a F con F = (C * 9 / 5) + 32.
- Obtener k_temp correspondiente a la temperatura ambiente y a la clasificación térmica del aislamiento.
- Contabilizar número de conductores y obtener k_group.
- Considerar otros factores k_misc (enterramiento, aislamiento térmico, cargas continuas, armónicos).
- Calcular I_permitida = I_tabulada * k_temp * k_group * k_misc.
- Seleccionar la sección de conductor cuyo I_tabulada (sin correcciones) sea mayor o igual a I_permitida / (k_temp * k_group * k_misc) adecuada, considerando también criterios de caída de tensión y protección.
Ejemplo de expresión numérica
Ejemplos reales y desarrollo completo
Ejemplo 1: derivación para circuito monofásico en local industrial
Planteamiento: Tener una carga continua de 85 A en un circuito monofásico. Cable seleccionado inicialmente con ampacidad tabulada I_tabulada = 125 A (según fabricante para aislamiento 75 °C y referencia 30 °C). Instalación con tres conductores portadores de corriente en un conducto (fase, neutro y conductor de protección no considerado portador). Temperatura ambiente real = 40 °C. No existen otros factores especiales (k_misc = 1).
Paso 1 — convertir temperatura si se requiere (verificación):
F = (40 * 9 / 5) + 32 = (360 / 5) + 32 = 72 + 32 = 104 °F
Paso 2 — seleccionar k_temp (para aislamiento 75 °C, valor orientativo a 40 °C): k_temp = 0.94 (tabla orientativa).
Paso 3 — número de conductores: 3 conductores portadores → k_group = 1.00 (ningún ajuste si hay 3 o menos).
Paso 4 — calcular I_permitida:
Interpretación: Con estas condiciones el cable mantiene una capacidad de 117.5 A, superior a la carga continua de 85 A. Por tanto, el conductor es adecuado desde la perspectiva térmica. Se recomienda revisar caída de tensión y la capacidad térmica de los terminales (límites de temperatura del equipo/terminación).
Ejemplo 2: alimentación trifásica en bandeja con agrupamiento
Planteamiento: Alimentación trifásica que suministra un motor con corriente nominal de 95 A por fase (carga continua parcial). Se propone un conductor con I_tabulada = 150 A (según tabla del fabricante, aislamiento 90 °C, referencia 30 °C). Instalación: 8 conductores portadores en la misma bandeja (6 fases + 2 neutros de otros circuitos), temperatura ambiente estimada 45 °C. Se considera que los terminales están calificables a 75 °C (por lo que la selección final debe considerar tabla 75 °C para termoconexiones). k_misc = 1.0.
Paso 1 — convertir temperatura: C = 45 °C → F = (45 * 9 / 5) + 32 = (405 / 5) + 32 = 81 + 32 = 113 °F
Paso 2 — elegir k_temp: para aislamiento 90 °C a 45 °C usamos k_temp orientativo = 0.97 (ver tabla orientativa).
Paso 3 — determinar k_group por 8 conductores (tabla orientativa 7–9 → k_group = 0.70).
Paso 4 — calcular I_permitida:
Interpretación intermedia: La corriente permitida con estas condiciones es 101.85 A, mayor que la corriente necesaria de 95 A. Sin embargo, la consideración de terminales calificados a 75 °C obliga a verificar la ampacidad tabulada según la columna 75 °C de la tabla del fabricante o norma. Si la ampacidad tabulada de la sección seleccionada en la columna 75 °C no alcanza la magnitud necesaria tras los factores, podría ser necesario aumentar sección o usar conductores con mayor clasificación térmica en las conexiones.
Verificación adicional: si la tabla del fabricante indica que la ampacidad a 75 °C de ese conductor es 135 A en vez de 150 A (valor a 90 °C), la fórmula se recalcula con I_tabulada = 135 A:
En ese caso la I_permitida_75 = 91.63 A sería inferior a la carga de 95 A, por lo que la sección propuesta no sería adecuada. Se debe aumentar sección o usar una alternativa cuya ampacidad en la columna 75 °C permita superar la corriente requerida después de aplicar factores.
Buenas prácticas de cálculo y verificación
- Siempre usar la columna de la tabla del fabricante o norma que corresponda a la menor temperatura admisible del sistema (p. ej. si las conexiones sólo están calificadas para 75 °C, usar la columna 75 °C).
- Considerar cargas continuas: para cargas que exceden el 100% por largos períodos, aplicar factores adicionales o exigir margen de seguridad según norma.
- Documentar todas las fuentes de datos: ficha técnica del conductor, condiciones ambientales, número de conductores, y cálculo de caída de tensión.
- Verificar capacidades térmicas de canalizaciones, bandejas y envolventes; el calor acumulado puede incrementar temperatura efectiva.
- Aplicar criterios de protección: la protección (interruptor, fusible) debe coordinarse con la ampacidad final y las condiciones de arranque o sobrecorriente.
Referencias normativas y enlaces de autoridad
- NFPA 70: National Electrical Code (NEC). Ver información y compra de normas en: https://www.nfpa.org/
- IEC 60287: Electrical cable calculation of current ratings (procedimientos de cálculo de capacidad térmica). Información en: https://www.iec.ch/
- IEC 60364: Instalaciones eléctricas de baja tensión — Guías y requisitos de diseño: https://www.iec.ch/
- IEEE Std. 835: Guidelines for Energy and Power Calculations (consultar en IEEE Xplore): https://www.ieee.org/
- Manuales de fabricantes (ej.: Prysmian, Nexans, Southwire) para tablas de ampacidad y factores específicos: consulte las hojas técnicas del fabricante correspondiente.
Consejos para implementación de una calculadora técnica
- Entrada rigurosa de datos: temperatura ambiente en °C, número de conductores portadores, tipo de aislamiento, I_tabulada seleccionada y columna de temperatura aplicable.
- Cálculo automático de conversión de unidades usando las fórmulas F = (C * 9 / 5) + 32 y C = (F - 32) * 5 / 9 para interoperabilidad con tablas en °F.
- Incluir tablas actualizables y referencia a la fuente (norma o ficha técnica) para k_temp y k_group.
- Mostrar advertencias cuando las terminales o equipos limiten la temperatura máxima admisible del conductor.
- Registrar y exportar los resultados con trazabilidad (datos de entrada, tablas usadas, valores intermedios y resultado final).
Verificación y auditoría técnica
Para auditorías y certificación, adjunte copia de las tablas oficiales consultadas, hojas técnicas del conductor, condiciones reales medidas en sitio (termografías, medidas de temperatura ambiente) y cálculos paso a paso. Documente cualquier suposición y el margen de seguridad aplicado.
Resumen operativo (lista rápida)
- Convierte temperatura si la tabla está en otra unidad: F = (C * 9 / 5) + 32.
- Identifica la columna de tabla acorde a la temperatura límite de las conexiones.
- Aplica k_temp, k_group y k_misc a I_tabulada.
- Verifica que I_permitida ≥ carga máxima prevista; en caso contrario, aumenta sección o mejora condiciones.
- Verifica caída de tensión y protección asociada.
Fuentes y enlaces adicionales
- NFPA — National Fire Protection Association: https://www.nfpa.org/
- IEC — International Electrotechnical Commission: https://www.iec.ch/
- IEEE — Institute of Electrical and Electronics Engineers: https://www.ieee.org/
- Prysmian Group — Hojas técnicas de cables y tablas de ampacidad (consultar sitio oficial del fabricante).
- Nexans — Documentación técnica y tablas (sitio oficial).
Nota final: este artículo ofrece procedimientos, fórmulas y ejemplos técnicos orientativos. Para proyectos ejecutivos y cumplimiento normativo, siga las tablas oficiales de la norma aplicable y las hojas técnicas del fabricante; consulte a un ingeniero colegiado si corresponde.