Calculadora de área ocupada por cable para bandejas rápida

Esta guía técnica explica el cálculo del área ocupada por cables en bandejas con precisión.

Incluye fórmulas, tablas normativas, ejemplos resueltos y recomendaciones para selección segura y eficiente de proyecto.

Calculadora rápida de área ocupada por cables en bandejas y porcentaje de llenado

Ancho útil de la bandeja (mm)

Altura útil de la bandeja (mm)

Cantidad de cables grupo 1 (unid)

Diámetro exterior cable grupo 1 (mm)

Cantidad de cables grupo 2 (unid)

Diámetro exterior cable grupo 2 (mm)

Cantidad de cables grupo 3 (unid)

Diámetro exterior cable grupo 3 (mm)

Opciones avanzadas

Tipo de bandeja Bandeja perforadaEscalerillaBandeja tipo mallaBandeja cerrada

Factor máximo de ocupación (%) 40 % (potencia típica)50 %60 %70 %Personalizado

Factor de ocupación a verificar (%)

Reserva futura considerada (%)

Puede cargar una foto de una placa de datos o de un diagrama para sugerir valores aproximados de bandeja y cables.

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Fórmulas utilizadas

1. Área de un cable (mm²)

Área cable = π × (d_ext)² / 4
donde d_ext es el diámetro exterior del cable en milímetros, incluyendo aislamiento y cubierta.

2. Área ocupada por un grupo de cables (mm²)

Área grupo i = cantidad_cables_i × Área cable_i

3. Área total ocupada por cables (mm²)

Área total cables = suma de áreas de todos los grupos considerados

4. Área útil de la bandeja (mm²)

Área bandeja útil = ancho útil bandeja (mm) × altura útil bandeja (mm)

5. Porcentaje de ocupación de la bandeja (%)

Ocupación (%) = (Área total cables / Área bandeja útil) × 100

6. Ocupación considerando reserva futura (%)

Ocupación con reserva (%) = Ocupación (%) × (1 + reserva_futura / 100)

Tipo de bandeja	Aplicación típica	Factor de ocupación recomendado (%)
Bandeja perforada	Cables de potencia y control en recorridos horizontales	30 - 40
Escalerilla	Grandes calibres de potencia y alimentación principal	30 - 40
Bandeja tipo malla	Cables de datos, control y baja potencia	40 - 50
Bandeja cerrada	Recorridos con exigencia de protección mecánica o ambiental	30 - 35

Preguntas frecuentes técnicas

¿Qué diámetro de cable debo ingresar, nominal o máximo?

Se recomienda utilizar el diámetro exterior máximo indicado por el fabricante del cable, incluyendo todas las cubiertas. Si solo se dispone del diámetro nominal, conviene considerar un pequeño margen adicional.

¿Por qué el factor máximo de ocupación suele ser 40 %?

Factores de llenado cercanos al 40 % permiten una adecuada disipación térmica, espacio para manipulación y capacidad de ampliación futura, en línea con criterios de normas como la IEC 61537 y recomendaciones de fabricantes.

¿Qué hago si la ocupación calculada supera el límite seleccionado?

Si la ocupación excede el factor máximo, se recomienda aumentar el ancho o la altura de la bandeja, redistribuir los circuitos en varias bandejas o utilizar trayectos alternativos para reducir la densidad de cables.

¿Debo considerar reserva futura en todos los proyectos?

En proyectos industriales y de edificios complejos es buena práctica prever una reserva futura del 10 % al 30 % para ampliaciones. En instalaciones pequeñas o muy definidas puede emplearse una reserva reducida o nula, según criterio de ingeniería.

Fundamento técnico del cálculo de área ocupada por cable

El dimensionamiento de bandejas de cables se basa en la comparación entre el área disponible en la bandeja y el área ocupada por los cables. La metodología correcta requiere:

• Conocer el diámetro exterior (D) de cada tipo de cable (mm).
• Calcular el área efectiva de la sección transversal de cada cable asumiendo forma circular.
• Sumar las áreas de todos los cables para obtener el área ocupada total.
• Comparar el área ocupada con el área interna útil de la bandeja y aplicar factor de llenado recomendable.

Fórmulas básicas y explicación de variables

Área de un cable (A_cable) = π × (D / 2)²

Área total ocupada (A_total) = Σ (n_i × A_cable,i)

Definición de variables

• D: diámetro exterior del cable en milímetros (mm). Valor típico según folleto del fabricante o tablas normalizadas.
• A_cable: área de la sección transversal del cable en mm² calculada por la fórmula anterior.
• n_i: número de cables del tipo i.
• A_total: suma de las áreas individuales de todos los cables (mm²).
• A_tray: área interna útil de la bandeja (mm²), producto del ancho interno por la profundidad interna disponible para cables.
• % llenado: relación entre el área ocupada y el área de la bandeja expresada en porcentaje.

Valores típicos para diseño y recomendaciones prácticas

Las prácticas de ingeniería consideran factores adicionales:

1. Factor de espacio para ventilación térmica y disipación: se recomienda dejar disponibilidad de espacio libre; valores típicos de diseño entre 30 % a 60 % de llenado según criticidad y tipo de cable.
2. Separación entre tipos de cables (potencia, control, comunicación) según normativa local y buenas prácticas para evitar interferencias.
3. Capacidad mecánica y manufacturera: respetar recomendaciones y cargas máximas del fabricante de la bandeja.

Nota: las normas como IEC 61537 (Sistemas de bandejas y soportes para cables) y NFPA 70 (NEC) proporcionan criterios para instalación y seguridad. Consulte las secciones pertinentes de dichas normas para requisitos detallados:

• IEC 61537: https://www.iec.ch
• NFPA 70 (NEC): https://www.nfpa.org/
• Normativa europea EN 61537 (equivalente CENELEC).

Tabla de diámetros exteriores y áreas típicas

Procedimiento paso a paso para cálculo rápido

1. Recopilar datos: tipos de cable, cantidades y diámetros externos (D) por ficha técnica.
2. Calcular área por cable con A_cable = π × (D / 2)². Usar D en mm para obtener mm².
3. Multiplicar A_cable por la cantidad n para cada tipo.
4. Sumar todas las áreas para obtener A_total.
5. Calcular el área interna de la bandeja: A_tray = ancho_interno × profundidad_interna (mm × mm = mm²).
6. Calcular % llenado = (A_total / A_tray) × 100.
7. Comparar % llenado con criterio de diseño (ej.: diseño prudente 40 %). Si excede, aumentar ancho o profundidad, reducir número de cables o usar bandejas de mayor capacidad.

Ejemplos reales resueltos

Ejemplo 1: Bandeja para 20 cables 3‑hilos 4 mm²

Datos:

• Tipo de cable: cable multipolar 3 hilos, 4 mm². Diámetro D ≈ 10.0 mm (ver tabla).
• Cantidad: n = 20 cables.
• Selección tentativa de bandeja: ancho interno = 200 mm, profundidad interna disponible = 60 mm (A_tray = 200 × 60 = 12.000 mm²).
• Diseño objetivo: máximo 40 % de llenado para garantizar ventilación y espacio.

Cálculo:

A_cable = π × (D / 2)² = 3.1416 × (10.0 / 2)² = 3.1416 × 5.0² = 78.54 mm²

A_total = n × A_cable = 20 × 78.54 = 1.570,8 mm²

A_tray = 200 mm × 60 mm = 12.000 mm²

Resultado y verificación:

• El % de llenado calculado es 13,09 %, muy por debajo del objetivo del 40 %.
• Conclusión: la bandeja 200 × 60 mm es adecuada para 20 cables 3‑hilos 4 mm² con amplio margen. Se puede admitir mayor cantidad de cables hasta el límite de espacio o de carga mecánica.

Cálculo de capacidad máxima teórica al 40 %:

A_tray_útil_para_cables = A_tray × 0,40 = 12.000 × 0,40 = 4.800 mm²

Nota: valor teórico; verificar limitaciones térmicas y de instalación.

Ejemplo 2: Bandeja para mezcla de cables (instalación industrial)

Datos:

• 10 cables 3‑hilos 16 mm² (D ≈ 15.2 mm, A ≈ 181.49 mm²).
• 4 cables 3‑hilos 35 mm² (D ≈ 20.5 mm, A ≈ 329.79 mm²).
• 12 cables 1.5 mm² unipolares (D ≈ 3.2 mm, A ≈ 8.04 mm²) para señales o control.
• Bandeja propuesta: ancho interno 400 mm, profundidad interna 75 mm (A_tray = 400 × 75 = 30.000 mm²).
• Política de diseño: separación física mínima entre conductores de potencia y control; en este ejemplo, se evalúa ocupación total y luego se recomienda bandeja separada si es necesario.

Cálculos:

A_cable_16 = 181.49 mm² → A_total_16 = 10 × 181.49 = 1.814,9 mm²

A_cable_35 = 329.79 mm² → A_total_35 = 4 × 329.79 = 1.319,16 mm²

A_cable_1.5 = 8.04 mm² → A_total_1.5 = 12 × 8.04 = 96,48 mm²

A_total = 1.814,9 + 1.319,16 + 96,48 = 3.230,54 mm²

Análisis y recomendaciones:

• El porcentaje de llenado es 10,77 %, menor que límites operativos habituales. Desde la perspectiva del espacio, la bandeja es adecuada y permite añadir cables adicionales.
• Sin embargo, por buenas prácticas se recomienda: separar físicamente los cables de potencia (16 y 35 mm²) de los cables de control/señal, o usar divisores internos para reducir interferencias electromagnéticas.
• Verificar la disipación térmica: si los cables de 35 mm² transportan corrientes cercanas a su capacidad nominal de forma continua, evaluar ventilación y temperatura ambiente y consultar método de agrupamiento según normativa (pérdida por agrupamiento de conductores).

Cálculo de capacidad teórica al 50 %:

A_tray_útil = 30.000 × 0,50 = 15.000 mm²

A_disponible_restante = 15.000 − 3.230,54 = 11.769,46 mm²

Se puede estimar cuántos cables 16 mm² adicionales admitiría la bandeja al 50 %:Nota: estos cálculos son geométricos; siempre confirmar limitaciones térmicas y mecánicas.

Verificación térmica y factor de corrección

El llenado geométrico es necesario pero no suficiente. La capacidad de corriente nominal de un conductor se reduce cuando está agrupado con otros conductores o alojado en bandeja con mala ventilación. Para verificaciones térmicas:

• Aplicar correcciones por agrupamiento y altura de la bandeja según la norma aplicable o tablas de fabricante.
• Considerar la temperatura ambiente máxima en la trayectoria y la reducción de corriente admisible descrita en la tabla del fabricante o norma (por ejemplo, IEC 60364 o NEC capítulos relativos a conductores).
• Para proyectos críticos, realizar análisis térmico cuasi‑estacionario o simulación si la potencia y el calor disipado son significativos.

Casos especiales y consideraciones constructivas

• Bandejas perforadas o rejilla: el área útil puede reducirse por la presencia de faldones, bridas o rejas; usar el ancho y profundidad internos netos.
• Curvas y reducciones: en curvas horizontales o verticales, la distribución de cables se concentra; considerar radios mínimos y espacio adicional.
• Sistema mixto: separar circuitos de potencia de comunicaciones mediante divisor intermedio o bandejas separadas para cumplir con EMC y seguridad.
• Fibras ópticas: debido a su pequeño diámetro, ocupan poco espacio pero pueden requerir bandejas específicas o compartimentos para evitar curvaturas y garantizar radio mínimo de curvatura.

Tablas suplementarias: áreas acumuladas y ejemplos de bandejas comerciales

Estas áreas internas son aproximadas; siempre verificar dimensiones internas netas y la reducción por pasadores, separadores u otros accesorios.

Buenas prácticas de ingeniería para proyectos internacionales

• Documentar todas las suposiciones: diámetros utilizados, temperaturas ambiente y porcentaje de llenado de diseño.
• Solicitar fichas técnicas de cables y bandejas a los fabricantes para valores exactos y certificados.
• Aplicar criterios normativos de la jurisdicción del proyecto y coordinar con el departamento de inspección/local para aprobaciones.
• Realizar revisiones de carga y análisis térmico cuando los cables transporten corrientes cercanas o superiores a 50 % de su capacidad nominal de forma continua.
• Considerar el mantenimiento: dejar espacio para futuras ampliaciones y para maniobras de instalación y desmontaje.

Verificación con normativa y fuentes de autoridad

Las siguientes referencias son de consulta obligatoria para proyectos profesionales:

• IEC 61537 – Cable management — Cable tray systems and cable ladder systems: orientaciones técnicas sobre sistemas de bandejas. https://www.iec.ch
• NFPA 70 (National Electrical Code) – Article 392 sobre bandejas para cables (cable trays). https://www.nfpa.org/
• IEC 60364 series – Instalaciones eléctricas de baja tensión; útil para verificaciones de corriente y agrupamiento. https://www.iec.ch
• Documentación técnica de fabricantes de bandejas (p. ej. Legrand, Leister, Cablofil) para capacidades mecánicas y dimensiones internas disponibles.

Checklist para la validación final del dimensionamiento

1. Confirmar diámetros exactos en ficha técnica de cable.
2. Calcular áreas individuales y totalizar con la fórmula indicada.
3. Verificar área interna neta de la bandeja (ancho × profundidad) y revisar accesorios que reduzcan área útil.
4. Comparar % de llenado con criterio de diseño (por ejemplo, 40 % para instalaciones mixtas o 50 % para cargas no críticas) y ajustar.
5. Verificar limitaciones térmicas y aplicar factores de corrección por agrupamiento según norma aplicable.
6. Considerar separación y divisores para EMC y mantenimiento.
7. Registrar resultado y alternativas (bandeja mayor, separadores, múltiples bandejas).

Resumen técnico operativo

El cálculo de área ocupada por cables en bandejas es un proceso determinista que combina datos geométricos (diámetros) con criterios operativos (porcentaje de llenado aceptable y disipación térmica). La fórmula fundamental es la del área circular y la suma de áreas individuales. Con tablas de diámetros característicos y un procedimiento sistemático se obtiene la capacidad requerida y se selecciona la bandeja adecuada. Las verificaciones finales deben incluir la normativa aplicable y las condiciones térmicas del servicio.

Referencias normativas y bibliografía

• IEC 61537:2017 — Cable management — Cable tray systems and cable ladder systems. (https://www.iec.ch)
• NFPA 70, National Electrical Code (NEC). Article 392 — Cable trays. (https://www.nfpa.org/)
• IEC 60364 series — Electrical installations of buildings. (https://www.iec.ch)
• Manuales técnicos de fabricantes: Legrand, Cablofil (Schneider Electric), and others — consulte fichas técnicas de producto para dimensiones reales.
• Guías de buenas prácticas en ingeniería eléctrica y gestión de cables en proyectos industriales y de infraestructuras.

Si desea, puedo:

• Preparar una hoja de cálculo automatizada con estas fórmulas para introducir cantidades y obtener recomendaciones de bandeja.
• Realizar el cálculo para un listado específico de cables y bandejas que usted proporcione (fichas técnicas incluidas).