Guía técnica precisa para calcular cargas, demandas y potencias en cocinas y electrodomésticos residenciales comerciales.
Normativa, tablas y ejemplos prácticos para dimensionamiento eléctrico conforme a estándares internacionales aplicables vigentes globales.Calculadora de carga demandada y corriente para cocinas eléctricas y electrodomésticos fijos
Marco normativo aplicable y principios de cálculo
El dimensionamiento de las instalaciones eléctricas que alimentan cocinas y electrodomésticos debe basarse en normas nacionales e internacionales que definen metodología, factores de demanda y criterios de protección. Entre las referencias más utilizadas figuran la serie IEC 60364 (instalaciones eléctricas de baja tensión), la normativa NEC (NFPA 70) para Estados Unidos, y las reglamentaciones nacionales como UNE/HD 60364 o BS 7671 (Reglamento de Instalaciones Eléctricas en el Reino Unido). Además, la Directiva de Baja Tensión (2014/35/UE) y guías de fabricantes son determinantes para cargas específicas.
Los cálculos combinan potencias nominales de aparatos, factores de simultaneidad (diversity factors) y correcciones por factor de potencia y tensión. Se emplean fórmulas básicas de potencia activa, aparente e intensidad en sistemas monofásicos y trifásicos, aplicando criterios de protección diferencial, selectividad y caída de tensión aceptable.
Principios eléctricos y fórmulas esenciales
Potencia activa, aparente y factor de potencia
Para cargas resistivas y mixtas se usan las ecuaciones fundamentales:
- P: potencia activa (watts, W o kilowatts, kW).
- S: potencia aparente (voltamperios, VA o kVA).
- I: intensidad eléctrica (amperios, A).
- V: tensión entre fases o fase-neutro según el sistema (V).
- cos φ: factor de potencia (típico 0,95–1,0 para resistivo; 0,7–0,9 para cargas con motor).
Sistemas trifásicos — relación entre potencia e intensidad
En instalaciones industriales o comerciales trifásicas se aplica:
- V_L: tensión entre líneas (por ejemplo 400 V en sistemas europeos trifásicos).
- √3: raíz de tres (aprox. 1,732).
Cálculo de demanda y factores de diversidad
El cálculo de la carga demandada considera la suma de potencias individuales ponderada por factores de simultaneidad (kD):
- kD: factor de diversidad o simultaneidad (entre 0 y 1).
- ΣP_individual: suma de las potencias nominales conectadas.
Los valores de kD dependen de la tipología de la carga (residencial, restaurante, hotel, cocina industrial) y se toman de tablas normativas o de cálculo técnico.
Tablas de potencias típicas de electrodomésticos y equipos de cocina
| Equipo | Potencia típica (W) | Factor de potencia cos φ | Tipo de carga |
|---|---|---|---|
| Frigorífico doméstico | 100–400 | 0,85–0,95 | Motor intermitente |
| Congelador (dom.) | 200–600 | 0,85–0,95 | Motor intermitente |
| Lavavajillas | 1200–2000 | 0,85–0,95 | Resistivo + motor |
| Horno eléctrico (doméstico) | 2000–3600 | 1,0 | Resistiva |
| Placa vitrocerámica / inducción | 2000–7400 | 1,0 | Resistiva/inductiva |
| Microondas | 700–1200 | 1,0 | Resistiva |
| Cafetera expresso (comercial) | 1500–5000 | 1,0 | Resistiva |
| Freidora (comercial) | 6000–18000 | 1,0 | Resistiva |
| Horno combinado / convección (comercial) | 8000–20000 | 1,0 | Resistiva |
| Parrilla / plancha | 3000–10000 | 1,0 | Resistiva |
| Campana extractora (motor) | 200–1500 | 0,85–0,95 | Motor |
| Sistema de control/ordenador | 50–500 | 0,9–1,0 | Electrónica |
Tablas de factores de demanda y diversidad prácticas
Las tablas siguientes resumen valores orientativos de factores de diversidad utilizados internacionalmente. Antes de aplicar un valor definitivo, verifique la norma local aplicable y el método del proyectista.
| Tipo de instalación | ΣP conectada | Factor de demanda kD (típico) | Observaciones |
|---|---|---|---|
| Cocina doméstica (apartamento) | Hasta 10 kW | 0,6–0,8 | Mayor diversidad por uso no simultáneo |
| Cocina en vivienda unifamiliar | 10–20 kW | 0,7–0,9 | Considerar electrodomésticos grandes (hob, horno) |
| Pequeño restaurante (cocina básica) | 10–50 kW | 0,5–0,8 | Equipos comerciales, alto consumo pero no siempre simultáneo |
| Restaurante mediano | 50–150 kW | 0,45–0,7 | Aplicar segmentación por zonas y equipos |
| Cocina industrial / catering | >150 kW | 0,4–0,6 | Alta potencia por equipos; aplicar cálculo por bloques |
| Hoteles (cocina central) | Variable | 0,4–0,7 | Considerar picos por servicios (desayuno, cena) |
Metodología de cálculo paso a paso
- Inventario detallado: obtener potencias nominales de cada equipo y su factor de potencia. Incluir aparatos portátiles y fijos.
- Clasificación por circuitos: separar pequeños electrodomésticos, tomas de uso específico (horno, placa), iluminación y equipos comerciales.
- Aplicar factores de simultaneidad: usar tablas normativas pertinentes o valores de proyecto.
- Calcular potencia demandada (P_demanda = kD × ΣP)
- Calcular corrientes: I = P_demanda ÷ (V × cos φ) para monofásica; I = P ÷ (√3 × V_L × cos φ) para trifásica.
- Seleccionar conductores y protecciones: considerar temperatura, modo de instalación, factor de agrupar, caída de tensión admisible, y coordinación con cuadros.
- Verificar caída de tensión: ΔV ≤ porcentaje normativo (por ejemplo 3–5% para circuitos de potencia según norma local).
- Aplicar protección diferencial y selectividad: diferenciales, interruptores automáticos y fusibles conforme a normativa.
Tablas de selección de protecciones y ejemplos de tamaños de conductor (valores orientativos)
| Corriente calculada (A) | Tamaño conductor cobre mm² (ejemplo) | Disyuntor recomendado (A) | Observaciones |
|---|---|---|---|
| ≤ 16 | 1,5 mm² | 10–16 A | Iluminación y pequeños circuitos |
| 16–25 | 2,5 mm² | 16–25 A | Pequeños electrodomésticos, tomas de cocina |
| 25–35 | 4 mm² | 25–32 A | Hornos pequeños, puntos de cocción menores |
| 35–48 | 6 mm² | 32–40 A | Placas y hornos grandes |
| 48–66 | 10 mm² | 50–63 A | Equipos comerciales medianos |
| 66–95 | 16 mm² | 80–100 A | Cocinas comerciales pesadas |
| 95–120 | 25 mm² | 125 A | Alimentación trifásica de grandes bloques |
Nota: Las columnas anteriores son orientativas. La selección final debe seguir la norma local (p.ej. IEC/UNE/BS), tablas de capacidad de conductores y corrección por agrupamiento y temperatura.
Ejemplo 1: Cocina doméstica en apartamento — cálculo completo
Planteamiento
Inventario de equipos y potencias nominales (valores típicos):
- Frigorífico: 300 W (motor, cos φ 0,9)
- Horno eléctrico: 3000 W (resistivo, cos φ 1,0)
- Placa de inducción: 3600 W (resistiva/inductiva, cos φ 1,0)
- Microondas: 1000 W (resistivo, cos φ 1,0)
- Lavavajillas: 1500 W (resistivo + motor, cos φ 0,9)
- Iluminación cocina: 200 W (cos φ 1,0)
Cálculo de potencia conectada y demanda
Cálculo de corriente monofásica 230 V
I ≈ 6720 ÷ 225,4 ≈ 29,8 A
Selección de protección y conductor
- Corriente calculada ≈ 30 A. Seleccionar disyuntor térmico-magnético de 32 A.
- Conductor: según tabla orientativa, 6 mm² cobre para 32–40 A en instalaciones típicas, pero para circuito monofásico de cocina se pueden usar 4 mm² si la instalación y correcciones lo permiten. Recomendación conservadora: 6 mm² para la línea principal de cocina.
- Verificar caída de tensión: ΔV = I × R × L; calcular con R conductor y longitud; mantener ΔV ≤ 3% (≈6.9 V en 230 V) para circuitos de cocina sensibles.
Observaciones
Alternativa: dividir la carga en circuitos: una línea dedicada para placa/horno (32–40 A), otra para pequeños electrodomésticos y tomas (2 × 20 A según NEC), y otra para iluminación. Esto mejora la selectividad y reduce la carga por circuito.
Ejemplo 2: Cocina de restaurante pequeño — cálculo trifásico
Planteamiento
Lista de equipos con potencias (típicas comerciales):
- Horno combinado: 12 000 W
- Freidora (x2): 2 × 9000 W = 18 000 W
- Placa/grill: 8000 W
- Cafetera comercial: 3000 W
- Campana extractora (motor): 1200 W
- Lavavajillas comercial: 6000 W
- Iluminación y auxiliares: 2000 W
ΣP_individual = 12 000 + 18 000 + 8000 + 3000 + 1200 + 6000 + 2000 = 50 200 W (50,2 kW)
Aplicación de factor de demanda
Cálculo de corriente trifásica 400 V
Denominador ≈ 1,732 × 400 × 0,95 ≈ 658,16
I ≈ 30 120 ÷ 658,16 ≈ 45,77 A
Selección de conductor y protecciones
- Corriente por fase ≈ 46 A. Seleccionar protección general trifásica de 50 A o 63 A según condiciones de arranque y reservas.
- Tamaño conductor: 10 mm² cobre para 50–63 A en condiciones típicas (orientativo). Comprobar corrección por temperatura y agrupamiento.
- Para equipos individuales de alta potencia (freidoras, horno), realizar circuitos dedicados con protecciones compatibles (p. ej. freidora 9 kW → I = 9000 ÷ (400 × 1,732 × 0,95) ≈ 13,7 A; circuito monofásico 230 V si el equipo es monofásico, o trifásico si está preparado).
Verificación de caída de tensión
Calcule longitud de línea y resistencia del conductor para comprobar caída ΔV_phase ≤ 3% para circuitos individuales y ≤ 5% para alimentación general, según norma local. Ajuste sección si la caída es excesiva.
Precauciones de diseño y factores adicionales
- Arranques de motores: considerar corriente de arranque y posibles limitadores o arrancadores suaves para campanas o ventiladores.
- Considerar cargas térmicas y ventilación: equipos comerciales generan calor que afecta a cableado y equipos.
- Protección contra sobrecorriente y cortocircuito: coordinar disparos para evitar disparos innecesarios y garantizar selectividad.
- Protección diferencial: instalar RCD/IDR conforme a normativa local (p. ej. sensibilidad 30 mA para zonas húmedas).
- Instalación de puesta a tierra: cumplir requisitos de puesta a tierra y equipotencialidad.
- Documentación: registrar cálculos, planos y fichas técnicas para inspecciones y mantenimiento.
Criterios normativos específicos y referencias
Algunas referencias normativas y guías útiles:
- IEC 60364 series — Instalaciones eléctricas de baja tensión (International Electrotechnical Commission): https://www.iec.ch/
- NFPA 70 (NEC) — National Electrical Code, artículos de cálculos de carga (Article 220): https://www.nfpa.org/
- BS 7671 — Requisitos para las instalaciones eléctricas (IET Wiring Regulations): https://www.theiet.org/
- Directiva de Baja Tensión 2014/35/UE — Europa (Low Voltage Directive): https://eur-lex.europa.eu/
- AENOR / UNE — Normas españolas y europeas (busque UNE/HD 60364 y guías locales): https://www.aenor.com/
- Manuales y fichas técnicas de fabricantes de equipos (para potencias nominales y requisitos de instalación).
Buenas prácticas para la implementación y verificación
- Obtener fichas técnicas de cada electrodoméstico y equipo comercial antes de proyectar.
- Dividir la cocina en circuitos lógicos: equipos fijos de alta potencia, pequeños electrodomésticos, iluminación y auxiliares.
- Implementar protecciones selectivas y coordenadas para facilitar mantenimiento sin afectar toda la instalación.
- Prever margen de crecimiento (p. ej. 10–20%) para futuras ampliaciones o sustituciones por equipos de mayor potencia.
- Comprobar compatibilidad con suministrador de energía (empresa distribuidora) y posibilidad de contracto de potencia para cargas elevadas.
- Realizar pruebas de puesta en servicio: pruebas de aislamiento, ensayo de continuidad, medición de caída de tensión y verificación de disparos diferenciales.
Recomendaciones finales y consideraciones técnicas
La selección de factores de demanda y la segmentación de circuitos tienen impacto directo en el coste y seguridad de la instalación. La aplicación estricta de normas locales y la documentación completa del cálculo garantizan cumplimiento y facilitan inspecciones. Para proyectos comerciales y de catering, el ingeniero debe coordinar con el chef y el fabricante para conocer horarios de uso y picos de demanda reales.
En proyectos complejos se recomienda el uso de software de cálculo integrado (con base normativa actualizada) y la revisión por un responsable de seguridad eléctrica. Asimismo, documentar criterios, suposiciones y tablas usadas facilita auditorías y futuras ampliaciones.
Fuentes y enlaces de referencia
- IEC 60364 — International Electrotechnical Commission: https://www.iec.ch/
- NFPA (NEC) — National Fire Protection Association: https://www.nfpa.org/ (consulte Article 220 para cálculos de carga)
- IET / BS 7671 — Institution of Engineering and Technology: https://electrical.theiet.org/
- Directiva 2014/35/UE (Low Voltage Directive): https://eur-lex.europa.eu/eli/dir/2014/35/oj
- AENOR — Asociación Española de Normalización: https://www.aenor.com/