¿Qué datos debo ingresar para calcular la ocupación de un ducto eléctrico?

Para calcular la ocupación de un ducto eléctrico se requiere, como mínimo, el diámetro interior del ducto, el diámetro exterior del conductor (seleccionado desde una lista de calibres AWG o mm² típicos, o ingresado manualmente) y el número total de conductores que se alojarán en el mismo ducto. Adicionalmente se debe definir el porcentaje máximo de ocupación permitido, ya sea mediante un valor típico (por ejemplo 40 % para tres o más conductores) o un valor personalizado.

¿Cómo interpreta la calculadora el porcentaje de ocupación máxima permitido?

El porcentaje de ocupación máxima permitido se refiere a la fracción del área interna del ducto que puede ser ocupada por la suma de las áreas de los conductores, sin exceder las recomendaciones normativas. La calculadora compara la ocupación calculada con este porcentaje máximo; si la ocupación calculada es menor o igual que el límite efectivo (considerando, si se desea, un margen de seguridad adicional), el diseño se considera conforme, de lo contrario se marca como no conforme.

¿Qué supuestos geométricos utiliza la calculadora para el ducto y los conductores?

La calculadora asume que tanto el ducto como los conductores tienen sección circular. El ducto se caracteriza por su diámetro interior útil y cada conductor por su diámetro exterior aislado. Con estos datos se calcula el área de cada elemento mediante la fórmula del área de un círculo y se obtiene la ocupación como el cociente entre el área total de conductores y el área interna del ducto, expresado en porcentaje.

¿Se pueden considerar márgenes de seguridad adicionales en el cálculo de ocupación?

Sí. La calculadora permite definir un margen de seguridad adicional en porcentaje, que se resta del valor de ocupación máxima permitido. De esta manera se establece un límite efectivo más conservador. Por ejemplo, si se selecciona un máximo del 40 % y se aplica un margen de seguridad del 10 %, la ocupación máxima efectiva utilizada en la verificación será del 30 %.

Calculadora de ocupación de ducto/tubería por diámetro AWG, mm² y % permitido

Herramientas precisas permiten calcular ocupación de conductos según diámetro, AWG, mm y normativa vigente internacional.

Este artículo técnico expone fórmulas, tablas, ejemplos de cálculo y referencias normativas para aplicaciones prácticas de ingeniería.

Calculadora de ocupación de ducto/tubería por diámetro de conductor (AWG/mm) y porcentaje permitido

Calibre del conductor (AWG o mm²)

Diámetro exterior del conductor (mm)

Número de conductores en el ducto (unidades)

Diámetro interior del ducto/tubería (mm)

Ocupación máxima permitida en el ducto (%)

Ocupación máxima personalizada (%)

Opciones avanzadas

Tipo de aislamiento/cable

Margen de seguridad adicional (%)

Longitud del tramo considerado (m)

Identificación de circuito / nota de proyecto

Puede subir una foto de la placa de datos o de un diagrama de canalización para sugerir valores de entrada de forma automática.

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Introduzca los datos del ducto y de los conductores para calcular el porcentaje de ocupación.

Fórmulas empleadas en la ocupación de ductos circulares

Área de un conductor (mm²):
Área_conductor = π × (d_conductor²) / 4
Área total de conductores en el ducto (mm²):
Área_conductores_total = Área_conductor × N_conductores
Área interna del ducto (mm²):
Área_ducto = π × (D_ducto²) / 4
Porcentaje de ocupación calculado (%):
Ocupación_% = (Área_conductores_total / Área_ducto) × 100
Ocupación máxima efectiva considerada (%), con margen de seguridad:
Ocupación_máx_efectiva = Ocupación_máx_seleccionada − Margen_seguridad

Nota: los diámetros empleados son interiores para el ducto y exteriores para los conductores. Las áreas se expresan en mm² para mantener coherencia de unidades.

Número de conductores en el ducto	Ocupación máxima típica del ducto (%)	Referencia habitual
1 conductor	≈ 53 %	Canalización con un solo conductor de potencia
2 conductores	≈ 31 %	Alimentador bifásico o circuito con neutro compartido
3 o más conductores	≈ 40 %	Circuitos trifásicos, varios circuitos en el mismo ducto
Margen de seguridad recomendado	5 % a 15 %	Para facilitar tendido y futuras ampliaciones

Preguntas frecuentes sobre la calculadora de ocupación de ductos

¿Qué diámetro de conductor utiliza la calculadora para el cálculo de ocupación?: La calculadora utiliza el diámetro exterior del conductor aislado. Para los calibres predefinidos se consideran diámetros aproximados basados en conductores de cobre aislados termoplásticos (por ejemplo, THHN/PVC). Si se requiere mayor precisión, es recomendable ingresar manualmente el diámetro exterior real indicado por el fabricante.
¿La calculadora es válida para cualquier tipo de ducto eléctrico?: El cálculo asume que el ducto o tubería es de sección circular y usa el diámetro interior útil para obtener el área interna. Es aplicable a tubería metálica, PVC, EMT, conduit rígido y similares, siempre que se conozca su diámetro interior real.
¿Cómo se relaciona el porcentaje de ocupación con las normas eléctricas?: Los valores de 53 %, 31 % y 40 % de ocupación máxima corresponden a criterios típicos de normas como NEC e IEC para conductores en ductos. Sin embargo, siempre se debe verificar la edición de la norma local aplicable y las tablas del fabricante para confirmar los límites exactos.
¿Qué efecto tiene el margen de seguridad adicional en el resultado?: El margen de seguridad adicional reduce el porcentaje máximo permitido, haciendo el cálculo más conservador. De esta manera, se diseña la canalización con menor saturación, lo que facilita el tendido, la disipación térmica y eventuales ampliaciones futuras.

Fundamentos físicos y objetivos del cálculo de ocupación

El objetivo fundamental de una calculadora de ocupación de ducto es asegurar que los conductores eléctricos y cables instalados en una tubería o ducto cumplan las restricciones geométricas impuestas por la normativa y por consideraciones prácticas (disipación térmica, facilidad de extracción, prevención de daños mecánicos). La ocupación se expresa normalmente en términos de porcentaje del área interior del conducto que está ocupada por las secciones transversales totales de los conductores aislados.Los cálculos se basan en dos bloques básicos:

Área disponible del conducto: A_tubo = π × (D_int/2)².
Suma de las áreas transversales de cada conductor aislado o cable: ΣA_conductor.

La comparación entre ΣA_conductor y la fracción permitida del A_tubo determina si la instalación es conforme.

Normativa y criterios de referencia

NEC (NFPA 70), Capítulo 9 — Tablas y reglas de llenado de conductos: establece porcentajes de llenado para 1 conductora, 2 conductores y 3 o más conductores (ver referencia). En Estados Unidos es la referencia más utilizada. En NEC: 1 conductor → 53%, 2 conductores → 31%, 3 o más conductores → 40% (del área interna del conducto).
IEC 60364-5-52 — Instalaciones de baja tensión: orientaciones para el ensayo, selección y método de instalación de conductores en conductos, y criterios de compatibilidad térmica.
Normas y fabricantes: tablas de diámetros exteriores de conductores aislados (THHN, XLPE, PVC) provistas por fabricantes y catálogos.

Referencias:

NFPA 70 (NEC): https://www.nfpa.org/ — consultar Capítulo 9 y tablas del NEC.
IEC 60364: https://www.iec.ch/ — normas sobre instalaciones eléctricas.
Conversión AWG: NIST/Engineering Toolbox y literatura técnica: https://www.engineeringtoolbox.com/american-wire-gauge-d_1322.html

Fórmulas básicas y explicación de variables

Área interna del conducto (A_tubo):

A_tubo = π × (D_int / 2)²

Calculadora de ocupacion de ducto tuberia por diametro Awg mm y permitido

D_int: diámetro interno del conducto en milímetros (mm).
A_tubo: área interior del conducto en milímetros cuadrados (mm²).

Área del conductor aislado (A_cond):

A_cond = π × (d_ins / 2)²

d_ins: diámetro exterior del conductor con aislamiento en mm (medido o provisto por fabricante).
A_cond: área transversal efectiva ocupada por cada conductor aislado en mm².

Cálculo de diámetro equivalente si solo se conoce la sección conductora (A_cu, mm²):

d_bare = sqrt( 4 × A_cu / π )

d_bare: diámetro equivalente del metal conductor sin aislamiento en mm.
Si no se dispone del diámetro con aislamiento, aplicar un factor de multiplicación k para representar la cubierta de aislamiento: d_ins = k × d_bare. Valores típicos de k: 1.25–1.45 para conductores pequeños con aislamiento termoplástico; 1.10–1.25 para conductores grandes con aislamiento grueso.

Área ocupada total por n conductores iguales:

A_total = n × A_cond

Porcentaje de llenado utilizado comparativo:

Porcentaje_ocupado = (A_total / A_tubo) × 100 %

Permiso de instalación según número de conductores (ejemplo NEC):

Si n = 1 → Permiso = 53% de A_tubo.
Si n = 2 → Permiso = 31% de A_tubo.
Si n ≥ 3 → Permiso = 40% de A_tubo.

Tablas de referencia: AWG a mm² y diámetros equivalentes

AWG	Área (mm²)	Diámetro conductor equivalente d_bare (mm)
14	2.08	1.628
12	3.31	2.053
10	5.26	2.594
8	8.37	3.270
6	13.30	4.123
4	21.15	5.198
2	33.62	6.545
1/0	53.50	8.260
2/0	67.40	9.273
3/0	85.00	10.415
4/0	107.20	11.684

Explicación: los valores de área son convencionales y se usan para cálculo de sección eléctrica. d_bare se obtiene de d = sqrt(4*A/π). Para instalaciones reales siempre usar diámetro con aislamiento suministrado por fabricante o medir el cable.

Tabla: áreas circulares de conductos por diámetro interior común

Diámetro interior D_int (mm)	Área A_tubo (mm²)	Área × 40% (mm²)	Área × 53% (mm²)
16	201.06	80.42	106.56
20	314.16	125.66	166.53
25	490.87	196.35	259.16
32	803.84	321.54	425.,? (see note)
32	804.25	321.70	426.25
40	1256.64	502.66	665.02
50	1963.50	785.40	1040.66
63	3116.29	1246.52	1651.63
75	4417.86	1767.14	2341.47
90	6358.00	2543.20	3366.74
110	9503.32	3801.33	5036.76

Nota: A_tubo = π × (D_int/2)². Los valores para 32 mm se ajustaron a 804.25 mm² por redondeo. Las columnas de 40% y 53% son útiles para verificar cumplimiento según número de conductores.

Procedimiento paso a paso para el cálculo

Obtener D_int (diámetro interior) del conducto en mm o medirlo. Calcular A_tubo = π × (D_int/2)².
Para cada tipo de conductor: obtener A_cu (mm²) o d_ins (mm) del fabricante. Si solo está A_cu, calcular d_bare y estimar d_ins aplicando factor k.
Calcular A_cond = π × (d_ins/2)² para cada conductor. Sumar áreas si hay conductores de diferentes diámetros.
Determinar el porcentaje permitido según normativa aplicable (ej. NEC: 1→53%, 2→31%, ≥3→40%).
Comparar A_total con el límite permitido (A_lim = Permiso × A_tubo). Si A_total ≤ A_lim la instalación es admisible geométricamente; si no, seleccionar conducto mayor o reducir número/diámetro de conductores.

Ejemplos resueltos

Ejemplo 1: Número máximo de AWG 12 (THHN equivalente) en conducto de 20 mm

Datos:

Conducto: D_int = 20 mm → A_tubo = π × (20/2)² = π × 100 = 314.16 mm².
Normativa: instalación con 3 o más conductores → límite = 40% de A_tubo = 0.40 × 314.16 = 125.66 mm².
AWG 12: A_cu = 3.31 mm². Calcular d_bare = sqrt(4 × 3.31 / π) = sqrt(4.212) = 2.053 mm.
Asumimos aislamiento tipo THHN con factor k = 1.30 (valor típico para estimaciones rápidas). Entonces d_ins = k × d_bare = 1.30 × 2.053 = 2.669 mm.
Área del conductor aislado: A_cond = π × (2.669/2)² = π × (1.3345)² ≈ π × 1.781 ≈ 5.591 mm².

Cálculo:

A_lim = 125.66 mm².
Número máximo de conductores = floor(A_lim / A_cond) = floor(125.66 / 5.591) = floor(22.48) = 22 conductores.

Resultado y verificación:

22 conductores AWG 12 (estimados con aislamiento THHN, k=1.30) ocupan A_total = 22 × 5.591 = 123.00 mm² (39.1% del conducto), cumpliendo el límite del 40%.
Si se usaran 23 conductores, A_total = 128.59 mm² → 40.9% → no conforme.

Observaciones:

Si se dispone del diámetro exterior real del cable AWG 12 (p. ej. catálogo del fabricante), sustituir d_ins por ese valor para obtener resultado exacto.
En la práctica, NEC recomienda usar las tablas de área de conductor aislado cuando están disponibles en la norma o catálogo.

Ejemplo 2: Tres conductores AWG 4/0 en conducto de 50 mm — comprobación de aptitud

Datos:

Conducto: D_int = 50 mm → A_tubo = π × (50/2)² = π × 625 = 1963.50 mm².
Normativa: n = 3 conductores → límite = 40% × A_tubo = 0.40 × 1963.50 = 785.40 mm².
AWG 4/0: A_cu = 107.20 mm². d_bare = sqrt(4 × 107.20 / π) = sqrt(136.558) = 11.684 mm.
Asumimos k = 1.15 para aislamiento de conductor grande (aislamiento relativamente delgado comparado con su diámetro). d_ins = 1.15 × 11.684 = 13.437 mm.
A_cond = π × (13.437/2)² = π × (6.7185)² ≈ π × 45.129 ≈ 141.78 mm².

Cálculo:

Área ocupada por 3 conductores = 3 × 141.78 = 425.34 mm².
A_lim = 785.40 mm² → 425.34 mm² es el 21.6% del conducto, por debajo del 40% permitido.
Si se desea saber el número máximo admisible: floor(785.40 / 141.78) = floor(5.54) = 5 conductores.

Resultado y verificación:

Los 3 conductores AWG 4/0 con aislamiento estimado encajan sobradamente en el conducto de 50 mm. Hasta 5 conductores de esta estimación podrían alojarse en el mismo conducto bajo criterio geométrico.
Sin embargo, verificar fuerza de extracción, disipación térmica y normas locales antes de instalar el máximo teórico.

Consideraciones prácticas y seguridad

Siempre priorizar los valores de diámetro exterior y área del fabricante del cable. Las estimaciones basadas en factores k son útiles para diseño preliminar, no para certificación final.
El criterio geométrico no sustituye el estudio térmico: la acumulación de cables en un conducto puede afectar las capacidades de corriente (ampacidad) y requerir ajustes según normas (NEC ampacity adjustment, IEC reglas equivalentes).
Para cables multiconductor o mangueras flexibles, usar la sección transversal efectiva del conjunto según fabricante o norma.
En instalaciones horizontales largas o conducciones con curvas, considerar la facilidad de tiro: no saturar hasta el máximo teórico para permitir el paso y la eventual reparación o sustitución.
Los porcentajes de llenado pueden variar con cable tipo cableado, cable con cubierta, o cables agrupados; consultar las tablas específicas del código aplicable.

Automatización: lógica de una calculadora

Una calculadora práctica debe:

Permitir ingreso de D_int en mm o seleccionar conducto estándar.
Permitir selección de conductores por AWG (convertir automáticamente a mm²) o ingreso manual de A_cu o d_ins.
Proveer opción para elegir el tipo de aislamiento y aplicar factor k por defecto, con posibilidad de sobrescribir por el usuario.
Aplicar la regla de porcentaje según el número de conductores o permitir selección de normativa específica (NEC, IEC, norma local).
Presentar resultados: A_tubo, A_cond, n_max, porcentaje ocupado y advertencias técnicas (ampacidad, facilidad de tiro).

Verificación normativa y enlaces de interés

NEC (NFPA 70) — Capítulo 9, reglas de llenado: https://www.nfpa.org/ (buscar NFPA 70 Chapter 9).
IEC 60364-5-52 — Selección y montaje de conductores: https://www.iec.ch/.
Engineering Toolbox — Tablas y herramientas de conversión AWG a mm: https://www.engineeringtoolbox.com/american-wire-gauge-d_1322.html.
Manufacturers (p. ej. Prysmian, Nexans) — catálogos con diámetros exteriores: consultar fichas técnicas de producto para valores exactos del aislamiento.

Resumen operativo para el profesional

Obtener datos precisos del diámetro interno del conducto y del diámetro exterior del conductor aislado.
Calcular áreas con las fórmulas especificadas y comparar con porcentaje permitido por normativa local.
Usar las tablas de referencia cuando sea necesario y priorizar datos de fabricante para dimensionado final.
No confundir área del conductor desnudo con área de conductor aislado; el aislamiento suele incrementar el área efectiva de ocupación de 1.25 a 1.45 veces para conductores pequeños.

Para consultas específicas de proyecto, puedo preparar una hoja de cálculo con fórmulas implementadas o una rutina en pseudoalgoritmo que implemente la calculadora con unidades y selección de normativa.