calculadora de acometida casa NEC: cálculo rápido y seguro

Este artículo ofrece fórmulas, tablas, ejemplos y normativa aplicable para un cálculo seguro y comprobable.

Contexto normativo y alcance técnico

La acometida es el tramo de la instalación que conecta la red pública con la vivienda y determina seguridad.

Este documento aplica principios de la NEC para instalaciones monofásicas y trifásicas residenciales.

Conceptos básicos y términos clave

Acometida: conductor desde la red hasta el punto de entrega; incluye fusibles o interruptores de servicio.

Carga nominal: suma de potencias de receptores; demanda: potencia esperada simultánea; factor de simultaneidad y demanda.

Requisitos normativos aplicables (referencias)

NEC® (National Electrical Code) — Artículos relevantes: 230 (Servicio), 310 (Conductores), 220 (Cálculo de carga), 240 (Protección contra sobrecorriente).

Normas adicionales: IEEE Std, NMX (en países latinoamericanos), reglamentos locales de servicio eléctrico y manuales de la compañía suministradora.

Enlaces de referencia:

• NFPA — NEC
• IEEE Standards
• International Energy Agency

Parámetros de entrada para la calculadora

Lista de datos mínimos que debe solicitar la calculadora para cálculo rápido y seguro:

• Tipo de servicio: monofásico o trifásico.
• Tensión nominal de la red y de la acometida (V).
• Longitud de la acometida (m).
• Tipo de conductor (cobre o aluminio) y aislamiento (temperatura máxima).
• Potencias de cargas principales (kW o HP), y cantidad de cada circuito.
• Factores: PF (factor de potencia), factor de demanda según tabla NEC/tabla local.
• Tipo de puesta a tierra y existencia de generador o cargas especiales.

Fórmulas esenciales para el cálculo de acometida

A continuación se presentan todas las fórmulas necesarias para dimensionar corriente, caída de tensión y protección.

Cálculo de corriente de suministro (I)

I = P_total / (√3 × V_line × PF) para trifásico.

I = P_total / (V_phase × PF) para monofásico.

Variables explicadas:

• P_total: potencia total en vatios (W). Valores típicos por vivienda: 5 kW–20 kW dependiendo electrodomésticos y equipos.
• V_line / V_phase: tensión de línea o fase en voltios. Ejemplos: 120/240 V monofásico; 208 V, 220 V, 380/400/415 V trifásico.
• PF: factor de potencia. Típicos: 0.85–0.95 para cargas mixtas; 1 para cargas resistivas puras.

Cálculo de caída de tensión (ΔV)

ΔV = I × R_total × cos(θ) + I × X_total × sin(θ)

En práctica se usa formulación simplificada: ΔV = I × (R'×L) × 2 para monofásico ida y vuelta.

Variables explicadas:

• I: corriente en amperios (A).
• R_total: resistencia total del conductor por longitud (Ω).
• X_total: reactancia por longitud (Ω).
• L: longitud en metros (m) del conductor.
• cos(θ), sin(θ): componentes según ángulo de fase (determinado por PF).

Valores típicos de R' (resistencia por km) y X' (reactancia por km):

• Cobre 4/0, 2/0, 1/0: resistividades según tablas del fabricante; típicamente R ≈ 0.000321 Ω/m para conductores grandes.
• Aluminio: R ≈ 1.6× del cobre equivalente.

Selección de sección de conductor (S)

S se obtiene de la condición térmica y de caída de tensión: I_allowable(S) ≥ I_calculada y ΔV% ≤ límite (usualmente 3% para servicios).

I_allowable se obtiene de tablas normalizadas según conductor y temperatura. Fórmula inversa aproximada: S ≈ I / (k × F_corr) donde k es conductividad normalizada.

Variables explicadas:

• I_calculada: corriente del suministro (A).
• I_allowable(S): amperaje admisible por sección según norma (A).
• F_corr: factor de corrección por agrupamiento/temperatura.

Protección contra sobrecorriente (rating del interruptor / fusible)

Seleccionar dispositivo con I_n ≥ I_calculada y ≤ capacidades de cortocircuito. Uso de reglas: I_n = 125% × I_continuo para circuitos continuos según NEC 110.14/240.x (aplicable según tipo).

Variables explicadas:

• I_n: corriente nominal del dispositivo de protección (A).
• I_continuo: corriente prevista continua (A).

Tablas extensas de valores comunes

Las tablas incluyen corrientes típicas, secciones recomendadas y caída de tensión para longitudes frecuentes.

Tabla de factores de demanda típicos según NEC para viviendas (valores de ejemplo):

Presentación de fórmulas mediante elementos estructurados visuales

Las siguientes expresiones están construidas con elementos tipográficos y bloques para máxima compatibilidad.

Explicación detallada de cada variable y valores típicos

P_total: suma de potencias de todos los equipos conectados. Ejemplo vivienda tipo: 8 kW base.

V_line: 208–415 V en trifásico, dependerá de sistema local; V_phase: 120/240 V para monofásico.

PF: factor de potencia. Iluminación y resistencias PF≈1; motores PF≈0.8–0.9.

R': resistencia específica por unidad de longitud. Valores se obtienen de tablas de conductores (fabricante/estándar IEC/ANSI).

L: longitud desde punto de conexión a la acometida hasta el tablero principal. Valores típicos residenciales: 10–50 m.

Ejemplos prácticos con desarrollo completo

Ejemplo 1 — Vivienda monofásica 240 V

Datos: P_total estimada = 8.5 kW, V = 240 V, PF = 0.9, longitud acometida L = 30 m, conductor cobre a seleccionar.

Paso 1 — Corriente calculada: I = P_total ÷ (V × PF) = 8500 W ÷ (240 V × 0.9) = 39.35 A ≈ 40 A.

Paso 2 — Selección de protección: Corriente continua 40 A → seleccionar interruptor 50 A (125% regla para cargas continuas si aplica → 40 × 1.25 = 50 A).

Paso 3 — Selección de sección por capacidad: De tabla, cobre 6 mm² admite ~40 A; por seguridad y caída de tensión se elige 10 mm² si la longitud produce ΔV > 3%.

Paso 4 — Caída de tensión aproximada: R' para 10 mm² ≈ 1.83 Ω/km = 0.00183 Ω/m. ΔV = I × R' × L × 2 = 40 A × 0.00183 Ω/m × 30 m × 2 = 4.392 V. ΔV% = (4.392 ÷ 240) × 100 = 1.83% < 3% → aceptable.

Resultado: usar conductor cobre 10 mm² con interruptor 50 A y verificación de puesta a tierra.

Ejemplo 2 — Vivienda trifásica 400 V

Datos: cargas combinadas P_total = 12 kW, sistema trifásico 400 V line-line, PF = 0.9, L acometida = 45 m, conductor aluminio o cobre.

Paso 1 — Corriente de línea: I = P_total ÷ (√3 × V_line × PF) = 12000 W ÷ (1.732 × 400 × 0.9) = 19.24 A ≈ 20 A.

Paso 2 — Protección: I_continuo ≈ 20 A → dispositivo nominal 25 A o 32 A según disponibilidad y corrientes de arranque.

Paso 3 — Selección de sección: De tabla, cobre 4 mm² admite 32 A; comprobar caída de tensión.

Paso 4 — Caída de tensión: R' para 4 mm² ≈ 4.61 Ω/km = 0.00461 Ω/m. ΔV_line = I × R' × L × √3 (en cálculo trifásico simplificado usar longitud un solo conductor) — aproximación: ΔV ≈ I × R' × L × 1.732 = 20 × 0.00461 × 45 × 1.732 = 7.19 V. ΔV% = (7.19 ÷ 400) × 100 = 1.80% → aceptable.

Resultado: cobre 4 mm² con protección 25–32 A; si aluminio, aumentar sección según factor ≈1.6.

Verificaciones adicionales y criterios de aceptación

Chequeos obligatorios antes de aprobación: continuidad de tierra, resistencia de puesta a tierra, coordinación de protecciones, verificación de capacidad de interruptor.

Pruebas recomendadas: medición de caída de tensión en carga real, termografía en conexiones, ensayo de corriente de cortocircuito si es posible.

Consideraciones prácticas y recomendaciones de diseño

Siempre validar con tablas actualizadas de la NEC o norma local y con la compañía suministradora para límites de corriente y protecciones de servicio.

Planear margen para futuras ampliaciones, especialmente en viviendas con previsión de vehículos eléctricos o bombas de calor.

Accesibilidad y usabilidad de la calculadora

Interfaz debe permitir entradas claramente etiquetadas, selección de unidades, validación inmediata y resultados con explicación y recomendaciones.

Presentar resultados en formato imprimible con lista de materiales sugerida, secciones y dispositivos de protección.

Referencias normativas y recursos de autoridad

Normas y guías consultadas:

1. NFPA 70 — National Electrical Code (NEC). Consultar edición vigente.
2. IEC 60502 — Conductores y cables para tensiones específicas.
3. Tablas de fabricantes de conductores (e.g., Prysmian, Nexans).

Enlaces:

• https://www.nfpa.org
• https://www.iec.ch
• https://www.prysmian.com

Ampliación técnica y casos adicionales

Cálculo con generador auxiliar: incluir corrientes de arranque y coeficientes de simultaneidad del generador.

Acometida en canalizaciones largas (>100 m): considerar reactancia y efecto de skin/ proximity para conductores de alta sección; utilizar cálculos más detallados de impedancia.

Ejemplo 3 — Vivienda con vehículo eléctrico

Datos: P_base = 9 kW, cargador EV adicional 7.4 kW monofásico 230 V, PF = 0.95, L = 25 m.

P_total = 9000 + 7400 = 16400 W; I = 16400 ÷ (230 × 0.95) = 74.9 A ≈ 75 A.

Protección: seleccionar interruptor 100 A por regla de continuidad y futuras expansiones. Sección mínima cobre ≈ 25 mm² para 95–100 A según tablas.

Caída de tensión con 25 mm² (R'≈0.727 Ω/km = 0.000727 Ω/m): ΔV = 75 × 0.000727 × 25 × 2 = 2.73 V → 1.18% aceptable.

Resultado: acometida cobre 25 mm² con protección 100 A, verificar coordinación con la red y soporte del transformador de la compañía.

Buenas prácticas de documentación técnica

Registrar supuestos, tablas utilizadas y versión normativa al pie del informe de cálculo; incluir diagramas unifilares y hoja de cálculo con fórmulas visibles.

Revisión por ingeniero autorizado y firma del proyecto según normativa local.

Resumen operativo para un cálculo rápido y seguro

Flujo de trabajo: recopilar cargas → aplicar factores de demanda → calcular I → seleccionar sección por capacidad y caída → escoger protección apropiada → validar condiciones térmicas y de puesta a tierra.

Siempre comprobar con tablas oficiales de la NEC o su equivalente local, y coordinar con la compañía suministradora antes de ejecución.