calculadora de cables electricos segun NTC2050 gratis

Calculadora de cables eléctricos según NTC2050 gratis para dimensionamiento rápido y conforme a normativa colombiana vigente.

Este artículo ofrece fórmulas, tablas responsivas, ejemplos prácticos y referencias normativas técnicas para uso profesional.

Alcance y objetivo técnico

Documento técnico que describe métodos de cálculo para seleccionar conductores eléctricos conforme a la NTC 2050, incluyendo caída de tensión, corriente admisible, coordinación térmica y protecciones.

Incluye tablas de valores comunes, fórmulas implementables en calculadoras, explicación de variables y ejemplos completos con solución paso a paso.

Resumen normativo y referencias

La NTC 2050 es la adaptación colombiana de la norma NEC (National Electrical Code) para instalaciones eléctricas en edificaciones. Se consideran requisitos de capacidad de corriente, caída de tensión máxima admisible, temperatura ambiente, número de conductores por ducto y correcciones por agrupamiento.

Referencias principales: NTC 2050 (edición vigente), NEC 2020/2023 para comparación técnica, IEC 60364 para criterios de seguridad internacional y normas de fabricantes de conductores.

• ICONTEC - Asociación Colombiana de Normalización
• NFPA - National Fire Protection Association (NEC)
• IEC - International Electrotechnical Commission

Principios de cálculo y variables fundamentales

El dimensionamiento considera: corriente de carga (I), factor de demanda, temperatura ambiente (Ta), temperatura de aislamiento del conductor (Ti), caída de tensión admisible (ΔV%), resistencia y reactancia por unidad de longitud (R, X), longitud del circuito (L), configuración del conductor (fase+neutro, trifásico) y correcciones por agrupamiento y tipo de montaje.

Variables principales están definidas y se usan en todas las fórmulas siguientes; se describen valores típicos y rangos de referencia para diseño.

Definición de variables

• I — Corriente de carga en amperios (A). Valor típico: circuitos de iluminación 10–20 A, tomas 15–20 A, motores 10–2000 A según potencia.
• V — Tensión nominal del sistema en voltios (V). Tipos comunes: monofásico 120/240 V y trifásico 208 V, 380/400/415 V.
• ΔV% — Caída de tensión admisible en porcentaje. Recomendado: iluminación ≤3%, cargas finales ≤5% según NTC2050.
• L — Longitud del circuito en metros (m), recorrido unidireccional desde la fuente hasta la carga.
• R — Resistencia del conductor por unidad de longitud (Ω/km o Ω/m) a la temperatura de referencia.
• X — Reactancia por unidad de longitud (Ω/km o Ω/m), importante en circuitos largos y trifásicos.
• Kt — Factor de corrección por temperatura ambiente según la tabla de aislante (ej.: para THHN o XHHW).
• Kc — Factor de corrección por número de conductores en la misma canalización.
• Kpf — Factor de potencia de la carga (cos φ). Para motores se usa potencia inscrita y factor de potencia nominal.
• S — Sección transveral del conductor en mm².

Fórmulas esenciales para la calculadora

A continuación se presentan todas las expresiones necesarias para calcular corriente, sección mínima, caída de tensión y correcciones. Las fórmulas están expresadas de forma textual y mediante estructura visual con elementos matemáticos en línea.

Cálculo de la corriente de carga (I)

I = P / (√3 · V · cosφ) para sistemas trifásicos. Para monofásico I = P / (V · cosφ).

Variables: P (potencia activa en W), V (tensión en V), cosφ (factor de potencia sin unidad, 0–1).

Cálculo de caída de tensión (ΔV)

Para conductor monofásico: ΔV = I × (R × 2L + X × 2L × tanφ) aproximado. Para diseño práctico suele emplearse la fórmula resistiva dominante si la longitud es moderada.

Para sistema trifásico: ΔV = √3 × I × (R × L × cosφ + X × L × sinφ). En práctica industrial se descompone R y X por km o m.

Resistencia y reactancia por longitud

R y X dependen de la sección y material. Valores típicos para cobre a 20 °C (Ω/km): 1 mm² ≈ 18.10, 2.5 mm² ≈ 7.41, 4 mm² ≈ 4.61, 6 mm² ≈ 3.08, 10 mm² ≈ 1.83, 16 mm² ≈ 1.15, 25 mm² ≈ 0.727.

Reactancia típica X (Ω/km) suele ser 0.08–0.15 Ω/km dependiendo de agrupamiento y tipo de conductor; en tabulados se usan valores más precisos por fabricante.

Selección por corriente admisible

Corriente admisible corregida: I_adm_corr = I_tabla × Kt × Kc. La sección mínima se elige para que I_tabla ≥ I_calculada / (Kt × Kc).

Correcciones y factores

• Kt: factor por temperatura ambiente según aislante. Ejemplos: para THHN a 30 °C Kt ≈ 0.91; a 40 °C Kt ≈ 0.82 (consultar tabla exacta).
• Kc: factor por agrupamiento; por ejemplo 3 conductores en tubería suele ser 1.0, 4–6 conductores puede reducir a 0.8–0.7.
• Factor de demanda y simultaneidad: aplicar según tabla de NTC2050 para circuitos de luminarias, tomas, aire acondicionado.

Tablas extensas de valores comunes

Las tablas siguientes contienen corrientes nominales de conductores de cobre aislados típicos, resistencia por km y valores de caída de tensión por longitud y sección. Se incluyen valores más utilizados en instalaciones residenciales y comerciales.

Nota: los valores de corriente tabulada varían según el tipo de aislante y condiciones de instalación. Estas cifras son orientativas; siempre verificar tablas oficiales de la NTC 2050 y del fabricante.

Ejemplo 1: Circuito monofásico de tomacorrientes

Planteamiento: Una línea monofásica 230 V alimenta un conjunto de tomas con carga máxima prevista de 3200 W y longitud de 30 m. Se admite caída máxima del 3%.

Datos: P = 3200 W, V = 230 V, L = 30 m, cosφ ≈ 1 (carga resistiva), ΔV% ≤ 3% → ΔV_max = 230 × 0.03 = 6.9 V.

1) Calcular corriente: I = P / V = 3200 / 230 = 13.91 A.

2) Selección inicial por corriente: elegir conductor con I_tabla ≥ 13.91 A. Según tabla, 2.5 mm² (24 A) es suficiente.

3) Verificar caída de tensión aproximada (monofásico, R de 2.5 mm² = 7.41 Ω/km → 0.00741 Ω/m): R_total = 0.00741 × 2L = 0.00741 × 60 = 0.4446 Ω.

ΔV = I × R_total = 13.91 × 0.4446 = 6.18 V → ΔV% = 6.18 / 230 × 100 = 2.69% ≤ 3% cumple.

Conclusión: 2.5 mm² cobre aislado con protección adecuada y condiciones normales es aceptable; aplicar factor Kt/Kc si corresponde.

Ejemplo 2: Alimentación trifásica para motor

Planteamiento: Motor trifásico 15 kW, V = 400 V, eficiencia η = 0.90, cosφ = 0.85, longitud del alimentador 60 m, caída máxima admisible 5%.

Datos: P = 15 kW, V = 400 V, η = 0.90, cosφ = 0.85, L = 60 m, ΔV% ≤ 5% → ΔV_max = 400 × 0.05 = 20 V.

1) Corriente de línea: I = P / (√3 × V × cosφ × η) considerando potencia efectiva sobre el estator; algunas prácticas usan P ÷ (√3 V cosφ) y luego ajustar por eficiencia. Se usará: I = (P / η) ÷ (√3 × V × cosφ).

I = (15000 / 0.90) ÷ (1.732 × 400 × 0.85) = 16666.7 ÷ 589.12 = 28.30 A.

2) Selección por corriente: según tabla, 6 mm² admite ~41 A → suficiente. Considerar arranque de motor y protecciones (disyuntor magnetotérmico con curva adecuada o arrancador suave).

3) Verificación de caída de tensión: R de 6 mm² = 3.08 Ω/km → 0.00308 Ω/m; X suele 0.08 Ω/km → 0.00008 Ω/m. Para trifásico ΔV = √3 × I × (R×L×cosφ + X×L×sinφ).

R_total = 0.00308 × 60 = 0.1848 Ω; X_total = 0.00008 × 60 = 0.0048 Ω.

cosφ = 0.85 → sinφ = √(1−cos²φ)=√(1−0.7225)=0.533. Interior del paréntesis = 0.1848×0.85 + 0.0048×0.533 = 0.1571 + 0.00256 = 0.15966 Ω.

ΔV = 1.732 × 28.3 × 0.15966 = 7.83 V → ΔV% = 7.83 / 400 × 100 = 1.96% ≤ 5% cumple ampliamente.

Conclusión: conductor 6 mm² es adecuado para corriente y caída de tensión. Revisar corrientes de arranque y coordinar protección térmica y magnética.

Implementación práctica y consideraciones adicionales

Ajustes por temperatura: si la instalación está en ambiente a 40 °C y el aislante es clase 75 °C, aplicar Kt según tabla de la NTC2050; por ejemplo Kt = 0.91→0.82. Al agrupar más de tres conductores en tubo, reducir capacidad según factores de agrupamiento.

Protecciones: coordinar interruptor automático o fusible con capacidad de corte, curva y ajuste que proteja contra sobrecarga y cortocircuito; seleccionar poder de corte mínimo y discriminación con protecciones aguas arriba.

Factores de corrección típicos

• Temperatura ambiente 30 °C: Kt ≈ 1.00 para aislantes 75–90 °C.
• Temperatura ambiente 40 °C: Kt ≈ 0.91 para aislantes 75–90 °C.
• 3 conductores en tubo: Kc ≈ 1.0; 4–6 conductores: Kc ≈ 0.8; >6 conductores: Kc ≈ 0.7 (ver tablas).
• Factor de agrupamiento adicional para bandejas: reducir según número de circuitos y ocupación de bandeja.

Metodología paso a paso para uso de la calculadora

1. Determinar potencia de carga o corriente nominal de cada circuito.
2. Aplicar factor de simultaneidad o demanda según uso (NTC2050 tablas).
3. Calcular corriente requerida neta.
4. Seleccionar sección por corriente admisible con factores Kt y Kc.
5. Verificar caída de tensión para la longitud real y ajustar sección si excede límite.
6. Revisar coordinación de protecciones y curva de disparo para arranques de motores.
7. Documentar datos de fabricante y condiciones de instalación en el expediente técnico.

Plantillas de cálculo visual

Para implementar en una calculadora se recomienda disponer de campos para: P, V, cosφ, η, L, tipo de conductor, aislante, temperatura ambiente, número de conductores, y opción de cálculo monofásico o trifásico.

La calculadora debe devolver: I calculada, S mínima por corriente, ΔV y ΔV%, R_total y X_total, factores aplicados (Kt, Kc) y observaciones normativas.

Ampliaciones y casos adicionales

Caso de subestación y alimentadores principales: considerar aumentos de temperatura por carga continua, pérdidas en transformador, reactancia de sistema y coordinación de protecciones de media/baja tensión. Utilizar método de impedancias para sistemas complejos.

Instalaciones industriales con motores grandes: aplicar selección por corriente nominal de placa del motor, calcular demanda por factor de servicio y considerar arranques repetidos, uso de arrancadores suaves o variadores de frecuencia para reducir dimensionamiento.

Buenas prácticas y verificación

• Siempre verificar con tablas oficiales de la NTC2050 y del fabricante del conductor.
• Documentar suposiciones: temperatura, agrupamiento, factor de potencia, eficiencia de máquinas.
• Realizar mediciones de puesta en marcha (tensiones, corrientes, caída) para validar el dimensionamiento.
• Implementar protecciones con selectividad y consideraciones de mantenimiento.

Referencias normativas y enlaces de autoridad

Documentos y enlaces para consulta y verificación técnica:

• ICONTEC - NTC 2050 (consultar versión y tablas oficiales)
• NFPA - National Electrical Code (NEC) para criterios comparativos
• IEC 60364 - Requisitos para instalaciones eléctricas
• Copper Alliance - Propiedades eléctricas del cobre

Notas finales técnicas

Este material es guía técnica; para proyectos definitivos consulte la edición vigente de la NTC2050 y tablas oficiales del fabricante. Los ejemplos usan valores típicos y simplificaciones para ilustrar procedimiento.

Si requiere, puedo generar una plantilla de calculadora en formato interactivo con validaciones, salida de PDF para memoria de cálculo y exportación de resultados.