Calculadora de Cables Trifásicos NEC NTC 2050 Gratis Online

Calculadora online para cables trifásicos conforme NEC y NTC 2050, rápida y precisa gratis profesional.

Herramientas integradas incluyen caída de tensión, corriente admisible, corrección temperatura, agrupamiento, longitud, factor potencia nominal.

Calculadora de sección de cables trifásicos según corriente de diseño (criterios NEC / NTC 2050 simplificados)

Datos de carga (modo básico)

Condiciones de suministro (modo básico)

Opciones avanzadas

Parámetros de diseño (avanzado)

Puede subir una foto de una placa de datos o un diagrama unifilar para que una IA externa sugiera valores de potencia, tensión o corriente antes de calcular.

Introduzca los datos de carga y tensión para obtener la sección mínima de conductor trifásico recomendada.

Fórmulas utilizadas

  • Corriente trifásica a partir de potencia: I_b = P / (√3 · V_L · cos φ · η) donde: P en W, V_L en V, I_b en A, cos φ adimensional, η adimensional.
  • Corriente de diseño considerando factores: I_d = I_b · F_seguridad / F_corrección donde: F_seguridad ≥ 1,00 (típico 1,25 para cargas continuas), F_corrección ≤ 1,00 agrupa efectos de temperatura y agrupamiento.
  • Criterio de selección del conductor: La ampacidad nominal del conductor (I_ampacidad_tabla) debe cumplir: I_ampacidad_tabla ≥ I_d.
  • Equivalencia aproximada sección–calibre: Para cada calibre AWG se indica un área equivalente en mm² como referencia rápida.

Tabla rápida de ampacidades típicas (cobre, 75 °C, 3 conductores cargados)

Calibre AWG / kcmilSección aprox. (mm²)Ampacidad típica (A)
142,0820
123,3125
105,2635
88,3750
613,365
421,185
326,7100
233,6115
142,4130
1/053,5150
2/067,4175
3/085,0200
4/0107230
250 kcmil127255
300 kcmil152285
350 kcmil177310
400 kcmil203335
500 kcmil253380

Preguntas frecuentes

¿Qué norma toma como referencia esta calculadora de cables trifásicos?
La calculadora utiliza una tabla interna simplificada de ampacidades de conductores de cobre a 75 °C y tres conductores cargados en ducto, basada en criterios típicos de la NEC y la NTC 2050 para baja tensión. Los factores de corrección por temperatura y agrupamiento deben introducirse mediante el factor de corrección avanzado.
¿Cómo debo elegir el factor de seguridad para cargas continuas?
Para cargas consideradas continuas según NEC/NTC 2050 (más de 3 horas a plena carga), se suele aplicar un factor de seguridad mínimo de 1,25 sobre la corriente de carga. Para cargas no continuas o cuando se combinan factores de demanda, el usuario puede ajustar este valor según la ingeniería del proyecto.
¿Qué hago si la corriente de diseño es mayor que la ampacidad máxima de la tabla?
Si la corriente de diseño calculada supera la ampacidad del mayor calibre disponible en la tabla, se recomienda estudiar el uso de conductores en paralelo, elevar el nivel de tensión o revisar el esquema de alimentación, siguiendo los criterios de la NEC/NTC 2050 y el diseño del sistema.
¿Por qué la corriente calculada puede diferir de la indicada en la placa de datos?
La corriente calculada depende de la tensión real, el factor de potencia y la eficiencia considerados. La placa de datos puede estar basada en condiciones nominales diferentes. En caso de discrepancia significativa conviene priorizar datos de placa y mediciones reales, ajustando factor de potencia y eficiencia en la sección avanzada.

Fundamentos normativos y alcance técnico

La selección de conductores trifásicos exige cumplimiento de normas nacionales e internacionales: NEC (NFPA 70), NTC 2050, IEC 60364 y recomendaciones de IEEE. Estas normas definen criterios para ampacidad, correcciones por temperatura, agrupamiento, métodos de instalación y límites de caída de tensión.

Esta guía técnica presenta la lógica de una calculadora gratuita online orientada a sistemas trifásicos: modelos de cálculo, fórmulas, tablas de referencia y ejemplos prácticos para dimensionamiento seguro y verificación funcional.

Principios eléctricos para sistemas trifásicos

Corriente de línea para carga trifásica

Para cargas equilibradas y potencia activa conocida, la corriente de línea se calcula con la expresión:

I = P / (sqrt(3) * V * pf)

Explicación de variables y valores típicos:

  • P = Potencia activa en vatios (W) o kilovatios (kW). Ejemplo típico: 5 kW, 30 kW, 100 kW.
  • sqrt(3) = raíz cuadrada de tres, ≈ 1.732.
  • V = tensión línea a línea en voltios (V). Valores comunes: 400 V, 480 V, 380 V.
  • pf = factor de potencia (cosφ). Valores típicos: motores 0.8–0.95, cargas resistivas 1.0.

Corriente de cortocircuito y protección

El cálculo de la corriente de puesta en servicio y la coordinación de protecciones requiere conocer la impedancia de la red; la calculadora debe permitir introducir la impedancia de origen o la corriente de cortocircuito disponible (Ik) para verificar la capacidad interruptiva y TCC.

Derating y factores de corrección según NEC y NTC 2050

Los conductores se seleccionan inicialmente por ampacidad nominal y luego se corrigen mediante factores por temperatura ambiente, agrupamiento, tipo de aislamiento y condición de instalación. La regla práctica es:

Ampacidad requerida = I_load / (F_temp * F_agrupamiento * F_otras)

Donde los factores Fi son menores o iguales a 1; dividir por factores reduce la ampacidad efectiva requerida, por tanto obliga a aumenta la sección seleccionada.

Factores típicos de corrección

CondiciónFactor típico (aprox.)Referencia
Temperatura ambiente 30 °C (aislamiento 75 °C)1.00NEC/NTC tablas
Temperatura ambiente 35 °C0.96NEC tabla corrección
Temperatura ambiente 40 °C0.91NEC tabla corrección
Agrupamiento: 2 a 3 conductores1.00–0.80NEC/NTC
Agrupamiento: 4 a 6 conductores0.80NEC/NTC
Factor de corrección por uso continuo1.25 (se aplica al dimensionamiento de protección)NEC 210/215

Tablas de conductores: ampacidades y resistencias

A continuación se presentan tablas de valores comunes para conductor de cobre y aluminio, usadas como referencia rápida en la calculadora. Son valores típicos de ampacidad bajo condiciones de instalación estándar y aislamiento a 75 °C. Para proyecto final consulte tablas oficiales del NEC y NTC 2050.

Sección (mm²)Ampacidad cobre (A) ≈R (Ω/km) cobre ≈
1.51811.49
2.5246.90
4324.31
6402.87
10551.72
16751.08
25950.69
351250.49
501500.34
702000.25
952500.18
Sección (mm²)Ampacidad aluminio (A) ≈R (Ω/km) aluminio ≈
16501.15
25650.74
35850.52
501150.37
701500.26
951850.19
1202200.15

Notas sobre tablas

  • Valores indicativos: confirme con tablas oficiales de NEC y NTC 2050 según tipo de aislamiento y método de instalación.
  • R (Ω/km) calculado a 20 °C con resistividad estándar; el valor real cambia con temperatura.

Cálculo de caída de tensión en sistemas trifásicos

La caída de tensión es crítica para garantizar operación adecuada de motores y equipos sensibles. La expresión usada para una línea trifásica equilibrada es:

Vd = sqrt(3) * I * (R * cosφ + X * sinφ) * L

Definición de variables y valores típicos:

  • Vd = caída de tensión en voltios (V).
  • I = corriente de línea en amperios (A).
  • R = resistencia del conductor por unidad de longitud (Ω/km o Ω/m).
  • X = reactancia por unidad de longitud (Ω/km). Valor típico usado en cálculos de baja tensión ≈ 0.08 Ω/km.
  • cosφ y sinφ = componentes del factor de potencia.
  • L = longitud del circuito en km (longitud de fase, ida en km). Si L está en metros, ajustar R y X a Ω/m.

Ejemplo de criterios

  • Límites prácticos de caída: 3% para circuitos con equipos delicados, 5% para sistemas generales según prácticas internacionales.
  • La calculadora debe reportar caída en porcentaje: Vd% = (Vd / V) * 100.

Metodología de la calculadora online

  1. Entrada de parámetros: potencia P (kW), tensión V (V), factor de potencia pf, longitud L (m), tipo de conductor, temperatura ambiente, número de conductores agrupados, tipo de aislamiento.
  2. Cálculo de corriente I usando I = P / (sqrt(3) * V * pf).
  3. Aplicación de factores de corrección: temperatura y agrupamiento.
  4. Selección de sección mínima por ampacidad mayor o igual a I_corrigido.
  5. Cálculo de caída de tensión para la sección propuesta; iteración si Vd% excede el límite permitido.
  6. Revisión de protecciones: verificación de que el interruptor/disyuntor es adecuado para la corriente de arranque y la corriente nominal.

Ejemplos reales: cálculo completo

Caso 1: Carga industrial mediana — motor 30 kW (cobre)

Datos de entrada:

  • P = 30 kW
  • V = 400 V (línea a línea)
  • pf = 0.9
  • Longitud (ida) L = 50 m = 0.05 km
  • Conductor: cobre
  • Temperatura ambiente = 30 °C (factor temp = 1.00)
  • Agrupamiento = 3 conductores aislados (factor agrupamiento ≈ 1.00)
  • Límite caída permitido = 3%

Cálculo de corriente:

I = P / (sqrt(3) * V * pf) = 30000 / (1.732 * 400 * 0.9)
Resolviendo: denominador = 1.732 * 400 * 0.9 = 623.52

I ≈ 30000 / 623.52 ≈ 48.12 A

Ampacidad requerida (sin correcciones): I = 48.12 A. Aplicando factor continuidad si aplica (por ejemplo, carga continua al 100%): factor de diseño 1.25 → corriente protectiva = 48.12 * 1.25 = 60.15 A.

Selección de conductor (tabla de referencia):

  • 10 mm² cobre → ampacidad ≈ 55 A (insuficiente para protección si se aplica factor 1.25).
  • 16 mm² cobre → ampacidad ≈ 75 A (aceptable).

Verificación caída de tensión con 16 mm²:

R por km para 16 mm² ≈ 1.08 Ω/km. Convertir a Ω/m: 0.00108 Ω/m.

Tomemos X ≈ 0.08 Ω/km = 0.00008 Ω/m.

Longitud L = 50 m; usar R_total = R/m * L = 0.00108 * 50 = 0.054 Ω; X_total = 0.00008 * 50 = 0.004 Ω.

Vd = sqrt(3) * I * (R * cosφ + X * sinφ) * L
Usando cosφ = 0.9, sinφ = sqrt(1 - 0.9^2) ≈ 0.4359. Sustituyendo I = 48.12 A:
Termino resistivo = R_total * cosφ = 0.054 * 0.9 = 0.0486 Ω
Termino reactivo = X_total * sinφ = 0.004 * 0.4359 ≈ 0.001744 Ω
Sumatoria = 0.0486 + 0.001744 = 0.050344 Ω
Vd = 1.732 * 48.12 * 0.050344 ≈ 4.2 V

Vd% = (4.2 / 400) * 100 ≈ 1.05% < 3% → aceptable.

Resultado final Caso 1:

  • Corriente de carga: 48.12 A
  • Sección seleccionada: 16 mm² cobre
  • Caída de tensión: ≈ 1.05% (aceptable)
  • Protector: seleccionar interruptor térmico-magnético con corriente de ajuste ≈ 60 A y capacidad de ruptura adecuada, ver coordinación TCC.

Caso 2: Alimentación de tablero remoto — carga mixta 120 kW (aluminio, larga distancia)

Datos de entrada:

  • P = 120 kW
  • V = 400 V
  • pf = 0.95
  • Longitud (ida) L = 300 m = 0.3 km
  • Conductor: aluminio (por economía), instalación en bandeja, agrupamiento moderado
  • Temperatura ambiente = 35 °C (factor temp ≈ 0.96)
  • Agrupamiento 4 conductores en bandeja (factor agrupamiento ≈ 0.80)
  • Límite caída permitido = 3%

Cálculo de corriente:

I = 120000 / (1.732 * 400 * 0.95)
Denominador = 1.732 * 400 * 0.95 ≈ 658.16

I ≈ 120000 / 658.16 ≈ 182.4 A

Aplicar correcciones: producto factores Fi = F_temp * F_agrup = 0.96 * 0.80 = 0.768
Ampacidad requerida = I / (F_temp * F_agrup) = 182.4 / 0.768 ≈ 237.5 A

Seleccion de sección aluminio por tabla:

  • 70 mm² → ampacidad ≈ 150 A (insuficiente)
  • 95 mm² → ampacidad ≈ 185 A (insuficiente)
  • 120 mm² → ampacidad ≈ 220 A (cerca pero insuficiente)
  • 150 mm² → ampacidad ≈ 270 A (aceptable)

Se propone 150 mm² aluminio (ampacidad ≈ 270 A) para cumplir requerimiento 237.5 A.

Verificación de caída de tensión con 150 mm²:

R por km para aluminio 150 mm² (aprox) ≈ 0.12 Ω/km → R/m = 0.00012 Ω/m.

R_total = 0.00012 * 300 = 0.036 Ω
X_total tomar X ≈ 0.08 Ω/km => 0.00008 Ω/m => X_total = 0.00008 * 300 = 0.024 Ω
cosφ = 0.95; sinφ ≈ 0.3122
Termino resistivo = R_total * cosφ = 0.036 * 0.95 = 0.0342 Ω
Termino reactivo = X_total * sinφ = 0.024 * 0.3122 = 0.00749 Ω
Sumatoria = 0.0342 + 0.00749 = 0.04169 Ω
Vd = 1.732 * I * Sumatoria = 1.732 * 182.4 * 0.04169 ≈ 13.17 V

Vd% = (13.17 / 400) * 100 ≈ 3.29% > 3% → excede límite.

Solución: Iterar aumentando sección.

Probar 185 mm² aluminio (ampacidad ≈ 320 A): R ≈ 0.10 Ω/km → R_total = 0.03 Ω; recalcular:
Termino resistivo = 0.03 * 0.95 = 0.0285 Ω
Termino reactivo = 0.024 * 0.3122 = 0.00749 Ω (X_total sinφ no cambia si X estimado por recorrido)
Sumatoria = 0.0285 + 0.00749 = 0.03599 Ω
Vd = 1.732 * 182.4 * 0.03599 ≈ 11.36 V

Vd% = 11.36 / 400 * 100 ≈ 2.84% < 3% → aceptable.

Resultado final Caso 2:

  • Corriente de carga: 182.4 A
  • Sección inicial por ampacidad: 150 mm² (no cumple caída)
  • Sección seleccionada final: 185 mm² aluminio
  • Caída de tensión: ≈ 2.84% (aceptable)

Integración en la calculadora online: flujo de usuario y verificaciones

La herramienta debe incluir:

  • Formulario de entrada con validación de rangos y unidades (kW, W, V, m).
  • Selección de normativa aplicable (NEC / NTC 2050 / IEC) para adaptar tablas y factores.
  • Opciones avanzadas: elección entre cobre/aluminio, aislamiento (60/75/90 °C), método de instalación, número de conductores por canaleta.
  • Salida detallada: corriente nominal, sección recomendada, caída de tensión absoluta y en %, coeficientes aplicados, verificación de protecciones.
  • Generación de informe PDF con cálculos y referencias normativas.

Verificaciones adicionales y mejores prácticas

  • Siempre comprobar la capacidad de ruptura del equipo de protección (ICU/ICCB) con la corriente de falla disponible.
  • Considerar selectividad: ajuste de curvas térmicas y tiempos para coordinación entre protecciones.
  • Revisar condiciones especiales: altas temperaturas, instalación subterránea, tubos empotrados, donde los factores de corrección pueden reducir significativamente la ampacidad.
  • Documentar supuestos y tablas usadas; los proyectos deben incluir cálculos justificativos con referencia normativa.

Referencias normativas y recursos externos de autoridad

  • NFPA 70 — National Electrical Code (NEC): https://www.nfpa.org/ (consultar edición aplicable y tablas de ampacidad).
  • IEC 60364 — Instalaciones eléctricas de baja tensión: https://www.iec.ch/.
  • ICONTEC — Instituto Colombiano de Normas Técnicas y Certificación (NTC): https://www.icontec.org/ para consulta sobre NTC 2050 y normas nacionales.
  • IEEE — Institute of Electrical and Electronics Engineers: https://www.ieee.org/ (buenas prácticas y publicaciones técnicas).
  • Publicaciones técnicas sobre caída de tensión y propiedades de conductores: revisiones de fabricantes de conductores (ej. Prysmian, Nexans) para tablas R/X actualizadas.

Resumen operativo para el ingeniero

  1. Recolectar datos reales: potencia, factor de potencia, tensión, longitud, condiciones ambientales e instalación.
  2. Calcular corriente con I = P / (sqrt(3) * V * pf).
  3. Aplicar factores de corrección según normativa seleccionada.
  4. Seleccionar sección por ampacidad y verificar caída de tensión; iterar si es necesario.
  5. Verificar coordinación y capacidad interruptiva de los dispositivos de protección.

Conclusiones técnicas y recomendaciones de implementación

Una calculadora online NEC/NTC 2050 bien diseñada automatiza cálculo de corriente, selección de conductores y verificación de caída de tensión, acelerando el diseño y aumentando la seguridad. Debe permitir entrada de parámetros normativos y mostrar justificación numérica de cada paso.

Finalmente, cualquier resultado de la herramienta debe validarse por un ingeniero responsable y considerarse como apoyo al diseño conforme a la normativa vigente del proyecto.