La caída de tensión es un fenómeno eléctrico inevitable que afecta la eficiencia y seguridad de instalaciones eléctricas.
Una calculadora permite estimar pérdidas por distancia y sección del cable, optimizando voltaje y funcionamiento seguro.
Calculadora de Caída de Tensión
Tabla completa de caída de tensión según distancia y sección transversal
A continuación, se presenta una tabla con valores típicos de caída de tensión (en voltios) para diferentes combinaciones de distancia (en metros), sección del conductor (en mm²) y corriente (en amperios), considerando cobre, instalación monofásica, con factor de potencia 1 (cos φ = 1), y una tensión de alimentación de 230 V. Esta tabla es útil para estimaciones rápidas en campo:
| Corriente (A) | Distancia (m) | 1.5 mm² | 2.5 mm² | 4 mm² | 6 mm² | 10 mm² | 16 mm² | 25 mm² |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 10 | 10 | 0.26 V | 0.16 V | 0.10 V | 0.07 V | 0.04 V | 0.03 V | 0.02 V |
| 10 | 50 | 1.29 V | 0.81 V | 0.52 V | 0.34 V | 0.21 V | 0.13 V | 0.08 V |
| 10 | 100 | 2.59 V | 1.62 V | 1.03 V | 0.68 V | 0.42 V | 0.27 V | 0.17 V |
| 20 | 50 | 2.58 V | 1.62 V | 1.03 V | 0.68 V | 0.42 V | 0.27 V | 0.17 V |
| 20 | 100 | 5.18 V | 3.24 V | 2.06 V | 1.36 V | 0.84 V | 0.54 V | 0.34 V |
| 32 | 50 | 4.13 V | 2.59 V | 1.65 V | 1.09 V | 0.67 V | 0.43 V | 0.27 V |
| 32 | 100 | 8.26 V | 5.18 V | 3.30 V | 2.18 V | 1.34 V | 0.86 V | 0.54 V |
| 40 | 50 | 5.17 V | 3.24 V | 2.06 V | 1.36 V | 0.84 V | 0.54 V | 0.34 V |
| 40 | 100 | 10.36 V | 6.48 V | 4.12 V | 2.72 V | 1.68 V | 1.08 V | 0.68 V |
Nota: Estos valores pueden variar dependiendo de la resistividad del conductor, temperatura, método de instalación y factor de potencia. Consulta normativa local como IEC 60364 o RETIE (Colombia) para precisión normativa.
Fórmulas de cálculo de caída de tensión
Fórmula general para sistemas monofásicos:
Fórmula para sistemas trifásicos:
Donde:
Importante: El factor 2 en la fórmula monofásica contempla ida y retorno del cable. En trifásico se usa √3 para adaptación vectorial.
Cálculo del porcentaje de caída de tensión
- Límite recomendado: ≤ 3% para alumbrado y ≤ 5% para fuerza motriz, según normativas como IEC 60364-5-52 y NEC 210.19(A)(1).
Casos de aplicación reales
Caso 1: Instalación de una bomba sumergible en finca rural
Escenario: Se necesita alimentar una bomba de 2 HP (aprox. 1500 W), a 230 V monofásico, a 80 metros de distancia. El consumo es de 10 A. El cable es de cobre y debe limitarse la caída de tensión al 3%.
Datos:
Fórmula:
Despejamos S:
Resultado: Se requiere una sección de mínimo 6 mm² (se utiliza estándar inmediato superior para seguridad).
Caso 2: Sistema de iluminación de parqueadero industrial
Escenario: Alimentación trifásica de 20 luminarias LED de 200 W, a 100 metros del tablero. La carga total es de 4 kW, con un factor de potencia de 0.95. El cable es de aluminio.
Datos:
Cálculo:
Resultado: Conductor de aluminio de mínimo 4 mm² para mantener margen normativo.
Consideraciones normativas y recomendaciones
- Normas aplicables:
- IEC 60364-5-52: Instalaciones eléctricas de baja tensión – Selección de conductores según caída de tensión.
- RETIE (Colombia): Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas.
- NEC (EE. UU.): National Electrical Code, artículos 210.19 y 215.2.
- Recomendaciones prácticas:
- Usar siempre el calibre comercial inmediato superior al valor calculado.
- Evitar usar aluminio para cargas críticas o de arranque pesado.
- En instalaciones largas, considerar transformadores intermedios o relés.
- Validar in situ mediante medición con multímetro o pinza voltimétrica.
- Aplicar factor de corrección por temperatura, agrupamiento y tipo de aislamiento.
Recursos recomendados y bibliografía técnica
- IEC 60364-5-52
- RETIE – Ministerio de Minas y Energía Colombia
- NEC 2023 – NFPA
- Software gratuito de cálculo: ETAP, Caneco BT
Cómo optimizar el uso de una calculadora de caída de tensión
Una calculadora de caída de tensión por distancia de cable y sección transversal debe ofrecer resultados rápidos, confiables y personalizables. Para aprovecharla al máximo, sigue estos consejos:
- Selecciona la unidad correcta del sistema: Monofásico o trifásico.
- Incluye el tipo de conductor: Cobre (Cu) o aluminio (Al), pues afecta directamente la resistividad.
- Ingresa la distancia total (ida y retorno): Algunos calculadores exigen la ida solamente; otros, ambos.
- Corrige por temperatura ambiente: El aumento térmico incrementa la resistencia del conductor.
- Considera agrupamiento de cables: Si hay muchos cables juntos, eleva la caída de tensión.
- Aplica el factor de potencia si es diferente a 1: Muy importante en cargas inductivas (motores, balastos).
- Verifica que la caída calculada esté dentro del rango normativo (≤ 3%-5%).
- Tip: Algunas herramientas profesionales, como el software Caneco o Dialux, incluyen este tipo de cálculos integrados con representación gráfica.
Errores comunes al calcular la caída de tensión
Evitar errores es esencial para el diseño y mantenimiento de instalaciones eléctricas. Aquí están los más comunes:
- No considerar la longitud de retorno del cable (solo la ida).
- Usar un factor de potencia de 1 para cargas inductivas.
- Ignorar el material del conductor (Cu vs. Al).
- No respetar límites normativos de caída de tensión permitida.
- Redondear mal la sección mínima sin aplicar factor de seguridad.
- Olvidar condiciones ambientales (temperatura, humedad, canalizaciones).
Preguntas frecuentes sobre caída de tensión por distancia y sección del cable
¿Qué límite de caída de tensión se debe cumplir?
Según la IEC 60364 y el RETIE, los valores máximos recomendados son:
- 3% para circuitos de alumbrado.
- 5% para circuitos de fuerza motriz o uso general.
Superar estos límites puede provocar mal funcionamiento de equipos, pérdida de eficiencia o incluso riesgos eléctricos.
¿Cómo afecta el tipo de material del conductor?
- Cobre: Mejor conductor, menor caída de tensión, mayor costo.
- Aluminio: Mayor resistencia eléctrica, más liviano, más barato, pero más caída de tensión.
Para aplicaciones críticas (motores, bombas, UPS), el cobre es preferido.
¿Cuándo se recomienda recalcular la caída de tensión?
- Cuando se cambian las condiciones de carga (nuevos equipos).
- Al aumentar la distancia de un ramal eléctrico.
- En reformas eléctricas donde se reutilizan conductores antiguos.
- Durante inspecciones reglamentarias periódicas.
¿Qué pasa si se supera el 5% permitido?
Se pueden presentar:
- Disminución de rendimiento de equipos eléctricos.
- Disparo intempestivo de protecciones (disyuntores, relés).
- Calentamiento excesivo de conductores.
- Riesgo de incendio por sobrecarga prolongada.
Advertencia técnica: La caída de tensión excesiva genera pérdidas activas (W) y reduce la vida útil de los equipos conectados.