Herramientas prácticas para diseñar charolas y bandejas cumplen normativa NTC 2050 e IEC internacionalmente reconocida
Calculadora gratuita facilita cálculo de llenado, corriente, factor de agrupamiento y selección de bandejas adecuada
Calculadora de ancho mínimo de charolas y bandejas para cables según ocupación (NTC 2050 / IEC)
Calculadora De Charolas Y Bandejas Ntc 2050 Iec Gratis: marco normativo y alcance
La selección de charolas y bandejas para cableado debe basarse en criterios de seguridad, despeje térmico y compatibilidad electromecánica. En Colombia, la NTC 2050 y las regulaciones técnicas complementarias establecen requisitos para instalaciones eléctricas en edificaciones; a nivel internacional, las series IEC 61537 (sistemas de bandejas y escalerillas) e IEC 60364 (instalaciones eléctricas de baja tensión) aportan criterios para diseño, separación, puesta a tierra y resistencia mecánica.Una calculadora orientada a NTC 2050 e IEC combina: - Verificación del espacio de llenado (fill factor) y área ocupada por cables. - Cálculo de la cantidad de conductores por ancho y profundidad de bandeja. - Aplicación de factores de agrupamiento y corrección térmica para capacidad de corriente. - Comprobaciones de segregación y zonas para señales y potencia.Definiciones técnicas clave
- Charola / bandeja: elemento portacables con fondo sólido, perforado o tipo escalera, utilizado para soportar y proteger el cableado.
- Fill factor (factor de llenado): porcentaje máximo de área útil de bandeja que puede ocuparse con cables, expresado según normativa.
- Área transversal ocupada de cable: área geométrica que ocupa cada cable, considerando diámetro exterior de aislamiento.
- Profundidad útil: medida interna vertical disponible para alojamiento de cables.
- Corriente admisible: corriente máxima que puede transportar un conductor según condiciones reales y factores de corrección.
Principios de cálculo: transformando entradas en dimensiones
Los cálculos fundamentales para la calculadora de charolas y bandejas se basan en geometría simple y factores de tensión térmica/agregación. Los pasos básicos son:1. Determinar el diámetro exterior (D_i) de cada cable (mm). 2. Calcular área individual de ocupación A_i = π × (D_i)^2 / 4 (mm²). 3. Sumar áreas: A_total = Σ A_i (mm²). 4. Elegir factor de llenado k_fill (ej. 0.40 para 40%). 5. Calcular área útil requerida: A_requerida = A_total / k_fill (mm²). 6. Seleccionar bandeja con sección interna (ancho × profundidad útil) >= A_requerida.Fórmulas principales en formato explícito:A_i = π × (D_i)2 / 4
A_total = Σ A_i
A_requerida = A_total / k_fill
Ancho_requerido = A_requerida / Profundidad_útil
- D_i: diámetro exterior del cable i, en mm. Valores típicos: 16 mm² ≈ 9 mm, 35 mm² ≈ 12.5 mm.
- A_i: área ocupada por el cable i, en mm².
- A_total: suma de todas las áreas de los cables presentes en la bandeja.
- k_fill: factor de llenado. Valores usuales: 0.40 (40%) recomendado para instalaciones con accesos y ventilación moderada; 0.50 (50%) para bandejas ventiladas con buena ventilación y una sola capa.
- Profundidad_útil: profundidad interna efectiva de la bandeja en mm (común: 25, 50, 75, 100 mm).
Tablas de referencia: diámetros y áreas de cables comunes
| Sección nominal conductor (mm²) | Diámetro exterior aproximado D (mm) | Área ocupada A = π·D²/4 (mm²) | Uso típico |
|---|---|---|---|
| 1.5 | 3.8 | 11.34 | Iluminación, control |
| 2.5 | 4.5 | 15.90 | Enchufes y circuitos pequeños |
| 4 | 5.5 | 23.76 | Electrodomésticos pequeños |
| 6 | 6.5 | 33.18 | Circuitos motores pequeños |
| 10 | 7.5 | 44.18 | Alimentación de cargas medias |
| 16 | 9.0 | 63.62 | Alimentación trifásica ligera |
| 25 | 11.0 | 95.03 | Alimentación y sub-circuitos |
| 35 | 12.5 | 122.72 | Alimentadores de potencia |
| 50 | 14.0 | 153.94 | Grandes alimentadores |
| 70 | 16.5 | 213.82 | Alimentación de motores y transformadores |
| 95 | 18.5 | 268.80 | Muy altas corrientes |
Tablas de capacidad estimada de bandejas (profundidad útil 50 mm, factor de llenado 40%)
| Ancho bandeja (mm) | Nº conductores 4 mm² | Nº conductores 16 mm² | Nº conductores 35 mm² |
|---|---|---|---|
| 100 | 84 | 31 | 16 |
| 150 | 126 | 47 | 24 |
| 200 | 168 | 62 | 32 |
| 300 | 252 | 94 | 48 |
| 400 | 336 | 126 | 65 |
| 600 | 504 | 189 | 97 |
Factores de llenado y segregación según NTC 2050 e IEC
Las normas suelen exigir límites de ocupación para permitir disipación térmica, facilitar el tendido y los mantenimientos. Recomendaciones generales:- Bandejas tipo escalera: hasta 50% en una sola capa con buena ventilación.
- Bandejas con tapa o fondo sólido: 40% o menos, dependiendo del aislamiento térmico.
- Si se requiere segregación (potencia/señal): dividir bandeja con separador físico que reduce área útil por compartimiento.
- Si se apilan cables en varias capas, considerar reducir k_fill a 30% o menos y aplicar correcciones térmicas.
| Condición | k_fill recomendado | Comentario |
|---|---|---|
| Una sola capa, ventilación adecuada | 0.45–0.50 | Escalera sin tapa |
| Varios niveles apilados | 0.30–0.40 | Reducción por falta de ventilación |
| Bandeja con tapa o fondo sólido | 0.30–0.40 | Mayor acumulación de calor |
| Compartimentada (segregación) | Aplica por compartimiento | Área efectiva por compartimiento |
Capacidad de corriente y factores de corrección
La corriente admisible de un conductor en bandeja se ve afectada por:- Temperatura ambiente.
- Factores de agrupamiento (número de conductores que pasan juntos).
- Tipo de aislamiento y condición de instalación (en aire, en bandeja, enterrado).
I_operativa = I_tabla × k_temp × k_group
- I_tabla: corriente admisible del conductor según tabla estándar bajo condiciones de referencia.
- k_temp: factor por temperatura ambiente (por ejemplo 0.91 para 30 °C si la tabla es a 40 °C).
- k_group: factor por agrupamiento (ver tabla a continuación).
| Nº conductores portadores de corriente | k_group (factor típico) |
|---|---|
| 1–3 | 1.00 |
| 4–6 | 0.80 |
| 7–9 | 0.70 |
| 10–20 | 0.50 |
| 21–30 | 0.45 |
| 31–40 | 0.35 |
| 41–60 | 0.30 |
Diseño de la calculadora: algoritmo y entradas requeridas
Para ofrecer una herramienta gratuita conforme a NTC 2050 e IEC, la calculadora debe aceptar:- Listado de cables: sección conductor, número de conductores iguales, diámetro exterior (si no existe, usar tabla predeterminada).
- Tipo de bandeja (escalera, perforada, fondo sólido) y profundidad útil disponible.
- Requisito de segregación (sí/no) y número de compartimientos.
- Temperatura ambiente de diseño y referencia de tablas de capacidad.
- Selección de k_fill preferido o automático según condiciones.
- Área total ocupada (mm²) y A_requerida según k_fill.
- Ancho mínimo recomendado de bandeja (mm) para la profundidad seleccionada.
- Validación de capacidad de corriente: I_operativa por conductor tras aplicar k_temp y k_group.
- Recomendaciones: dividir compartimientos, cambiar profundidad o aumentar ancho, elegir conductores mayores.
Ejemplos reales: cálculos desarrollados y soluciones
Ejemplo 1 — Alimentador trifásico con 12 conductores fase y neutro (cables 16 mm²)
Datos de entrada:- 12 conductores de potencia: sección 16 mm², diámetro exterior estimado D = 9.0 mm.
- Profundidad útil bandeja disponible: 50 mm.
- Selección k_fill conservador = 0.40 (40%).
- Temperatura ambiente 35 °C; factor k_temp estimado 0.96 (según tabla del fabricante).
- Número de conductores portadores de corriente en conjunto: 12 → k_group = 0.50 (ver tabla).
A_i = π × (9.0)2 / 4 = 63.62 mm² (por conductor)

A_total = 12 × 63.62 = 763.44 mm²
A_requerida = A_total / 0.40 = 1,908.6 mm²
Ancho_requerido = A_requerida / Profundidad_útil = 1,908.6 / 50 = 38.17 mm
- El ancho teórico mínimo es 39 mm; sin embargo, por modularidad comercial se debe elegir una bandeja estándar ≥ 100 mm.
- Por tanto se selecciona bandeja de 100 mm × 50 mm (profundidad útil 50 mm), que ofrece área útil 5,000 mm² y con k_fill 40% permite 2,000 mm² ocupados. Se cumple con holgura.
- Supongamos I_tabla para 16 mm² cobre en bandeja = 76 A (valor típico, validar contra tablas normativas).
- I_operativa = I_tabla × k_temp × k_group = 76 × 0.96 × 0.50 = 36.48 A
- Si la carga por conductor supera 36 A, es necesario aumentar sección o reducir agrupamiento (separar en otra bandeja) o mejorar ventilación.
- Elegir bandeja 100 mm × 50 mm con k_fill 40% y separar conductores en dos bandejas para mejorar disipación si carga esperada > 36 A.
- Alternativa: usar conductores de 25 mm² con I_tabla ≈ 101 A, tras correcciones I_operativa ≈ 48.5 A.
Ejemplo 2 — Tray con cables mixtos: 6 × 35 mm² (potencia) + 10 × 4 mm² (control)
Datos de entrada:- 6 conductores 35 mm² (D ≈ 12.5 mm), 10 conductores 4 mm² (D ≈ 5.5 mm).
- Profundidad útil seleccionada: 75 mm.
- Segregación requerida: no (compartido), valor k_fill = 0.40 por ser fondo sólido.
- Temperatura 30 °C → k_temp = 0.98; agrupamiento total = 16 conductores → k_group = 0.50 (tabla).
A_35 = π × 12.52 / 4 = 122.72 mm²
A_4 = π × 5.52 / 4 = 23.76 mm²
A_total = 6 × 122.72 + 10 × 23.76 = 736.32 + 237.6 = 973.92 mm²
A_requerida = 973.92 / 0.40 = 2,434.8 mm²
Ancho_requerido = 2,434.8 / 75 = 32.46 mm
- El ancho teórico mínimo ~33 mm; seleccionar bandeja estándar 100 mm × 75 mm (área 7,500 mm²; área útil a 40% = 3,000 mm²), cumple.
- Tomemos I_tabla para 35 mm² ≈ 125 A (valor típico en bandeja, validar según normativa).
- I_operativa_35 = 125 × 0.98 × 0.50 = 61.25 A
- Si la carga por conductor de 35 mm² es inferior a 61 A, no se requiere aumentar sección. Si la carga real es mayor, separar alimentadores o aumentar sección.
- Bandeja recomendada: 100 mm de ancho × 75 mm de profundidad con k_fill 40%.
- Si la aplicación de control requiere separación física por interferencias, instalar separador y recalcular área por compartimiento.
Consideraciones de instalación, protección y mantenimiento
- Fijación mecánica: respetar distancias entre soportes según carga y tipo de bandeja (consultar ficha del fabricante y NTC 2050).
- Puesta a tierra de bandejas metálicas: obligatorio para garantizar continuidad equipotencial y seguridad frente a fallas.
- Cubiertas y protección contra impactos: seleccionar tapa si hay riesgo de objetos o ambiente corrosivo.
- Permitir acceso para inspección: no sobredimensionar el llenado hasta impedir trazabilidad y maniobra.
- Revisiones periódicas: verificar corrosión, soportes, y asentamiento de cables que pueda reducir ventilación.
Referencias normativas y enlaces de autoridad
- NTC 2050 — Instalaciones Eléctricas (ICONTEC). Para obtener la versión oficial consultar a ICONTEC: https://www.icontec.org/
- IEC 61537 — Cable management — Cable tray systems and cable ladder systems: https://www.iec.ch/standards
- IEC 60364 — Instalaciones eléctricas de baja tensión (selección y puesta en obra): https://www.iec.ch/
- Ministerio de Minas y Energía (Colombia) — normativa y regulaciones aplicables (RETIE y otras directrices): https://www.minminas.gov.co/
- Guías técnicas y tablas de fabricantes (Schneider Electric, ABB, Legrand) para datos detallados de corrientes y diámetros; usar siempre la ficha técnica del fabricante.
Implementación práctica: opciones para usar una calculadora gratis
Recomendaciones para quien desee una herramienta gratuita:- Implementar hoja de cálculo con las fórmulas presentadas y tablas de diámetros. Ofrece transparencia y verificación manual.
- Validar resultados con fichas de fabricantes y tablas de la NTC 2050; incorporar matrices de k_temp y k_group.
- Si se desarrolla una aplicación web, permitir entrada de diámetros personalizados y descarga de reporte técnico con cálculos y referencias normativas.
- Incluir siempre comprobación manual final por ingeniero responsable, y adjuntar referencias normativas en el informe.
Buenas prácticas y advertencias técnico-normativas
- No entren cables por encima del factor de llenado sin evaluar disipación térmica y efectos electromecánicos.
- Evitar mezclar cables de potencia con cables de señal en la misma bandeja sin adecuada segregación física.
- Verificar compatibilidad de materiales en ambientes corrosivos (acero inoxidable, galvanizado, fibra de vidrio).
- Antes de aprobar un diseño, realizar comprobaciones de capacidad de corriente conforme a tablas oficiales y efectuar cálculos de caída de tensión si corresponde.