Calculadora de interruptores termomagnéticos – NEC, NTC 2050

El uso de interruptores termomagnéticos garantiza seguridad, operación continua y cumplimiento eléctrico en diversas instalaciones normativas.

Esta guía ofrece una calculadora profesional con tablas comunes, fórmulas detalladas y casos prácticos resueltos.

Tabla de selección rápida de interruptores termomagnéticos según NEC y NTC 2050

La siguiente tabla compila los valores más utilizados en sistemas monofásicos y trifásicos hasta 600 V. Incluye la corriente de carga, el calibre típico del interruptor, el calibre del conductor asociado y las protecciones térmicas y magnéticas recomendadas según aplicación (residencial, comercial, industrial).

Nota: Todos los valores están en amperios (A), milímetros cuadrados (mm²) y están basados en conductores de cobre THHN a 75 °C según la tabla 310.15(B)(16) del NEC 2023 / NTC 2050.

Para sistemas trifásicos, se usa un ajuste del 1.73 (√3) en el cálculo de corriente.

Fórmulas clave para la selección de interruptores termomagnéticos según NEC / NTC 2050

Para calcular de forma precisa el tamaño de un interruptor termomagnético, se deben considerar múltiples factores. Las siguientes son las fórmulas más utilizadas:

1. Cálculo de corriente nominal de carga

• I: Corriente en amperios (A)
• P: Potencia activa en watts (W)
• V: Voltaje en voltios (V)
• cos(φ): Factor de potencia (usualmente 0.8–1.0)

Valores comunes:

• Residencial: cos(φ) ≈ 0.95
• Motores: cos(φ) ≈ 0.8–0.9
• Iluminación LED: cos(φ) ≈ 0.95–1.0

2. Sobredimensionamiento según tipo de carga (NEC Art. 430, 440)

Para cargas generales:

Para motores (NEC 430.52):

• I_FLA: Corriente de placa (Full Load Amps)
• F_s: Factor de sobredimensionamiento (2.5 para tipo D, 1.75 para tipo C)

3. Cálculo de conductor según capacidad de corriente

Según NEC / NTC 2050, tabla 310.15(B)(16):

• S: Sección del conductor (mm²)
• I: Corriente nominal
• K: Capacidad de conducción (dependiendo de aislamiento, temperatura, tipo de instalación)

Valores típicos K (para Cu THHN 75 °C):

• 2.5 mm² → 20 A
• 4 mm² → 25 A
• 6 mm² → 35 A
• 10 mm² → 50 A
• 16 mm² → 65 A
• 25 mm² → 85 A
• 35 mm² → 100 A

4. Cálculo de corriente en sistemas trifásicos

• Ideal para motores, transformadores, bancos de carga, tableros industriales.

5. Caída de tensión (cuando aplica)

• ΔV: Caída de tensión (V)
• L: Longitud del conductor (m)
• ρ: Resistividad (0.0175 Ω·mm²/m para cobre)
• S: Sección transversal (mm²)
• I: Corriente (A)

Debe mantenerse dentro del 3% para cargas generales, 5% total con alimentadores (según NEC/NTC 2050).

Casos reales aplicados de selección de interruptores termomagnéticos

Caso 1: Residencia con carga mixta (iluminación, tomas, aire acondicionado)

Escenario:
Una vivienda unifamiliar en Bogotá necesita protección para un circuito de 15 puntos de toma corriente y 8 luminarias LED, además de un aire acondicionado de 1800 W.

Datos suministrados:

• Voltaje: 120 V monofásico
• Factor de potencia general: 0.95
• Potencia de tomas: 1800 W
• Potencia de luminarias LED: 320 W
• Potencia del aire acondicionado: 1800 W
• Longitud del circuito: 15 m
• Conductores de cobre THHN
• Temperatura ambiente: 30 °C

Paso 1: Cálculo de la carga total

Paso 2: Aplicar factor de seguridad NEC

Paso 3: Selección del interruptor y conductor

• Interruptor recomendado: 50 A (Curva tipo C, para carga mixta)
• Conductor recomendado: Según tabla NEC, 10 mm² Cu THHN soporta 50 A
• Canalización: tubería PVC, sin factores de agrupamiento severos

Paso 4: Verificar caída de tensión

Resultado:

• Interruptor termomagnético: 50 A curva C
• Conductor: 10 mm² Cu
• Instalación cumple NEC / NTC 2050

Caso 2: Motor trifásico industrial 15 HP (11.2 kW)

Escenario:
Una planta manufacturera en Medellín instalará un motor trifásico de 15 HP (11.2 kW), 220 V, con factor de potencia 0.85. El motor opera 10 horas diarias, con arranque por estrella-triángulo.

Datos suministrados:

• Voltaje: 220 V trifásico
• Potencia activa: 11200 W
• cos(φ): 0.85
• Longitud del circuito: 30 m
• Tipo de motor: carga inductiva
• Clase de protección: curva D (alta inrush)

Paso 1: Calcular corriente

Paso 2: Selección del interruptor con sobredimensionamiento

Para motores, NEC 430.52 recomienda:

Se selecciona el valor comercial inmediato superior:
Interruptor recomendado: 100 A curva D

Paso 3: Conductor y canalización

• Según NEC tabla 310.15(B)(16): 25 mm² Cu soporta 85 A
• Se usa conductor de 35 mm² para compensar longitud y arranque directo

Paso 4: Cálculo de caída de tensión

Resultado:

• Interruptor termomagnético: 100 A curva D
• Conductor: 35 mm² cobre
• Cumple NEC Art. 430, NTC 2050 Capítulo 4

Tipos de curvas de disparo (B, C, D) y su uso adecuado

La curva define la sensibilidad del interruptor ante sobrecargas y cortocircuitos. Elegir la curva correcta evita disparos innecesarios.

Listado de normas clave para selección de interruptores

• NEC 2023 (NFPA 70):
  • Art. 210: Circuitos derivados
  • Art. 240: Protección contra sobrecorriente
  • Art. 310: Conductores y ampacidad
  • Art. 430: Motores y controladores
  • Art. 440: Equipos de refrigeración
• NTC 2050 (ICONTEC):
  • Cap. 2: Definiciones y requisitos generales
  • Cap. 4: Protección y métodos de instalación
  • Apéndices normativos sobre factores de corrección

Recomendación: consultar siempre la versión más reciente de las normas para verificar factores de agrupamiento, temperatura y canalización.

Factores de corrección: temperatura y agrupamiento

Los interruptores y conductores deben ajustarse según condiciones ambientales que afecten la disipación de calor. Las normas NEC y NTC 2050 establecen factores de corrección obligatorios.

Corrección por temperatura ambiente (NEC 310.15(B)(2)(a))

Ejemplo: A 45 °C, un conductor que normalmente soporta 50 A, solo soporta:

Corrección por agrupamiento de conductores (más de 3 cables juntos)

La ampacidad debe reducirse para evitar sobrecalentamientos por falta de ventilación.

Aplicación de factores combinados

Cuando hay temperatura elevada y agrupamiento, se multiplican ambos factores.

Ejemplo:
Conductor de 10 mm² (50 A nominal), a 40 °C y 6 conductores agrupados:

El interruptor debe limitarse acorde a esa ampacidad corregida.

Checklist profesional para usar una calculadora de interruptores termomagnéticos

Antes de elegir un interruptor, asegúrate de verificar los siguientes aspectos:

Checklist técnico obligatorio

• Tipo de carga: resistencia, motor, inductiva, mixta
• Corriente calculada correctamente (monofásico o trifásico)
• Factor de potencia aplicado
• Factor de seguridad según NEC/NTC
• Curva adecuada (B, C, D)
• Verificación de caída de tensión
• Factores de temperatura y agrupamiento
• Conductor correcto según ampacidad real
• Compatibilidad con tipo de canalización (PVC, EMT, bandeja)
• Cumplimiento normativo NEC 240, 310, 430, 440 y NTC 2050

No seguir este checklist puede provocar disparos innecesarios, incendios o multas por incumplimiento.

Errores comunes al seleccionar interruptores termomagnéticos

Evita estas fallas frecuentes al usar la calculadora:

1. No aplicar factor de sobredimensionamiento:
   Escoger un interruptor igual a la corriente nominal puede causar disparos por sobrecargas comunes.
2. No considerar curva de disparo:
   Usar curva B en motores industriales provoca disparos durante el arranque.
3. Ignorar factores de temperatura y agrupamiento:
   Puede causar sobrecalentamientos y fallas prematuras.
4. Subestimar caída de tensión en distancias largas:
   Afecta el rendimiento de equipos sensibles como UPS, HVAC o motores.
5. Elegir el conductor por el interruptor (y no al revés):
   El conductor debe dictar la capacidad del interruptor, no al contrario.

Recursos de autoridad y herramientas recomendadas

Para profundizar o validar tus cálculos con normativas oficiales:

• NFPA 70 – NEC Código Eléctrico Nacional (versión 2023)
• NTC 2050 – Código Eléctrico Colombiano (ICONTEC)
• Siemens Protection Devices Curves PDF
• ABB – Selection Guide MCBs (Interruptores)
• Calculadora en línea de Schneider Electric