El dimensionamiento correcto de conductores eléctricos es esencial para garantizar eficiencia, seguridad y cumplimiento normativo.
Una sección mal calculada genera sobrecalentamiento, caídas de tensión, pérdidas energéticas y riesgo de incendio eléctrico.
Sección de Conductores (NEC / NTC 2050)
Tablas técnicas: secciones de conductores según ampacidad – NEC y NTC 2050
A continuación, se presentan tablas técnicas que relacionan la sección del conductor con la capacidad de corriente admisible (ampacidad) en condiciones normales, según NEC Artículo 310.16 y NTC 2050 capítulo 3.
Tabla 1: Ampacidad de conductores de cobre con aislamiento THHN (90 °C), 3 conductores en tubo a 30 °C ambiente (condiciones estándar)
| Calibre (AWG o kcmil) | Sección (mm²) | Ampacidad (A) THHN 90 °C | Diámetro externo aprox. (mm) |
|---|---|---|---|
| 18 AWG | 0.82 | 14 | 1.2 |
| 16 AWG | 1.31 | 18 | 1.3 |
| 14 AWG | 2.08 | 25 | 1.6 |
| 12 AWG | 3.31 | 30 | 2.0 |
| 10 AWG | 5.26 | 40 | 2.5 |
| 8 AWG | 8.37 | 55 | 3.5 |
| 6 AWG | 13.30 | 75 | 4.5 |
| 4 AWG | 21.15 | 95 | 5.5 |
| 3 AWG | 26.67 | 110 | 6.0 |
| 2 AWG | 33.62 | 130 | 6.5 |
| 1 AWG | 42.41 | 150 | 7.0 |
| 1/0 AWG | 53.49 | 170 | 8.0 |
| 2/0 AWG | 67.43 | 195 | 8.5 |
| 3/0 AWG | 85.01 | 225 | 9.0 |
| 4/0 AWG | 107.22 | 260 | 10.0 |
| 250 kcmil | 127.00 | 290 | 11.0 |
| 300 kcmil | 152.00 | 320 | 11.5 |
| 350 kcmil | 177.00 | 350 | 12.0 |
| 400 kcmil | 203.00 | 380 | 12.5 |
| 500 kcmil | 253.00 | 430 | 13.5 |
Fuente: Adaptado de NEC 2023 Art. 310.16 y NTC 2050 Sección 3.5.2
Tabla 2: Factor de corrección por temperatura ambiente según NEC/NTC 2050
| Temperatura ambiente (°C) | Factor de corrección THHN (90 °C) |
|---|---|
| 21–25 | 1.08 |
| 26–30 | 1.00 |
| 31–35 | 0.91 |
| 36–40 | 0.82 |
| 41–45 | 0.71 |
| 46–50 | 0.58 |
| 51–55 | 0.41 |
Tabla 3: Factor de corrección por número de conductores en canalización
| Número de conductores portadores de corriente | Factor de ajuste |
|---|---|
| 3 o menos | 1.00 |
| 4 a 6 | 0.80 |
| 7 a 9 | 0.70 |
| 10 a 20 | 0.50 |
| 21 a 30 | 0.45 |
| 31 a 40 | 0.40 |
Fórmulas esenciales para calcular la sección de conductores
El cálculo de la sección se puede abordar desde tres enfoques complementarios: térmico (ampacidad), por caída de tensión, y por condiciones específicas de instalación.
1. Fórmula de ajuste de ampacidad con correcciones
Donde:
Ejemplo de variables comunes:
- FT=0.91 para 35 °C.
- FC=0.70 para 7 conductores.
2. Cálculo de sección por caída de tensión
Donde:
3. Cálculo empírico para dimensionamiento rápido (aproximado)
Donde:
- K: Factor empírico (10–12 para instalaciones monofásicas en cobre a 220 V, 30–35 para trifásicas a 380 V).
Este método es útil para estimaciones rápidas, pero debe validarse contra NEC/NTC.
Casos reales de aplicación del cálculo de conductores según NEC/NTC
Caso 1: Instalación monofásica en zona cálida – 12 kW en cocina industrial
Datos:
- Potencia total: 12 kW.
- Voltaje: 220 V monofásico.
- Longitud del circuito: 30 m.
- Temperatura ambiente: 40 °C.
- 4 conductores en tubo PVC.
- Aislamiento: THHN.
Paso 1: Calcular corriente nominal
Paso 2: Determinar ampacidad base
De tabla 310.16, conductor 8 AWG (8.37 mm²) soporta 55 A. Pero debemos ajustar:
- FT=0.82 (40 °C).
- FC=0.80 (4 conductores).
→ Insuficiente, se prueba calibre 4 AWG:
- 95 A base:
Paso 3: Verificación de caída de tensión
→ Sección mínima por caída de tensión ≈ 8.7 mm². El conductor 4 AWG (21.15 mm²) cumple.
Solución: usar conductor 4 AWG cobre THHN.
Caso 2: Alimentador trifásico para bomba de 25 HP – 60 m
Datos:
- Potencia: 25 HP (18.65 kW).
- Voltaje: 440 V trifásico.
- Cos(φ): 0.88.
- Longitud: 60 m.
- 3 conductores.
- Temperatura: 35 °C.
Paso 1: Calcular corriente
Paso 2: Selección del conductor
Buscamos ampacidad ajustada:
- Temperatura 35 °C → FT=0.91
- 3 conductores → FC=1.00
→ Probar 10 AWG (40 A base):
Paso 3: Comprobación por caída de tensión
Para caída del 3%:
→ Conductor 10 AWG (5.26 mm²) cumple.
Solución: usar conductor 10 AWG cobre THHN.
Consideraciones adicionales de la NTC 2050 y NEC
- Para alimentadores y circuitos ramales se debe aplicar la corrección por tipo de carga (continua o intermitente).
- En Colombia, la NTC 2050 exige cumplir también con la RETIE, que puede exigir sección mínima de 2.5 mm² en ciertos circuitos.
- Las instalaciones en bandeja, ductos cerrados o enterradas tienen factores adicionales de corrección (consultar Art. 392 y 310 NEC).
- Se recomienda dejar un margen de seguridad del 15% en proyectos críticos.
Recursos recomendados
- Código Eléctrico Nacional – NEC 2023 (NFPA)
- Norma Técnica Colombiana NTC 2050 – ICONTEC
- RETIE – Ministerio de Minas y Energía Colombia
Preguntas frecuentes sobre el cálculo de sección de conductores eléctricos
¿Qué norma se debe usar para calcular la sección de los conductores eléctricos en Colombia?
En Colombia, se debe usar la NTC 2050, basada en el NEC (National Electrical Code) estadounidense. Adicionalmente, se debe cumplir con el RETIE (Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas) que establece requisitos de seguridad específicos para el país.
¿Cuál es la diferencia entre la NTC 2050 y el NEC?
La NTC 2050 adopta casi completamente el NEC, pero incorpora algunos ajustes propios del contexto colombiano, incluyendo referencias cruzadas con el RETIE, requisitos ambientales, topográficos y climáticos particulares del país.
¿Qué pasa si uso un conductor con una sección menor a la requerida?
Usar una sección inferior a la necesaria puede provocar:
- Sobrecalentamiento del cable.
- Disparos frecuentes del interruptor.
- Riesgo de incendio.
- Caídas de tensión inaceptables.
- Incumplimiento de normas y sanciones legales.
¿Cómo afecta la temperatura ambiente al cálculo de la sección del conductor?
La temperatura elevada reduce la capacidad de conducción de corriente del conductor. Por eso, se deben aplicar factores de corrección térmica según las tablas del NEC/NTC 2050. A mayor temperatura, menor ampacidad permitida.
¿Qué sección mínima exige el RETIE para circuitos eléctricos?
El RETIE exige una sección mínima de 2.5 mm² (14 AWG) para conductores de alumbrado, y 4 mm² (12 AWG) para tomacorrientes en la mayoría de las instalaciones. Estas exigencias están orientadas a seguridad y durabilidad.
¿Es lo mismo ampacidad que corriente nominal?
No exactamente. La ampacidad es la máxima corriente continua que puede transportar un conductor sin exceder su temperatura de operación segura. La corriente nominal es la corriente que demanda una carga o circuito específico. Ambas deben compararse para dimensionar adecuadamente.
¿Qué método debo usar para calcular la sección: por ampacidad o por caída de tensión?
Se deben considerar ambos criterios:
- Por ampacidad: para garantizar seguridad térmica.
- Por caída de tensión: para garantizar eficiencia y funcionalidad.
La sección seleccionada debe cumplir ambos requisitos. Se escoge el valor mayor resultante.
¿Cómo influye el tipo de instalación (tubería, bandeja, canaleta) en la sección del conductor?
El tipo de instalación determina el coeficiente de corrección por agrupamiento y disipación térmica. Por ejemplo:
- En bandejas abiertas, el conductor puede disipar mejor el calor.
- En tuberías cargadas con muchos cables, la temperatura interna sube, reduciendo la ampacidad.
¿Los conductores de aluminio requieren una sección mayor que los de cobre?
Sí. El aluminio tiene menor conductividad eléctrica que el cobre, por lo que a igualdad de corriente se requiere una sección entre 25% y 30% mayor. Además, el aluminio exige más cuidados en conexiones para evitar oxidación o expansión térmica.