La caída de tensión en cables eléctricos es un factor crítico en el diseño de instalaciones seguras y eficientes. Calcular la longitud máxima de cable permitida según NEC y NTC 2050 es esencial para evitar pérdidas y riesgos.
Este artículo te guía paso a paso en el cálculo, fórmulas, tablas y ejemplos reales, optimizando tu proyecto eléctrico conforme a normativas internacionales.
Calculadora con inteligencia artificial (IA) – Calculadora de longitud máxima de cable por caída de tensión – NEC, NTC 2050
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- ¿Cuál es la longitud máxima de cable THHN calibre 12 para 15A, 120V, caída de tensión 3%?
- Calcular longitud máxima de cable para motor trifásico 10HP, 220V, caída de tensión 5%, cobre.
- ¿Qué longitud máxima puedo instalar con cable AWG 8, 30A, 240V, caída de tensión 3%?
- Longitud máxima de cable aluminio AWG 2, 100A, 208V, caída de tensión 5% según NTC 2050.
Tabla de valores comunes para la Calculadora de longitud máxima de cable por caída de tensión – NEC, NTC 2050
| Calibre (AWG/kcmil) | Material | Resistencia (Ω/km) | Corriente Nominal (A) | Voltaje (V) | Caída de Tensión Permitida (%) | Longitud Máxima (m) | Aplicación Típica |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 14 | Cobre | 8.286 | 15 | 120 | 3 | 15 | Iluminación residencial |
| 12 | Cobre | 5.211 | 20 | 120 | 3 | 23 | Tomacorrientes generales |
| 10 | Cobre | 3.277 | 30 | 120 | 3 | 36 | Equipos de aire acondicionado |
| 8 | Cobre | 2.061 | 40 | 240 | 3 | 76 | Subalimentaciones |
| 6 | Cobre | 1.296 | 55 | 240 | 3 | 110 | Alimentadores principales |
| 4 | Cobre | 0.815 | 70 | 240 | 3 | 175 | Alimentadores industriales |
| 2 | Cobre | 0.513 | 95 | 240 | 3 | 278 | Grandes cargas |
| 1/0 | Cobre | 0.324 | 150 | 240 | 3 | 440 | Alimentadores de edificios |
| 250 | Cobre | 0.129 | 255 | 480 | 3 | 1,320 | Subestaciones |
| 500 | Cobre | 0.0647 | 380 | 480 | 3 | 2,630 | Grandes alimentadores |
| 12 | Aluminio | 8.282 | 15 | 120 | 3 | 14 | Iluminación ligera |
| 8 | Aluminio | 3.277 | 30 | 240 | 3 | 48 | Subalimentaciones |
| 2 | Aluminio | 1.296 | 75 | 240 | 3 | 120 | Alimentadores principales |
| 250 | Aluminio | 0.206 | 205 | 480 | 3 | 830 | Subestaciones |
Esta tabla resume los valores más comunes utilizados en la práctica para el cálculo de la longitud máxima de cable permitida por caída de tensión, según las normativas NEC y NTC 2050. Los valores de resistencia corresponden a conductores a 75°C, y las corrientes nominales están basadas en la tabla 310.16 del NEC 2020.
Fórmulas para la Calculadora de longitud máxima de cable por caída de tensión – NEC, NTC 2050
El cálculo de la longitud máxima de cable permitida por caída de tensión se basa en la Ley de Ohm y en la normativa internacional. A continuación, se presentan las fórmulas principales, explicando cada variable y sus valores típicos.
Longitud máxima (m) = (Caída de tensión permitida (V) × 2 × Área del conductor (mm²)) / (Corriente (A) × Resistividad (Ω·mm²/m))
- Caída de tensión permitida (V): Es el porcentaje permitido por la norma (3% para ramales, 5% para alimentadores), multiplicado por el voltaje nominal.
- Área del conductor (mm²): Se obtiene del calibre AWG/kcmil del cable.
- Corriente (A): Corriente máxima que circulará por el conductor.
- Resistividad (Ω·mm²/m): Para cobre: 0.0178 Ω·mm²/m; para aluminio: 0.0282 Ω·mm²/m.
Longitud máxima (m) = (Porcentaje de caída de tensión permitido × Voltaje nominal × 100) / (2 × Corriente × Resistencia del conductor (Ω/km))
- Porcentaje de caída de tensión permitido: 0.03 (3%) o 0.05 (5%) según la aplicación.
- Voltaje nominal: 120V, 208V, 220V, 240V, 480V, etc.
- Corriente: Según la carga conectada.
- Resistencia del conductor (Ω/km): Según tabla de cables.
Longitud máxima (m) = (Porcentaje de caída de tensión permitido × Voltaje nominal × 100) / (√3 × Corriente × Resistencia del conductor (Ω/km))
- √3: Factor de sistemas trifásicos (aprox. 1.732).
- El resto de variables igual que en monofásico.
Valores comunes de cada variable:
- Caída de tensión permitida: 3% para circuitos derivados, 5% para alimentadores (NEC 210.19(A)(1) Informational Note 4, NTC 2050 Art. 210-19).
- Voltaje: 120V, 208V, 220V, 240V, 480V.
- Corriente: Según la carga, típicamente 15A, 20A, 30A, 40A, 50A, 100A, 200A.
- Resistencia del conductor: Depende del material y calibre, ver tabla anterior.
Ejemplos del mundo real: Aplicación de la Calculadora de longitud máxima de cable por caída de tensión – NEC, NTC 2050
Caso 1: Circuito monofásico de iluminación residencial
Supongamos que se desea instalar un circuito de iluminación con las siguientes características:
- Voltaje: 120V
- Carga: 10A
- Calibre del cable: 14 AWG cobre
- Caída de tensión permitida: 3%
1. Calculamos la caída de tensión permitida:
- 3% de 120V = 3.6V
2. Resistencia del cable 14 AWG cobre: 8.286 Ω/km
3. Aplicamos la fórmula:
Este resultado indica que, para una carga de 10A en cable 14 AWG cobre, la longitud máxima permitida para una caída de tensión del 3% es de aproximadamente 2.17 metros. Si se requiere mayor longitud, debe aumentarse el calibre del conductor.
Caso 2: Alimentador trifásico para motor industrial
Supongamos un motor trifásico de 30A, 220V, alimentado con cable 8 AWG cobre, caída de tensión permitida 5%.
- Voltaje: 220V
- Corriente: 30A
- Calibre: 8 AWG cobre
- Resistencia: 2.061 Ω/km
- Caída de tensión permitida: 5% de 220V = 11V
Aplicamos la fórmula para trifásico:
Por lo tanto, la longitud máxima de cable 8 AWG cobre para alimentar este motor, sin exceder el 5% de caída de tensión, es de aproximadamente 10.27 metros.
Consideraciones adicionales y recomendaciones prácticas
- Siempre verifica la temperatura de operación del conductor, ya que la resistencia varía con la temperatura.
- En instalaciones largas, considera el uso de conductores de mayor calibre para minimizar pérdidas.
- La NTC 2050 y el NEC recomiendan no superar el 3% de caída de tensión en circuitos derivados y el 5% en alimentadores.
- Para cargas sensibles, como equipos electrónicos, es recomendable limitar la caída de tensión al 2%.
- Utiliza siempre tablas actualizadas y consulta las normativas locales para asegurar el cumplimiento legal.
Para profundizar en el tema, consulta la NFPA 70 (NEC) y la NTC 2050.
Preguntas frecuentes sobre la Calculadora de longitud máxima de cable por caída de tensión – NEC, NTC 2050
- ¿Por qué es importante limitar la caída de tensión? Para evitar sobrecalentamiento, pérdidas de energía y mal funcionamiento de equipos.
- ¿Qué pasa si excedo la longitud máxima? Se incrementa la caída de tensión, lo que puede dañar equipos y violar normativas.
- ¿Puedo usar la misma fórmula para aluminio? Sí, pero debes usar la resistencia específica del aluminio.
- ¿La temperatura ambiente afecta el cálculo? Sí, la resistencia del conductor aumenta con la temperatura.
La correcta aplicación de la calculadora de longitud máxima de cable por caída de tensión según NEC y NTC 2050 es fundamental para la seguridad y eficiencia de cualquier instalación eléctrica. Utiliza las fórmulas, tablas y ejemplos presentados para garantizar el cumplimiento normativo y la calidad de tus proyectos.