Cómo elegir el tamaño correcto de cable para instalaciones eléctricas: Ejemplos en sistema imperial y métrico

Cómo determinar el tamaño adecuado de cable y conductor para instalación eléctrica

Esta guía paso a paso muestra cómo encontrar el tamaño correcto de cable para instalación eléctrica con ejemplos resueltos (en sistema británico/imperial y sistema SI/métrico).

Es crucial seleccionar el tamaño de cable adecuado. Un cable inadecuado para cargas grandes con alta corriente puede causar fallos en equipos, incendios peligrosos y lesiones graves.

Caída de tensión en cables

Todos los conductores (excepto superconductores) tienen resistencia. Esta es directamente proporcional a la longitud e inversamente proporcional a la sección (diámetro):

R ∝ L/a (Ley de resistencia: R = ρ L/a)

Al circular corriente, se produce caída de tensión. Para longitudes cortas es despreciable, pero en cables de sección pequeña y longitudes largas hay caídas considerables que afectan la instalación y gestión de cargas futuras.

Según norma IEEE B-23, en cualquier punto entre bornes de alimentación e instalación, la caída de tensión no debe exceder el 2,5% de la tensión de suministro.

Ejemplo:

• Suministro 220V AC → Caída admisible = 220 × 2,5% = 5,5 V
• Suministro 120V AC → Caída admisible = 120 × 2,5% = 3 V

En circuitos de distribución, también hay caídas desde cuadro a subcircuitos. Para subcircuitos y finales, la caída admisible es la mitad (ej. 2,75V de los 5,5V).

Normalmente, la caída en tablas se expresa en Amperios por metro (A/m): caída en 1 metro de cable con 1 Amperio.

Dos sistemas para definir caída de tensión:

• SI (Métrico): Amperios por metro (A/m)
• FPS (Imperial): Basado en longitud, 100 pies

Actualización: También puedes usar calculadoras eléctricas online para caída de tensión y sección de cable en AWG:

1. Calculadora tamaño cable y alambre (Cobre y Aluminio)
2. Calculadora tamaño cable en AWG
3. Calculadora caída de tensión en cable

Tablas y gráficos para dimensionamiento correcto de cables

Tablas importantes para determinar tamaño correcto de cable en instalación eléctrica:

Cómo encontrar la caída de tensión en un cable

Pasos:

1. Hallar caída máxima admisible (2,5% tensión suministro).
2. Calcular corriente de carga.
3. Seleccionar cable adecuado según corriente (Tabla 1) con calibre más próximo a carga calculada.
4. De Tabla 1, obtener caída de tensión por metro o 100 pies según su corriente nominal.
5. Calcular caída real para longitud real del circuito:
   (Longitud real × caída por 1m) / 100 → caída por metro (sistema métrico)
   (Longitud real × caída por 100ft) / 100 → caída por 100 pies (sistema imperial)
6. Multiplicar por factor de carga:
   Factor de carga = Corriente real a transportar / Corriente nominal del cable en tabla
7. Si caída calculada < caída admisible (paso 1) → cable adecuado.
   Si caída calculada > caída admisible → repetir con siguiente calibre mayor hasta cumplir.

Cómo determinar tamaño correcto de cable para carga dada

Reglas a considerar:

• Para carga dada, añadir 20% extra para necesidades futuras/emergencia.
• Desde contador a cuadro: caída ≤ 1,25% tensión suministro. Subcircuito final: caída ≤ 2,5%.
• Considerar cambio de temperatura, usar factor temperatura (Tabla 3) si necesario.
• Considerar factor de carga al dimensionar.
• Considerar sistema de cableado: aire libre (temp. baja) vs tubo/conduit (temp. sube por falta de aire).
• Nota: Tener en cuenta factor de diversidad al seleccionar cable.

Ejemplos resueltos de dimensionamiento de cable

Ejemplo 1 - Sistema Imperial (Británico/Inglés)

Instalación en edificio: Carga total 4,5 kW. Longitud cable contador a subcuadro: 35 pies. Tensión 220V. Temp. 40°C (104°F). Cableado en tubos. Hallar cable más adecuado.

Solución:

• Carga total = 4,5 kW = 4500 W
• 20% adicional = 4500 × 0,2 = 900 W
• Carga total con margen = 5400 W
• Corriente total I = P/V = 5400/220 = 24,5 A

Seleccionar cable para 24,5A (Tabla 1) → 7/0,036 (28 A). Verificar con factor temperatura (Tabla 3): factor 0,94 a 40°C. Capacidad real = 28 × 0,94 = 26,32 A > 24,5 A → Adecuado por temperatura.

Caída 100 pies para 7/0,036 (Tabla 4) = 7V. Longitud 35 pies:

Caída real = (7 × 35/100) × (24,5/28) = 2,1 V

Caída admisible = 5,5 V. 2,1 V < 5,5 V → Cable 7/0,036 es adecuado.

Ejemplo 2 - Sistema Métrico (SI/Decimal)

Carga = 5,8 kW | Tensión = 230V | Longitud = 35 m | Temp. = 35°C (95°F)

Solución:

• P = 5800 W | I = 5800/230 = 25,2 A
• 20% adicional = 5,04 A → Total = 30,2 A

Cable para 30,2A (Tabla 1) → 7/1,04 (31 A). Factor temp. (Tabla 3) a 35°C = 0,97. Capacidad real = 31 × 0,97 = 30 A ≥ 30,2 A (límite).

Caída por A·m (Tabla 5) para 7/1,04 = 7 mV. Longitud 35 m:

Caída real = (7/1000) × 30 × 35 = 7,35 V (original: 7,6V, recalculado)

Caída admisible = 2,5% × 230 = 5,75 V. 7,35 V > 5,75 V → NO adecuado.

Siguiente calibre: 7/1,35 (40 A). Caída = 4,1 mV.

Caída real = (4,1/1000) × 40 × 35 = 5,74 V < 5,75 V → Cable 7/1,35 ES EL MÁS ADECUADO.

Ejemplo 3 - Subcircuitos en edificio

Cargas conectadas:

Subcircuito 1: 2 lámparas 1000W + 4 ventiladores 80W + 2 TV 120W = 2560 W → I = 2560/230 = 11,1 A → Cable: 3/0,029" (13A) o 1/1,38 mm (13A)

Subcircuito 2: 6 lámparas 80W + 5 enchufes 100W + 4 lámparas 800W = 4180 W → I = 4180/230 = 18,1 A → Cable: 7/0,029" (21A) o 7/0,85 mm (24A)

Corriente total ambos subcircuitos = 11,1 + 18,1 = 29,27 A

Circuito principal: Cable 7/0,044" (34A) o 7/1,04 mm (31A)

Ejemplo 4 - Motor trifásico 10 HP (7,46 kW)

Motor jaula de ardilla 10 HP, arranque estrella-triángulo, 400V, 3 núcleos PVC en tubo, 250 pies (76,2 m) desde cuadro. Corriente plena 19A. Temp. media 35°C (95°F).

Solución:

• Carga = 7460 W | V = 400V (3F) | Long. = 250 pies | I = 19A | Factor temp. 35°C = 0,97

Cable para 19A (Tabla 4, trifásico) → 7/0,036" (23A). Caída 100 pies = 5,3V.

Capacidad real temp. = 23 × 0,97 = 22,31 A > 19A → OK temperatura.

Factor carga = 19/23 = 0,826

Caída real 250 pies = (5,3 × 250/100) × 0,826 = 10,94 V

Caída admisible = 2,5% × 400 = 10 V. 10,94 > 10 → NO adecuado.

Siguiente calibre: 7/0,044 (28A). Caída 100 pies = 4,1V.

Caída real = (4,1/100) × 250 × 0,826 = 8,46 V < 10 V → Cable 7/0,044 ES EL MÁS ADECUADO.

Tabla NEC 310.15(B)(16) - Capacidad de conductores aisados (AWG)

Tabla NEC 310.15(B)(16) (antes 310.16) - Artículo 310 - Conductores para cableado general y amperajes admisibles basados en AWG.

Imagen de tabla NEC para descarga como referencia.

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