Calculadora de Sección por Caída de Tensión
La calculadora de sección por caída de tensión, es una herramienta esencial diseñada para cualquier persona que necesite dimensionar correctamente las secciones de los cables en sus instalaciones eléctricas.
Esta calculadora de cables permite determinar la sección óptima de un conductor basándose en los parámetros de la línea y la carga, asegurando que la caída de tensión se mantenga dentro de los límites establecidos por el REBT en España.
Calcular una sección adecuada no solo garantiza la eficiencia energética de las instalaciones minimizando las pérdidas de energía, sino también asegura el correcto funcionamiento de los equipos conectados a los circuitos eléctricos.
Esta calculadora es una herramienta de asistencia para el dimensionamiento preliminar y no sustituye el asesoramiento de un profesional cualificado. Los cálculos se basan en la normativa REBT vigente en España, pero las condiciones reales de cada instalación pueden variar. Siempre consulte a un electricista o ingeniero antes de realizar cualquier trabajo.
Contenidos
Funcionamiento de la Calculadora de Sección por Caída de Tensión
El funcionamiento de esta calculadora es sencillo: primero, se selecciona el tipo de corriente (continua, alterna monofásica o trifásica) y el voltaje.
Luego, se especifica el material del cable (cobre o aluminio) y su aislamiento (termoplástico 70ºC o termoestable 90ºC), lo que ajusta automáticamente la conductividad. Después, se introduce la longitud de la línea y la caída de tensión máxima permitida. Finalmente, se indica la potencia o intensidad de la carga y, si es corriente alterna, el factor de potencia.
Con estos datos, la calculadora aplica las fórmulas pertinentes para ofrecer la sección de cable calculada en mm2. Adicionalmente, muestra la sección comercial inmediatamente superior, facilitando la elección del cable adecuado en el mercado.
Tipo de Corriente y Tensión
Este apartado será el primer grupo de selecciones que el usuario deberá realizar:
● Corriente continua (DC)
● Corriente alterna (AC) monofásica
● Corriente alterna (AC) trifásica
A continuación, se muestra un campo de entrada numérico con valores comunes de voltaje para cada tipo de corriente (por ejemplo, 24V, 230V o 400V) que permite introducir la tensión nominal de la línea.
Material del Cable
Aquí se especificarán las características del conductor y su aislamiento.
● Conductor: mediante un desplegable se puede seleccionar:
– Cobre
– Aluminio
● Aislamiento: con otro desplegable se puede seleccionar:
– Termoplástico a 70ºC (PVC, poliolefina termoplástica Z1, etc.)
– Termoestable a 90ºC (XLPE, EPR, poliolefina termoestable Z, goma de silicona, etc.)
● Conductividad del conductor (opcional): es un campo de entrada numérico (editable por el usuario, pero con un valor por defecto basado en la selección de material). Un texto explicativo indica la unidad: m/Ω×mm2. Se sugieren los siguientes valores:
– Cobre a 70ºC (PVC): γ ≈ 48 m/Ω×mm2
– Cobre a 90ºC (XLPE/EPR): γ ≈ 44 m/Ω×mm2
– Aluminio a 70ºC (PVC): γ ≈ 30 m/Ω×mm2
– Aluminio a 90ºC (XLPE/EPR): γ ≈ 28 m/Ω×mm2
Estos valores son aproximados y pueden variar ligeramente según la fuente o normativa específica. Es importante su verificación.
Parámetros del Cable
En este apartado se introducirán las dimensiones y límites de caída de tensión. Hay 2 campos:
● Longitud (L): es la longitud del cable o distancia desde la alimentación hasta la carga, en metros.
● Caída de tensión máxima (ΔV%): aquí se introducirá el valor máximo permitido según el tipo de instalación. La ITC-BT-19 del REBT fija los límites máximos de caída de tensión permitidos:
– Viviendas: 3% de la tensión nominal.
– Otras instalaciones: 3% (alumbrado) y 5% (otros usos).
– Instalaciones industriales (AT): 4,5% (alumbrado) y 6,5% (demás usos).
Datos del Receptor
En este apartado se introduce información sobre la potencia o intensidad de la carga conectada. Se puede elegir entre:
● Potencia: es un campo de entrada numérico de la potencia de la carga, en W.
● Intensidad: se puede seleccionar alternativamente la intensidad de la carga, en A.
● Factor de potencia o cos φ (adicional): si se selecciona corriente alterna (monofásica o trifásica) e intensidad, aparece este campo para poder introducir un valor entre 0 y 1 (valor de 1 por defecto). En corriente continua el valor de este factor es siempre de 1.
Resultados de la Calculadora de Sección por Caída de Tensión
Una vez introducidos todos los parámetros necesarios en la calculadora, se proporciona la información necesaria para dimensionar el cable. La calculadora presenta los siguientes resultados:
● Sección de cálculo: el primer dato que se obtiene es la sección teórica del cable en mm2, calculada con precisión utilizando las fórmulas eléctricas correspondientes al tipo de corriente (continua, alterna monofásica o trifásica), la longitud de la línea, la carga y la caída de tensión máxima permitida.
Este valor es el resultado directo de la operación matemática, mostrando la sección mínima indispensable para cumplir con la caída de tensión especificada.
● Sección comercial: este es, quizás, el resultado más práctico y directamente aplicable. Dado que los cables no se fabrican en cualquier sección imaginable, sino en valores estandarizados y comercialmente disponibles, nuestra calculadora te muestra automáticamente la sección comercial que es inmediatamente superior a la sección teórica calculada.
Por ejemplo, si la fórmula arroja una sección de 4.7 mm2, la calculadora identificará y te mostrará la sección comercial de 6 mm2.
Este paso es fundamental porque permite seleccionar el cable adecuado de los catálogos de fabricantes sin necesidad de buscar manualmente, garantizando que siempre se opte por una sección que, al menos, cumpla con los requisitos de caída de tensión calculados, y a menudo, los supere ligeramente para mayor seguridad y margen operativo.
Esta característica simplifica enormemente el proceso de selección y compra de cables en cualquier proyecto eléctrico, alineándose con las especificaciones y normativas del REBT.
Si el cálculo de la sección del cable supera 240 mm², la herramienta mostrará el mensaje "¡Sección fuera de rango!". Este límite está establecido por la ITC-BT-19 en la tabla para cables no enterrados en instalaciones interiores, para temperatura máxima de 40°C.
Fundamentos Teóricos de la Calculadora de Sección por Caída de Tensión
Para los casos donde se especifica la potencia, la herramienta determina automáticamente la intensidad (I) aplicando la siguiente fórmula:
– Para corriente continua:
– Para corriente alterna monofásica:
– Para corriente alterna trifásica:
Las fórmulas de cálculo de la sección (S) por caída de tensión se obtienen de la combinación de la fórmula de la resistencia de un conductor RL y de la Ley de Ohm para la caída de tensión.
La fórmula general de la resistencia de un conductor es:
Y aplicando la Ley de Ohm al conductor, se obtienen las fórmulas de la caída de tensión, dependiendo respectivamente de que se trate de corriente continua, alterna monofásica o alterna trifásica:
En corriente alterna monofásica la caída de tensión del conductor es ΔV = I ⋅ (RL ⋅ cos φ + XL ⋅ sen φ) y en trifásica ΔV = √3 ⋅ I ⋅ (RL ⋅ cos φ + XL ⋅ sen φ). No obstante, en baja tensión, al ser XL mucho menor que R, se suele simplificar despreciando el término reactivo, motivo por el que se usan las anteriores fórmulas.
Para el cálculo en corriente continua y circuitos monofásicos, se debe tomar en cuenta la distancia total del recorrido (conductor de ida y retorno), por lo que se añade el “2”
En sistemas trifásicos equilibrados, por el contrario, solo se requiere la longitud de un único conductor, pero referido a valores de línea, por lo que se añade el “√3”.
Sección por Caída de Tensión en Corriente Continua (DC)
Las 3 fórmulas de sección por caída de tensión en corriente continua se obtienen de la siguiente forma:
Si se combina la fórmula de la resistencia de un conductor con la Ley de Ohm para corriente continua se obtiene la primera fórmula de cálculo.
Si se combina esa fórmula con la correspondiente a la potencia se obtiene la segunda fórmula.
Por último, para obtener la tercera fórmula, se ha de combinar la anterior con la caída de tensión en porcentaje.
Se puede utilizar cualquiera de ellas dependiendo de los datos disponibles:
Sección por Caída de Tensión en Alterna (AC) Monofásica
Del mismo modo, combinando las 2 fórmulas correspondientes a la corriente alterna monofásica se obtiene que el cálculo de la sección se puede realizar con cualquiera de estas fórmulas:
Sección por Caída de Tensión en Alterna (AC) Trifásica
Combinando las fórmulas correspondientes se puede utilizar cualquiera de estas fórmulas para calcular la sección en corriente alterna trifásica:
Consideraciones Importantes de la Calculadora de Sección por Caída de Tensión
A continuación, se aclaran puntos importantes y regulación aplicable sobre el cálculo de sección por caída de tensión en conductores eléctricos:
● Basada en el REBT: los cálculos se basan en las directrices del Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión (REBT).
● Otros factores: existen otros factores a considerar en el cálculo de la sección de un conductor, como la corriente máxima del cable, cortocircuito, etc., que esta calculadora no cubre.
● Basada en la resistencia del conductor: esta calculadora se basa en la resistencia óhmica de los conductores, una aproximación válida y ampliamente utilizada para la mayoría de las instalaciones de baja tensión según el REBT.
Sin embargo, para cables de grandes secciones o longitudes extremas, especialmente en corriente alterna, la reactancia inductiva del cable (XL) podría volverse significativa, debiéndose considerar la reactancia inductiva del cable en la caída de tensión.
Solo en estos casos específicos, se recomienda realizar un estudio más detallado que considere la impedancia completa del circuito (resistencia + reactancia) para garantizar la máxima precisión en el cálculo de la caída de tensión.
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