Calculadora de Sección
Esta calculadora de sección determina la sección óptima verificando el cumplimiento simultáneo de los límites de caída de tensión (REBT) y de corriente máxima admisible (ITC-BT-19), asegurando un dimensionamiento correcto y seguro del cableado.
El cálculo es para instalaciones interiores con cable no enterrado, mediante conductores de cobre o aluminio a una temperatura ambiente de 40ºC.
Para obtener la sección de los circuitos eléctricos con esta calculadora de cables solo se necesita introducir los datos de la línea (tipo de corriente y voltaje), las características del cable (material, aislamiento, longitud, caída de tensión, método de instalación, etc.) y los parámetros de la carga (potencia o intensidad).
Con esta calculadora de sección de cable se pueden dimensionar conductores en cualquier instalación, siendo útil como:
– Calculadora de sección de corriente continua: para aplicaciones solares y vehículos eléctricos. La calculadora de sección de cable 12V podría ser una herramienta esencial para el cálculo de cables de sistemas alimentados con baterías, como coches, motos, caravanas, etc.
– Calculadora de sección de cable monofásico: perfecta para viviendas y pequeños negocios.
– Calculadora de sección de cable trifásico: para instalaciones industriales y de mayor potencia.
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
La calculadora determina la sección mínima requerida para un cable eléctrico basándose en 2 criterios fundamentales: caída de tensión y corriente máxima admisible.
Funcionamiento para la Sección por Caída de Tensión
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, siendo modificable por el usuario.
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 de la carga.
Con estos datos, la calculadora aplica las fórmulas pertinentes para ofrecer la sección de cable. Adicionalmente, muestra la sección comercial inmediatamente superior.
Funcionamiento para la Sección por Corriente Admisible
Su funcionamiento se basa en la ITC-BT-19 del REBT, específicamente para cables no enterrados en interiores con conductores de cobre o aluminio a 40ºC.
Además de los datos anteriores, el usuario también introduce parámetros del cable como la configuración (unipolar/multipolar) y el método de instalación (bajo tubo empotrado, directamente sobre pared, etc.).
La calculadora consulta internamente la tabla de la ITC-BT-19 para encontrar la intensidad máxima admisible (Iz) adecuada. El objetivo es hallar la menor sección comercial cuya Iz sea igual o mayor que la intensidad requerida por la carga (I). La calculadora muestra la sección comercial de cable que cumple con este criterio de calentamiento.
Resultado de la Sección por Caída de Tensión y Corriente Admisible
La calculadora compara ambas secciones (por caída de tensión y por corriente) y proporciona la mayor sección de las dos. Además, muestra el detalle de la caída de tensión real para la sección final obtenida por ambos criterios.
Esta herramienta está optimizada para instalaciones convencionales y tiene un rango máximo de cálculo de hasta 240 mm², según lo establecido en la ITC-BT-19 para cables no enterrados en interiores (cobre/aluminio a 40°C).
Si los datos introducidos, por ejemplo, una potencia extremadamente alta o una corriente excesiva, requieren una sección superior a este límite, se mostrará el aviso: "¡Sección fuera de rango!"
Datos a Introducir en la Calculadora de Sección
Para obtener un cálculo de la sección de cable, es fundamental que se proporcione la información correcta sobre la instalación. Desde las características de la línea eléctrica hasta los detalles de la carga, cada dato es esencial para obtener la sección adecuada.
Tipo de Corriente y Tensión
Es el primer paso en el que el usuario debe seleccionar las características eléctricas básicas de la línea:
● Corriente continua (CC)
● Corriente alterna (CA) monofásica
● Corriente alterna (CA) trifásica
Posteriormente, se muestra un campo de entrada numérico para introducir el voltaje (V), que se habilitará una vez seleccionado el tipo de corriente.
Material del Cable
Aquí se especificarán los detalles físicos del cable a considerar.
● Conductor: mediante un desplegable se elige entre:
– Cobre
– Aluminio
● Aislamiento: con otro desplegable se selecciona:
– Termoplástico a 70ºC (ej. PVC, poliolefina termoplástica Z1)
– Termoestable a 90ºC (ej. XLPE, EPR, poliolefina termoestable Z, goma de silicona)
● Conductividad del conductor (γ): es un campo numérico opcional (con un valor predeterminado según el material seleccionado) donde el usuario podrá modificar la conductividad del conductor (m/Ω·mm²) si lo desea.
Parámetros del Cable
Este apartado recogerá los datos específicos del cable, de su instalación y de la caída de tensión máxima permitida:
● Longitud de la línea (L): es un campo numérico para introducir la longitud (m) del cable o distancia desde la alimentación hasta la carga.
● Caída de tensión máxima (ΔV%): es otro campo numérico donde el usuario introducirá el valor porcentual de la caída de tensión máxima permitida. El REBT indica los valores máximos permitidos según el tipo de línea:
– 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).
● Configuración del cable: describe la disposición física de los conductores eléctricos, ya sea integrados en un mismo cable o distribuidos en conjunto para conformar un circuito completo.
– Cable unipolar: un solo conductor aislado por cable. Se utilizan varios cables unipolares para formar una línea.
– Cable multipolar: varios conductores aislados agrupados dentro de una misma cubierta exterior.
● Método de instalación: define la disposición física del cable en la instalación. Estas condiciones varían sustancialmente y afectan directamente a la temperatura máxima que el cable puede alcanzar, lo que determina su corriente máxima admisible. La norma ITC-BT-19 categoriza estos métodos mediante códigos alfanuméricos (A1, B1, C, etc.), conocidos como tipos de instalación.
– Bajo tubo empotrado en obra o montaje superficial
– Bajo tubo empotrado en paredes térmicamente aislantes
– Directamente sobre pared o bandeja no perforada (continua)
– Al aire o sobre bandeja perforada
Datos del Receptor
Aquí se introducirá la información relativa a la potencia o intensidad demandada. Si se introduce la potencia, el sistema calculará automáticamente la intensidad.
● Potencia: campo numérico para introducir la potencia de la carga, en W.
● Intensidad: si se elige este campo numérico se introduce la intensidad de la carga, en A.
● Factor de potencia o cos φ (adicional): campo numérico (entre 0 y 1) que se habilitará y será obligatorio solo para corriente alterna. En corriente continua el valor de este factor es siempre de 1.
Fundamentos Teóricos de la Calculadora de Sección
Si se ha introducido la potencia, el cálculo de la intensidad (I) será el siguiente:
– Para corriente continua:
– Para corriente alterna monofásica:
– Para corriente alterna trifásica:
Esta calculadora determina la sección mínima del cable por 2 criterios fundamentales: caída de tensión y corriente máxima admisible.
Cálculo de Sección por Caída de Tensión
Las fórmulas para calcular la sección (S) por caída de tensión se obtienen combinando la fórmula de la resistencia de un conductor RL y la Ley de Ohm para la caída de tensión.
La fórmula de la resistencia de un conductor es:
La Ley de Ohm aplicada a un conductor, genera 3 fórmulas distintas, para CC, CA monofásica y CA trifásica. Estas fórmulas son, respectivamente:
La caída de tensión del conductor en corriente alterna monofásica sería ΔV = I ⋅ (RL ⋅ cos φ + XL ⋅ sen φ) y en corriente alterna trifásica ΔV = √3 ⋅ I ⋅ (RL ⋅ cos φ + XL ⋅ sen φ), pero en las líneas de baja tensión, al ser XL mucho menor que R, se suele simplificar despreciando el término reactivo.
Además, en corriente continua (CC) y monofásica, el cálculo considera el doble de la distancia (factor 2) por incluir ida y retorno. En trifásica equilibrada, aunque se usa la longitud de un solo conductor, se aplica el factor √3 para conversión a valores de línea.
● Sección por caída de tensión en corriente continua (DC): la primera fórmula se obtiene combinando la resistencia del conductor con la Ley de Ohm. Al integrar esta con la fórmula de potencia, surge la segunda expresión. Finalmente, al incluir el porcentaje de caída de tensión, se deriva la tercera fórmula. Puede usarse cualquiera de estas 3 fórmulas:
● Sección por caída de tensión en corriente alterna (AC) monofásica: en CA monofásica, al combinar sus fórmulas base se obtienen 3 expresiones equivalentes para calcular la sección del cable, siendo aplicable cualquiera de ellas:
● Sección por caída de tensión en corriente alterna (AC) trifásica: combinando las fórmulas correspondientes se obtienen las fórmulas para calcular la sección en corriente alterna trifásica:
Cálculo de Sección por Corriente Máxima Admisible
La calculadora buscará la sección comercial más adecuada en la tabla de la ITC-BT-19 de cables no enterrados. La herramienta identifica la sección comercial mínima (en mm²) que cumpla con la siguiente condición: la corriente máxima admisible (Iz) del cable debe ser igual o mayor que la intensidad de la línea (I).
Cálculo de la Sección Final
Para garantizar la seguridad y el correcto funcionamiento de la instalación bajo todas las condiciones posibles se elige la mayor de las dos secciones obtenidas por ambos ctiterios: El objetivo es que el cable sea seguro y funcional simultáneamente.
Una sección adecuada para la corriente pero insuficiente para la caída de tensión afectaría al rendimiento de los equipos. Mientras que una sección que controle la caída de tensión pero no soporte la corriente real podría causar sobrecalentamientos peligrosos. Por eso es fundamental verificar ambos criterios.
Al seleccionar la mayor sección entre las dos calculadas:
1º) Se garantiza que la caída de tensión estará dentro de los límites permitidos, ya que una sección mayor implica una menor resistencia y, por lo tanto, una menor caída de tensión. Si una sección de 10 mm2 es necesaria por caída de tensión y una de 6 mm2 por corriente admisible, al elegir 10 mm2, se cumplirán ambos.
2º) Se asegura que el cable podrá transportar la corriente necesaria sin sobrecalentarse, porque una sección mayor tiene una mayor capacidad de disipación de calor y una menor resistencia al paso de la corriente, lo que reduce la generación de calor.
Consideraciones Importantes de la Calculadora de Sección
A continuación, se añaden puntos importantes a considerar sobre el cálculo de sección de un conductor por criterios de caída de tensión y por corriente máxima admisible.
Consideraciones de la Calculadora de Sección por Caída de Tensión
● Límites normativos: la ITC-BT-19 del REBT establece los límites legales de caída de tensión, que varían según el tipo de instalación: 3% en viviendas, 3% (alumbrado) y 5% (otros usos) en locales comerciales, y 4,5% (alumbrado) y 6,5% (demás usos) en industrias con transformador propio. La calculadora permitir ajustar los valores dentro de los márgenes normativos.
● Factor de potencia (cosφ): en corriente alterna (CA), el factor de potencia (cosφ) influye notablemente. Un valor bajo aumenta la corriente necesaria para una misma potencia activa, elevando la caída de tensión. Si se desconoce este dato, se recomienda usar un valor conservador para garantizar resultados seguros.
● Temperatura del conductor y resistencia: aunque las fórmulas suelen basarse en valores de referencia (ej. 20°C), en la práctica, el cable se calienta durante su operación. Por ello, para mayor precisión, se debería considerar la resistividad a la temperatura de servicio (la máxima que soporta el aislante de forma permanente). La herramienta utiliza por defecto la conductividad (γ), inversa de la resistividad (γ = 1/ρ), a la temperatura de servicio (70°C y 90°C).
● Impedancia en CA: en CA, la impedancia del cable (resistencia + reactancia inductiva) puede ser relevante en instalaciones largas o de gran sección. Las fórmulas simplificadas que ignoran la reactancia pueden infravalorar la caída de tensión real, pero en la mayoría de instalaciones de baja tensión, la resistencia domina, pudiéndose despreciar la reactancia.
Consideraciones de la Calculadora de Sección por Corriente Máxima Admisible
● Temperaturas de referencia: las tablas de intensidades admisibles (como las de la ITC-BT-19) están elaboradas para condiciones específicas de temperatura ambiente (comúnmente 40°C en España para instalaciones interiores no enterradas) y temperatura máxima de servicio del aislamiento del cable (ej. 70°C para termoplásticos, 90°C para termoestables).
● Método de instalación: este es un factor crítico. No es lo mismo un cable al aire que uno empotrado en tubo. Las condiciones de disipación de calor varían drásticamente. Las tablas de intensidad admisible tienen factores de corrección o valores directos para cada método de instalación.
● Factores de corrección: cuando los cables no se instalan en condiciones estándar, deben aplicarse factores de corrección a la intensidad admisible. Por ejemplo: una temperatura ambiente superior a la de referencia (normalmente 40°C) exige incrementar la sección o la corriente máxima admisible del cable para evitar sobrecalentamientos. El usuario deberá modificar manualmente el dato de la corriente de carga (I) dividiéndola por el factor de corrección.
● Factores de corrección múltiples: cuando se aplican varios factores de corrección simultáneamente (ej. por temperatura ambiente y por agrupamiento), estos son multiplicativos, y su aplicación correcta es esencial para obtener la intensidad admisible real.
● Naturaleza de la carga: no es lo mismo una carga constante que una carga con picos o arranques de motor. Las sobrecargas momentáneas pueden requerir una sección mayor o el uso de protecciones específicas. Para líneas con motores o lámparas de descarga, la corriente inicial puede ser varias veces la nominal, aunque sea por un corto periodo. El usuario deberá modificar el dato de la corriente de carga (I) multiplicándola por el coeficiente que indica el REBT.
● Sobreintensidades: la calculadora solo dimensiona el cable para su operación normal, pero no garantiza la seguridad y la protección adecuada de la instalación frente a fallos de sobrecarga o cortocircuito.
Consideraciones Generales de la Calculadora de Sección
● Selección de la sección comercial superior: siempre se elige la sección comercial inmediatamente superior a la calculada. Esto es porque los fabricantes producen cables en secciones estandarizadas (ej. 1.5, 2.5, 4, 6, 10, 16, 25 mm2, etc.). Nunca se debe usar una sección inferior.
● Normativa aplicable: los cálculos se basan en la normativa local (en este caso, el REBT y sus ITC, especialmente la ITC-BT-19 para intensidades admisibles). La normativa puede variar entre países.
● Verificación final y protección: la calculadora proporciona una sección para el conductor, pero esta debe complementarse con la selección de los dispositivos de protección adecuados (interruptores automáticos o fusibles) que garanticen la seguridad ante sobrecargas y cortocircuitos, y que estén coordinados con la corriente admisible del cable.
● Futuras ampliaciones: en el diseño de instalaciones, es una buena práctica considerar futuras ampliaciones o aumentos de carga. Esto podría implicar sobredimensionar ligeramente la sección del cable desde el principio para evitar costosas reformas posteriores.
● Calidad del cable: la calculadora asume que se están utilizando cables que cumplen con las normas de calidad y especificaciones técnicas (ej. UNE-EN 50525, etc.). El uso de cables no certificados puede comprometer la seguridad y los resultados de la calculadora.
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