Calculadora de caída de tensión

Es una recomendación, no un requisito obligatorio. La Nota Informativa N.° 4 del Artículo 210.19(A) del NEC establece que los conductores deben dimensionarse para limitar la caída de tensión al 3% en circuitos derivados y al 5% combinada en alimentadores más circuitos derivados. Las Notas Informativas son orientativas, no constituyen texto del código exigible. Sin embargo, algunas enmiendas locales y ciertos estándares de productos (como los equipos de carga de vehículos eléctricos listados por UL) pueden imponer sus propios requisitos de caída de tensión. Incluso donde no es legalmente obligatorio, superar el 3% de caída de forma constante acorta la vida de los equipos, aumenta los costos operativos y puede anular las garantías del fabricante en cargas sensibles a la tensión.

Sí. La resistividad del aluminio a 75°C es de aproximadamente 21.2 ohm-cmil/ft frente a 12.9 del cobre - alrededor de un 64% más alta. Para lograr la misma caída de tensión que un AWG de cobre dado, necesitas aproximadamente dos tamaños AWG más grandes en aluminio. Por ejemplo, el AWG 2 de aluminio (66,360 cmil) cae aproximadamente la misma tensión que el AWG 4 de cobre (41,740 cmil) a la misma corriente, porque 21.2 ÷ 12.9 ≈ 1.64 y el aumento de área lo compensa. Los conductores de aluminio se usan ampliamente en alimentadores de acometida (servicio residencial de 200A, comercial de 400A) donde el ahorro de peso y costo es significativo, pero requieren terminaciones aptas para aluminio y compuesto antioxidante para evitar que la resistencia de conexión se acumule con el tiempo.

La caída de tensión absoluta (en voltios) es la misma para una corriente, tamaño de cable y longitud dados independientemente de la tensión del sistema - es puramente función de la resistencia y la corriente. Pero el porcentaje de caída escala de forma inversa a la tensión. Una caída de 10 V en un circuito de 120 V es del 8.3%, mientras que la misma caída de 10 V en un circuito de 240 V es solo del 4.2%, y en uno de 480 V es del 2.1%. Por eso la distribución a mayor tensión (277/480 V trifásica frente a 120/208 V) reduce drásticamente los problemas de caída de tensión en tramos industriales largos - el mismo conductor transporta la misma potencia a la mitad de la corriente (P = VI), reduciendo la caída resistiva a la mitad y las pérdidas I²R en un 75%.

La resistencia del cobre y del aluminio aumenta con la temperatura. La fórmula del NEC usa valores de resistividad a 75°C (la temperatura nominal estándar del conductor para tipos de aislamiento comunes como THHN). A temperaturas más bajas, la resistencia y la caída son ligeramente menores; a temperaturas más altas son mayores. Un conductor de cobre en un conducto de ático caliente a una temperatura ambiente de 50°C puede tener su temperatura nominal reducida a 60°C según la Tabla 310.15 del NEC, y su resistencia real a la temperatura de funcionamiento puede ser un 5-10% más alta que el valor de 75°C usado en la fórmula. Para cálculos precisos en entornos extremos, aplica el factor de corrección de temperatura de las notas de la Tabla 9 del Capítulo 9 del NEC.

Las opciones más eficaces, en orden decreciente de impacto, son: (1) reducir la longitud del tramo acercando el panel a la carga o añadiendo un subpanel en un punto intermedio; (2) aumentar la tensión del sistema - pasar de 120 V monofásico a 240 V reduce a la mitad la corriente para la misma potencia, recortando la caída a la mitad; (3) para sistemas trifásicos, equilibrar las cargas para que las tres fases estén igualmente cargadas y el neutro lleve una corriente mínima. Si ninguna de estas opciones es práctica, aumentar el calibre AWG del conductor es la única opción restante - subir dos tamaños AWG (por ejemplo de #12 a #8) aproximadamente duplica el área en mils circulares y reduce la caída a la mitad.