Cómo interpretar el resultado de caída de tensión
El porcentaje de caída se compara con los criterios de diseño habituales recogidos abajo. Son objetivos de ingeniería orientativos (citados, por ejemplo, en las notas informativas del NEC); la normativa local fija los requisitos vinculantes de cualquier instalación.
| Caída (% de la alimentación) | Valoración | Lectura de diseño habitual |
|---|---|---|
| 3% o menos | Dentro del criterio | Cumple el objetivo de diseño habitual para circuitos terminales |
| 3% – 5% | Revisar | Puede ser aceptable para línea general más terminal; conviene valorar una sección mayor |
| Más del 5% | Alta | Se considera generalmente excesiva; aumenta la sección o acorta el recorrido |
- Los valores de resistividad son cifras de ingeniería a 20 °C; los conductores que trabajan calientes bajo carga presentan mayor resistencia y una caída algo superior.
- La fórmula trifásica da la caída entre líneas para una carga equilibrada; no se modelan las cargas desequilibradas ni los efectos del factor de potencia.
- Las cifras del 3% y el 5% son criterios de diseño orientativos, no límites legales. El dimensionado de conductores de una instalación real se rige por la normativa eléctrica local (intensidad admisible, protecciones, método de instalación) y debe encargarse de él un electricista cualificado.
¿Qué es la caída de tensión?
La caída de tensión es la reducción de tensión a lo largo de un conductor provocada por su propia resistencia. Todo cable es en sí mismo una resistencia: según la ley de Ohm, la corriente que circula por ella convierte parte de la tensión de alimentación en calor, de modo que el equipo situado al final de la línea recibe menos tensión de la que entrega la fuente. Cuanto más largo y fino sea el cable y mayor la corriente, mayor será la caída.
La resistencia del conductor la determinan la resistividad del material, la longitud del recorrido y la sección: R = ρ × L ÷ A. Esta calculadora emplea los valores de ingeniería publicados a 20 °C — 0,0172 Ω·mm²/m para el cobre y 0,0282 Ω·mm²/m para el aluminio — lo que significa que el aluminio de la misma sección cae alrededor de un 64% más que el cobre. La resistividad aumenta con la temperatura, así que un conductor caliente y muy cargado cae algo más que la cifra a 20 °C.
Una caída excesiva provoca iluminación débil, motores que se calientan y rinden menos, y fallos molestos en electrónica. Un criterio de diseño muy citado — por ejemplo, en las notas informativas del National Electrical Code estadounidense (NFPA 70) — sugiere limitar la caída a en torno al 3% en un circuito terminal y al 5% para línea general más terminal. Son objetivos de diseño orientativos, no límites legales universales: los requisitos vinculantes proceden de la normativa eléctrica que aplique a la instalación, y cualquier trabajo de cableado debe ejecutarlo o verificarlo un electricista cualificado.
Cómo usar esta calculadora de caída de tensión
- Selecciona el material del conductor: cobre o aluminio.
- Selecciona el tipo de circuito: continua, alterna monofásica (ambas con el recorrido de ida y vuelta de dos conductores) o alterna trifásica (factor de línea √3).
- Introduce la tensión del sistema, la corriente de carga en amperios, la longitud de ida del cable en metros y la sección del conductor en mm².
- Consulta la caída de tensión en voltios, su porcentaje sobre la tensión de alimentación y la tensión restante en la carga; la banda de color compara ese porcentaje con los criterios habituales del 3% y el 5%.
La fórmula de la caída de tensión
En circuitos de continua y monofásicos la corriente va y vuelve, de modo que el recorrido resistivo es el doble de la longitud de ida: Vd = 2 × ρ × L × I ÷ A. En circuitos trifásicos equilibrados, la caída entre líneas emplea el factor √3 en lugar de 2: Vd = √3 × ρ × L × I ÷ A. Aquí ρ es la resistividad en Ω·mm²/m, L la longitud de ida en metros, I la corriente en amperios y A la sección en mm².
Ejemplo resuelto: un circuito monofásico de 230 V que transporta 16 A por 25 m de cobre de 2,5 mm². Vd = 2 × 0,0172 × 25 × 16 ÷ 2,5 = 5,5 V. Eso supone 5,5 ÷ 230 = 2,39% de la alimentación, con lo que quedan unos 224,5 V en la carga: dentro del criterio habitual del 3% para circuitos terminales.
Errores frecuentes
- Introducir la longitud de ida y vuelta: la fórmula ya duplica la longitud de ida en circuitos de continua y monofásicos, de modo que meter el recorrido completo duplica el resultado.
- Confundir magnitudes entre líneas y entre línea y neutro en trifásica: la fórmula con √3 empleada aquí da la caída entre líneas para una carga equilibrada.
- Dimensionar un conductor solo por la caída de tensión: la intensidad admisible, las protecciones contra sobreintensidad y el método de instalación son requisitos normativos que pueden exigir una sección mayor que la sugerida por el cálculo de caída.
- Usar los números de calibre AWG como valores en mm²: 2,5 mm² no es AWG 2,5; convierte primero el calibre a sección.
- Suponer que el aluminio se comporta como el cobre: a igualdad de sección, el aluminio cae alrededor de un 64% más, razón por la cual sus líneas se dimensionan normalmente con una sección mayor.
Preguntas frecuentes
¿Qué caída de tensión es aceptable?
Un criterio de diseño muy extendido, citado por ejemplo en las notas informativas del National Electrical Code estadounidense (NFPA 70), sugiere limitar la caída a en torno al 3% en un circuito terminal y al 5% para línea general y terminal combinadas. Son objetivos orientativos de eficiencia, no límites legales universales: la normativa eléctrica aplicable en tu ubicación fija los requisitos vinculantes.
¿Cómo calculo la caída de tensión de un cable?
Para circuitos de continua o monofásicos: Vd = 2 × ρ × L × I ÷ A, donde ρ es la resistividad (0,0172 Ω·mm²/m para el cobre a 20 °C), L la longitud de ida en metros, I la corriente en amperios y A la sección en mm². Por ejemplo, 16 A por 25 m de cobre de 2,5 mm² dan 2 × 0,0172 × 25 × 16 ÷ 2,5 = 5,5 V.
¿Por qué la trifásica usa √3 en lugar de 2?
En un sistema trifásico equilibrado, la corriente de retorno de cada fase circula por las otras fases en lugar de por un conductor de retorno dedicado, de modo que la caída efectiva entre líneas resulta ser √3 (unas 1,732) veces la caída de un conductor en vez de 2 veces. Por eso la distribución trifásica es más eficiente a igualdad de sección.
¿Cae igual la tensión en cobre que en aluminio?
No. A 20 °C, la resistividad del aluminio (0,0282 Ω·mm²/m) es alrededor de un 64% mayor que la del cobre (0,0172 Ω·mm²/m), así que un conductor de aluminio de la misma sección cae proporcionalmente más. En la práctica, los conductores de aluminio se eligen una o dos secciones por encima del equivalente en cobre para compensarlo.
¿Qué ocurre si la caída de tensión es demasiado alta?
Los equipos reciben menos tensión de la prevista: las luces pierden intensidad, los calefactores resistivos entregan menos potencia, los motores consumen más corriente y se calientan más para la misma carga mecánica, y la electrónica sensible puede reiniciarse o funcionar mal. La tensión perdida se disipa como calor en el cable, lo que además desperdicia energía.
¿Puedo usar esta calculadora para dimensionar el cableado de mi casa?
No: es una herramienta educativa de estimación. El dimensionado de conductores en instalaciones reales se rige por la normativa eléctrica local, que cubre la intensidad admisible, las protecciones, el método de instalación y los factores de corrección además de la caída de tensión. En la mayoría de jurisdicciones, el cableado fijo debe ejecutarlo o certificarlo un electricista cualificado.
Referencias
- NFPA 70. National Electrical Code — informational notes on voltage drop (3% branch circuit / 5% combined design guidance).
- IEC 60228. Conductors of insulated cables — standard conductor classes and resistance values.
- Bureau International des Poids et Mesures (BIPM). The International System of Units (SI Brochure), 9th edition, 2019 — units of resistance and resistivity.