La caída de tensión es el asesino silencioso del rendimiento de los tendidos eléctricos: el cable es seguro, el interruptor aguanta, y sin embargo los motores funcionan calientes, los drivers de LED zumban y las herramientas pierden potencia al final de un cable largo. Esta guía explica cómo se calcula la caída de tensión, por qué los tendidos largos necesitan cable más grueso, la diferencia entre cobre y aluminio, y cómo la caída de tensión difiere del dimensionamiento por ampacidad que tu código local realmente exige.
Por qué los tendidos largos necesitan cable más grueso
Todo conductor tiene resistencia, y la resistencia crece con la longitud. La caída de tensión es simplemente la ley de Ohm aplicada a esa resistencia: cuanto más viaja la corriente, más voltaje se pierde como calor en el cable. Como la corriente tiene que fluir hacia la carga y volver, un circuito monofásico o DC usa el doble de la distancia de ida en la fórmula.
La consecuencia práctica es que un cable perfectamente dimensionado para la corriente aún puede caer demasiado voltaje a lo largo de la distancia. Duplicar el tendido aproximadamente duplica la caída, así que un calibre que está bien a 25 pies puede fallar gravemente a 100 pies. La cura es un conductor más grande (más mils circulares significa menos resistencia) o, cuando sea posible, un voltaje de sistema más alto.
La regla del 3% y 5%
El Código Eléctrico Nacional no exige una caída de tensión máxima, pero una nota informativa del NEC 210.19 (circuitos ramales) y 215 (alimentadores) recomienda mantener la caída en o por debajo del 3% en un circuito ramal y del 5% en el alimentador más ramal combinados. Mantenerse por debajo de estas cifras mantiene el equipo operando a su voltaje nominal, protege los devanados de los motores y evita la iluminación tenue y las fallas molestas de los equipos.
Esta calculadora marca cualquier valor por encima del 3% como digno de aumentar el calibre y cualquier valor por encima del 5% como fuera de especificación. Trata los porcentajes como objetivos de diseño: las cargas críticas como motores y electrónica sensible se benefician de mantenerse muy por debajo del 3%.
Cobre versus aluminio
El cobre conduce mejor que el aluminio, así que para el mismo calibre cae menos voltaje. El factor K captura esto: 12.9 para el cobre versus 21.2 para el aluminio, lo que significa que el aluminio cae aproximadamente un 64% más de voltaje al mismo tamaño. El aluminio es más ligero y barato, por lo que domina los alimentadores de servicios públicos y las grandes entradas de servicio, pero generalmente lo dimensionas uno o dos pasos AWG más grande que el cobre para igualar tanto la ampacidad como la caída de tensión. El aluminio también requiere compuesto antioxidante y terminaciones clasificadas.
La caída de tensión no es ampacidad
Es fácil confundir las dos. La ampacidad es la corriente máxima que un conductor puede transportar sin sobrecalentarse, y es un requisito de seguridad estricto de la Tabla 310.16 del NEC. La caída de tensión es una métrica de rendimiento sobre cuánto voltaje sobrevive al recorrido. Un conductor puede satisfacer la ampacidad pero aún caer demasiado voltaje en un tendido largo, que es exactamente cuándo aumentas el calibre más allá del exigido por ampacidad. Dimensiona siempre primero por ampacidad usando una calculadora de calibre de cable, luego verifica la caída de tensión y aumenta el calibre si es necesario.