Tabla de amperios y tamaños de cables: cómo leer la ampacidad y elegir el cable adecuado

Busque una tabla de amperios y tamaños de cables y encontrará docenas de tablas que parecen seguras y completas. La mayoría de ellos no se equivocan; simplemente están incompletos. La cifra actual impresa junto al tamaño del conductor es un valor de referencia, medido bajo un conjunto específico de condiciones: una temperatura ambiente definida, un número limitado de conductores agrupados y una temperatura máxima del conductor establecida por el material aislante. Mueva ese cable a una sala de máquinas caliente, únalo en un conducto con otros ocho circuitos o colóquelo a plena carga durante horas seguidas y la corriente segura disminuirá.

Esta guía explica lo que realmente significan los números en una tabla de tamaños de cable y amperios, cómo ajustarlos según las condiciones de su sitio y cómo conectar el resultado a una construcción de cable que seguirá en servicio dentro de años.

Lo que realmente mide una tabla de amperaje y tamaño de cable

La ampacidad es la corriente máxima que un conductor puede transportar continuamente sin empujar su aislamiento por encima de su temperatura nominal. La corriente que fluye a través del cobre encuentra resistencia, la resistencia produce calor, y ese calor tiene que viajar a través del aislamiento, a través de cualquier blindaje o trenza, a través de la chaqueta y, finalmente, al aire circundante. Una tabla de tamaños de cable y amperios es simplemente un resumen de qué tan bien funciona ese recorrido para cada tamaño de conductor bajo un conjunto estándar de condiciones de prueba.

Dos sistemas de dimensionamiento, una mesa

Los cables métricos se dimensionan según la sección transversal nominal del conductor en milímetros cuadrados. La práctica norteamericana utiliza AWG, una escala basada en el diámetro en la que un número menor significa un conductor más grueso, más kcmil para los tamaños más grandes. Un conductor de 4 mm² y un conductor de 12 CAE están lo suficientemente cerca como para que a menudo se usen para las mismas tareas, pero no son idénticos, y un cuadro que combine los dos sistemas sin etiquetar claramente las columnas lo llevará a la respuesta incorrecta. Comprueba qué columna estás leyendo antes de confiar en ella.

El grado de aislamiento marca el techo.

El mismo conductor de cobre aparece con tres cifras de corriente diferentes en la mayoría de los gráficos porque su aislamiento puede tener una clasificación de 60 °C, 75 °C o 90 °C. Una temperatura de conductor más alta permitida significa más corriente antes de que el aislamiento esté en riesgo, por lo que las construcciones de polietileno reticulado y silicona superan al PVC básico. Una advertencia: el eslabón más débil no siempre es el conductor. Un núcleo de 90 °C dentro de una camisa de 70 °C, o terminado en un conector clasificado para 60 °C, aún limita el circuito al valor más bajo de la cadena.

Tabla de amperios y tamaños de cables de cobre

La siguiente tabla muestra las ampacidades típicas del cobre para tamaños de conductores comunes. Se supone una temperatura ambiente de 30 °C y no más de tres conductores portadores de corriente en una canalización o cable, que es la base que utilizan la mayoría de las tablas publicadas.

Vale la pena recordar un patrón: la ampacidad no crece al mismo ritmo que la sección transversal. Duplicar el área de cobre agrega aproximadamente entre un 40 y un 50 por ciento más de corriente, no un 100 por ciento, porque un conductor más grande tiene proporcionalmente menos superficie para desprender calor. Ésa es exactamente la razón por la que los tramos largos a menudo se amplían debido a la caída de voltaje en lugar de a la ampacidad, y por qué la tabla por sí sola nunca determina la selección de un cable.

La corrección de temperatura es lo primero

Los gráficos normalmente se publican para una temperatura ambiente de 30 °C. Si su cable pasa por donde el aire es más caliente, encima de una caldera, dentro de un gabinete sellado, en una fundición o al lado de un inversor solar, la cifra de referencia debe multiplicarse por un factor de corrección.

Un ejemplo elaborado hace que el efecto sea obvio. Un conductor de 8 AWG con capacidad nominal de 50 A para aislamiento de 75 °C, instalado donde la temperatura ambiente alcanza los 45 °C, proporciona 50 × 0,82 = 41 A antes de cualquier otro ajuste. Diseñe contra 41 A, no 50 A, y agregue un margen si la carga es continua.

Factores de reducción de potencia que el gráfico omite

La temperatura es sólo el primer ajuste. Los siguientes factores también mueven la corriente utilizable, y en una instalación industrial muy transitada se aplican varios de ellos al mismo tiempo.

• Número de conductores agrupados. Cuando más de tres conductores portadores de corriente comparten una canalización, bandeja o haz, se calientan entre sí. Los multiplicadores típicos varían desde aproximadamente 0,8 para cuatro a seis conductores hasta 0,7 o menos para siete a nueve.
• Método de instalación. Un cable al aire libre se enfría mucho mejor que el mismo cable en un conducto cerrado, en una cavidad de pared o enterrado bajo aislamiento térmico. Los gráficos deben indicar qué método asumen.
• Servicio continuo. Las cargas que funcionan durante tres horas o más generalmente se tratan como continuas y el conductor tiene un tamaño del 125 por ciento de la corriente de carga. Las cargas intermitentes, como las de soldadura o elevación, se pueden tratar de forma más generosa.
• Armonía. En sistemas trifásicos de cuatro hilos que alimentan cargas no lineales, los armónicos triples se acumulan en el neutro, por lo que es posible que el conductor neutro deba ser del mismo tamaño que los conductores de fase o más grandes.
• Flexión mecánica. El doblado repetido cambia el trenzado y, por tanto, el área efectiva de cobre, por lo que las aplicaciones flexibles merecen un margen adicional.

Cobre o aluminio: una mesa, dos respuestas

Los conductores de aluminio deben ser aproximadamente dos tamaños AWG más grandes que los de cobre para transportar la misma corriente, y se comportan de manera diferente en las terminaciones debido a la formación de óxido y la expansión térmica. Un gráfico construido para cobre nunca debe leerse como si se aplicara al aluminio. Para una comparación más completa de cómo se tratan los dos materiales en las normas publicadas, nuestra guía para ampacidad del cobre versus aluminio recorre las clasificaciones una al lado de la otra. Para fines de dimensionamiento, la versión corta es simple: confirme siempre a qué material conductor pertenecen los números.

Donde el gráfico se encuentra con la construcción real de cables

Cada tabla de ampacidad supone un conductor genérico. Los cables realmente instalados en las máquinas llevan blindajes, trenzas, rellenos, cables de drenaje, elementos de soporte de acero y chaquetas gruesas, y cada capa se encuentra entre el conductor y el aire. La construcción no cambia la física, pero sí cambia el margen sensible.

Proyectos norteamericanos dimensionados en AWG

Cuando la instalación sigue la práctica norteamericana, la tabla con la que trabaja estará en AWG y el cable en sí generalmente necesitará una certificación UL antes de que un inspector lo apruebe. El cable de alimentación a continuación está fabricado y listado exactamente para ese tipo de trabajo, en tamaños AWG que se corresponden directamente con las tablas de ampacidad convencionales, por lo que el número que lee en la tabla y el número en el carrete coinciden.

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Cables que se flexionan millones de veces

La flexión continua es el factor que peor manejan las mesas de ampacidad. El cable de una cadena de arrastre puede doblarse miles de veces al día, por lo que su conductor está finamente trenzado para que los cables individuales no se endurezcan ni se fracturen. El trenzado fino también significa un poco menos de cobre para un diámetro total determinado, por lo que es una buena práctica mantener un margen generoso en la cifra del gráfico y elegir un cable diseñado para flexionarse en lugar de un cable de uso general que se ajuste al terminal.

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Servicio intermitente y alta corriente.

Los cables de soldadura, los motores de elevación y los circuitos de arranque consumen grandes corrientes durante períodos cortos y luego se detienen. Debido a que el calor tiene tiempo para disiparse entre operaciones, un cable de soldadura de caucho puede funcionar con seguridad a una densidad de corriente más alta de lo que sugiere una tabla escrita para servicio continuo. Tamaño para el ciclo de trabajo y el ambiente real, no solo para la lectura de amperaje pico, y mantenga el trenzado del conductor apropiado para el manejo que recibe el cable.

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Una lista de verificación de selección práctica

Trabajar desde la carga hasta el cable es más rápido que comenzar con el cuadro y esperar que encaje.

1. Establezca la corriente de carga real y aplique un margen de servicio continuo, generalmente del 125 por ciento.
2. Lea la ampacidad de referencia en la tabla para conocer el tamaño del conductor y la clase de aislamiento que desea utilizar.
3. Aplique el factor de corrección de temperatura ambiente para la ubicación realista más calurosa, no el promedio.
4. Aplique factores de reducción de potencia por agrupación e instalación para la ruta real.
5. Verifique la caída de voltaje en toda la longitud del circuito y aumente su tamaño si la caída excede el límite que tolera su equipo.
6. Confirme que el material de construcción, cableado, blindaje y cubierta se adapte al entorno mecánico y químico.
7. Verifique la certificación que requiere su mercado objetivo, como UL, CE o CCC, antes de realizar el pedido.

Si se lee correctamente, una tabla de amperaje y tamaño de cable responde bien a una pregunta: cuánta corriente puede transportar un conductor en un entorno definido y bastante suave. Todo lo que el gráfico no puede saber, la temperatura real de la habitación, la cantidad de cables en la bandeja, la forma en que se mueve el cable y la longitud del recorrido, es donde realmente ocurre la ingeniería. Haga bien ambas mitades y el cable durará más que el equipo al que alimenta.

Si prefiere trabajar a través de una aplicación específica, nuestro equipo especializado en fabricación de cables puede revisar su ruta actual y su entorno, y recomendar la construcción y el tamaño del conductor que se ajuste al trabajo en lugar del promedio.