Nivel técnico · Reglamentario
La caída de tensión es la diferencia entre la tensión disponible al comienzo de un circuito y la que llega a su carga cuando circula corriente. Un conductor puede cumplir el criterio térmico y, aun así, necesitar una sección mayor para que la tensión recibida sea compatible con la aplicación y con el límite que corresponda.
Contenido educativo. Una caída de tensión calculada no valida por sí sola una instalación: todavía deben comprobarse el tramo reglamentario, el cable, la protección y las condiciones reales de montaje.
La idea esencial antes de calcular
Todo conductor real tiene impedancia. En el modelo resistivo simple, ΔV = I·R; como R = ρL/S, la caída aumenta con corriente, longitud y resistividad, y disminuye al aumentar la sección. En corriente alterna también pueden intervenir el factor de potencia y la reactancia. El porcentaje admisible no es universal: depende del tramo y de la aplicación reglamentaria.
Qué es la caída de tensión
Si Vorigen es la tensión en el punto de partida y Vcarga la que llega al receptor, la caída se expresa como ΔV = Vorigen − Vcarga. No significa que el cable “consuma tensión” como una sustancia: describe una diferencia de potencial asociada a la impedancia del recorrido y a la corriente que lo atraviesa.
Por qué aparece
Un conductor real presenta resistencia. En un modelo resistivo, la Ley de Ohm da ΔV = I·R. Además, para un conductor uniforme, R = ρL/S: ρ es la resistividad, L la longitud conductora considerada y S la sección. Por eso un recorrido más largo o más estrecho ofrece mayor resistencia. Repasa los fundamentos en resistencia eléctrica y en la Ley de Ohm.
De qué depende
Corriente, longitud y sección
Si el modelo y la temperatura permanecen constantes, duplicar la corriente o la longitud duplica aproximadamente la parte resistiva de la caída. Duplicar la sección reduce aproximadamente a la mitad esa parte resistiva. Son relaciones útiles para razonar, no sustituyen el modelo adecuado de cada instalación.
Material y temperatura
Cobre y aluminio tienen resistividades distintas. Además, la resistencia de los metales aumenta al elevarse la temperatura: un cálculo con un valor de resistencia a 20 °C puede subestimar la caída en servicio. Cuando existe, es preferible utilizar la resistencia en Ω/km del cable concreto, a la temperatura y condiciones que indique su documentación, antes que tratar una resistividad ideal como una constante universal.
Factor de potencia y reactancia
En AC, el cable tiene resistencia R y puede tener reactancia X. El factor de potencia, cosφ, expresa el coseno del desfase entre la tensión de fase y la corriente; sinφ es el seno del mismo ángulo. Para cargas inductivas la contribución de X suele aparecer con signo positivo en la aproximación usual; en casos capacitivos el signo asociado al desfase puede modificar el resultado. No conviene usar cosφ como un adorno ni ignorar X sin comprobar si es relevante.
Voltios y porcentaje
La caída absoluta se mide en voltios. Para compararla con la tensión nominal del sistema se usa ΔV% = 100·ΔV / Un. La tensión de referencia debe corresponder al circuito: por ejemplo, 230 V fase-neutro en un circuito monofásico nominal de 230 V, o la tensión línea-línea —por ejemplo 400 V en un sistema trifásico de ese valor— cuando se calcula la caída trifásica entre líneas.
Longitud física frente a longitud eléctrica
La gran fuente de errores es no definir L. En un circuito DC de dos conductores iguales, si L es la distancia física unidireccional desde fuente a carga, la corriente recorre L de ida y L de retorno: la resistencia del lazo se calcula con 2L. Si L ya significa la longitud eléctrica total de ida y vuelta, multiplicar otra vez por dos sería incorrecto.
Fórmula en corriente continua
Para dos conductores iguales, material homogéneo y cálculo resistivo, con L como distancia de ida en metros: ΔV = 2ρLI / S. Si ρ se expresa en Ω·mm²/m, L en m y S en mm², la resistencia resulta en Ω y ΔV en V. La fórmula supone que ida y retorno tienen la misma sección y que la resistividad representa la temperatura considerada.
Otra forma de escribir el mismo cálculo es obtener primero la resistencia del lazo: Rlazo = 2ρL/S, y después aplicar ΔV = I·Rlazo. Separar ambos pasos es una buena comprobación de unidades: si el primer resultado no está en ohmios, el segundo no podrá estar correctamente en voltios.
Fórmula en corriente alterna monofásica
Para una línea monofásica con L como longitud unidireccional, una expresión aproximada es ΔV ≈ 2LI(R·cosφ + X·sinφ). Aquí R y X deben ser resistencia y reactancia por unidad de longitud compatibles con L; por ejemplo, si están en Ω/km, L se introduce en km. Para una carga aproximadamente resistiva, cosφ ≈ 1, sinφ ≈ 0 y reactancia pequeña, se aproxima al comportamiento resistivo del caso DC.
La R de esta expresión es la del cable, no la resistencia de la carga. En cables de longitud moderada y secciones pequeñas puede predominar la parte resistiva, pero esa simplificación debe justificarse con el tipo de circuito y con los datos disponibles. Cuando el fabricante publica R y X, esos datos describen mejor el cable real que una estimación geométrica aislada.
Fórmula en corriente trifásica equilibrada
Para un sistema trifásico equilibrado y R/X por unidad de longitud compatibles con L: ΔV ≈ √3LI(R·cosφ + X·sinφ). El factor geométrico cambia de 2 a √3 por la relación fasorial entre tensiones de fase y línea; no se usa esta fórmula en lugar de la monofásica por el mero hecho de que haya varios conductores. Cargas desequilibradas o configuraciones especiales requieren otro análisis.
Al expresar el porcentaje de una caída trifásica calculada de este modo, se compara con la tensión nominal entre líneas del sistema. Esa coherencia entre modelo, tensión de referencia y unidades evita confundir una caída fase-neutro con una caída compuesta entre fases.
| Sistema | Expresión aproximada | Hipótesis clave |
|---|---|---|
| DC, dos hilos | ΔV = 2ρLI/S | L es distancia de ida; retorno equivalente. |
| AC monofásica | ΔV ≈ 2LI(R cosφ + X sinφ) | R/X por unidad de longitud y L compatible. |
| AC trifásica equilibrada | ΔV ≈ √3LI(R cosφ + X sinφ) | Tensión entre líneas y carga equilibrada. |
Selecciona el sistema e introduce la longitud de ida y los datos del conductor. La herramienta calcula la caída o elevación estimada; no sustituye las comprobaciones térmicas, de protección ni reglamentarias.
Herramienta de cálculo
Calculadora de caída de tensión
Estima la caída o elevación de tensión en DC, AC monofásica o AC trifásica equilibrada a partir de la línea y del conductor.
Ejemplo educativo: misma carga, dos secciones
Considera una carga monofásica resistiva ideal de 230 V y 16 A, a 20 m de distancia física. Se comparan conductores de cobre usando ρ = 0,0175 Ω·mm²/m a 20 °C, una aproximación didáctica. Con 2,5 mm²: Rlazo = 2·0,0175·20/2,5 = 0,28 Ω; por tanto ΔV = 16·0,28 = 4,48 V, equivalente a 1,95 % de 230 V.
Con 4 mm² y las mismas hipótesis: Rlazo = 2·0,0175·20/4 = 0,175 Ω; ΔV = 16·0,175 = 2,80 V, equivalente a 1,22 %. El mismo resultado se obtiene aplicando directamente ΔV = 2ρLI/S. La comparación muestra que más sección reduce la caída; no concluye qué sección debe instalarse. Faltan intensidad admisible, protección, método de instalación, agrupamiento, cortocircuito y el límite aplicable. Todo ello se integra en sección de cable.
Caída de tensión y pérdida de potencia
La caída ΔV y la pérdida resistiva no son lo mismo. La pérdida térmica del conductor se aproxima por Ploss = I²R. Ambas comparten la resistencia y la corriente: reducir R puede reducir tanto la caída como las pérdidas, pero no deben confundirse sus unidades ni su significado.
Esto también explica por qué la longitud importa dos veces desde el punto de vista del diseño: eleva la resistencia total del recorrido y hace más sensible el resultado a la corriente. No existe, sin embargo, una regla segura como «si duplicas la distancia, duplica la sección»: el resultado final sigue dependiendo de la tensión, el sistema, las condiciones térmicas, la protección y el límite aplicable.
¿Cuánta caída de tensión es admisible según el REBT?
No hay un único porcentaje para “España”. El REBT fija valores según tramo y aplicación. La siguiente tabla resume únicamente los casos indicados, no sustituye el análisis de una instalación completa.
| Ámbito | Límite | Referencia y punto de aplicación |
|---|---|---|
| Línea general de alimentación a contadores totalmente centralizados | 0,5 % | ITC-BT-14; línea entre CGP y centralización. |
| LGA a centralizaciones parciales | 1 % | ITC-BT-14; mismo tramo, otro esquema de contadores. |
| Derivación individual, contadores en más de un lugar | 0,5 % | ITC-BT-15. |
| Derivación individual, contadores totalmente concentrados | 1 % | ITC-BT-15. |
| Derivación individual sin LGA, un único usuario | 1,5 % | ITC-BT-15. |
| Circuito interior de vivienda | < 3 % | ITC-BT-19, desde el origen de la instalación interior hasta cualquier punto de utilización. |
| Otras instalaciones interiores: alumbrado / otros usos | 3 % / 5 % | ITC-BT-19. |
| Interior BT industrial con transformador propio MT/BT | 4,5 % / 6,5 % | ITC-BT-19: alumbrado / otros usos; origen en salida del transformador. |
La ITC-BT-19 exige calcular considerando los aparatos susceptibles de funcionar simultáneamente y permite compensación con la derivación individual dentro de sus condiciones. En viviendas, la ITC-BT-25 concreta que el 3 % se verifica para el punto más alejado y la intensidad nominal de la protección del circuito. No traslades estos porcentajes a fotovoltaica, recarga de vehículo eléctrico, redes o casos especiales sin consultar su regulación específica.
Errores frecuentes
- Olvidar el retorno o duplicarlo cuando L ya era ida y vuelta.
- Usar una fórmula DC para cualquier circuito AC.
- Aplicar la expresión monofásica a un trifásico equilibrado.
- Mezclar metros con Ω/km.
- Calcular un porcentaje respecto a 230 V cuando corresponde tensión entre líneas.
- Ignorar temperatura, cosφ o reactancia si son relevantes.
- Tomar la resistencia a 20 °C como la resistencia de operación.
- Creer que cumplir intensidad admisible garantiza cumplir caída de tensión.
- Usar un límite REBT fuera de su tramo y contexto.
Checklist final
- ¿Es DC, monofásico o trifásico equilibrado?
- ¿Qué tensión nominal y qué corriente corresponden?
- ¿L es distancia de ida o longitud total?
- ¿Dispongo de ρ o de R/X reales del cable y a qué temperatura?
- ¿He usado unidades compatibles?
- ¿Qué caída obtengo en V y qué porcentaje representa?
- ¿Qué límite concreto aplica al tramo?
- ¿La sección cumple además intensidad admisible, protección y cortocircuito?
La caída de tensión es un criterio de diseño que se suma a los demás; por eso comprenderla mejora la forma de plantear una instalación, no habilita para modificarla. Forma parte del recorrido de seguridad y protecciones.
Fuentes y notas técnicas
- REBT — Real Decreto 842/2002, texto consolidado: ITC-BT-14, ITC-BT-15, ITC-BT-19 e ITC-BT-25.
- Prysmian Club: caída de tensión en sistemas trifásicos.
- Prysmian: guía técnica de baja tensión, fórmulas y unidades de cálculo.
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