Ampacidad de cables de arrastre mineros: temperatura, capas y cálculo

La tabla de ampacidad de un cable de arrastre es un punto de partida, no un resultado. En la faena el cable trabaja con más calor que el de catálogo y a menudo va enrollado en un tambor. Esta guía explica cómo corregir la ampacidad, resuelve un ejemplo ilustrativo y lo conecta con la caída de tensión. El cable de referencia es el Type G-GC.

Qué significa la ampacidad de catálogo

La ampacidad (corriente admisible) es la corriente continua que lleva el conductor a su temperatura máxima sin excederla. Los catálogos de cable tipo G-GC de 2 kV leídos la calculan para un conductor a 90 °C y un ambiente de 40 °C. Para el 4/0 AWG, tanto el catálogo de minería de Prysmian (sitio externo) como un folleto de TPC dan 287 A.

Esa coincidencia no es una verificación independiente: los dos catálogos publican las mismas ampacidades en todos los calibres que se compararon (2 AWG: 138 A, 1/0: 186 A, 250 kcmil: 320 A), y no se sabe si parten de la misma tabla de referencia. El calentamiento permitido es de 50 °C sobre el ambiente. Cualquier cambio de ambiente o de disipación de calor cambia esa corriente.

Corrección por temperatura ambiente

Si el ambiente no es de 40 °C, el catálogo da un factor: 1.26 a 10 °C, 1.18 a 20 °C, 1.10 a 30 °C, 1.00 a 40 °C y 0.90 a 50 °C. Estos factores siguen una regla simple. El calentamiento del conductor es proporcional a I²R, así que la corriente admisible es proporcional a la raíz del calentamiento permitido: factor = √((90 − Ta) ÷ 50), con Ta en °C.

La fórmula da 1.265, 1.183, 1.095, 1.000 y 0.894, muy cerca de la tabla. Es una verificación del autor con balance de calor, que ignora la variación de R con la temperatura y la radiación solar. Sirve para interpolar entre los puntos de la tabla; no sustituye la tabla del fabricante.

Corrección por capas en el tambor

Un cable enrollado disipa peor el calor que uno tendido; según el autor, porque las vueltas se calientan entre sí. El catálogo de Prysmian publica factores por número de capas, iguales en todas las tablas que los incluyen: 0.85 con una capa, 0.65 con dos, 0.45 con tres y 0.35 con cuatro.

El catálogo no explica de dónde salen estos valores y cita la norma de fabricación ICEA S-75-381 (Insulated Cable Engineers Association), cuyo texto no se leyó. Si su proveedor publica otros factores, use los suyos y pídalos por escrito. Una sola capa ya reduce la ampacidad 15 %.

Cómo combinar los factores: ejemplo ilustrativo

Esta guía multiplica los factores como supuesto de trabajo, porque ningún texto leído lo confirma: I admisible = ampacidad de catálogo × factor de temperatura × factor de capas. Pida a su proveedor que confirme esa regla para su cable. Con un ambiente de 50 °C el factor de temperatura es 0.90. Para un 4/0 AWG: 287 × 0.90 = 258 A con el cable tendido, y 287 × 0.90 × 0.45 = 116 A con tres capas.

Corriente admisible en A a 50 °C de ambiente. Un asterisco marca los valores por debajo de la carga de 101.9 A. Cálculo propio con ampacidades de catálogo.

La lectura es práctica: el calibre que alcanza para una caída de tensión aceptable puede quedar corto por calor, y viceversa. Con cuatro capas ni el 250 kcmil cubre la carga (100.8 A). La solución puede ser desenrollar más cable, ventilar el tambor o subir el calibre; cada opción tiene costos y debe validarse con el fabricante.

Temperatura estimada del conductor

La ampacidad corregida permite estimar cuánto se calienta el conductor con una carga menor. Con un balance de calor simplificado del autor: Tc = Ta + (90 − Ta) × (I ÷ I admisible)². El modelo supone que el factor de capas es puramente térmico, es decir, que la corriente corregida es la que lleva el conductor a 90 °C; el catálogo no lo dice. En el ejemplo, el 4/0 AWG con tres capas trabaja al 88 % de su corriente admisible (101.9 ÷ 116.2) y su conductor llega a unos 80.7 °C.

Esto se conecta con la caída de tensión. A 80.7 °C la resistencia es 1 + 0.00393 × 60.7 = 1.239 veces la de 20 °C, contra 1.275 a 90 °C (coeficiente del NBS Handbook 100). Usar 90 °C en el cálculo de caída es conservador mientras la carga quede por debajo de la admisible. Si la carga iguala la admisible, 90 °C es el valor correcto.

Qué exige la NOM-023-STPS-2012 en minas subterráneas

La NOM-023-STPS-2012 (sitio externo) (Norma Oficial Mexicana de la Secretaría del Trabajo y Previsión Social, publicada en el Diario Oficial de la Federación en 2012) trata el tema en su sección 8.9, para minas subterráneas. No se revisó la parte de minas a cielo abierto, aunque una pala como la de la foto trabaja en ellas:

• 8.9.22 d). Los cables que conectan equipo portátil deben ser flexibles y de calibre suficiente para evitar el sobrecalentamiento por carga eléctrica.
• 8.9.3 a). La memoria de cálculo debe respaldar el calibre de los conductores y la capacidad de las protecciones contra sobrecarga y cortocircuito.
• 8.9.14 y 8.9.15. Los equipos deben contar con protección contra sobrecarga, cortocircuito, falla a tierra y pérdida de fase, indicada en la memoria y en el unifilar.

Los puntos leídos no dan factores de corrección ni un método de cálculo; piden el resultado y su memoria. Registre ahí la ampacidad corregida, los factores usados y su fuente, y revise que las protecciones contra sobrecarga correspondan a esa corriente y no a la de catálogo.

Preguntas frecuentes

¿Puedo usar la ampacidad de catálogo sin corregir?

Solo si el ambiente es de 40 °C y el cable va tendido. Con más de 40 °C o con cable enrollado, la corriente de catálogo calienta el conductor más allá de 90 °C; con menos de 40 °C hay margen.

¿Los factores de temperatura y de capas se multiplican?

Esta guía los multiplica como supuesto; ningún texto leído lo confirma. Confirme con su proveedor que no haya una regla distinta para su cable.

¿Qué conviene no omitir al corregir la ampacidad?

Las capas del tambor, el ambiente real en lugar de los 40 °C de catálogo, y la verificación de las dos condiciones, ampacidad y caída de tensión: se deben cumplir ambas.

¿La ampacidad corregida cubre el arranque del motor?

No. Es una corriente continua. El arranque dura segundos y se revisa con la caída de tensión y con las protecciones del equipo.

Cotice su tendido. Envíe calibre, longitud, ambiente y número de capas del tambor y compararemos opciones. Respondemos con cotización formal, disponibilidad y ficha técnica en menos de 24 horas por WhatsApp o la página de contacto. TEBAOFLEX México es el sitio en español de Jiangsu Tebaoflex Special Cable Co., Ltd; el sitio global es tebaoflex.com (sitio externo). Lecturas relacionadas: tensión en enrolladores e inspección y mantenimiento de cables mineros.

Fuentes y límites de la evidencia

Leído directamente: NOM-023-STPS-2012, sección 8.9 (DOF; no se revisó la parte de minas a cielo abierto). Catálogo de minería de Prysmian (2018) (sitio externo): tablas G-GC y SHD-GC con ampacidad a 90 °C y 40 °C, y factores por temperatura y por capas. Folleto de TPC sobre cables G-GC y SHD-GC (sitio externo) (tabla de ampacidad a 40 °C). NBS Handbook 100 (archivo digital del NIST): coeficiente de temperatura del cobre.

Solo por título: ICEA S-75-381 (norma de fabricación citada por el catálogo; texto de pago, no leído).

Límites:

• Los dos catálogos dan ampacidades idénticas; no son fuentes independientes. Los factores por capas vienen de un solo catálogo y no traen explicación.
• Ambiente de 50 °C, número de capas, carga de 101.9 A y equipo son supuestos del autor, sin pruebas de campo ni mediciones.
• Multiplicar los factores de temperatura y de capas es un supuesto del autor, no una regla confirmada por un texto leído.
• La fórmula de temperatura y la temperatura del conductor son un balance de calor simplificado del autor, no un método normativo; ignora radiación solar, viento y agrupamiento, y supone que el factor de capas es puramente térmico.
• Las explicaciones físicas de las capas y del calentamiento son del autor, no del catálogo.
• La ampacidad es para servicio continuo; no cubre arranque ni sobrecargas de emergencia.
• Las figuras 2, 4 y 5 son cálculos del autor; la figura 3 reproduce datos de catálogo; las figuras 1 y 6 son esquemas.
• Ningún ingeniero con nombre revisó esta guía ni sus cálculos.

Última actualización: 13 de octubre de 2026.