Cálculo de sección de cableado de una camper

En este artículo quiero mostrarte la manera correcta de calcular el cableado de tu camper si vas a diseñar e instalar una instalación desde cero e incluso si vas a incluir nuevas líneas a tu camper ya terminada.

Estos cálculos son para circuitos de corriente continua de muy baja tensión (12V, 24V y 48V)

Este es un trabajo que realizo en cada camperización en la que participo. 

¿Qué vas a encontrar en este post?

• Consideraciones previas a tener en cuenta.
• Cómo usar la fórmula de cálculo de sección.
• Ejemplos prácticos
• Tabla de secciónes normalizadas
• ¿Dónde conseguir cableado y material eléctrico?

CONSIDERACIONES PREVIAS

A la hora de diseñar una instalación eléctrica completa hay que tener en cuenta varias cosas como las necesidades energéticas, equipos consumidores fijos, sistemas de carga y la autonomía que te gustaría tener. Todos están íntimamente relacionados, sin embargo, para este articulo no vamos a profundizar en ello, tan solo nombrar algunos detalles técnicos que influyen a la hora de calcular la sección adecuada del cableado más allá de utilizar la fórmula que explicaré más abajo.

Voltaje de referencia

Una de las cosas a tener en cuenta es el voltaje de referencia que tomamos para introducirla a la fórmula. Es habitual usar 12V como valor estándar ya que ayuda a simplificar los cálculos, aunque la realidad es que la mayoría del tiempo los voltajes reales que se usan van desde los 13V hasta los 12V dependiendo del tipo de batería y su profundidad de descarga.

Si realizas los cálculos usando un voltaje promedio mayor como 12,7V verás que las secciones disminuyen ligeramente, sin embargo, para las baterías de tecnología de plomo (AGM y Gel fundamentalmente) sabemos que el voltaje disminuye a medida que se descarga, es por ello que la media de los cálculos se deban hacer con 12V y así acoger las condiciones más desfavorables a las que se enfrentará el cableado cuando el voltaje de estas baterías llegue a 12V o incluso menos, algo muy frecuente en el uso normal de una camper sobre todo cuando no hay una fuente de carga activa.

En este voltaje de referencia tenemos una excepción y es si el sistema va a trabajar con una batería de litio (LiFePO4) ¿por qué?

Porque las baterías de litio tienen la particularidad de mantener un voltaje bastante estable hasta que su capacidad está próxima a vaciarse completamente (básicamente cuando llegan a una profundidad de descarga del 90%, aunque dependerá de las características concretas que marque cada fabricante)

En este caso sí podrás tomar la referencia en 12,8/13V (según fabricante) que es la media de voltaje a la que trabajan la mayoría de las baterías de litio tipo LiFePO4.

Verás que las secciones disminuyen ligeramente, pero estarán bien calculadas.

Sin embargo, si quieres estar seguro de no quedarte muy justo calculando una sección siempre tendrás más margen usando el voltaje de referencia de 12V.

Sección calculada resulta ser excesiva

Si al poner en práctica la fórmula obtienes un resultado con una sección elevada o desproporcionada, puedes resolverlo fundamentalmente de dos maneras:

• Disminuyendo la distancia del cableado al consumidor (reubicar el equipo o cambiando el recorrido del cableado)

A veces realizamos un diseño y distribución de toda la camperización que nos resulta muy atractivo y práctico en el día a día y no tenemos en cuenta que donde situamos la batería y los diferentes elementos fijos consumidores quedan muy alejados. Esto nos obliga a utilizar secciones de cableado de mayor tamaño para compensar las pérdidas por caídas de tensión, pero influye directamente en el presupuesto pues el coste es mayor e innecesario si se hubiese contemplado en la fase de diseño el cálculo de la instalación eléctrica y la ubicación de los equipos fijos.

• Bajando la potencia de consumo (si se puede)

A veces queremos incluir equipos de alto consumo que exigen sobredimensionar el cableado para que éste sea acorde. Una manera de bajar la sección y el amperaje que fluirá por estos cables es buscar equipos más eficientes que no consuman tanta energía.

De todas maneras, confirma también que no has aplicado un porcentaje de caída de tensión muy elevado.

Carga de la batería

Para calcular la sección de las diferentes líneas de carga de la batería es importante siempre confirmar la ficha técnica de la batería a cargar pues cada fabricante marca un amperaje máximo de carga que debe ser respetado para no dañarla, esta es tu primera referencia de amperaje.

FÓRMULA

Para calcular la sección del cableado en corriente continua se utiliza esta fórmula que te pongo a continuación

S = 2 x L x I / Y x (VA – VB)

donde:

2 es el número de conductores (2 cables, uno positivo y otro negativo)

L es la longitud del cableado (la longitud de un solo cable)

I es la intensidad que circulará por el cableado

ϒ es la resistividad o resistencia específica del material del cable.

Para el cobre es 56 y para el aluminio es 35.

Estos valores son una constante obtenidos en unas condiciones de 20ºC, para hilo estirado en frío, con una resistencia de más de 30 kg / mm2 y con un diámetro mayor o igual a 1 mm. Para el cobre es 1/56 W mm² m-1 = 0.01786 W mm² m-1.

(VA – VB) es la caída de tensión máxima admisible, donde para los siguientes instalaciones y tramos el porcentaje es:

• Tramo paneles fotovoltaicos a regulador solar, máximo admisible 3% y recomendado 1 %
• Tramo regulador solar a acumulador (batería), máximo 1% y recomendado 0,5%
• Tramo acumulador (batería) a inversor, máximo admisible y recomendado 1%
• Línea iluminación, máximo admisible y recomendado 3%
• Otros equipos (tomas de 12V y USB, nevera, boiler, bomba de agua, etc.) máximo admitido 5% y recomendado 3%

La caída de tensión es un efecto que va directamente relacionado con el número de conexiones que hay entre la batería y el equipo consumidor, la calidad de esas conexiones y en menor medida la calidad y eficiencia del equipo.

Las conexiones son las uniones de cableado y terminales, las conexión de clavijas, un terminal conectado en la caja de fusibles, etc. cuantas más conexiones haya en una línea mayor será la caída de tensión pues son puntos donde existirá algo de resistencia eléctrica. 

Por lo tanto, si reduces el número de conexiones a las mínimas y necesarias podrás bajar el porcentaje de caida de tensión y por tanto la sección del cableado.

Como en la formula la caída de tensión viene expresadas así (VA – VB) y sin embargo hablamos en porcentajes, voy a explicar cómo se transforma.

Para calcular la caída de tensión partiendo de un porcentaje y teniendo una tensión de 12V, utilizaremos una regla de proporcionalidad o también llamada regla de tres.

Si el 100%   →   12V

el 5% será   →   xV

con lo que si desarrollamos la operación y despejamos la X obtenemos que:

x = 5 x 12 / 100

x = 60 / 100

x= 0,6V

Este voltaje de 0,6V es el 5% de la caída de tensión de un circuito de 12V

Si lo hiciéramos para un circuito que trabaje a 24V, el operación sería la misma.

Seguimos con el ejemplo de una caída de tensión del 5%

100%  →   24V

5%      →    xV

con lo que si desarrollamos la operación y despejamos la X obtenemos que

x = 5 x 24 / 100

x = 120 / 100

x= 1,2V

Este voltaje de 1,2V es el 5% de la caída de tensión de un circuito de 24V

Para hacerte más fácil el cálculo de la caída de tensión te dejo unas listas con los valores de caída de tensión ya calculados para incorporar a la fórmula principal de manera más sencilla.

EJEMPLOS PRÁCTICOS

Recuerda que para calcular la sección de cableado necesitas conocer la distancia del cableado y el consumo máximo en amperios del elemento que va a consumir.

Para calcular la distancia debes tomar la referencia desde el fusible hasta el elemento consumidor y tratando de medir lo más fielmente posible la distancia del cableado.

Para conocer el consumo que tiene un aparato puedes consultarlo en su etiqueta de características que lleva consigo o en el manual que aporta el fabricante.

Generalmente viene especificado en amperios (A) y a veces además en vatios (W), pero en ocasiones solo viene en vatios.

En ese caso para pasarlo a amperios deberás aplicar la ley de Ohm y dividir los vatios por los voltios, es decir:

A = W / V

Por ejemplo, si el fabricante de una bomba de agua nos dice que consume 30W y funciona a 12V tenemos que:

A = 30 / 12

A = 2,5

Con el dato de consumo en amperios ya podrías introducirlo en la fórmula de cálculo de sección.

Recuerda que al final del post tienes una tabla con las secciones de cableado normalizadas, la cual deberás consultar para confirmar que sección se adecúa más a tus cálculos.

Dicho esto, comenzamos los cálculos con los elementos más típicos que se instalan en un vehículo camper.

Bomba de agua

Vamos a tomar como referencia los valores de la bomba Fiamma Aqua F de 13 litros.

Suponiendo que el cable utilizado es de cobre, son 2 cables (positivo y negativo), que la distancia que recorre el cableado fuese de 5 metros, la intensidad máxima de la bomba es de 2,5A y la caída de tensión de un 2% (13,44), si aplicamos la fórmula quedaría de la siguiente manera:

S = 2 x L x I / Y x (Va-Vb)

S = 2 x 5 x 2,5 / 56 x 0,24

S = 25 / 13,44

S = 1,86 mm2

Si consultamos la tabla de secciones comerciales que tienes al final del post, veremos que no existe la sección calculada, por ello siempre elegiremos la inmediatamente superior

¿por qué?

Para asegurar que el cable resistirá el amperaje máximo que circulará por él.

La sección de cableado normalizada más próxima a la calculada es de 2mm²

Tramo del panel solar al regulador solar con panel de 12V

Suponiendo que el cable utilizado es de cobre, son 2 cables (positivo y negativo), la distancia de cableado fuese de 3 metros, la intensidad máxima que va a circular es de 10A (debes mirar el parámetro ISC en la placa de características del panel solar) y la caída de tensión de un 2% (13,44), si aplicamos la fórmula quedaría de la siguiente manera:

S = 2 x L x I / Y x (Va-Vb)

S = 2 x 3 x 10 / 56 x 0,24

S = 60 / 13,44

S = 4,45 mm²

La sección de cableado normalizada más próxima a la calculada es de 6mm².

Tramo del panel solar al regulador solar con panel de 24V

Suponiendo que el cable utilizado es de cobre, son 2 cables (positivo y negativo), la distancia de cableado fuese de 3 metros, la intensidad máxima que va a circular es de 12A (debes mirar el parámetro ISC en la placa de características del panel solar) y la caída de tensión de un 2% (26,88), si aplicamos la fórmula quedaría de la siguiente manera:

S = 2 x L x I / Y x (Va-Vb)

S = 2 x 3 x 12 / 56 x 0,48

S = 72 / 26,88

S = 2,68 mm²

La sección de cableado normalizada más próxima a la calculada es de 4mm², sin embargo, te recomiendo mantener los 6mm² como regla general.

Tramo regulador solar a batería de 12V

Suponiendo que el cable utilizado es de cobre, son 2 cables (positivo y negativo), la distancia de cableado fuese de 1 metro (se recomienda situar el regulador cerca de la batería), la intensidad máxima que va a circular es de 27A (suponiendo el uso de un regulador MPPT) y la caída de tensión de un 1% (6,72), si aplicamos la fórmula quedaría de la siguiente manera:

S = 2 x L x I / Y x (Va-Vb)

S = 2 x 1 x 20 / 56 x 0,12

S = 40 / 6,72

S = 5,95 mm²

La sección de cableado normalizada más próxima a la calculada es de 6mm².

Si vas a tener más potencia en paneles solares deberás saber la cantidad de amperios que tendrás en la salida del regulador solar. Este dato puedes obtenerlo en términos teóricos usando de nuevo la ley de Ohm, dividiendo la potencia total (W) de los paneles solares por el voltaje de salida del regulador solar (normalmente 14,4V  para AGM y Gel y 14,6V para Litio)

Si por ejemplo tienes 750W en paneles solares la cosa quedaría así:

 A = W / V

A = 750W / 14,4V

A = 52,08

Si consultas la tabla de secciones de más abajo verás que un cable de 6mm2 ya no te sirve, veamos cómo queda la fórmula suponiendo que el cable utilizado es de cobre, son 2 cables (positivo y negativo), la distancia de cableado fuese de 1 metro (se recomienda situar el regulador cerca de la batería), la intensidad máxima que va a circular es de 52,08A (suponiendo el uso de un regulador MPPT) y la caída de tensión de un 1% (6,72), si aplicamos la fórmula quedaría de la siguiente manera:

S = 2 x L x I / Y x (Va-Vb)

S = 2 x 1 x 52,08 / 56 x 0,12

S = 104,16 / 6,72

S = 15,5 mm²

La sección de cableado normalizada más próxima a la calculada es de 16mm².

Tramo batería a inversor de corriente

Suponiendo que el cable utilizado es de cobre, son 2 cables (positivo y negativo), la distancia de cableado fuese de 0,5 metros (se recomienda situar el inversor cerca de la batería), la intensidad máxima de trabajo estable del inversor es de 125A (suponiendo un inversor de 1500W → 1500W / 12 V = 125A) y la caída de tensión de un 1% (6,72), si aplicamos la fórmula quedaría de la siguiente manera:

S = 2 x L x I / Y x (Va-Vb)

S = 2 x 0,5 x 125 / 56 x 0,12

S = 125 / 6,72

S = 18,60 mm²

La sección de cableado normalizada más próxima a la calculada es de 25mm².

Sin embargo, aquí debemos contemplar que los inversores aguantar por algunos segundos picos de corriente que pueden ser del doble.

Siguiendo nuestro ejemplo anterior el amperaje sería 125 x 2 = 250A, por lo que para dimensionar correctamente el cableado debemos acoger esos picos y la formula quedaría de la siguiente manera:

S = 2 x L x I / Y x (Va-Vb)

S = 2 x 0,5 x 250 / 56 x 0,12

S = 250 / 6,72

S = 37,20 mm²

La sección de cableado normalizada más próxima a la calculada es de 50mm², aunque por la gran cercanía a la anterior sección podrías usar una sección de 35mm² ya que no es usual que se trabaje de continuo con una potencia tan próxima al máximo que soporta el aparato.

Igualmente, siempre deberías comprobar las recomendaciones de sección del fabricante del inversor.

Iluminación

Suponiendo que el cable utilizado es de cobre, son 2 cables (positivo y negativo), la distancia de cableado fuese de 6 metros, la intensidad máxima que va a circular es de 0,58A (suponiendo que se usa iluminación led de 7W) y la caída de tensión de un 2% (13,44), si aplicamos la fórmula quedaría de la siguiente manera:

S = 2 x L x I / Y x (Va-Vb)

S = 2 x 6 x 0,58 / 56 x 0,24

S = 6,96 / 13,44

S = 0,52 mm²

La sección de cableado normalizada más próxima a la calculada es de 1mm².

Tomas de corriente de 12V

Suponiendo que el cable utilizado es de cobre, son 2 cables (positivo y negativo), la distancia de cableado fuese de 5 metros, la intensidad máxima que va a circular es de 12A (máximo recomendado para tomas de 12V) y la caída de tensión de un 5% (33,6), si aplicamos la fórmula quedaría de la siguiente manera:

S = 2 x L x I / Y x (Va-Vb)

S = 2 x 5 x 12 / 56 x 0,60

S = 120 / 33,6

S = 3,57 mm²

La sección de cableado normalizada más próxima a la calculada es de 4mm².

Para distancias menores (hasta 3 metros) suele ser suficiente 2,5mm²

Para tomas de 12V que vayan a ser usadas para neveras de compresor recomiendo cablear directamente con sección 6mm² para evitar en gran medida las caídas de tensión y que pueda asumir los picos de arranque; aunque es mejor no usar la toma de 12V por los problemas de resistencia y sobrecalentamiento que tienen.

USBs

Suponiendo que el cable utilizado es de cobre, son 2 cables (positivo y negativo), la distancia de cableado fuese de 5 metros, la intensidad máxima que va a circular es de 3A (actualmente hay tomas de carga rápida usb tipo C PD que manejan hasta 6A de carga) y la caída de tensión de un 2% (13,44), si aplicamos la fórmula quedaría de la siguiente manera:

S = 2 x L x I / Y x (Va-Vb)

S = 2 x 5 x 3 / 56 x 0,24

S = 30 / 13,44

S = 2,23 mm²

La sección de cableado normalizada más próxima a la calculada es de 2,5mm².

Unión entre baterías con relé de carga 

Suponiendo que el cable utilizado es de cobre, son 2 cables (positivo y negativo), la distancia de cableado fuese de 3 metros, la intensidad máxima que va a circular es de 70A (siendo un alternador tradicional de 80A) y la caída de tensión de un 2% (13,44), si aplicamos la fórmula quedaría de la siguiente manera:

S = 2 x L x I / Y x (Va-Vb)

S = 2 x 3 x 70 / 56 x 0,24

S = 420 / 13,44

S = 31,25 mm²

La sección de cableado normalizada más próxima a la calculada es de 35mm².

Unión entre baterías con relé automático Victron Cyrix 

Suponiendo que el cable utilizado es de cobre, son 2 cables (positivo y negativo), la distancia de cableado fuese de 3 metros, la intensidad máxima que va a circular es de 70A y la caída de tensión de un 2% (13,44), si aplicamos la fórmula quedaría de la siguiente manera:

S = 2 x L x I / Y x (Va-Vb)

S = 2 x 3 x 70 / 56 x 0,24

S = 420 / 13,44

S = 31,25 mm²

La sección de cableado normalizada más próxima a la calculada es de 35mm².

Sin embargo, este relé tiene la opción y particularidad de poder usarse en caso de emergencia para coger la energia de la batería secundaria y dársela a la batería de arranque en caso de haberse descargado y poder arrancar. 

Este intercambio de energía que fluye por el relé y cableado es más elevado que la energía de carga habitual por lo que, si vas a usar esta opción del relé, lo correcto sería poner en los cálculos un amperaje mayor que es el que demandaría el motor de arranque durante unos segundos. Para conocer este amperaje que consume tu motor de arranque lo mejor es preguntar al fabricante o conseguir la referencia del equipo. Por experiencia muchos de los motores de arranque de furgonetas y autocaravanas son de 1700/1900W (los hay de mas potencia como 2500W) por lo que un cable de 50mm² podría manejar el amperaje necesario para el arranque.

Igualmente te recomiendo siempre conocer de qué potencia es tu motor de arranque para realizar estos cálculos.

Veamos cómo queda la fórmula cambiando solo el amperaje:

S = 2 x L x I / Y x (Va-Vb)

S = 2 x 3 x 140 / 56 x 0,24

S = 840 / 13,44

S = 62,5 mm²

La sección de cableado normalizada más próxima a la calculada es de 70mm².

Unión entre baterías de 12V con booster de 50A

Suponiendo que el cable utilizado es de cobre, son 2 cables (positivo y negativo), la distancia de cableado fuese de 3 metros, la intensidad máxima que va a circular es de 50A (no contemplamos el tipo de alternador ni tipo de batería) y la caída de tensión de un 2% (13,44), si aplicamos la fórmula quedaría de la siguiente manera:

Contemplamos un 2% y no un 1% porque existen dos portafusibles en medio y varias uniones con terminal.

S = 2 x L x I / Y x (Va-Vb)

S = 2 x 3 x 50 / 56 x 0,24

S = 300 / 13,44

S = 22,32 mm²

La sección de cableado normalizada más próxima a la calculada es de 25mm².

Igualmente, siempre deberías comprobar las recomendaciones de sección mínimas y máximas del fabricante.

Unión entre baterías de misma tecnología y capacidad

Suponiendo que el cable utilizado es de cobre, son 2 cables (positivo y negativo), la distancia de cableado fuese de 0,5 metros, la intensidad máxima que va a circular es de 100A y la caída de tensión de un 0,5% (3,36), si aplicamos la fórmula quedaría de la siguiente manera:

Contemplamos un 2% y no un 1% porque existen dos portafusibles en medio y varias uniones con terminal.

S = 2 x L x I / Y x (Va-Vb)

S = 2 x 0,5 x 100 / 56 x 0,06

S = 100 / 3,36

S = 29,76 mm²

La sección de cableado normalizada más próxima a la calculada es de 35mm².

Igualmente, siempre deberías comprobar las características del fabricante de la batería para conocer el amperaje máximo de descarga y usar ese valor en los cálculos.

TABLA DE SECCIONES NORMALIZADAS

Coelectrix es una de estas empresas que lleva años en el sector y además de las que lo pone muy fácil a la hora de adquirir el cableado justo y necesario, pues dan la opción de comprar a metro y no grandes rollos que no aprovecharemos. Tienen un gran surtido de secciones, colores y formatos. 

También un surtido de material eléctrico de lo más variado para realizar conexiones, protecciones, uniones y muchas cosas más.

Sin duda la mejor opción si quieres construir tu Camper, reparar e incluso incorporar nuevas líneas a tu vehículo.

Desde Geckocamper recomendamos los productos de Coelectrix tras varios años de probarlos y testearlos, además de colaborar entre ambas empresas asesorándonos mutuamente.

Soy David González, amante de la mecánica, las campers, la música y la comida. Llevo la parte técnica y de atención directa contigo en los servicios que ofrecemos en GeckoCamper, nuestro negocio online innovador, el primero de su especie. Aquí estoy para acompañarte en tus averías, camperizaciones y búsquedas.