Cálculo de carga eléctrica: cómo se hace y por qué importa

Respuesta corta: calcular la carga eléctrica es determinar cuánta potencia necesita realmente una instalación. Se hace en tres pasos: (1) levantar todas las cargas y obtener la carga instalada, (2) aplicar factores de demanda y simultaneidad para obtener la demanda máxima, y (3) con ese valor dimensionar acometida, protecciones, tableros y transformador.

Un cálculo bien hecho evita dos errores caros: quedarse corto (disparos, sobrecalentamiento, ampliaciones) y sobredimensionar (equipo más caro, más cargo por demanda y menor eficiencia).

En Ingeniería RIE hacemos este cálculo como base de cada proyecto de diseño y construcción de instalaciones eléctricas, desde un local comercial hasta una subestación en media tensión.

Ingeniero revisando el cuadro de cargas de un tablero eléctrico

Carga instalada vs. demanda máxima

Son dos conceptos distintos y se confunden con frecuencia.

Carga instalada.

La suma de la potencia de todos los equipos conectados (iluminación, contactos, motores, aire acondicionado, equipos de proceso).

Demanda máxima.

La potencia más alta que la instalación toma de la red en un periodo, normalmente promediada en intervalos cortos. Casi siempre es menor que la carga instalada, porque no todo funciona al mismo tiempo ni a plena capacidad.

La relación entre ambas es el factor de demanda:

Factor de demanda = Demanda máxima ÷ Carga instalada

Por ejemplo, un local con 100 kW instalados que en su peor momento consume 62 kW tiene un factor de demanda de 0.62.

Paso a paso del cálculo

Ingeniero elaborando el censo de cargas de una instalación eléctrica

1. Censo de cargas

Se lista cada carga con: descripción, tensión, número de fases, potencia (W, kW, HP o kVA), cantidad, y factor de potencia cuando aplica. Se agrupa por circuito o por tablero. Conviene incluir:

  • Alumbrado y contactos.
  • Equipos de climatización (compresores, manejadoras, bombas, extractores).
  • Motores y equipos de proceso.
  • Cargas críticas o de emergencia.
  • Cargas futuras previstas: ampliaciones, cargadores de vehículos eléctricos, nuevos equipos.

2. Convertir a una base común

Los equipos vienen en distintas unidades. Para sumar, se llevan todos a kVA o kW.

Monofásico: S (VA) = V × I
Trifásico: S (VA) = √3 × V × I
P (kW) = S (kVA) × factor de potencia
Motores: 1 HP ≈ 0.746 kW; la potencia eléctrica de entrada es mayor que la mecánica por la eficiencia y el factor de potencia del motor.

3. Aplicar factores de demanda y simultaneidad

No se suma todo al 100 %. Se aplican:

Factor de demanda por tipo de carga, que refleja qué tanto de su capacidad se usa.
Factor de simultaneidad (o de diversidad), que refleja qué tan probable es que varias cargas operen a la vez.

Para circuitos de alimentadores y acometidas, la NOM-001-SEDE 2012 establece reglas y factores que deben seguirse en el proyecto. Para cargas específicas, como motores, se debe considerar la corriente a plena carga y, para el motor mayor, un criterio de protección y arranque.

4. Obtener la demanda máxima

La suma de las cargas ya afectadas por los factores da la demanda máxima en kVA. A esa cifra se le añade un margen de crecimiento, que en la práctica suele ser razonable entre 15 % y 25 %, según el cliente y su plan de expansión.

5. Dimensionar los componentes

Con la demanda calculada se definen:

  • Transformador o capacidad contratada: no se elige al 100 % de carga; se deja holgura. Un transformador muy cargado envejece más rápido, y uno muy sobrado trabaja ineficiente.
  • Acometida y alimentadores: calibre por ampacidad, con factores de corrección por temperatura y agrupamiento, y revisión de caída de tensión.
  • Protecciones: interruptores principales y derivados, coordinados con la capacidad del conductor y con las corrientes de falla.
  • Tableros y canalizaciones: con espacio de reserva.
  • Sistema de tierras: coherente con la corriente de falla disponible.
Técnico revisando las protecciones de un tablero eléctrico

Ejemplo ilustrativo

Una oficina de 400 m² con carga mixta (cifras ilustrativas):

CargaCarga instalada
Alumbrado LED5 kW
Contactos generales y equipo de cómputo18 kW
Aire acondicionado (equipos tipo VRF y minisplit)35 kW
Servidor y UPS6 kW
Cocineta y misceláneos8 kW
Total instalado72 kW

Si aplicamos factores de demanda típicos por tipo de carga (alumbrado alto, contactos bajos por simultaneidad, climatización alta en verano), la demanda máxima podría ubicarse en el orden de 45 a 55 kW. Con factor de potencia de 0.92 y un margen de crecimiento, la capacidad de diseño sería algo superior a 60 kVA, lo que orientaría la selección de acometida, protecciones y, en su caso, el transformador.

El punto no es la cifra, sino el método: 72 kW instalados no significa 72 kW de demanda, pero tampoco se puede diseñar justo al límite.

Técnico midiendo con multímetro en un tablero eléctrico

¿Por qué importa tanto el factor de potencia?

El factor de potencia mide qué proporción de la corriente que toma la instalación se convierte en trabajo útil. Con muchos motores y compresores, el factor de potencia baja y la instalación toma más corriente de la necesaria. Esto implica:

  • Conductores, protecciones y transformador más cargados.
  • Mayores pérdidas.
  • En tarifas de media tensión, penalizaciones en la facturación si el factor de potencia queda por debajo del mínimo establecido, y bonificaciones si lo supera.

Considerar la compensación desde el cálculo suele ser más barato que corregirla después.

Errores comunes

Sumar todo al 100 % y sobredimensionar el equipo.
Ignorar las cargas futuras y quedarse sin capacidad a los pocos años.
Olvidar el arranque de motores, que provoca picos y caídas de tensión.
No revisar la caída de tensión en alimentadores largos.
No considerar armónicos de cargas electrónicas (variadores, LED, UPS, cargadores).
Usar los datos de placa sin verificar la operación real.
No documentar el cálculo. El cuadro de cargas debe poder revisarlo un tercero: CFE, una UVIE o el propio cliente.
Copiar un cálculo de otro proyecto sin adaptar tensión, factores y condiciones.

¿Cuándo se necesita un cálculo formal?

Al contratar o ampliar un servicio con CFE.
Antes de instalar equipos grandes (chillers, VRF, compresores, líneas de producción).
Al cambiar de uso un inmueble.
Para media tensión y subestaciones. Consulta nuestra guía de trámites ante CFE en media tensión.
Al integrar sistemas solares o plantas de emergencia. Conoce nuestros sistemas fotovoltaicos.
Cuando hay disparos frecuentes, calentamiento o recibos con cargos por factor de potencia.

¿Qué información necesita el ingeniero?

  • Planos o croquis del inmueble.
  • Lista de equipos con datos de placa.
  • Tensión y tipo de servicio actual.
  • Recibos de CFE de los últimos 12 meses, si ya hay servicio. Muestran la demanda real.
  • Planes de ampliación.
Ingeniera revisando planos y datos de equipos para un cálculo de carga eléctrica

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¿Vas a contratar o ampliar tu servicio? Revisa nuestra guía de trámites ante CFE en media tensión y la comparación de UPS vs. plantas de emergencia.

Preguntas frecuentes

¿Necesitas calcular la carga de tu instalación?

En Ingeniería RIE levantamos tus cargas, calculamos la demanda y dimensionamos acometida, protecciones, tableros y transformador, con personal propio. También damos mantenimiento preventivo y correctivo a sistemas eléctricos y construimos en media tensión.

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