Calcular correctamente la carga eléctrica de una planta o nave industrial es indispensable para dimensionar transformadores, tableros, alimentadores, conductores, protecciones y sistemas de respaldo.

Una estimación incorrecta puede provocar disparos constantes, sobrecalentamiento, caídas de tensión, consumo ineficiente de energía o una instalación sobredimensionada. Por ello, el cálculo debe considerar tanto la potencia instalada como la forma en que realmente operarán los equipos.

## ¿Qué es la carga eléctrica de una instalación industrial?

La carga eléctrica representa la potencia que necesitan los equipos conectados a una instalación para funcionar.

En una planta industrial puede estar formada por:

* Motores eléctricos.
* Bombas.
* Compresores.
* Sistemas de ventilación.
* Equipos de aire acondicionado.
* Hornos y resistencias eléctricas.
* Máquinas de producción.
* Sistemas de iluminación.
* Contactos de uso general.
* Equipos de cómputo.
* Sistemas de seguridad.
* Cargadores de baterías.
* Equipos futuros.

La suma de todos estos consumos se conoce como carga conectada. Sin embargo, esto no significa que todos los equipos funcionarán al mismo tiempo ni a su máxima capacidad.

Por esta razón también es necesario determinar la demanda eléctrica esperada.

## Realizar un inventario de los equipos

El primer paso consiste en elaborar una lista completa de todos los equipos que serán conectados.

Para cada carga se deben registrar datos como:

* Nombre del equipo.
* Cantidad.
* Potencia nominal.
* Tensión de alimentación.
* Número de fases.
* Corriente nominal.
* Factor de potencia.
* Eficiencia.
* Horas de operación.
* Tipo de arranque.
* Frecuencia de uso.
* Área donde será instalado.

La información debe obtenerse preferentemente de la placa de datos de cada equipo o de la documentación proporcionada por el fabricante.

En máquinas con varios motores, resistencias y sistemas de control, se debe identificar la potencia total requerida por el conjunto y no únicamente la del motor principal.

## Convertir las cargas a una misma unidad

La potencia de los equipos puede aparecer expresada en watts, kilowatts, kilovoltamperes, amperes o caballos de fuerza.

Para sumar correctamente las cargas es necesario convertirlas a una misma unidad, normalmente kilowatts o kilovoltamperes.

Las conversiones básicas son:

* 1 kilowatt equivale a 1,000 watts.
* 1 kilovoltampere equivale a 1,000 voltamperes.
* Un caballo de fuerza equivale aproximadamente a 746 watts de potencia mecánica.

En el caso de los motores, no se debe convertir únicamente la potencia en caballos de fuerza. También deben considerarse la eficiencia, el factor de potencia y la corriente indicada por el fabricante.

## Diferencia entre kW y kVA

Los kilowatts representan la potencia activa que realmente utilizan los equipos para producir trabajo, movimiento, calor o iluminación.

Los kilovoltamperes representan la potencia aparente que debe transportar la instalación eléctrica.

La relación entre ambos valores depende del factor de potencia:

**kVA = kW ÷ factor de potencia**

Por ejemplo, una carga de 90 kW con un factor de potencia de 0.90 representa aproximadamente:

**90 ÷ 0.90 = 100 kVA**

Este valor es especialmente importante para seleccionar transformadores, generadores, alimentadores y otros equipos eléctricos.

## Calcular la carga conectada

La carga conectada se obtiene sumando la potencia nominal de todos los equipos instalados.

Por ejemplo, una nave podría tener:

* Motores de producción: 50 kW.
* Compresores: 20 kW.
* Sistemas de bombeo: 15 kW.
* Aire acondicionado y ventilación: 12 kW.
* Iluminación: 6 kW.
* Contactos y equipos auxiliares: 5 kW.

En este caso, la carga total conectada sería de 108 kW.

Este resultado representa la potencia instalada, pero todavía no corresponde necesariamente a la demanda máxima real de la nave.

## Aplicar factores de demanda

El factor de demanda permite considerar que no todas las cargas funcionarán simultáneamente o a su potencia máxima.

Por ejemplo, una planta puede contar con varias máquinas, pero algunas trabajan por turnos, otras se utilizan de manera intermitente y algunas permanecen como respaldo.

Para aplicar correctamente este factor se debe analizar:

* Cuántos equipos operan al mismo tiempo.
* Cuáles trabajan continuamente.
* Cuáles funcionan por ciclos.
* Qué equipos son de respaldo.
* Cuándo se presentan los periodos de mayor producción.
* Si existen diferentes turnos de trabajo.
* Qué cargas pueden arrancar simultáneamente.

El factor de demanda no debe elegirse de forma arbitraria. Debe basarse en el proceso productivo, los horarios de operación y los criterios técnicos aplicables.

CFE distingue entre la carga total conectada y la demanda contratada. Dependiendo de la tarifa y el nivel de tensión, la demanda por contratar puede estar sujeta a valores mínimos relacionados con la carga conectada y con el equipo de mayor capacidad.

## Considerar las cargas continuas

Una carga continua es aquella que puede operar durante periodos prolongados sin interrupción.

En una instalación industrial pueden considerarse cargas continuas:

* Iluminación general.
* Sistemas de extracción.
* Equipos de refrigeración.
* Bombas de circulación.
* Sistemas de control.
* Servidores.
* Procesos que trabajan durante todo el turno.

Estas cargas deben identificarse por separado porque influyen en el dimensionamiento de alimentadores, protecciones y tableros.

La instalación debe calcularse y verificarse de acuerdo con la NOM-001-SEDE aplicable. La plataforma oficial de normalización de la Secretaría de Economía identifica actualmente la NOM-001-SEDE-2012 como vigente para instalaciones eléctricas de utilización.

## Analizar los motores eléctricos

Los motores requieren una atención especial debido a que pueden demandar una corriente elevada durante el arranque.

Para cada motor se debe revisar:

* Potencia.
* Corriente nominal.
* Corriente de arranque.
* Factor de potencia.
* Eficiencia.
* Tipo de servicio.
* Método de arranque.
* Número de arranques por hora.

Una planta puede operar correctamente en condiciones normales y presentar caídas de tensión cuando arranca el motor de mayor capacidad.

Dependiendo del proceso, pueden utilizarse arrancadores suaves, variadores de frecuencia o secuencias de arranque para evitar que varios motores inicien al mismo tiempo.

## Calcular la corriente del sistema

Una vez determinada la potencia, se puede estimar la corriente requerida.

Para una carga monofásica:

**Corriente = potencia ÷ (tensión × factor de potencia)**

Para una carga trifásica:

**Corriente = potencia ÷ (1.732 × tensión × factor de potencia)**

Cuando la potencia está expresada en kilowatts, debe multiplicarse por 1,000 antes de aplicar la fórmula.

Estas operaciones proporcionan una estimación inicial. Para seleccionar conductores y protecciones también deben considerarse temperatura, agrupamiento, longitud, caída de tensión, método de instalación y características de los equipos.

## Revisar el balance entre fases

En instalaciones trifásicas es importante distribuir correctamente las cargas monofásicas entre las tres fases.

Un desequilibrio puede provocar:

* Corrientes diferentes entre fases.
* Calentamiento en conductores.
* Pérdidas de energía.
* Variaciones de tensión.
* Problemas en motores.
* Sobrecarga del conductor neutro.

La iluminación, los contactos y los equipos monofásicos deben repartirse de manera equilibrada en los tableros.

También deben analizarse las cargas electrónicas que generan armónicos, como variadores de frecuencia, fuentes de alimentación, iluminación LED y equipos de cómputo.

## Considerar futuras ampliaciones

Una nave industrial puede aumentar su carga cuando incorpora nuevas máquinas, líneas de producción, sistemas de climatización o estaciones de carga.

Por ello, el proyecto debe incluir una reserva razonable para crecimiento.

Esta previsión puede aplicarse en:

* Capacidad del transformador.
* Espacios disponibles en tableros.
* Canalizaciones.
* Alimentadores principales.
* Subestaciones.
* Sistemas de respaldo.
* Cuartos eléctricos.

Agregar una reserva no significa sobredimensionar toda la instalación sin justificación. La capacidad futura debe basarse en los planes reales de crecimiento de la empresa.

## Verificar la capacidad del suministro

Después de calcular la demanda se debe comprobar si el suministro disponible puede cubrirla.

Es necesario revisar:

* Tensión de servicio.
* Capacidad del transformador.
* Demanda contratada.
* Tarifa eléctrica.
* Capacidad del interruptor principal.
* Estado de los alimentadores.
* Espacio en tableros.
* Necesidad de una subestación.
* Requerimientos de respaldo.

Cuando la nueva carga supera la capacidad disponible, puede ser necesario solicitar un incremento de carga, modificar la infraestructura o instalar una subestación eléctrica. CFE solicita diferenciar la nueva carga conectada en kW y la nueva demanda por contratar al realizar un trámite de incremento de carga.

## Importancia de realizar un estudio profesional

Calcular la carga eléctrica de una planta o nave industrial no consiste únicamente en sumar la potencia de las máquinas.

El estudio debe considerar simultaneidad, cargas continuas, arranque de motores, factor de potencia, eficiencia, caída de tensión, armónicos, balance de fases y crecimiento futuro.

Un cálculo adecuado permite seleccionar correctamente la subestación, los transformadores, los tableros, los conductores y las protecciones. También ayuda a evitar interrupciones, reducir riesgos y preparar la instalación para futuras ampliaciones.

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