Seguridad en las Instalaciones Electricas

El Organismo Supervisor de la Inversión Privada en Energía (OSINERG) ha decidido asumir de manera definitiva el reto de prevenir a la población sobre los peligros que acarrea el mal uso de la energía eléctrica. Para ello ha confeccionado este Manual de Capacitación de Seguridad Eléctrica en el cual se describen en extenso una serie de alcances sobre los peligros y riesgos eléctricos más comunes. Además, una serie de acciones de primeros auxilios que se deben tomar en caso de que ocurra la emergencia.

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Tema 74. Conexión de un timbre y lámpara indicadora.

Hace algún tiempo uno de los lectores me pidió un diagrama para conectarle a un timbre normal una lámpara de tal manera que al sonar el timbre también prendiera la lámpara.

¿Cuál es el propósito de una instalación de este tipo? ¿En dónde aplica?

La persona que me solicitó el diagrama me comentó que necesitaba hacer la conexión en la casa de una pequeñita con problemas auditivos. Como la niña no puede oir al ver la luz se daría cuenta de que alguien estaría llamando a la puerta.

Da un clic encima de la figura para crecerla.

La conexión es sencilla, simplemente conectas la lámpara en paralelo con el timbre y al oprimir el botón también prenderá ésta. Puedes utilizar una lámpara incandescente de pequeña capacidad (15 o 20 Watts) de las cuales incluso podrías conectar más de una.

Toda la conexión puedes hacerla en calibre No. 14 AWG.

Nota. La marca de fábrica del timbre es ajena a la intención del Blog.

TEMA 2. 10 Formas de producir “Cortos Circuitos” en Instalaciones Eléctricas.

¿POR QUÉ SE PRODUCEN “CORTOS CIRCUITOS” EN LAS I.E.R.?

Diez formas de hacer cortos circuitos (“castillitos”) en las instalaciones eléctricas.

1. Amarres, empalmes, derivaciones o uniones defectuosas.
2. Sobrecargas en los conductores por conexión de aparatos de gran consumo eléctrico.
3. Utilización de accesorios de baja calidad, “clones”.
4. Conexiones erróneas en la ampliación de instalaciones eléctricas.
5. Realización de actos intencionales o accidentales en contactos.
6. Baja calidad de los conductores eléctricos.
7. Conexión de aparatos de consumo eléctrico con mal funcionamiento.
8. La siguiente no es causa de “cortos circuitos” pero influye. Colocación o reemplazo de fusibles o pastillas termomagnéticas de mayor capacidad a la necesaria en el Interruptor de Seguridad y en el Centro de Carga. Entre más ajustado esté el fusible o la pastilla termomagnética a la instalación eléctrica la respuesta a un “corto circuito” será más rápida, evitando por lo tanto que los aparatos de consumo estén mucho tiempo expuestos a sufrir daños.
9. Reparaciones temporales tipo “parches” en toda la instalación.
10. En general Actos Inseguros. Cuando trabajas con electricidad más vale que estes seguro de lo que haces, ¿conoces la historia de Pancrazio Juvenales?

Los casos anteriores son representativos de la multiplicidad de eventos que pueden presentarse en las instalaciones eléctricas residenciales, comerciales e industriales. Gran parte de los “cortos circuitos” pueden evitarse utilizando personal y equipo calificado en su construcción, mantenimiento y operación.

TEMA 3. Calibres de conductores eléctricos utilizados comúnmente en Instalaciones que no rebasan los 5,000 W.

MONOFÁSICAS 127 VOLTS. 1F, 1N.

Casas habitación de interés o pequeñas residencias.

Por lo general:

-Se utilizan THW calibres #10 (5.26 mm²), #12 (3.31 mm²) y #14 (2.08 mm²) AWG.

-Para Alimentadores Generales el mínimo calibre a utilizarse es # 12 AWG.

-Para contactos el mínimo calibre a utilizarse es # 12 AWG.

-Para retornos y puentes (método de puentes) en apagadores de 3 y de 4 vías generalmente se utiliza calibre # 14 AWG.

-Se utiliza conductor de un solo hilo tipo THW (75°C temperatura máxima de operación). Por resultar más económico en muchos casos se utiliza cable.

-Ocasionalmente (en instalaciones visibles) se utiliza alambre o cable duplex (dos conductores unidos y aislados).

-La acometida tiene conductores calibre # 8 (8.37 mm²) AWG.

-Los puentes en contactos (tomas de corriente, receptáculos o enchufes) se realizan del mismo calibre que los alimenta (por lo general # 12 AWG). En contacto especiales se utiliza calibre # 10 AWG.

TEMA 4. Procedimiento para calcular el calibre de los alimentadores principales de una Instalación Eléctrica Residencial (menor de 5,000 Watts).

Actualización: Octubre 30 de 2008.
Primera publicación: Abril 13 de 2007.

Existen varios métodos para calcular el calibre de los de una instalación eléctrica residencial, a saber: por Corriente, por Caída de Tensión y por Resistencia de los Conductores.

De los tres métodos indicados el más utilizado es el de corrientes, el cual te explico a continuación.

Método de corrientes para calcular el calibre de los alimentadores principales.

Procedimiento.

1. Determina la CARGA TOTAL de la residencia o casa-habitación.

2. Aplica la fórmula: I= P/(V*0.9)

En donde:

I es la corriente que pasará por los conductores (amperes);

P es la carga total (Watts);

V es el voltaje que llega a la residencia por medio de la acometida (127 Volts-ca para el caso de una instalación que no rebasa los 5,000 Watts); y,

0.9 es el denominado factor de potencia el cual regularmente es del 90% por la combinación de cargas resistivas e inductivas existentes en la instalación eléctrica.

3. Con la I, determina una Ic (corriente corregida) multiplicándola por un factor de demanda o factor de utilización (f.d.) el cual tiene un valor que varía de la siguiente manera.

Unidades de vivienda, según NOM-001-SEDE-Vigente, 220-11

Primeros 3,000 VA o menos: 100%; 1
De 3,001 a 120,000 VA: 35%; 0.35
A partir de 120,000 VA: 25%; 0.25

En virtud de que el factor de demanda (o de utilización) especificado en la Norma Oficial, varía mucho antes y después de los 3000 Watts, puedes utilizar uno más acorde de 0.6 o 0.7 correspondiente al 60% y 70% del total de la carga…

Para calcular la Corriente Corregida simplemente multiplica la I por el f.d. o sea:

Ic=(I)(f.d.)

4. Con la Ic busca el calibre del conductor en las tablas correspondientes, dependiendo de la marca del fabricante.

Ejemplo. La carga total en una vivienda es de 4,200 Watts, resultado de sumar cargas fijas monofásicas (dispositivos y aparatos eléctricos fijos que funcionan a 127 Volts-ca) y tiene un factor de utilización o de demanda general de 70%. Hallar el calibre de los alimentadores principales que funcionan a una temperatura máxima de operación de 75°C.

Resolvámoslo aplicando un factor de demanda de 0.7

Solución 1.

Paso 1. La Potencia total es de 4,200 Watts.

Paso 2. I = 4200/(127*0.9) = 36.74 Amp.

Paso 3. Ic = (36.74)(0.7) = 25.72 Amp.

Paso 4. En las tablas (para conductores VIAKON) buscamos el calibre apropiado que soporte 25.72 amperes (de acuerdo al primer criterio) y encontraremos que el calibre #12 AWG puede conducir hasta 25 amperes.

Ahora resolvámoslo aplicando un factor de demanda de acuerdo a la NOM-001-SEDE-Vigente.

Solución 2.

Paso 1. La Potencia total es de 4,200 Watts.

Paso 2. Para los primeros 3,000 VA; I = 3000/(127*0.9) = 26.24 Amp. Para el excedente I = 1200/(127*0.9) = 10.49 Amp.

Paso 3. Para 3000 VA el Factor de demanda es del 100% (es decir 1), por lo tanto queda:

Ic = 26.24 Amperes. Multiplicando por 1 queda igual.

Aplicando el factor de demanda (0.35) al excedente (1200 VA), quedaría:

I=1200/(127×0.9) = 10.49 Amperes. Multiplicando por 0.35 queda:

Ic = (10.49)(0.35)= 3.67 Amp.

Sumando ambas corrientes corregidas quedaría: Ic = 26.24 + 3.67 = 29.91 Amperes.

Paso 4. En las tablas (para conductores VIAKON) buscamos el calibre apropiado que soporte 29.91 Amperes y encontramos que el calibre #10 AWG puede conducir hasta 35 Amperes.

Entonces… ¿Cuál de las dos soluciones es la mejor?

Para decidir nos basaremos en dos aspectos: SEGURIDAD y ECONOMÍA.

A. Para un electricista común primero es la economía y luego la seguridad, por lo que utilizaría calibre No. 12 AWG. Es obvio que caería dentro de la primera solución.

B. Para un técnico electricista primero es la seguridad y después la economía, por lo que elegiría el calibre No. 10 AWG, dejando al conductor con un buen margen, evitando con ello también el fenómeno de la caída de tensión. Es obvio que caería dentro de la segunda solución.

GLOSARIO.

ALIMENTADORES PRINCIPALES. Son los conductores (alambre o cable) que abastecen a toda la instalación eléctrica, también se les llama alimentadores generales. Por lo regular van colocados al centro y a lo largo (hasta el fondo) de toda la casa habitación, evitando en lo posible las curvas o vueltas de los mismos. La razón de esto último es para evitar el fenómeno denominado caída de tensión.

CARGA RESISTIVA. Son todos aquellos aparatos eléctricos que por lo general producen luz, calor o sonido, por ejemplo: lámparas (incandescentes y fluorescentes), estufa eléctrica (parrillas), radios y modulares, etc.

CARGA INDUCTIVA. Son todos aquellos aparatos eléctricos que basan su funcionamiento en un motor eléctrico, por ejemplo: ventilador, refrigerador, motobomba, máquinas de coser, etc.

CAÍDA DE TENSIÓN. Disminución de voltaje. Cuanto más largo sea un conductor eléctrico mayor será la caída de tensión. Por esta razón deben evitarse vueltas o curvas en todos conductores eléctricos pero principalmente en los alimentadores generales.

ECONOMÍA. Es un aspecto que debe considerarse al diseñar y realizar una instalación eléctrica, y debe hacerse sin sacrificar al 100% la seguridad.

SEGURIDAD. Es un aspecto que debe considerarse al diseñar y realizar una instalación eléctrica y debe hacerse cuidando en lo posible el factor económico.

CALIBRES DE CONDUCTORES. Se refiere al grosor de los conductores. El calibre número 12 AWG es menos grueso que el calibre número 10 AWG, por lo tanto el calibre número 10 conducirá más corriente que el número 12.

CARGA TOTAL DE LA INSTALACIÓN ELÉCTRICA. Es la suma de las cargas fijas conectadas en la instalación eléctrica residencial. Para determinarla se suman todos los Watts (fijos) en la instalación como son: lámparas (de cualquier tipo) y contactos (180 VA por cada contacto), motobomba (si existe), timbre (si existe), regadera eléctrica (si existe), ventiladores de techo (si existen) y todas las demás cargas que se consideren permanentes en toda la instalación.

FACTOR DE DEMANDA O DE UTILIZACIÓN. Representa el promedio o nivel de utilización que va a tener la instalación eléctrica.

TEMA 5. Amarres en Instal. Residenciales y Comerciales.

Uno de los principales aspectos que debe cuidarse en la realización de cualquier tipo de instalación eléctrica son los amarres, (también llamados: empalmes, derivaciones o simplemente uniones) de los diferentes conductores, ya que de no hacerse con precisión son causa de “cortos circuitos” de consecuencias graves.

Un buen amarre, empalme, derivación o unión significa un excelente contacto físico “fijo” entre dos o más alambres o cables.

Cuando un empalme tiene “juego” es causa de “chispazos” lo que al final de cuentas puede ocasionar problemas mayores en la instalación eléctrica residencial y/o comercial.

Existen diferentes tipos de uniones, pero las más comunes son las siguientes: Cola de rata, Western Corto, Western Largo, Derivación Simple, Derivación Doble, mismas que se muestran en la gráfica.

Western corto. Utilizado en líneas telegraficas. Su intención es soportar grandes esfuerzos mecánicos. Generalmente consta de dos espiras largas y cinco cortas.

Western largo. Similar al anterior su objetivo es obtener mayor resistencia mecánica. Mínimo seis espiras cortas y largas.

Cola de rata. Mínimo seis espiras largas y tres cortas. Una de las puntas se deja más larga que la otra (aproximadamente dos centimetros) para “cubrir” la otra punta con espiras cortas.

Derivación doble. Se utiliza cuando se desea obtener dos líneas a partir de una. En los tres casos mostrados el mínimo de espiras cortas es de seis por conductor derivado y el mayor es de dieciseis.

Derivación de nudo sencillo. Su objetivo es la resistencia mecánica. Mínimo seis espiras cortas.

Derivación de nudo doble. Superior a la primera asegura un buen contacto eléctrico y una excelente resistencia a la tensión mecánica.

Derivación final. Utilizada para terminar una línea. Por lo regular consta de siete espiras cortas y otras tres para terminar. Las primeras siete espiras cortas se realizan encima del conductor alimentador luego se dobla éste y se termina con otras tres espiras.

Empalme recto britannia. Su realiza para unir dos alambres gruesos utilizando alambre delgado que después se suelda.

Derivación de antena. Consta de aproximadamente seis espiras cortas y una larga. Asegura buen contacto al bajar el alambre de la antena. El cable de la antena debe estirarse.

Otra versión de lo mismo la encuentras aquí.

Actualización, 27 de marzo de 2008.

Bueno… ante tanta insistencia aquí tienen más amarres y otras formas de unir conductores que los están sustituyendo. Francamente no entiendo para qué -lo digo por los correos que me han llegado- se les exigen 30 diferentes tipos de amarres, empalmes o derivaciones a los estudiantes, sabiendo que en su vida jamás los utilizarán por mucho que se dedicaran a esto. Es mejor muchísimo mejor practicar con los amarres que indiqué en la primera imagen.

En fin…

Otra opción es utilizar conectores derivadores por desplazamiento de aislamiento.

Si quieres todo el paquete… descárgalo a tu PC desde aquí. (Usuario: iguerrero Password: 12345). Por favor no me preguntes de más amarres, empalmes y/o derivaciones, los que pongo a tu disposición son los que conozco y nada más.

Actualización Octubre 17 de 2008

En el siguiente enlace encontrarás información respecto a la elaboración de algunos amarres.

http://www.scribd.com/

Tema 6. Interruptores de Seguridad para Inst. Eléctricas.

Actualización, Octubre 08 de 2008.
Fecha de publicación inicial, Abril 15 de 2007.

El interruptor de seguridad es el medio de desconexión principal de toda la instalación eléctrica. Su función principal es la de proteger a todo el sistema para lo cual utiliza cartuchos fusibles que incluyen listones o elementos fusibles. Cabe mencionar que la C.F.E. recomienda también el uso de Interruptores termomagnéticos para esta función.

La capacidad de los cartuchos fusibles de un interruptor de seguridad se calcula aproximadamente con un 25% adicional de la carga total de la instalación eléctrica que se va a proteger (se permite hacerlo desde un 15% hasta un máximo del 40% por encima de la carga total).

Para casas-habitación tipo viviendas de interés social y pequeñas residencias por lo general se utilizan cajas de seguridad NEMA 1, ND NEMA 1, o LD.

Diferentes tipos de cajas según NEMA.

NEMA 1. Para uso general.

NEMA 2. A prueba de Goteo.

NEMA 3. A prueba de agentes exteriores.

NEMA 3 R. A prueba de lluvia.

NEMA 4. A prueba de agua.

NEMA 5. A prueba de polvo.

NEMA 6. Sumergible.

NEMA 7. A prueba de gases explosivos.

NEMA 8. A prueba de gases explosivos (interrupción en aceite).

NEMA 9. A prueba de polvos explosivos.

NEMA 10. Para uso en minas.

NEMA 11. En baño de aceite, resistente a ácidos y vapores.

GLOSARIO.

NEMA.- National Electric Manufacturers Association, Asociación Nacional de Manufacturas Eléctricas.

ND.- Normal Duty, Uso Normal.

LD.- Light Duty, Uso Ligero.

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Tema 7. Requerimientos de una Instalación Eléctrica.

Actualización, Octubre 10 de 2008.
Fecha de publicación inicial, Abril 19 de 2007.

Los requerimientos de una instalación eléctrica son diversos, sin embargo entre todos se distinguen algunos que son comunes a la gran diversidad de criterios e intereses que existen al realizarlas. Algunos de estos requerimientos son los siguientes.

Seguridad.
Antes que cualquier otra cosa la instalación eléctrica debe ser SEGURA. La seguridad debe ser prevista de todas las formas posibles, tanto para los usuarios como para todos los aparatos conectados en la instalación. Bien planeada y mejor construida, debe tener protegidas sus partes mayormente expuestas.

Economía.
Se puede economizar en todo, desde los conductores utilizados (metros y calidad del material con el que se construyen), hasta los accesorios y dispositivos de consumo eléctrico. Sin embargo, debe encontrarse el punto de equilibrio entre lo que es una saludable economía y la seguridad, además de la eficiencia con que debe operar la instalación eléctrica.

Normatividad.
Cualquier instalación eléctrica, sea residencial, comercial, industrial o de cualquier otro tipo, está regulada por la Norma Oficial Mexicana, en este caso la NOM-001-SEDE_Vigente. Entonces, todo lo que se realice en una instalación debe sustentarse en ella.

Eficiencia.
Está en relación directa con la construcción y terminado de la instalación eléctrica. Se refiere al grado o nivel con que se entrega la energía a los aparatos receptores, respetando en ello, los datos de placa (o etiqueta de datos) de los mismos, tales como: voltaje, frecuencia, etc.

Mantenimiento.
Debe llevarse a cabo periódicamente, reparando y/o remplazando las partes dañadas que se descubren al estar revisando sistemáticamente a toda la instalación eléctrica.

Distribución de elementos, aparatos, equipos, etc.
Es importante debido a que no se deben dejar puntos o lugares en la instalación en donde se presenten sobrecargas, ya que ello origina el calentamiento de los conductores. Importa también la distribución adecuada de las lámparas (incandescentes, fluorescentes o ahorradoras), ya que debe existir uniformidad en la iluminación.

Accesibilidad.
Cuando se va a proporcionar mantenimiento a la instalación eléctrica es importante que se pueda llegar fácilmente a todas sus partes. En función de ello está la disposición de los equipos de control, y equipo que demanda energía como es el caso de motores eléctricos.

Estética.
Estética se relaciona con belleza. Las instalaciones eléctricas después de que satisfacen los aspectos de seguridad y eficiencia se diseñan para agradar a los usuarios. Dentro de este rubro se incluyen tipos de luminarias, dispositivos de control inalámbrico, sensores de movimiento, etc.

Tema 8. Generalidades de Inst. Eléctricas Residenciales.

Actualización, Octubre 13 de 2008.
Fecha de publicación inicial, Abril 21 de 2007.

A. En la mayoría de los casos los alimentadores principales deben estar colocados al centro de la residencia en línea recta hasta el fondo de la misma. Si esto no es posible, busca evitar a toda costa curvas o vueltas. A mayor número de curvas o vueltas de los alimentadores principales mayor caída de tensión.

B. Para el “método de puentes” de apagadores de 3 y de 4 vías y retornos de los apagadores simples por lo general se utiliza conductor calibre #14 (2.08 mm²). Si aplicas el método de “corto circuito” para controlar una o más lámparas incandescentes entonces haz los puentes con conductor calibre #12 (3.31 mm²).

C. Para contactos y/o tomas de corriente utiliza conductor calibre #12.

D. El grosor del conductor en la alimentación siempre va de mayor a menor. Es mayor para los alimentadores principales y es menor para los circuitos derivados. NUNCA al revés.

E. El calibre de los alimentadores principales puedes determinarlo por el método de corrientes considerando un f.p. de 0.9 y un F.D. o F.U. de 0.7 que corresponden al 90% y al 70% respectivamente. Esto te dará un resultado suficientemente aproximado a lo ideal.

F. Siempre, a la entrada de un espacio (por ejemplo una recámara) cuando colocas un apagador debes colocarlo en sentido contrario al de la apertura de la puerta, de tal forma que no sea cubierto cuando ésta se abra. Si esto no es posible entonces colócalo un poco más allá del límite del borde de la puerta.

G. Los alimentadores principales se deben indicar en un plano con línea curva continua más gruesa que los circuitos derivados a efecto de distinguirlos de los demás.

H. Un timbre, zumbador o campana musical se considera como una carga de 15 o 20 Watts. Para cálculos exactos debe considerarse en la carga total. Para cálculos aproximados puede omitirse.

I. Una línea curva “punteada” significa que la tubería va por el piso, enterrada.

J. Si en los cálculos de los alimentadores principales te resultara conductor calibre #14, por seguridad cámbialo al calibre #12.

K. Los alimentadores principales deben señalarse con línea curva a efecto de distinguirlos de las líneas rectas que representan los muros.

L. En instalaciones eléctricas residenciales (127 Volts) la motobomba para la cisterna o aljibe comúnmente es de 1/4 de H.p. o de 1/2 de H.p. Si este es tu caso utiliza conductor calibre #12 para su alimentación. Si la motobomba es de 3/4 de H.P. utiliza conductor calibre #10 (5.26 mm²).

M. Para el caso de un sanitario (WC) el interruptor debe estar colocado a la entrada del mismo (por fuera). A últimas fechas se ha optado por ponerlo adentro del recinto lo que puede significar un riesgo por la humedad existente ahí, si se hace esto entonces conviene utilizar apagadores con algún tipo de protección contra la humedad o el agua inclusive.

N. Lo mejor para conectar una motobomba de una cisterna o aljibe es hacerlo directamente desde el interruptor principal para disminuir el efecto de baja de voltaje que ocasiona al arrancar por el exceso de corriente que absorbe temporalmente.

O. Los circuitos derivados en una instalación eléctrica residencial no deben exceder una longitud de 8 metros según la norma oficial. Si son mayores de 8 metros deben protegerse.

P. Por lo general los calibres de los conductores utilizados para instalaciones eléctricas residenciales monofásicas (que no excedan 5,000 Watts), son: #10, #12 y #14.

Q. En la actualidad aunque se trate de instalaciones residenciales pequeñas suele colocarse después del interruptor principal uno o más interruptores termomagnéticos en lo que se denomina centro de carga.

R. En Instalaciones Eléctricas Residenciales puede aplicarse el siguiente criterio con suficiente aproximación. Para alimentadores principales hasta 3,500 Watts se puede utilizar calibre #12 (igual en contactos). Retornos y puentes de apagadores sencillos y de 3 o 4 vías en calibre #14. En Instalaciones mayores de 3,500 hasta 5,000 Watts, utilizar calibre #10, retornos y puentes de apagadores de 3 y 4 vías en calibre #14, contactos calibre #12.

Tema 10. Métodos de: “puentes” y “corto circuito” para controlar lámparas desde dos lugares.

Actualización, Abril 15 de 2008.
Fecha de publicación inicial, Mayo 12 de 2007.

Los métodos de puentes y/o de corto circuito se utilizan para conectar lámparas en escaleras, recámaras, pasillos y todos aquellos lugares en donde se requiera controlar una (o más) lámpara(s) desde dos lugares. Simple de entender: prendes la lámpara desde un lugar y la apagas desde otro sin tirarle piedras al foco.

¿Cuál de los dos métodos es el mejor?

Por economía es mejor el método de corto circuito (aunque en algunos lugares esté prohibido). Por seguridad es mejor el método de puentes (este es el que recomiendo).

MÉTODO DE PUENTES.

Si vas a conectar más lámparas, deriva dos conductores (conductor calibre No. 14 AWG) de los dos puntos naranjas cercanos a la lámpara y conéctalos en los demás portalámparas (sockets).

Nota. Es igual si pones lámparas fluorescentes compactas (focos ahorradores) o focos incandescentes.

Si colocas un contacto (toma de corriente) en la caja (chalupa) “baja” la Fase a la caja en calibre No. 12 AWG. Si no hay tal, alambra todo en calibre No. 14 AWG…

MÉTODO DE “CORTO CIRCUITO”.

Si vas a conectar más lámparas, deriva dos conductores (alambre calibre No. 14) de los puntos naranjas indicados cerca de la lámpara y conéctalos en los demás portalámparas (sockets).

Si vas a colocar contactos (tomas de corriente) en la caja (“chalupa”) utiliza conductor calibre No. 12 AWG para la Fase y el Neutro que “bajan” al apagador, y haz “puentes” hacia los tornillos del contacto (igual, utiliza alambre calibre 12 AWG). ¡Ojo!, el Neutro siempre se conecta al tornillo que va en la ranura más grande del contacto. Si no hay tal haz toda la instalación en calibre No. 14 AWG.

Uno de los tres puntos de conexión (tornillos) del apagador de escalera tiene una marca impresa o realzada, o bien el tornillo es de otro color, en esta terminal es donde se conecta la FASE o bien se utiliza como RETORNO al soquet. Si no tiene marca prueba con un multímetro los puntos en donde haya continuidad. Las terminales (o tornillos) que son “puentes” no tienen continuidad entre ambos en ninguna posición del apagador.

En ambos casos la tubería conduit puede ser de 1/2″ o de 3/4″.

TEMA 29. Tablas para el cálculo del calibre de conductores eléctricos de acuerdo a la NOM-001-SEDE_Vigente.

Actualización: Mayo 30 de 2009.
Fecha de publicación inicial: Agosto 12 de 2007.

La determinación del calibre del conductor apropiado para alimentar a una carga por lo general se realiza mediante el uso de tablas que publican los diferentes fabricantes de conductores eléctricos. Marcas de fábrica hay muchas, e igual existen tablas el caso es que siempre existirá el conductor para las condiciones del medio ambiente que requiera una instalación eléctrica.

A continuación te muestro algunas tablas (incluida la 310-16 de la NOM-001).

O si quieres también: Conductores Monterrey y Conductores Mexicanos.

Los conductores están construidos con aislamiento de PoliVinilo de Cloruro (PVC) y de cobre de consistencia suave y con pureza casi del 100%.

Salvo diferencias mínimas las tablas mostradas aquí coinciden con los datos mostrados en la Norma Oficial 001-SEDE-Vigente, lo que varía no es su capacidad de conducción de corriente para un calibre específico, más bien varían sus dimensiones exteriores en virtud de su aislamiento.

El cálculo de los amperes que alimentan a una carga rara vez coincide exactamente con los amperes que soporta un conductor eléctrico, en estos casos siempre se debe elegir el calibre “hacia arriba”.

Por ejemplo. Si en un cálculo te resultó una Corriente de 21.5 Amperes debido a que no hay cable o alambre que conduzca exactamente esa cantidad entonces se elige el conductor que soporta 25 Amperes -o 30 si es que existiera alguno que los condujera-, dependiendo desde luego si la instalación es oculta o visible y si se quiere a 60ºC, 75ºC o 90ºC como temperatura máxima de operación.

La regla es elegir “hacia arriba” incluso si el cálculo coincidiera exactamente con los 25 Amperes, ya que siempre debe existir un margen de seguridad por mucho que se quisiera seguir un criterio de economía.

Las siguientes son ligas a algunas compañías que fabrican conductores (excepción NOM)…

Tú eliges con quién te vas…

Tema 30. Cálculo del calibre de los alimentadores principales de una I.E. Residencial, considerando varios factores de acuerdo a la NOM-001-SEDE-Vigente.

Actualización: Mayo 26 de 2009.
Fecha de publicación inicial: Agosto 29 de 2007.

Caso 3. Instalación Trifásica. (Mayor de 10,000 Watts).

Te recomiendo que antes de estudiar aquí revises los temas: 4, 30(p1), y 30(p2) en donde adquirirás las bases para manejar  factores de corrección por temperatura y agrupamiento. Igual debes determinar el diámetro de la tubería conduit para lo cual se aplica un factor de relleno.

Supongamos que la carga total en una Instalación Eléctrica Residencial es de 18,600 Watts, resultado de sumar cargas monofásicas fijas, alumbrado, contactos (180W), motobomba, aire acondicionado, etc., en este caso la instalación será trifásica. Considera un f.p. de 0.9, un factor de demanda o utilización de 0.7 y una temperatura ambiente de 33º (un lugar templado).

P = 18,600 W.
I = 18,600/(√3×220×0.9) = 54.23 A.
Ic = 54.23×0.7 = 37.96 A.

En la tabla 310-16 de la NOM-001 Tema 29 a 75 ºC como temperatura máxima de operación- resulta alambre o cable THW calibre No. 8 AWG (8.37 mm²) que pueden conducir hasta 50 Amp., suficientes en este caso y además con un buen margen de seguridad.

Sin embargo… como la temperatura ambiente es de 33 ºC, lo cual significa una disminución real de la conducción de corriente para cualquier conductor que esté a más de 30 ºC. Tabla 310-16, en donde resulta el dato 0.94, a la temperatura máxima de operación de 75 ºC, entonces los 50 Amperes del conductor en la práctica solo son:

I real = 50×0.94 = 47 Amp.

Comparando este nuevo dato con la corriente corregida (Ic) que habías obtenido que era de 37.96 Amp., puedes ver que la I real que puede conducir el conductor calibre #8 AWG aun supera a la corriente corregida en poco más de 9 Amperes. Por lo tanto concluimos que dicho conductor hasta este punto es adecuado como alimentador principal.

Pero… todavía hace falta considerar el factor de corrección por agrupamiento el cual depende directamente del número de conductores alojados en la tubería.

Supongamos entonces que por algún tramo de tubería por necesidad están alojados los tres conductores alimentadores principales calibre #8 AWG, el neutro calibre #10 (recuerda que en instalaciones trifásicas el neutro es menor en un calibre comúnmente, pero si tienes cargas capacitivas o muchos aparatos electrónicos entonces utiliza el mismo calibre de las fases) pero además están alojados otros 5 conductores en calibre 12 y 2 calibre 14 alambres todos. En total son 11 conductores, y al revisar la tabla 310-15g, resulta un 50% de disminución efectiva de la capacidad de cualquier conductor en estas condiciones de agrupamiento, entonces la capacidad del conductor Viakon que ya se había reducido a 47 Amp. por el factor de corrección por temperatura se reduce todavía más a:

I definitiva = 47×0.5 = 23.5 Amp.

Observa que el calibre #8 debido a las condiciones de temperatura y agrupamiento reduce drásticamente su capacidad de conducción hasta 23.5 Amperes por lo cual concluimos que ese calibre no es apropiado para transportar los 37.96 Amperes que resultaron en la corriente corregida. Por lo tanto aumentaremos un calibre resultando THW calibre #6 AWG, el cual está diseñado para conducir hasta 65 Amperes a 75 ºC como temperatura máxima de operación.

Ahora a manera de comprobación realicemos la misma operación para este nuevo calibre aplicando los factores de corrección por temperatura y de agrupamiento.

I real = 65×0.94 = 61.1 Amp.
I definitiva = 61.1×0.5 = 30.55 Amp.

Resultan 30.55 Amperes, con lo cual puedes ver que todavía no alcanzas los 37.96 Amperes que resultaron de la corriente corregida, entonces se elige otro calibre mayor resultando cable calibre #4 que conduce 85 Amperes a 75 ºC de temperatura máxima de operación y se repiten las operaciones.

I real = 85×0.94 = 79.9 Amp.
I definitiva = 79.9×0.5 = 39.95 Amp.

Puedes observar que este calibre si alcanza a cubrir la corriente corregida cuyo valor es de 37.96 A.

En conclusión para este caso se utilizarían tres conductores THW para tres fases calibre #4, y 1 neutro calibre #6 (o calibre 4 según el tipo de cargas que tengas) con temperaturas máximas de operación de 75 ºC.

Se utiliza además un alambre adicional para conectar a tierra a todos los contactos y aparatos que lo requieran el cual inicia desde el interruptor principal, pudiendo ser en calibre #10 en color verde según Tabla 250-95 de la NOM-001-SEDE-vigente.

Ahora bien, para el cálculo del diámetro del poliducto retomemos el tramo por donde pasan los 11 conductores comunes más el conductor de tierra. Tienes en total 12 conductores de los siguientes calibres: 3 No. 4; 1 No. 6, 1 No. 10, 5 No. 12 y 2 No 14

Supongamos que utilizaras cable de la marca Kobrex.

No. 4 Área = (Πx8.6²)/4 = 58.08 en 3 cond. = 174.26 mm².
No. 6 Área = (Πx7.6²)/4 = 45.36 mm².
No. 10; Área = (Πx4.5²)/4 = 15.90 mm².
No. 12; Área = (Πx3.9²)/4 = 11.94 en 5 cond. = 59.72 mm².
No. 14 Área = (Πx3.4²)/4 = 9.07 en 2 cond. = 18.15 mm².

En total resultan: 313.39 mm².

Revisando la tabla para diámetros de tubería Tema 13 para más de dos conductores (40% utilizable), resulta que el diámetro 1¼ puede alojar hasta 387 mm² con lo cual se concluye que este es el diámetro adecuado.

Tema 30. Cálculo del calibre de los alimentadores principales de una I.E. Residencial, considerando varios factores de acuerdo a la NOM-001-SEDE-Vigente.

Actualización: Mayo 24 de 2009.
Fecha de publicación inicial: Agosto 23 de 2007.

Caso 2. Instalación Bifásica. (Menor de 10,000 Watts).

Un buen complemento de este tema es el Tema 3 de Anteproyectos de Instalaciones Eléctricas. También te recomiendo que leas el Tema 4 y el Tema 30 en donde consideré factores de corrección por temperatura y agrupamiento. En este tema también calcularemos el diámetro de la tubería conduit para lo cual se aplica un factor de relleno.

Supongamos que tienes que determinar el calibre de los alimentadores principales de una Instalación Eléctrica Residencial cuya carga total es de 8,900 Watts, resultado de sumar cargas monofásicas fijas, como son: alumbrado, contactos (180 Watts), y motobomba. De acuerdo a la clasificación que hace la CFE para las instalaciones eléctricas en este caso resulta ser Bifásica. Considera un f.p. de 0.9, un factor de demanda o utilización de 0.75 y una temperatura ambiente de 32 ºC (un lugar templado).

P=8,900 W.
I=8,900/(2×127×0.9)=38.93 A.
Ic=38.93×0.75=29.19 A.

En la tabla 310-16 de la NOM-001 resulta conductor (alambre o cable) THW calibre No. 10 AWG (5.26 mm²) a 75 ºC como temperatura máxima de operación, que puede conducir hasta 35 Amperes suficientes en este caso y además con un buen margen de seguridad.

Sin embargo…

Como la temperatura ambiente es de 32 ºC (lo cual significa una disminución real de la conducción de corriente para cualquier conductor que esté a más de 30 ºC), revisando la parte baja de la tabla 310-16 de la NOM se obtiene el dato 0.94, entonces los 35 Amperes del conductor en realidad solo son:

I real=35×0.94=32.9 Amp.

Lo que debes hacer ahora es comparar este nuevo dato con la corriente corregida (Ic) que habías obtenido (29.19 Amp.) Al hacerlo puedes ver que la I real aun supera a la corriente corregida en más de 3 Amperes. Por lo tanto concluimos que dicho conductor hasta este punto es adecuado como alimentador principal.

Pero… todavía hace falta considerar el factor de corrección por agrupamiento el cual depende directamente del número de conductores alojados en la tubería, ya que al estar juntos se genera calor que influye otra vez sobre la capacidad de conducción del conductor eléctrico.

Supongamos que por cualquier tramo de tubería conduit por necesidad están alojados los 2 conductores alimentadores principales (fases) calibre 10 y el neutro en calibre 8 (el Neutro en instalaciones bifásicas siempre es mayor en un calibre cuando es común a ambas fases), pero además están alojados otros 6 conductores en calibre 12. En total son 9 conductores, y al revisar la tabla 310-15(g) Tema 12, resulta un 70% de disminución efectiva de la capacidad de cualquier conductor en estas condiciones de agrupamiento, entonces la capacidad del conductor que ya se había reducido a 32.9 por el factor de corrección por temperatura se reduce todavía más a:

I definitiva=32.9×0.7=23.03 Amp. Cabe mencionar que es en un solo tramo de la tubería conduit, pero por seguridad puede asumirse este criterio para toda la tubería.

Puedes observar entonces que el calibre #10 debido a las condiciones de temperatura y agrupamiento reduce drásticamente su capacidad de conducción hasta 23 Amperes por lo cual concluimos que ese calibre no es apropiado para transportar los 29.19 Amperes que resultaron en la corriente corregida. Por lo tanto aumentamos un calibre resultando THW No. 8 AWG (8.37 mm²), el cual está diseñado para conducir hasta 50 Amperes a 75 ºC como temperatura máxima de operación.

Ahora comprobemos si este nuevo calibre es adecuado aplicando los factores de corrección por temperatura y de agrupamiento.

I real=50×0.94=47 Amp.
I definitiva=47×0.7=32.9 Amp.

Resultan 32.9 Amperes, existiendo un excedente de 3.71 Amperes para los 29.19 A. que habíamos calculado en la corriente corregida, por lo cual elegimos este calibre.

En conclusión para este caso utilizarías 2 conductores calibre #8 AWG, uno para cada Fase y un conductor calibre #6 AWG para el Neutro, a 75ºC como temperatura máxima de operación. Si la instalación tiene contactos/receptáculos con conexión a tierra necesitas agregar un conductor en calibre #10 AWG para conectarlo a la tercera terminal de dichos contactos, el cual puedes iniciar desde el interruptor principal desde una varilla de tierra. Si dispones de una doble protección (fusibles y termomagnéticos), los fusibles para cada Fase pueden ser de 40 Amperes y los interruptores termomagnéticos en el centro de carga podrían ser de 30 Amperes o menos, dependiendo del circuito/carga que se tratara.

Para el cálculo del diámetro de la tubería conduit pensemos en un tramo de tubería el cual alojara a nueve conductores comunes más el conductor de tierra (esto lo obtienes al realizar el anteproyecto de la instalación, viendo los lugares en donde existen mayor número de conductores). Tenemos en total 10 conductores de los siguientes calibres: 1 No. 6, 2 No. 8; 1 No. 10 y 6 No. 12.

Tedrías que sumar las áreas resultantes de los diferentes diámetros exteriores de los conductores y puedes hacerlo para diferentes marcas de fábrica, por ejemplo si utilizáramos conductores de la marca Viakon resulta Tema 29.

No. 6; Área = (Πx7.6²)/4 = 45.36 mm²
No. 8; Área = (Πx5.5²)/4 = 23.75 mm², en dos conductores resultan: 47.5 mm²
No. 10; Área = (Πx4.1²)/4 = 13.20 mm²
No. 12; Área = 10.17 mm², en seis conductores resultan: 61.02 mm²

En total resultan: 167.08 mm².

Revisando la tabla para diámetros de tubería Tema 13 para más de dos conductores (40% utilizable), resulta un  diámetro de una pulgada, el cual puede alojar hasta 222 mm² por lo que se concluye que esta es la tubería adecuada.

No olvides que debes equilibrar las cargas conectadas a cada una de las Fases.

Tema 30. Cálculo del calibre de los alimentadores principales de una I.E. Residencial, considerando varios factores de acuerdo a la NOM-001-SEDE-Vigente.

Actualización: Mayo 14 de 2009.
Fecha de publicación inicial: Julio 17 de 2007.

Caso 1. Instalación Monofásica. (Menor de 5,000 Watts).

Te recomiendo que antes de estudiar este tema revises el Tema 4 en donde realicé un ejercicio elemental sin considerar factores de corrección por temperatura y agrupamiento. Tampoco determiné el diámetro del tubo conduit para lo cual se aplica el factor de relleno. Dicho lo anterior vayamos directamente a la solución del problema.

Supongamos que la carga total en una Instalación Eléctrica Residencial es de 4,900 Watts, resultado de sumar cargas monofásicas fijas, alumbrado, contactos (180 W.), timbre y motobomba. Consideremos un factor de potencia de 0.9, un factor de demanda o utilización de 0.7 y una temperatura ambiente de 35º (un lugar templado). Entonces…

P= 4,900 W.
I=4,900/(127×0.9)= 42.86 A.
Ic=42.86×0.7= 30 A.

Buscamos en tabla 310-16 NOM-001-SEDE-Vigente a 75 ºC como temperatura máxima de operación- y nos resulta alambre o cable calibre No. 10 que pueden conducir hasta 35 Amperes, suficiente para conducir los 30 Amp. y con un buen margen de seguridad.

Sin embargo tenemos que considerar que la temperatura ambiente es de 35 ºC, lo cual significará una disminución real de la conducción de corriente. Esto sucede para cualquier conductor que esté a más de 30 ºC. Tema 9, en donde resulta el dato 0.94, igual a la temperatura máxima de operación de 75 ºC, entonces los 35 Amperes del conductor en la práctica solo son:

I real=35×0.94= 32.9 Amp.

Lo que debemos hacer ahora es comparar este nuevo dato con la corriente corregida (Ic) que habíamos obtenido que era de 30 Amp. Podemos ver que la corriente real que puede conducir el conductor calibre 10 aun supera a la corriente corregida Ic de 30 Amp, en casi 3 Amperes. Por lo tanto concluimos que dicho conductor hasta este punto es adecuado como alimentador principal.

Pero… todavía hace falta considerar el factor de corrección por agrupamiento el cual depende directamente del número de conductores alojados en la tubería, ya que al estar juntos se genera calor que influye otra vez sobre la capacidad de conducción del conductor eléctrico.

Supongamos entonces que por cualquier tramo de tubería estuvieran alojados 2 conductores alimentadores principales calibre 10, pero además están alojados otros 6 conductores, 4 de los cuales son alambre calibre 12 y los otros 2 son calibre 14 igual de alambre. En total son 8 conductores. Al revisar la tabla 310-15(g) Tema 12, resulta un 70% de disminución efectiva de la capacidad de cualquier conductor en estas condiciones de agrupamiento, entonces la capacidad del conductor que ya se había reducido a 32.9 por el factor de corrección por temperatura se reduce todavía más a:

I definitiva=32.9×0.7= 23.03 Amp.

Observa que el calibre THW #10 AWG debido a las condiciones de temperatura y agrupamiento reduce drásticamente su capacidad de conducción hasta 23 Amperes por lo cual concluimos que ese calibre no es apropiado para transportar los 30 Amperes que resultaron en la corriente corregida, por lo que aumentamos un calibre resultando No. 8, el cual está diseñado para conducir hasta 50 Amperes a 75 ºC como temperatura máxima de operación.

Ahora a manera de comprobación realicemos la misma operación para este nuevo calibre #8 AWG aplicando los factores de corrección por temperatura y de agrupamiento.

I real=50×0.94= 47 Amp.
I definitiva=47×0.7= 32.9 Amp.

Resultan 32.9 Amperes, existiendo un excedente de 2.9 Amperes para los 30 que habíamos calculado en la corriente corregida.

En conclusión, para este caso se utilizarían 2 conductores (Fase, Neutro) THW Calibre No. 8 AWG Alambre o Cable a 75 ºC como temperatura máxima de operación. Si se quiere colocar un alambre adicional para conectar a tierra todos los contactos y aparatos que lo requieran entonces debe llevarse desde el interruptor principal un conductor calibre No. 10 en color verde, considerando una protección con interruptores termomagnéticos de 30 Amperes, según Tabla 250-95 de la NOM-001-SEDE-vigente.

A pesar de la serie de cálculos anteriores utilizando los factores mencionados, recomendables para cualquier electricista en grandes proyectos de instalaciones eléctricas residenciales, comerciales, industriales y especiales, lo anterior es solo un criterio susceptible de aplicarse o no en la realización de modestas instalaciones residenciales, ya que como puedes ver en este caso si desde un principio te hubieras sujetado a la corriente nominal I=42.86 Amperes, igual te habría resultado calibre No. 8 Awg.

Ahora bien, para el cálculo del diámetro del tubo conduit retomemos el tramo por el cual pasan los 8 conductores mencionados más el conductor de tierra. Tenemos en total 9 conductores de los siguientes calibres: 2 No. 8; 1 No. 10, 4 No. 12 y 2 No. 14.

Suponiendo que utilizaras conductor marca Kobrex (Vinikob THW) para tu instalación, entonces considerando sus diámetros resultarían las siguientes áreas:

No. 8; Área = (Πx5.54²)/4 = 24.1 mm², en dos conductores resultan: 48.2 mm²
No. 10; Área = (Πx4.11²)/4 = 13.26 mm²
No. 12; Área = (Πx3.57²)/4 = 10.00 mm², en cuatro conductores resultan: 40 mm²
No. 14; Área = (Πx3.15²)/4 = 7.79 mm², en dos conductores resultan: 15.58 mm²

En total resultan: 117.04 mm².

Revisando la tabla 10-4 para diámetros de tubería Tema 13 para más de dos conductores (40% utilizable), resulta que el diámetro ¾ puede alojar hasta 137 mm² con lo cual se concluye que este es el diámetro adecuado, aunque si se desea puede utilizarse tubo conduit un poco mayor pudiendo ser de 1 pulgada.

TEMA 26. Calibre de los alimentadores principales por el método de Caída de Tensión.

Actualización: Mayo 11 de 2009.
Fecha de publicación inicial: Julio 29 de 2007.

Si vas a realizar una instalación eléctrica comercial -por ejemplo en una plaza- este método puede serte de mucha utilidad. Para el caso de una instalación residencial común es suficiente con el método de corrientes.

Si la instalación es Monofásica (F-N) la fórmula a utilizar es: S=(4*L*Ic)/(Vn*e%) mm²
Para instalaciones Bifásicas (F-F-N); Trifásicas (F-F-F-N): S=(2*L*Ic)/(Vn*e%) mm²

En donde:

S, se denomina Sección Transversal o Área del conductor.
Vn es Voltaje entre Fase-Neutro 127 V
e% es el Porcentaje de Caída de tensión (no debe ser mayor al 3% según 210-19 Nota 4 de la NOM-001-SEDE-2005)

e% = (e)*(100/Vn)

Criterio para determinar e% (aproxim).

Si la distancia entre el interruptor principal y el centro de carga es de aproximadamente 40 mts. en línea recta; entonces e%=1 (no afecta). Si la distancia es mayor de 40 mts. hasta 80 mts. utiliza e%=2. Mayor de 80 mts. hasta donde alcance el 3% que marca la NOM-001-SEDE-2005 del valor del voltaje que tengas en el Interruptor Principal.

e se denomina caída de tensión entre fase y neutro.
Ic es la ya conocida Corriente Corregida, para calcularla sigue el mismo procedimiento del método de corrientes en donde: I=P/(Vn*f.p.) Amps, e Ic=I*f.d. Igual puedes considerar un f.p. de 0.9 y un f.d. de 0.7

Nota. En lugar de Ic (corriente corregida) puedes utilizar I (corriente nominal) tal como lo hacen diversos autores de libros técnicos, todo es cuestión de la situación real o problema que tengas.

Ocasionalmente puedes utilizar los métodos de Corrientes y de Caída de Tensión para realizar el mismo cálculo y por lo general obtendrás el mismo resultado, aunque a veces por caída de tensión resulta mayor el calibre del conductor.

Veamos el ejemplo del tema anterior (Tema 25, P.3)…

Recuerda que: Cada policontacto en muros incluye 2 tomas de corriente de 180 Watts cada una. La motobomba es de ¾ H.P., 580 Watts. Las lámparas son de 100 y de 60 Watts (el símbolo mayor representa las de 100 W). Las luminarias ubicadas al centro de la instalación tienen 4 lámparas de 60 Watts cada una. Además debemos incluir 3 arbotantes intemperie colocados al frente del comercio de 150 Watts cada uno, lo que nos da un gran total para la potencia de: 9,130 Watts, resulta pues un sistema Bifásico

Aunque el cálculo será por el método de Caída de Tensión de todas maneras debes utilizar el método de Corrientes para conocer la corriente corregida. Por lo tanto, aplicando la fórmula de corrientes para sistemas Bifásicos.

I = P/(2*Vn*f.p.) = 9,130/(2*127*0.9) = 39.93 Amp.

Ic = I*f.d. = 39.93*0.7 = 27.95 Amp.

Este resultado te permite saber el calibre del conductor que va del Interruptor Principal hasta el Centro de Carga, para el resto de la instalación es tu decisión utilizar el mismo calibre o hacer nuevos cálculos para los alimentadores particulares de cada circuito. Si hasta aquí quisieras concluir el cálculo podrías hacerlo seleccionando alambre THW 75ºC (instalación oculta) por lo que de acuerdo a la tabla 310-16 de la NOM te resultarían:

2 conductores, THW Calibre # 10 AWG (uno para cada fase) y un conductor para el neutro Calibre # 8 (un calibre mayor debido a que será común a ambas fases).

Pero continuemos el procedimiento hasta concluirlo por el método de Caída de Tensión…

Aplicando el Teorema de Pitágoras para calcular la distancia en línea recta del Interruptor Principal al centro de Carga te quedaría:

Distancia = √ (4²+8²) = √ (16+64) = √ 80 = 8.94 Mts.

Luego utilizando S=(2*L*Ic)/(Vn*e%) para sistemas Bifásicos resulta:

S=(2*L*Ic)/(Vn*e%)=((2)(8.94)(27.95)/((127)(1))=3.93 mm²

Considerando 3.93 mm² buscando en la tabla correspondiente para alambre THW (75°C) encontrarías que:

El calibre 12 tiene 3.31 mm², el 10 tiene 5.26 mm², y el 8 tiene 8.37 mm², por lo tanto el que más se acerca (hacia arriba) es el calibre 10, por lo que seleccionas: 2 conductores de alambre calibre # 10 para las fases y uno calibre # 8 para el neutro.

Como puedes ver… el resultado es el mismo con ambos métodos, aunque como ya te dije, muchas veces con el método de caída de tensión resulta un calibre mayor, sobre todo en los casos en los que el método de corrientes arroja resultados ajustados.

Ahora bien, ¿De qué calibre deben ser los conductores alimentadores generales que van desde el kilowatthorímetro hasta el Interruptor Principal?

Tienes dos opciones:

1. Ponerlos del mismo grosor del conductor de la acometida (recomendado por la NOM).
2. Aumentar un calibre al resultado anterior, en cuyo caso quedarían: 2 Fases en THW calibre # 8 AWG y un Neutro calibre # 6

Siempre debes tener presente la distancia que hay de un punto a otro para alimentar con energía eléctrica, si es grande habrá caída de tensión.

El Método de Corrientes es muy utilizado para cálculos en cualquier instalación eléctrica y el de Caída de Tensión para comprobación o en cálculos grandes.

*Puedes utilizar cualquier marca conocida de conductor eléctrico y salvo pequeñas diferencias el resultado es el mismo. No te recomiendo utilizar “clones” de conductores (Made In… quien sabe donde), o a veces sin marca.

TEMA 73. Protección contra sobrecorriente indicada en la NOM-001-SEDE_Vigente.

Al pie de la tabla 310-16 de la Norma Oficial Mexicana, se lee lo siguiente:

*A menos que se permita otra cosa específicamente en otro lugar de esta norma, la protección contra sobrecorriente de los conductores marcados con un asterisco (*), no debe superar 15 A para 2,08 mm² (14 AWG); 20 A para 3,31 mm² (12 AWG) y 30 A para 5,26 mm² (10 AWG), todos de cobre.

Sencillo de entender, sencillo de memorizar y sencillo de aplicar. Si vas a a realizar una instalación eléctrica residencial y utilizas los calibres 10, 12 y 14 AWG mismos que te he repetido hasta el cansancio puesto que son los más comunes en el 80% de las instalaciones eléctricas del país, entonces utiliza capacidades de interruptores termomagnéticos de:

15 Amperes cuando utilices calibre No. 14 AWG (Por ejemplo para una motobomba de 1/4 H.P.).
20 Amperes cuando utilices calibre No. 12 AWG (Por ejemplo una motobomba de 1/2 H.P. o un circuito derivado).
30 Amperes cuando utilices calibre No. 10 AWG (Por ejemplo una motobomba de 3/4 o hasta 1 H.P., ducha eléctrica común, alimentadores principales o circuitos derivados).

Fácil de aplicar, esta vez la norma oficial es coincidente con la realidad de la mayoría de las instalaciones eléctricas residenciales de nuestro país.

Es importante mencionar que lo anterior no es una regla definitiva ya que puede haber casos en los que no suceda tan exactamente como se indica, por eso la norma dice al principio: “A menos que se permita otra cosa…”. Por ejemplo, puede darse el caso de que un electricista por seguridad utilice un conductor calibre No. 10 conectado a un interruptor de 20 Amperes que protege a la instalación que alimenta.

Si además de interruptores termomagnéticos colocados en un Centro de Carga tienes un Interruptor de Seguridad con Cartuchos Fusibles selecciona estos últimos de una capacidad un poco mayor a los termomagnéticos.

TEMA 72. Cálculo del calibre de los alimentadores principales de una Instalación Eléctrica aplicando la NOM-001-SEDE_Vigente.

Utilizaremos la tabla 310-16 de la Norma Oficial Mexicana.

¿Puedes utilizar otras tablas? Sí. Puedes utilizar las tablas proporcionadas por fabricantes de conductores eléctricos tales como: Conductores Monterrey, Conductores Mexicanos, Kobrex, y otras que pudiera haber, pero en este caso los cálculos serían exclusivos para los tipos de conductores que incluyeran dichas tablas.

Veamos un ejemplo.

Sea una instalación eléctrica que tiene una carga total instalada de 4,500 Watts, resultado de sumar todas las cargas fijas existentes en la misma (artefactos tales como: focos, motobomba, ventiladores de techo, y contactos -180 Watts c/u-). Determinar por el método de corrientes el calibre de los alimentadores principales que abastecerán a toda la instalación.

Aplicando la fórmula para sistemas monofásicos:

P=V*I*(f.p.)

Despejando I.

I = P/(V*f.p.)

Considerando V= 127 Volts ya que se trata de una instalación monofásica puesto que su carga total es menor de 5,000 Watts.

Considerando un factor de potencia (f.p.) de 0.9 ya que en la instalación existirán cargas resistivas e inductivas combinadas quedaría…

I = 4,500/(127*0.9) = 4,500/114.3 = 39.37 Amperes.

Por lo tanto la corriente MÁXIMA que circulará por los conductores alimentadores principales a plena carga, es decir cuando todos los elementos de la instalación (focos, ventiladores, contactos, etc) estén funcionando, es de aproximadamente 40 Amperes.

Nota. Es muy remota la posibilidad de que todos los aparatos eléctricos de una casa-habitación funcionaran al mismo tiempo requiriéndose por lo tanto los 40 Amperes resultantes, sin embargo el utilizar este número para el cálculo del calibre del conductor alimentador principal haría posible dejarlo con un margen adecuado considerando en parte la demanda futura que tendría cualquier instalación.

Buscamos en la tabla 310-16 de la NOM-001-SEDE_Vigente el valor que se aproxime hacia arriba al 40 (lo hacemos en la columna correspondiente a 75° marcado con un recuadro en color amarillo en donde hay conductores tipo THW que son los más comunes), vemos que el 50 es el número que más se aproxima, elegimos esta capacidad y nos movemos a la izquierda en el mismo renglón hasta el recuadro en color naranja y vemos que corresponde al número 8.

Concluimos entonces que el calibre apropiado de los conductores alimentadores principales/generales (FASE y NEUTRO) para alimentar a la instalación es número 8. (Dos conductores, Fase y Neutro, THW en calibre # 8 AWG).

Ahora bien… ¿Cuáles son los conductores alimentadores principales? ¿En dónde inician y en dónde terminan?

Los conductores alimentadores principales/generales son los que van:

1. Desde el medidor hasta el Centro de Carga pasando por el interruptor principal, esto, cuando la instalación tiene varios circuitos alimentadores.

2. Desde el medidor hasta el punto más lejano de la instalación pasando por el/los sistema/s de protección, esto, cuando la instalación consta de un solo circuito.

Esta forma de resolver el problema de una instalación eléctrica en lo que al cálculo de los alimentadores principales se refiere, es el procedimiento más simple de hacer sin utilizar factores tales como el de demanda, de agrupamiento, de corrección por temperatura y otros. Es un criterio básico que aplican electricistas prácticos que funciona bien en los hechos en condiciones de temperatura ambiente máximas de 30°C, a partir del cual también puedes determinar la capacidad del interruptor termomagnético y/o fusibles que protegerán a dicha instalación, los cuales en este caso son de 40 Amperes.

TEMA 71. Conexión de un Fotocontrol Electrónico.

¿Qué es un Fotocontrol electrónico?

También llamadas “Fotoceldas” o “Células fotosensibles” los Fotocontroles electrónicos son elementos de control que permiten abrir y/o cerrar un circuito prendiendo y apagando una lámpara dependiendo de la intensidad de la luz del Sol que llega al dispositivo.

Los Fotocontroles son utilizados en lugares en donde se requiere “automatizar” el encendido de lámparas, es decir que se prendan y se apaguen de acuerdo al nivel de iluminación existente en dicho lugar. Son comunes en alumbrado público o también en empresas e industrias prendiendo lámparas por la tarde/noche, aunque ya empiezan a utilizarse con mayor frecuencia en residencias.

N-Neutro; F-Fase; R-Retorno y C-Carga.

Si quieres revisar más diagramas de conexiones entra al siguiente enlace.

Su funcionamiento se basa en la incidencia de la luz del Sol sobre una célula fotoeléctrica que reacciona a la misma provocando una pequeña corriente que permite activar un pequeño dispositivo (relé) que actúa abriendo el circuito de alimentación de la lámpara. En cuanto cesa la luz del Sol termina la corriente y el circuito se cierra. Las conexiones son las que te muestro en el diagrama, si los colores que utilicé cambian, entonces sigue las indicaciones del fabricante proporcionadas al comprar el dispositivo. Los Fotocontroles electrónicos tienen un punto de orientación hacia el Norte, por lo que siempre deben posicionarse hacia él. Permiten controlar cargas diversas, el que te muestro controla hasta 1,500 Watts. Su voltaje de operación es de 127 Volts, en C.A. Si tu fotocontrol es para 220 Volts, realiza las mismas conexiones solo conecta el Neutro a una segunda Fase alimentadora. Dependiendo de la carga a controlar toda la instalación puedes hacerla en calibre número 12 AWG o incluso si es pequeña (menos de 500 Watts) en calibre 14.

Todo el dispositivo se conforma de dos partes, el fotocontrol y el receptáculo (base o enchufe) en donde se conecta.

Escrito por Rafael Quintana Contreras.

El motivo de escribir este artículo, es el de solucionar todas las dudas que nos puedan surgir, debido a las revisiones que están haciendo las compañías suministradoras en nuestras instalaciones de servicios comunes de finca, o bien si el estado de nuestra instalación es muy malo, debido a la antigüedad de la misma y queremos recabar información para solucionar este problema, que lo es, ya que si no lo hacemos corremos grave peligro, puesto que un porcentaje elevadísimo de incendios es debido al mal estado de la instalación eléctrica de nuestra comunidad. Aparte de que muchas comunidades carecen de servicios mínimos, como son protecciones magentotérmicas y diferenciales, falta de tomas de tierra, cables muy antiguos y en mal estado. Además, a esto hay que sumar aquéllos vecinos que han aumentado la potencia de sus instalaciones y han tenido que cambiar sus acometidas, con el riesgo que esto supone, ya que la instalación general de finca sufre debido principalmente a dos motivos.

El primero, que al pasar los cables de la derivación individual por la canalización antigua de la finca, estos son más gruesos que los antiguos y al rozarse con los viejos los pueden deteriorar. Y segundo, las instalaciones antiguas no están preparadas para las necesidades de potencia actuales de una vivienda.

De todas formas, ya sabe si ha recibido una carta de su compañía distribuidora, bien sea Iberdrola, Unión FENOSA, Endesa o Gas Natural, o si tiene alguna duda no lo dude, y llame al electricista del barrio, y de forma inmediata le enviaremos un técnico para que revise la instalación eléctrica de su comunidad y a la mayor brevedad posible le enviaremos un presupuesto sin compromiso. Aparte, y para garantizar que se pone en buenas manos, no tenemos ningún problema en facilitarles los datos de las últimas reformas de finca que hemos realizado para que comprueben que somos verdaderos profesionales. Además de ser instaladores autorizados, tenemos un seguro de responsabilidad civil y el local en el que estamos es de nuestra propiedad y llevamos en el barrio más de 10 años, aparte de los más de 25 años de experiencia que tenemos en el sector. Todo esto son signos de que el electricista del barrio es su Instalador electrico Autorizado y su empresa de confianza.

Lo que vamos a hacer es explicar en qué consiste la instalación eléctrica de su comunidad, o mejor dicho de las partes en que se divide:

Centralización de Contadores.

Es el cuarto de contadores, que es el sitio donde están ubicados los contadores de todos los vecinos de la finca. Dentro de los cuartos de contadores podemos hacer tres divisiones: centralizados en planta baja, centralizados por plantas o centralizados en planta alta. También existe una cuarta disposición posible de los contadores que es individualmente en las viviendas, pero como esto no es una centralización, por eso no lo había contado como tal.

La normativa moderna nos dice que los contadores deben de estar centralizados en la planta baja de nuestra comunidad, en un cuarto dedicado específicamente para ello, con unas medidas determinadas y con una puerta con resistencia al fuego y una cerradura homologada por la compañía que nos suministra la corriente. Todo esto siempre y cuando haya posibilidad en la finca de habilitarlo.

También nos dice, que todas las viviendas y locales de la finca deben disponer de un contador individual ubicado en este cuarto de contandores y que los módulos de contador serán monofásicos para las viviendas,  y módulos trifásicos para los locales y la finca y para las viviendas con suministro trifásico.

Otra cosa muy importante al respecto de los suministros, es que la compañía suministradora sólo nos va a permitir el número de suministros que estén dados de alta, es decir, que si queremos colocar algún suministro más a la hora de hacer la reforma de finca, como por ejemplo, partir una vivienda en dos, este nuevo suministro necesitará un certificado de instalación electrica ( boletin) nuevo.

Toma de tierra:

Todos los edificios han de contar con una toma de tierra situada en el cuarto de contadores, si éste está en la planta más baja del edificio, contando los sótanos, o si no es así, debe de estar situada en ella.

La toma de tierra estará compuesta normalmente, salvo excepciones, en donde la conductividad del terreno sea muy mala, por una pica de hierro cobrizado de 2 metros de longitud, una línea de cobre desnudo de 35 mm. desde la pica hasta el módulo de contadores, una arqueta de tierra y una caja de prueba, en la que haremos la prueba de resistencia a tierra, la cual nos debe de dar una resistencia de entre 3 y 50 ohmios.

Derivaciones Individuales.

Son las líneas de alimentación que van desde el cuarto de contadores hasta nuestra caja general de proteccion, situada en la entrada de nuestra vivienda.

Enlazan nuestro contador con las protecciones generales de nuestra vivienda, partiendo de la regleta de conexión situada en la parte alta del módulo de contadores y terminando en nuestro automático general que es el que la protege. 

C.G.P. Caja General de Protección

Es como su nombre indica la protección general de toda la instalación eléctrica de nuestra finca.

Enlaza la  línea de alimentación de compañia con el interruptor general de corte situado en la centralización de contadores.

Es una caja de material aislante, normalmente PVC , en la que van alojados cartuchos fusibles que protejen la LGA, línea general de alimentación.

puede ir colocada en fachada o alojada en un michinal situado a la entrada de nuestra finca.

Línea General de Alimentación.

Es la que une la C.G.P con la centralización de contadores, debe tener sección suficiente para soportar la potencia de todos los suministros de nuestra finca y se realizará con cable libre de alogenos de 0,6/1kv.

Se instalara directemente grapeada a la pared o bajo tubo.

Cuadro general de protección de los servicios comunes de finca.

Es el que proteje los servicios comunes de finca y estará formado por:

Un automático general de protección normalmente de 2×25 A., un diferencial de 2×40-30 mA.  si la finca tuviera ascensor estas protecciones serían trifásicas y de más amperaje y también tendríamos que instalar un automático y un diferencial para el ascensor.

Para proteger los distintos circuitos de la escalera. Normalmente se pone un automatico de 2×10 A. para proteger el alumbrado de escalera y el alumbrado de emergencia, un automático de 2×16 para la linea del portero automático y un automático de 2×16 para la antena.

Todo esto compone nuestra instalación de servicios comunes de finca,  esperos haberos servido de ayuda. De todas formas ya lo sabeis, si teneis alguna duda no lo dudeis y llamarme inmediatamente, que en la medida de mis posibilidades os lo solucionare.

Muchas gracias por leerme y un saludo muy fuerte para todos.

Para mas información:                                                

Telefono: 912554556 Pulsa aqui para llamar gratis

Web: www.electricistadelbarrio.com

TEMA 70. Conexión de un sensor fotosensible.

¿Qué es un sensor de movimiento?

Considerado dentro de la categoría de elementos de control los denominados “sensores de movimiento” son dispositivos que permiten cerrar o abrir un circuito al detectar movimiento frente a ellos, ya sea de una persona o de cualquier otra cosa que se mueva con cierta velocidad. Actúan prendiendo o apagando (en este caso) una lámpara.

Sus aplicaciones son diversas pudiendo utilizarse dentro o fuera de una casa. Permiten un ahorro considerable de energía al apagar lámparas en lugares a los que se ingresa temporalmente y que por descuido o negligencia se dejara la luz prendida, ya sea en el interior de una habitación, pasillos o también al frente de una residencia. Al exterior de una casa además de prender o apagar lámparas también pueden servir como elementos de seguridad para disuadir a las personas que se acercan a ella. En lugar de un foco puedes colocar un timbre sirviendo en este caso por ejemplo en tiendas en las que se colocaran en la entrada para “avisar” la presencia de alguien.

Existen diferentes tipos y marcas de fábrica de estos elementos de control, el que te muestro es de los considerados económicos. Los cables en su interior respetan el código de colores español (Marrón-Fase; Azul-Neutro).

Entre sus principales características están las de: alcance y rango de detección de movimiento, nivel de luminosidad a la que actúan, tiempo de cierre del circuito y la carga que controlan. La mayoría de las veces constan de dos reguladores o selectores, uno de tiempo de duración de encendido de la lámpara (el cual va de los segundos hasta los minutos) y otro del nivel de luz a la que actuarán (tres luxes o más).

Las conexiones pueden variar dependiendo de las funciones que incorpora el aparato, sin embargo el diagrama que te muestro más arriba es el más común.

Para el Sensor Fotosensible de Movimiento que te muestro, debido a que su máximo de carga soportada es de 800 Watts, toda la conexión puedes hacerla en calibre No. 14 AWG (2.08 mm²).

TEMA 69. Conexiones similares de diferentes elementos.

A estas alturas después de sesenta y tantos temas de instalaciones eléctricas supongo que ya aprendiste perfectamente cómo conectar un foco (lámpara incandescente/bombilla), -eso espero-, y si acaso todavía no lo entiendes, perdón pero más vale que te dediques a otra cosa (lo siento). Pues bien, si tuvieras que conectar una motobomba, un ventilador o un timbre tendrías que hacer prácticamente lo mismo que si conectaras un simple foco.

Analiza los siguientes diagramas y después te explico (si es que hay algo que explicar).

F. Fase. N. Neutro. R. Retorno.

Mis alumnos preguntan… yo contesto.

-Profe ¿Cómo se conecta un timbre?

-Un timbre, zumbador, “chicharra” o campana musical se conecta como si fuera un foco. Conectas la Fase al dispositivo de control, es decir al botón del timbre, “te llevas” un hilo de retorno al timbre, “pasas” por él y “cierras” con el Neutro. Algunos timbres tienen un pequeño transformador independiente (convertidor, adaptador o como le llames) el cual transforma los 127 Volts de alimentación en C.A. a valores menores de voltaje en C.C., en ese caso sigue las instrucciones del fabricante impresas en el diagrama de conexiones que te proporcione, las cuales por lo regular indican que conectes dicho aparato por un lado directamente a la Fase y al Neutro, y por el otro procedas exactamente igual que con la conexión de un foco.

-Profe ¿Cómo se conecta un ventilador de techo?

-Un ventilador común fijo al techo se conecta como si fuera un foco. Conectas la Fase al dispositivo de control, es decir al Control del ventilador, “te llevas” un hilo de retorno al ventilador, “pasas” por él y “cierras” con el Neutro. Algunos ventiladores tienen cables adicionales los cuales debes unir siguiendo las instrucciones que te proporciona el fabricante por medio de un diagrama en su manual de operación o en la etiqueta de datos impresa en el ventilador o en su dispositivo de control.

-Profe ¿Cómo se conecta una motobomba?

-Una motobomba se conecta como si fuera un foco. Conectas la Fase (protegida por su propio interruptor termomagnético) al dispositivo de control, es decir al Interruptor de nivel tipo flotador, “te llevas” un hilo de retorno a la Motobomba, “pasas” por ella y “cierras” con el Neutro. El Interruptor de flotador es el que abre cierra el circuito prendiendo y apagando la motobomba dependiendo del nivel del líquido existente en el tinaco.

-¿Complicado?

Tema 9. Factor de corrección por temperatura.

Actualización, Octubre 15 de 2008.
Fecha de publicación inicial, Mayo 14 de 2007.

Si vas a realizar una Instalación Eléctrica (de cualquier tipo y tamaño) y la temperatura ambiente del lugar rebasa los 30°C, tendrás que agregar a tus cálculos “normales” un factor adicional llamado: “Factor de Corrección por Temperatura”.

Y es que, si la temperatura ambiente es alta influye desfavorablemente en la conducción de electricidad, debido a que aumenta la resistencia eléctrica. Por el contrario, a menor temperatura se conduce mejor, de hecho hay un fenómeno llamado Superconductividad en el que se anula practicamente la resistencia de un conductor provocando una corriente eléctrica por él por tiempo indefinido, pero que actualmente solo es posible conseguirlo con algunos materiales a temperaturas muy bajas (-200 °C), entonces, mientras los científicos descubren la superconductividad a temperaturas ambientes “normales”, tendremos que hacer más y más cálculos, ¡ni hablar!

Existe una tabla de la NOM-001-SEDE_Vigente que incluye la serie de valores que tendrás que tomar en cuenta cuando la temperatura ambiente sea mayor de los 30°C.

NOM-001-SEDE-Vigente.
Factores de corrección por temperatura.

¿Cómo debes aplicar el factor de corrección por temperatura?

Después de determinar -por el método que sea- el calibre apropiado del conductor, multiplica la cantidad de amperes que soporta éste por el factor correspondiente a la temperatura de operación de la instalación eléctrica.

Por ejemplo…

Supongamos que la corriente corregida (Ic) determinada para una instalación eléctrica residencial es de 28 amperes.

Si eligiéramos alambre tipo THW Viakon para los alimentadores generales (instalación oculta), entonces el calibre del conductor sería #10 (5.26 mm², Alambre o Cable THW Viakon en tubo conduit de 1-3 conductores 75 ºC). Dicho conductor soporta hasta 40 amperes.

Si la temperatura ambiente del lugar en donde estás realizando la instalación eléctrica es de 38 °C, observa que en la tabla le corresponde un factor 0.88 (a una temperatura máxima de operación del conductor de 75 ºC). ¿Por qué a 75°C y no a 60°C o 90°C? Este valor depende del margen que quieras darle al conductor para trabajar, es decir, si las condiciones del lugar y la instalación, son de mucha exigencia para el conductor, entonces elije 60°C como temperatura máxima de operación, pero si la instalación operará en condiciones favorables de temperatura puedes ampliar el margen hasta 90°C, por lo tanto, como no tengo el dato exacto del lugar en donde realizarás la instalación utilizaré un valor “medio” o sea 75°C.

Bien… Si ya sabes que el calibre del conductor es 10 y que la máxima corriente que soporta éste son 40 Amperes, entonces multiplícalo por 0.88, o sea: (40)(0.88 ) = 35.2 Amperes

De aquí se deduce que en realidad el conductor solo puede soportar hasta 35.2 amperes (en lugar de los 40 indicados), esto, considerando que la temperatura ambiente sea de 38 °C. Por lo tanto, concluimos que dicho calibre trabaja bien a 38°C debido a que la Corriente Corregida (Ic) demandada por la instalación eléctrica es solo de 28 amperes.

¿Y si la temperatura de operación fuera de 48°C? En este caso tendrías que multiplicar por 0.75 Hagámoslo

40×0.75=30 Amperes. Puedes ver que todavía “aguanta” el conductor. Pero vayamos más allá ¿Y si la temperatura de operación fuera de 55°C?

40×0.67=26.8 Amperes. En este caso puedes observar que el conductor Viakon calibre No. 10 ya no te sirve porque no soportaría los 28 Amperes requeridos.

¿Entonces que tendrías que hacer?

¡Bah! Supongo que ya lo habrás “adivinado”, tendrás que aumentar un calibre a tu conductor, por lo que en lugar de No. 10 utilizas calibre No. 8 (8.37 mm²) ¿Sencillo? ¿O no?