Tópicos de Instalaciones Eléctricas.

16 05 2009

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.

esquema3Supongamos 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.

 

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19 responses

4 10 2014
Juan de Jesús R. P.

Muy bueno su blog. Lo felicito. Saludos desde Quesería, Colima.

21 04 2012
Tito Gonzales Perez

Hola buenos dias profesor, estudiando su pagina se me hace muy interesante.

profesor, en la parte de arriba de mi casa pasan 4 lineas (supongo que es trifasica verdad???) 110volts cada linea como dicen los electricistas de aki pero tengo una duda, cual es la fase 1,fase2, la fase 3 y el neutro??
y profe y si son a 110v en cada linea se podra checar cada linea con un probador de corriente que parecen desarmadores,

saludos, buen dia

gracias.
…………

Hola Tito…
Si te refieres a los cuatro conductores colocados a un costado del poste, el hilo más delgado es el Neutro. Para saber cuál es la Fase 1,2 y 3, tendrías a verificarlo en el transformador (ver a cuál salida se conecta cada conductor).
Saludos.
Ing. I. Guerrero Z.

27 03 2012
Ricardo Zataráin Acosta

Hola Ingeniero Guerrero.

Maravllosa lectura por aquí.
Lo felicito por su conocimiento, agredezco su disposición y aplaudo su buén humor.
Dios le siga llenando de virtudes y le haga retribución al 1000% conforme Ud. lo necesite.

Buen día.
Atte Ricardo Zataráin Acosta
Tech Support Edificaciones AX
jczaartarain@hotmail.com
electricidadzatarain@hotmail.com
………………

Hola Ricardo…
Gracias por comentar.
Un abrazo.
Ing. I. Guerrero Z.

9 11 2011
Fernando Martinez Martinez

Hola buenas noches, lo saludo de aca de tecolutla veracruz,mi nombre es Fernando Martinez Martinez y me gusta mucho su blog.

profesor, cuantos watts puede soportar o tener una instalacion electrica residencia trifasica??.
mmm pues en un tema pone un ejemplo en donde la instalacion trifasica tiene 18600watts,.

una instalacion trifasica puede soportar o tener hasta 20000 watts de comsumo en el cuadro de cargas?.

soy hojalatero y por las noches estudio su blog.

muchas gracias profesor.
…………

Hola Fernando…
Es correcto, 20,000 Watts o más inclusive.
Saludos.
Ing. I. Guerrero Z.

13 10 2011
daniel morato rosado

Hola Ingeniero buenas tardes, para aser la bajada o acometida en este tipo de instalaciones monofasicas pues ya hise mas de 4 bajas en calibre 8 (Fase y neutro) pero he visto a unos electricistas que ocupan calibre 8 para fase y neutro un cable gris que le llaman alma de acero creo q es calibre 1/0.

pues tengo q hacer una bajada monofasica mañana pues un electricista de comision me dio el trabajo y pues kiero hacer la bajada en calibre 8 para fase y ponerle al neutro en calibre 6 o 1/0 Si se puede profesor?? yo digo que si,pues creo q es mas segura y menos resistencia con los calibres ya antes mensionados

en conclusion bajada o acometida monofasica residencial en calibres:
1-8 paraFase
1-6 o calibre 1/0 para Neutro.

nos vemos maestro, que este bien,
voy por las maneas y la bandola pues aun no tengo las mias jejeje ya estoy en eso de compramelas

saludos,inge que se la pase chido.

Att: Daniel Morato Rosado.
…………

Hola Daniel…
Sí, es correcto.
Saludos.
Ing. I. Guerrero Z.

12 06 2011
Abraham

Holaa professor!!!! espero y hoy tenga un buen día o haya tenido un buen día, todo depende de cuando lea mi mensaje..Bueno, lo sigo felicitando ya desde hace unos meses por su incansable paciencia y por su arduo trabajo. Muchisimas gracias por aun mantener este espacio abierto y por permitir que sigamos de preguntones y mas aun por contestar, aun no logro imaginar como le hace Ud. para alargar esas horas del reloj de manera que le quede tiempo alguno para contestar o mejor aun para leer las casi cartas que le envían algunos (…jeje ), pues sin lugar a dudas he llegado a imaginar que Ud. ha comprendido en lo absoluto las teorías de Einstain, y ha podido modificar el tiempo y el espacio en que vive, si es así, cuénteme su secreto y prometo solemnemente no decir nada a nadie… perdón creo que ya me he excedido en mis lineas, entonces le haré mi pregunta y espero no ofenderle: tengo nueve motores distribuidos por toda una planta, pero no se como conectarlos a tierra, es decir, ¿la tierra la jalo desde el centro de carga? pero no se como distribuirla a todos los motores, yo pienso que llevo un cable de tierra al motor mas lejano y de ahí hago derivaciones para los otros motores o ¿ jalo una tierra para cada motor?…per favore ayudeme.
…………

Hola Abraham…
¿Ya buscaste en la NOM-001-SEDE-2005? Revísala.
Saludos cordiales.
Ing. I. Guerrero Z.

22 04 2011
alexis

saludos ingeniero soy estudiante de ingenieria y me encuentr realisando un estudi de carga electrica. uno de los datos que me gustaria incluir es cuanto aproximadamente o con presicion pagare mensual por mi consumo electrico. gracias.
………….

Hola Alexis….
El pago depende de tu consumo eléctrico real no de la carga que tengas conectada. Desgraciadamente ese dato no hay manera de saberlo, si acaso quizá estimar alguna cantidad pero sería muy aventurada.
Saludos.
Ing. I. Guerrero Z.

23 02 2011
Angel

Hola Ing. I. Guerrero Z. antes que nada felicidades por su excelente blog.

Tengo varias preguntas respecto a instalaciones monofasicas:

1.- Si la tuberia de la instalacion es de 1/2″ y el calibre de los conductores que se van a instalar son calibre 10(1) y 12 (3) respectivamente, ¿existe algun problema?, se que caben fisicamente en la tuberia, pero las tablas me dicen que no es recomendable, ¿que me sugiere?

R. Que lo hagas, no hay problema.

2.- En la misma instalación pretendo colocar un circuito independiente (fase = calibre 10) para lavadora y refrigerador, y pretendo repartir las cargas a cada circuito, pero esta nueva linea desbalacea mi carga (antes repartidas en dos circuitos (3% de error), ahora tres), los circuitos estan conectados a un interuptor de seguridad 3 polos 30 A, existe algun problema con mi circuito?

R. No hay problema. Y menos lo hay si tu instalación es monofásica (1F-1N: 127 Volts).

3.- Cabe mencionar que es un circuito monofasico repartido en tres circuitos indepandientes. La tierra fisica pretendo colocarla en un castillo de concreto en alguna varilla. ¿como sé que es lo indicado?, en algunos post leí que esta dentro de la norma el colocar la tierra fisica en castillos de concreto, y si es así conmo se que es un buen lugar para mi tierra fisica. Una de los consejos que dan es conectar una lampara Fase – Tierra fisica y optener una luminosidad parecida a la normal. ¿se puede comprobar mediante un multimetro?

R. Lo mejor para tener una buena tierra es enterrar una varilla copperweld, lo otro es tolerado. Si el multimetro te arroja una lectura menor de 5 ohms, es una buena tierra.

4.- Tengo una instalacion con contactos aterrizados a tierra, pero tengo voltajes entre Fase-Neutro= 124, Fase-Tierra = 134, y Neutro-Tierra=18 volts en ac. Se que tengo algún problema¡¡¡. Ya revise la continuidad entre Tierra y Neutro, pero no optengo algún erro y mucho menos Tierra- Fase, ni entre Fase y Neutro. ¿Puede darme algun consejo?

R. Si tu instalación está bien entonces el problema está en el transformador y puede ser por varias causas pero ya no son imputables a ti. Mientras tu instalación tenga 124 Volts está dentro del rango normal.

Se que son demasiadas preguntas pero ojala pueda reponderme…

R. Sí, son demasiadas preguntas. ¡Ja!

De cualquier manera agradesco su ayuda y siga con este excelente post, por cierto deberia poner un post de como acomodar los cables en cajas y los amarres que se debe hacer para no tener una bola de amarres… y la distancia que hay que dejar en las cajas para amarres… una duda que me persigue.

Bueno me despido de antemano dandole las gracias.
…………………

Ok´ Me debes varios refrescos.
Saludos cordiales Angel.
Ing. I. Guerrero Z.

24 02 2011
Angel

Le agradezco su ayuda y gracias por responder varias dudas…

Le debo varios refresco, sino es que hasta varias cajas jajaja.

Gracias, de verdad no existe un blog ni siquiera parecido como el suyo.

Excelente.

Gracias…

16 02 2011
Lic.Guzman

Nuevamente un saludo Ing. la media de watts utilizada por las secadoras es aprox. de 1500 wts, esto por que son utilizadas secadoras de diferentes marcas y nuevamente muchas gracias por la atencion prestada.
…………

Hola de nuevo…
Tal como lo planteas sería: conductores alimentadores generales en calibre 4/0 a 90°C temperatura máxima de operación, o bien 250 kcmil a 70°C temperatura máxima de operación (de marca de fábrica reconocida, nada de conductores “made in cempazuchitl california”). Lo anterior reitero, para alimentadores generales que llegaran a un centro de carga.
Ahora bien, siendo un sistema monofásico podrías separar toda tu carga en 4 circuitos alimentándolos con calibre No. 6, derivando a cada secadora conductor calibre No. 14
Cada circuito que alimentaría a 5 secadoras se protegería con una pastilla de 40 Amperes encendiendo secuencialmente las secadoras (o de 50 Amperes encendiéndolas al mismo tiempo).
Por otra parte, me parece que te convendría más contratar un sistema trifásico a 4 hilos (3 fases 1 neutro) porque tal como lo planteas (sistema monofásico) el recibo se te incrementará muchísimo, debes saber que en la medida en que se consumen más kWatts-hora el precio por cada kW-hr consumido se duplica o triplica.
Te envío saludos.
Ing. I. Guerrero Z.

16 02 2011
Lic.Guzman

Buenas noches Ing. una pequeña asesoria por favor, tengo un negocio de enseñanza de estilismo, en un periodo se tienen que utilizar secadoras de cabello, alrededor de 20 al mismo tiempo, que tipo de instalacion debe de hacerse con una corriente monofasica para evitar el sobrecalantamiento, por su atencion muchas gracias.
…………….

Hola Lic. Guzmán…
Para darte mi opinión necesitaría saber la capacidad en Watts de cada secadora, misma que se encuentra escrita en su etiqueta/placa de datos.
Te envío saludos.
Ing. I. Guerrero Z.

10 02 2011
Javier

Saludos
Ing. tengo un problema con la instalacion electrica de mi casa ya que cuando enciendo el aire acondicionado se baja la luz tengo entendido que esto a largo plazo puede dañar mis apartos electricos, ya cambie el cable de la acometida la meti subterranea en tubo pvc 1/2″ meti 1-10 awg + 1-10 awg neutro con una acometida desde el desconectador de seguridad hasta el centro de carga de 25 mts, un amigo de CFE ya cambio las terminales de la base de medicion ya que parpareaba la luz y ese problema quedo resuelto pero el problema ahora es que cuando entra el compresor del aire acondicionado de 1 ton se baja la luz cree que devo meter cable calibre 8 awg en mi acometida? o solo cambiar el cable del circuito del aire acondicionado ya que es calibre 12 awg lo quiero cambiar a 10 awg? por su atencion mil gracias.
………….

Hola Javier…
Sí, es probable que se redujera tu problema cambiando el grosor de ambos cables, aunque… más bien te sugeririía que hicieras un nuevo contrato en CFE para 220V con lo que tendrías otra fase en la cual conectarías tu aire acondicionado, en tu lugar es lo que haría.
Saludos.
Ing. I. Guerrero Z.

17 11 2010
Carlos Vidal Rivadeneira

ING. una consulta queria saber que tipo de interruptor termomagnetico debo usar para controlar un maquina en un taller de carpinteria por ejemplo un maquina giratorio u otras….ayudeme porfavor.
………….

Hola Carlos…
Necesitas conocer la potencia de la máquina y a partir de ese dato aplicar una fórmula para determinar la corriente total que circulará por ella misma que te servirá para conocer la capacidad del interruptor y el calibre del conductor.
Saludos.
Ing. I. Guerrero Z.

17 10 2010
JULIO CÉSAR PEREZ RUIZ

Ing. I. Guerrero muy buenas noches y saludos cordiales desde villaflores,chiapas méxico, he leido muy poco las formulas que usted con su gran sabiduria señala punto por punto, por que acabo de encontrar esta pagina tan importante, muchas gracias y que Dios lo vendiga y lo llene de salud para seguir sacando de algunas dudas.
………….

Hola Julio…
Muchas gracias por tu comentario e igualmente para ti.
Un abrazo.
Ing. I. Guerrero Z.

12 07 2010
CLARET RIVAS

Saludos ing. me gusto la pagina que por primera vez la leo y por error casual encontre adios gracias, me gustaria en el futuro tener contacto con usted por este medio ya que es interesante y de provecho sus conocimientos. gracias.
…………..

Hola Claret…
Gracias por tu comentario.
Saludos cordiales.
Ing. I. Guerrero Z.

7 05 2010
Margot

Estimado Ing:
Quisiera me ayudara a aclarar una duda, tengo un microondas-horno , ademas de otro horno y ambos utilizan conexion 220. En mi casa no hay 220, asi que tienen que hacer la conexion desde la caja de breaks. El electricista dijo primero, que utilizaria cable 8 X3, pero resulta que ahora dice que 10X3 es suficiente, para el horno electrico , ademas de que utilizaria un break 2X30 y para el microndas , cable 10X3 y un break individual de 20 .
Le agradeceria mucho su respuesta ya que estoy un poco preocupada
Gracias
Margot
…………..

Hola Margot…
El calibre del conductor y la capacidad del interruptor a utilizar dependen de la potencia de tus hornos. Si tu electricista consideró que con calibre No. 10 es suficiente es porque ya revisó la etiqueta de datos de los mismos. Por otra parte, por lo general se recomienda que si utilizas conductor calibre No. 10 pongas interruptores de 30 Amperes, aunque dependiendo de la capacidad del aparato a proteger (si no es muy grande) también podría ser de 20 Amperes (o quizá menores).
Saludos.
Ing. I. Guerrero Z.

20 10 2009
ING LIUS DANIEL FLORES ZAVALA

ok, crecimiento de la carga de la instalacion.
construccion de mas cuartos, niveles etc

le mando mis mejores deseos.

14 10 2009
ING LIUS DANIEL FLORES ZAVALA

Saludos ingeniero, oiga y el crecimiento no se toma en cuenta??????????????????
Buen dia.
…………..

Hola Colega…
No me quedó claro: ¿crecimiento de qué?
Saludos Ing. LIUS.
Ing. I. Guerrero Z.

24 08 2009
villamelon

inge. un gusto conocer su pagina.me gustaria me dijera donde puedo encontrar imagenes de instalacion para una acometida 110 …de antemano gracias.
…………..

Hola Villamelon…
En la página de la CFE, te dejo el enlace:

http://www.cfe.gob.mx/es/InformacionAlCliente/antesdecontratar/

O bien…

http://iguerrero.wordpress.com/2009/02/04/topicos-de-instalaciones-electricas-40/

Saludos cordiales.
Ing. I. Guerrero Z.

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