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Canalizaciones y cableado - Revista ConstruirMircoles, 24 de Marzo de 2010 11:19

Los sistemas de canalizacin de las instalaciones elctricas han evolucionado durante la ltima dcada, en sus caractersticas, materiales y aplicaciones.

Hace muchos aos, la canalizacin de los cableados elctricos no era una exigencia, pues no se conoca su importancia e incluso se la consideraba un lujo o un gasto extra. Hoy se sabe que cumple una funcin vital en las edificaciones, pero a pesar de ello, por desconocimiento, incumplimiento de normas, falta de supervisin o recorte de costos, se omite la aplicacin correcta de este elemento, lo que genera un riesgo elctrico en la obra.

Una canalizacin es un elemento, habitualmente metlico o de algn polmero, que define la ruta o trazo de una conexin elctrica entre varios dispositivos y brinda a la vez proteccin mecnica contra impactos, condiciones atmosfricas y dems, a los conductores que lleva dentro. Tambin es el primer obstculo contra incendios, por una falla elctrica en algn cable que est en su interior, como por ejemplo un cortocircuito que produzca chispa.

La norma NFPA 70 define ampliamente en su Captulo 3 las regulaciones para el uso de conductores y de los diferentes tipos de canalizaciones.

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Entre las canalizaciones ms utilizadas estn las tuberas, que son conductos de seccin circular, con dimetros que varan entre los 13 y los 200 mm, y usualmente miden 3,05 m de longitud.

Respecto a los materiales con que se fabrican, los ms difundidos dentro de las edificaciones son los medianamente rgidos, como el EMT (Electrical Metallic Tubing) y el ENT (Electrical Nonmetallic Tubing), as como las formas flexibles de estos grupos.

Es comn escuchar en la jerga de la construccin dos trminos: EMT y conduit, para referirse a las tuberas elctricas metlicas y de PVC respectivamente. Lo cierto es que aunque la mayora de los profesionales comprenden las diferencias entre ambos, la terminologa no est bien empleada, ya que la palabra EMT hace referencia al material de la tubera, pero conduit es un trmino importado del ingls que realmente significa conducto.

El EMT es una tubera metlica, usualmente de hierro, acero con proteccin de aluminio o de aluminio; de pared delgada, que puede servir como canalizacin y como conductor de puesta a tierra, siempre que se utilicen los accesorios y medios de conexin aprobados para tal fin.

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El sistema EMT cuenta con accesorios, como cajas de empalmes o conexiones, cajas para la instalacin de salidas, como los tomacorrientes; uniones, curvas y soportes; ya que por su espesor de pared este material no debe ser roscado en su instalacin. Mediante la utilizacin de las herramientas adecuadas puede ser doblado manualmente, lo que permite generar algunas figuras suaves, como curvas, con lo que se logra un mejor ajuste del tubo en una situacin especfica de la obra.

La normativa permite el uso de este sistema tanto para instalaciones expuestas como ocultas, incluso las embebidas en concreto, siempre y cuando no sean sometidas a un dao fsico severo, durante el proceso constructivo, en su operacin normal o cuando exista el riesgo de exposicin a un ambiente que genere corrosin, por la presencia de agentes qumicos o humedad. Por ello no se lo recomienda en instalaciones enterradas o en contacto con el suelo natural. Tambin es importante evitar la combinacin de metales en las instalaciones, para evitar efectos galvnicos que produzcan la oxidacin.

En esta familia tambin encontramos el FMT (Flexible Metallic Tubing), un material con las mismas caractersticas que se fabrica laminado de forma helicoidal, como una espiral. Se obtiene as un elemento que asemeja una manguera, con cierto grado de giro, por lo que permite disponer de l para hacer figuras o instalaciones que con el EMT no se podran lograr fcilmente. La curvatura se rige por las disposiciones del NEC para evitar daos al cableado interno.

El sistema ENT, compuesto por un material no metlico, resistente a la humedad y a algunos agentes qumicos, es retardante de llamas. En su fabricacin se utiliza por lo general cloruro de polivinilo (PVC).

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Al igual que el anterior, este sistema cuenta con accesorios para su instalacin, como uniones, curvas, cajas de empalmes, etc., aunque tambin se aceptan combinaciones de algunos elementos EMT, como las cajas de interconexin. No se lo recomienda para instalaciones expuestas al riesgo de daos mecnicos o por impacto, no deben estar en contacto directo con el sol, pues el material se puede degradar y perder sus propiedades; ni en locales donde la temperatura ambiente supere los 50 C, a menos que se indique otra cosa por parte del fabricante; o como medio de sujecin de luminarias u otros elementos. Este material puede estar enterrado o en contacto directo con el suelo, en tanto se garantice su total sello, para evitar humedad o agua dentro de los tubos. Es un material muy verstil, ms liviano y econmico que los metlicos, por lo que agiliza los tiempos de instalacin y disminuye costos de mano de obra.

Otro tipo de canalizacin de PVC es el de la lnea Conduflex fabricada por Amanco Tubosistemas de Costa Rica. Se trata de una tubera flexible de pared que evita, por ser corrugada y flexible, el uso de curvas y pegamentos, ya que cuenta con un sistema de acople rpido mediante clips que traen las conexiones para asegurar las piezas entre s. Su flexibilidad permite un recorrido ms directo de un punto a otro, por lo que los cables recorren una menor distancia y se deslizan fcilmente en el interior de la tubera, con el consiguiente ahorro de materiales y tiempos de instalacin.

Segn las estadsticas de Amanco Tubosistemas de Costa Rica, el ahorro es de un 18% en cableado y un 15% en mano de obra, comparado con el sistema de canalizacin tradicional Conduit. Se comercializa en rollos de 30 y 5 m, en dimetros de 12, 18 y 25 mm.

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Las canalizaciones de polietileno de alta densidad (HDPE) tienen caractersticas tcnicas que difieren de las ENT. Se consiguen en el mercado en diversas longitudes y dimetros, y se utilizan en instalaciones subterrneas, especialmente de telecomunicaciones; as como en ambientes qumicos o corrosivos, ya que soportan muy bien la severidad de esas condiciones.

En aplicaciones donde se requieren altos niveles de proteccin mecnica, por la exposicin al trnsito, golpes, condiciones atmosfricas y ambientes especiales o peligrosos; se recomiendan las tuberas metlicas de uso semipesado IMC (Intermediate Metallic Conduit) y pesado RMC (Rigid Metallic Conduit), normalmente de hierro galvanizado, cuyas paredes de mayor espesor permiten el uso de roscas como medio de conexin entre sus diversos accesorios; o las no metlicas RNC (Rigid Nonmetallic Conduit).

Otro gran grupo de canalizaciones est constituido por ductos, que son elementos de seccin transversal cuadrada o rectangular, de materiales plsticos o metlicos, similares a las tuberas. En el mercado se ofrecen ductos cuadrados con tapa embisagrada, en lmina de hierro esmaltada, en diferentes tamaos, con diversos accesorios para cambios de direccin, como tees, ngulos a 90, etc.; del mismo material y con su respectivo sistema de sujecin. Se utilizan solo en instalaciones expuestas, normalmente viajando dentro de cielos o instalados superficialmente en paredes, vigas u otros elementos de la obra civil, con algn grado de accesibilidad, pero protegidos de las inclemencias del tiempo y de la infiltracin de agua, ya que se pueden inundar y pasar a ser un gran riesgo elctrico. Por ello es muy importante la utilizacin de los accesorios aprobados por el fabricante y colocar las tapas apropiadas.

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Pueden llevar una gran cantidad de conductores, siempre tomando en cuenta las regulaciones del Cdigo Elctrico. Se utilizan especialmente en obras industriales o comerciales de cierto tamao. Se pueden abrir para acceder al cableado interno y tienen mayor versatilidad para el mantenimiento y las modificaciones en la distribucin arquitectnica de acuerdo a las necesidades del edificio, lo que no se lograra fcilmente con otros tipos de canalizaciones.

Tambin se encuentran dentro de este grupo las llamadas canaletas plsticas, cuya funcin es tanto esttica como tcnica, para proveer de proteccin mecnica a un cableado elctrico expuesto.

Cuando se realiza una remodelacin, ampliacin o cambio en la distribucin elctrica, tanto de potencia como de sistemas de comunicacin, red, telefona, cableado estructurado, audio, etc., normalmente se opta por realizar las nuevas conexiones de forma expuesta, para no demoler o cortar paredes, en especial si son de bloques de concreto. De esta manera disminuyen los costos y el tiempo de realizacin de los trabajos con las instalaciones en operacin. Las canaletas plsticas se utilizan para enrutar el cableado y darle proteccin, a la vez que se mejora la apariencia fsica de la instalacin. Vienen en una gran diversidad de tamaos y se pueden pintar.

En los casos citados existe una limitacin en cuanto a la cantidad de conductores y circuitos que se pueden instalar dentro de ellos, ya que como son medios cerrados, debe existir una adecuada cantidad de aire libre (regulado por el Cdigo Elctrico) para disipar el calor generado por la corriente elctrica de los cables en los diversos circuitos que comparten la

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tubera, el ducto, etc.

Pero hay medios de canalizacin abiertos que permiten tener el cableado ventilado, por lo que esta limitacin disminuye. Dentro de este tipo tenemos las bandejas portacables metlicas (conocidas como canastas o charolas) de malla electrosoldada o en forma de escalera, y tambin las plsticas.

Al utilizar este tipo de canalizacin se debe tomar en cuenta su capacidad de carga, es decir el peso del cableado que puede soportar sin sufrir daos; adems de que por dejar expuestos los cables, cuando no exista el riesgo de rasgar el forro de los conductores, se deben deformar las bandejas por golpes, en ambientes peligrosos o en condiciones que puedan comprometer la integridad de los elementos del sistema, ya que a diferencia de los dems medios, este tiene un grado de proteccin menor.

Son muy utilizados en sistemas que no transportan niveles de corriente altos, como redes de cmputo, en especial las bandejas plsticas para cableado estructurado, pero se emplean tambin en sistemas de potencia de todo tipo, incluso en subestaciones elctricas.

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Proelca de Guatemala ofrece ambos tipos de canalizacin: la canaleta metlica tipo ducto y la canaleta metlica tipo escalera.

Como la canaleta tipo ducto es cerrada, se recomienda para llevar cables y protegerlos del medio ambiente donde son instalados. La canaleta tipo escalera, que es abierta, se utiliza cuando no existe riesgo de lastimar el forro de los cables por el medio ambiente (atmsferas corrosivas, por ejemplo) y se puede aprovechar el mximo de conductividad del cable. por estar ventilado totalmente.

Segn Schneider Electric, las bandejas portacables de malla electrosoldada son uno de los sistemas de canalizacin ms idneos y rentables para la canalizacin de conductores elctricos y de datos, debido a sus caractersticas de mayor ligereza, alta resistencia, mxima ventilacin, fcil mecanizacin, perfecta adaptabilidad y accesorios verstiles.

Su particular diseo, con doble varilla transversal, le confiere una mayor capacidad de carga y aporta un elevado grado de seguridad, por carecer de bordes o aristas que puedan daar a los conductores elctricos, cumpliendo de esta manera con el requisito establecido en la norma UNE EN 61537.

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El sistema Performa, de Schneider Electric, que cuenta con una amplia gama de accesorios diseados para soportar esfuerzos mecnicos en los casos ms desfavorables, ofrece una gran versatilidad, seguridad y facilidad de montaje, adems de reducir considerablemente los costos de instalacin.

Otro tipo de canalizacin es el compuesto por ductos flexibles sellados, para su inmersin en ambientes tipificados en el NEC como corrosivos o peligrosos.

Uno de los elementos que cumple las funciones de canalizacin y conduccin es el ducto barra (busway). Se trata de un medio de transmisin de potencia encapsulado, en cuyo interior se encuentran los elementos conductores (barras, lminas, etc.) y su exterior est constituido por un ducto, con todos sus accesorios de conexin e instalacin, especialmente diseado para contener la energa y aislarla del medio externo. Es un elemento prefabricado, utilizado en especial a nivel industrial, por lo que es fundamental contar con la asesora tcnica de los fabricantes, tanto para el diseo del sistema como para realizar su correcta instalacin.

A los sistemas de canalizacin se suman los diversos tipos de cableado elctrico, fabricados con cobre, aluminio o alguna aleacin de estos. El ms utilizado para la alimentacin elctrica es el de cobre con forro THHN, el que se vende habitualmente en las ferreteras, ya que tiene propiedades y caractersticas tcnicas suficientemente amplias como para desempearse en la gran mayora de instalaciones.

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La tabla 310.13 del NEC define las aplicaciones de los conductores y aislamientos, adems de los requisitos mnimos que deben cumplir los fabricantes. Por ejemplo, se describe el THHN como un aislamiento termoplstico, resistente al calor, retardante de llama, con una temperatura mxima de operacin de 90 C, con una cobertura externa de nylon o similar, para aplicaciones en condiciones secas o hmedas (a 75 C); por lo que este material se ajusta a la mayora de las aplicaciones constructivas generales.

Se construye bajo el estndar UL 83 y en varios colores (blanco, rojo, negro, azul, amarillo, verde, rosa, amarillo y naranja), para facilitar la identificacin de circuitos.

El material que se utiliza dentro del forro THHN para la conduccin propiamente dicha es cobre suave, slido o de hilos concntricos; el que le provee un grado intermedio de flexibilidad al cable, por lo que es importante que los tendidos elctricos sean tan directos como sea posible, para no llevar el conductor a un esfuerzo mecnico, por ejemplo en una curva de radio muy corto, que pueda degradar su capacidad generando un potencial punto de falla. Como regla general las curvas deben evitarse o hacerlas con radios abiertos y suaves, para no afectar la instalacin.

Otro conductor es el TSJ. La Ferretera EPA de Costa Rica explica que es un multiconductor, es decir que internamente posee varios conductores independientes, flexibles, formados por cordones de hilos de cobre suave y trenzados en haz; diseados para operar a un voltaje

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mximo de 600 voltios. Se fabrica en formaciones dplex, triplex y cudruplex.

Es utilizado en electrodomsticos de bajo consumo, herramientas, lmparas porttiles y en sistemas de iluminacin, para alimentar luminarias suspendidas, visibles y alimentadas con un enchufe.

El SPT, que es otra opcin de conductor elctrico flexible, est formado por dos cordones de hilos de cobre suave y trenzados en haz. Es el que frecuentemente vemos como aplastado o ligeramente plano en uno de sus ejes.

Cuando se requiere mayor flexibilidad en el desarrollo de un cableado, se puede utilizar el RV-K. Migulez de Panam nos indica que es un material recomendado para redes de distribucin, acometidas, instalaciones de alumbrado pblico e instalaciones industriales. Es ideal en instalaciones de geometra compleja, cuando sea necesario que el cable tenga prestaciones elevadas frente a sobrecargas y cortocircuitos; y para el transporte y distribucin de energa elctrica; en instalaciones fijas, protegidas o no. Son adecuados para instalaciones interiores y exteriores, sobre soportes al aire, en tubos o enterrados.

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Est construido segn la norma UNE 21123-2 IEC 60502-1: conductor de cobre electroltico recocido flexible clase 5, conforme a IEC 60228; aislamiento de XLPE - polietileno reticulado, segn norma IEC 60502-1; cubierta de PVC tipo ST2, segn norma IEC 60502-1. La composicin de la cubierta de PVC tipo ST2 asegura la no propagacin de la llama, segn lo exigido en las normas: IEC 60332-1-2. Ofrece una buena proteccin ante posibles agentes ambientales, permitiendo su instalacin en exteriores, bajo tierra, incluso en presencia de humedad no permanente. El aislamiento de XLPE mejora la capacidad de transmisin de potencia, al elevar la temperatura en servicio permanente a 90 C y la de cortocircuito (5 s.) a 250 C, frente a los 70/160 C del PVC.

Se presentan en formaciones unipolares y multipolares, de una a cinco fases aisladas, de acuerdo a las necesidades de la instalacin. El color de la cubierta es negro.

El RZ1-K (AS) est especialmente indicado para locales con alta concurrencia, en los que se requiere en caso de incendio una baja emisin de humos y gases txicos, corrosivos y de baja opacidad. Tambin en redes de distribucin, acometidas e instalaciones interiores. Es ideal para escuelas, hospitales, estaciones de metro, aeropuertos, grandes superficies comerciales, malls, edificios de gran altura, con difcil evacuacin; cines, oficinas de atencin al pblico, centros hoteleros, estacionamientos cerrados y cubiertos, etc. Se recomienda su empleo tambin para el transporte y distribucin de energa elctrica, en instalaciones fijas, protegidas o no; y en instalaciones interiores y exteriores, sobre soportes al aire, en tubos o enterradas.

Se elabora segn la norma UNE 21123-4(IEC 60502-1), con cobre electroltico recocido flexible clase 5 conforme a la norma IEC 60228; aislamiento de polietileno reticulado XLPE, segn IEC 60502-1; cubierta de poliolefina termoplstica Z1, segn norma UNE 21123-4 UNE 21123-4

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(tipo ST8 IEC 60502.1), que asegura la no propagacin de la llama segn lo exigido en las normas: IEC 60332-1-2 -3. En caso de incendio, la transmitancia lumnica del humo emanado es siempre superior al 60% a los 15 minutos, segn norma IEC 61034-2; la emisin de monxido de carbono, dixido de carbono y cido clorhdrico es inferior al 0,5%, segn norma IEC 60754-1. -2-1; el ndice de acidez y la conductividad de los gases emanados cumplen con la norma IEC 60754-2+A1. PH mnimo 4,3, conductividad mxima (S/cm) 100.

Se presentan en formaciones multipolares de una a cinco fases aisladas, de acuerdo a las necesidades de instalacin. El color de la cubierta es verde.

Para la distribucin primaria en infraestructuras elctricas subterrneas de media y alta tensin se recomiendan los cables de cobre aislados con XLPE.

Phelps Dodge International Corporation comercializa cables de cobre para acometidas comerciales e industriales en media y alta tensin (desde 5 KV hasta 238 KV), para baja tensin (600 V hasta 1 KV) para alambrado residencial, comercial e industrial (THHN, RHH, SPT, NMB), para conexiones mviles e industriales (TSJ, TGP), para alambrados de equipos y automviles (TFFN, ALT) y para uso instalaciones telefnicas internas residenciales y comerciales (IN).

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El cobre es tambin el material que predomina en la fabricacin de cables para seales, comunicaciones, audio y video.

Dentro de los ms comunes se encuentran los siguientes:

- Conductores telefnicos: Son de cobre slido, suave, aislado con PVC, diseados especialmente para instalaciones telefnicas y de comunicaciones. El ms simple es el que cuenta con dos hilos internos, lo que se conoce como un par, pero existen de dos, cuatro, seis y hasta 25 pares, en funcin de las necesidades de la instalacin, segn sea domstica, industrial, comercial, etc. Los hilos no estn trenzados, por lo que no se recomiendan cuando van a servir equipos de comunicacin digital, como redes de cmputo, ya que son ms vulnerables por las interferencias que uno especialmente diseado para cmputo. - Cable coaxial: Se emplea para la transmisin de seales de alta frecuencia, como las de radio o televisin. Est formado por un conjunto tubular de dos elementos principales, concntricos o coaxiales: un hilo central que lleva la seal o lnea viva, que normalmente es de cobre suave slido; y un elemento de blindaje externo, que mediante el aterrizaje provee proteccin a la seal transportada, para evitar o disminuir las interferencias que pueda captar en su camino. La pantalla exterior suele ser una malla de hilos de cobre o aluminio, o una lmina de este ltimo, separada del hilo central mediante un compuesto aislante (dielctrico). Todo el conjunto est protegido por una cubierta exterior de PVC. Estos conductores, denominados RG, vienen en variados tamaos, segn la cantidad de informacin (ancho de banda) o la distancia a que debe viajar la seal. Los RG-59 son conductores aceptables para sistemas comunes de televisin residencial, aunque se utilizan ms los RG-6, que tienen un dimetro ligeramente mayor, por lo que aumentan la calidad de la imagen en sistemas de televisin por cable, digital o satlite; a la vez que sirven para transmitir seales de Internet va cable mdem. Para la comunicacin de equipos de radio o microondas, por ejemplo para uso comercial o entre edificios de oficinas, se utilizan con buenos resultados los RG-8 y RG-11, que tienen mayores dimensiones fsicas y capacidades de transmisin.

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- Categora 3 (CAT3): Es la denominacin del cable de par trenzado, con elementos de conexin que puede soportar frecuencias de transmisin de hasta 16 MHz y rangos de datos de 10 Mbps. Se disearon para velocidades de transmisin de hasta 16 Mbps. Se suelen usar en redes IEEE 802.3 10BASE-T y 802.5 a 4 Mbps. Servitel de El Salvador, explica que el cable UTP categora 3 y las conexiones del hardware han sido probados y certificados para que cumplan con las especificaciones descritas. - Categoras 5 y 5e (CAT5, CAT5e): Es la denominacin del cable de cuatro pares trenzados y conectores, los cuales se desempean en hasta 100 MHz. Los cables de categora 5 son los UTP con ms prestaciones de los que se dispone hoy en da. Soporta transmisiones de datos de hasta 100 Mbps para aplicaciones como TPDDI (FDDI sobre par trenzado). Cada cable, en niveles sucesivos, maximiza el traspaso de datos y minimiza las cuatro limitaciones de las comunicaciones de datos: atenuacin, crosstalk, capacidad y desajustes de impedancia. Los productos categora 5 han sido probados y certificados para las velocidades descritas. - Categora 6 (CAT 6a, ANSI/TIA/EIA-568-B.2-1): Es un estndar de cables para Gigabit Ethernet y otros protocolos de redes que es compatible con versiones anteriores, con los estndares de las categoras 5/5e y 3. La categora 6 posee caractersticas y especificaciones para crosstalk y ruido. El estndar de cable es utilizable para 10BASE-T, 100BASE-TX y 1000BASE-TX (Gigabit Ethernet). Alcanza frecuencias de hasta 250 MHz en cada par y una velocidad de 1 Gbps. Este es el cable que se utiliza en las redes de ltima tecnologa que requieren una gran capacidad de ancho de banda, velocidad y transmisin de datos.

Por ltimo, el aluminio o alguna de sus aleaciones son el material ms utilizado en la fabricacin de conductores para tendidos elctricos areos de baja, media o alta tensin, pues entre otras caractersticas, es ms econmico y liviano que el cobre, y se desempea con ptimos resultados al aire libre.

En conductores areos de aluminio para la transmisin y distribucin, la empresa panamea

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Matelec ofrece los habitualmente utilizados en la industria, como: AAC de aluminio; AAAC de aleacin de aluminio; ACSR de aluminio reforzado con acero; ACSR/AW de aluminio reforzado con acero cubierto de aluminio; ACAR de aluminio y aleacin de aluminio; y los TACSR de aleacin de aluminio de alta temperatura reforzado con acero o con INVAR. Este ltimo fue especialmente diseado para la repotenciacin de lneas areas de transmisin existentes.

Dentro de la gama de conductores areos para transmisin de energa estn los hilos de guarda compuestos por fibra ptica OPGW, que adems de servir como proteccin de la lnea de transmisin tienen la funcin de telecomunicacin mediante fibras pticas alojadas internamente en el conductor.

Phelps Dodge International Corporation comercializa cables de aluminio desnudos y aislados para transmisin y distribucin elctrica (All Aluminum Alloy Coductor AAAC y Aluminum Conductor Steel Reinforced ACSR), para acometidas residenciales y comerciales (Aluminum Conductor Steel Reinforced ACSR y All Aluminum Conductor AAC), y para alambrado residencial, comercial e industrial (XHHW, RW90 y RWU90 Serie 8,000).

El mercado actual presenta una gran cantidad de opciones. Es fundamental contar con las fichas tcnicas de los proveedores, ya que son el nico vehculo para verificar que el material que se est por adquirir cumpla con los requisitos previamente establecidos en el proyecto.

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