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TEMA 1. Concepto general de: INSTALACIÓN ELÉCTRICA RESIDENCIAL.
¿QUÉ ES UNA INSTALACIÓN ELÉCTRICA RESIDENCIAL?
Una instalación eléctrica residencial es un conjunto de obras e instalaciones
realizadas con el fin de hacer llegar electricidad a todos los aparatos eléctricos
de una casa habitación.
Sus partes:
1. Elementos de conducción.- Alambres o
cables de la instalación.
2. Elementos de consumo.- Cualquier
equipo, aparato o dispositivo que consuma
electricidad. Ejemplos: lámparas
incandescentes (focos), motobombas,
ventiladores fijos, timbre y cualquier carga
fija en la instalación.
3. Elementos de control.- Apagadores
sencillos, “de escalera” (tres vías), de cuatro
vías (de paso) control de ventilador y otros
que permitan “prender” o “apagar” cualquier
aparato.
4. Elementos de protección.- Interruptor de seguridad, fusibles, centro de carga.
5. Elementos complementarios.- Cajas de conexión, “chalupas”, tornillos.
6. Elementos Varios o Mixtos.- Contactos (se consideran como cargas fijas
independientemente de que tengan o no conectado a ellos un aparato), barra de
contactos con supresor de picos. Los que tienen doble función: Interruptores
termomagnéticos (protegen y controlan cargas).
7. Elementos externos.- Acometida, medidor.
GLOSARIO.
Carga. Cualquier aparato que consuma electricidad.
Carga Fija. Cualquier aparato conectado en forma permanente en la instalación.
Contacto. Toma de corriente, receptáculo, o enchufe.
Acometida. Cables que van desde el poste de donde se hace llegar la electricidad
hasta una casa.
Aparatos eléctricos. Focos, lavadora, licuadora, refrigerador, ventilador, etc.
Motobomba. “Bomba de agua”, motor colocado en la cisterna o aljibe.
Medidor. Registro o Watthorímetro. Aparato que se encarga de medir el consumo
de electricidad.
Interruptor termomagnético. Pastilla termomagnética, breaker.
Caja de conexiones. Pueden ser cuadradas o redondas en donde se realizan las
conexiones, “amarres”, empalmes o derivaciones entre los conductores eléctricos.
Chalupa. Similar a una caja de conexiones pero más pequeña, por lo general
contiene apagadores y contactos
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. Esta 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
conectados a la instalación estén mucho tiempo expuestos a sufrir daños.
9. Reparaciones temporales tipo “parches” en toda la instalación.
10. En general Actos Inseguros. Cuando se trabaja con electricidad más vale que estes seguro de
lo que estás haciendo, ¿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 Watts.
MONOFÁSICAS 127 VOLTS. 1 F, 1N.
CASAS HABITACIÓN DE INTERES SOCIAL O PEQUEÑAS RESIDENCIAS.
Por lo general:
-se utilizan calibres #10, #12 y #14. (AWG)
-Para Alimentadores Generales el mínimo calibre a utilizarse es # 12
-Para contactos el mínimo calibre a utilizarse es # 12
-Para retornos y puentes (método de puentes) en apagadores de 3 y de 4 vías generalmente se
utiliza calibre # 14
-Se utiliza alambre (un solo hilo) tipo THW en lugar de cable.
-Ocasionalmente (en instalaciones visibles) se utiliza alambre o cable duplex (dos conductores
unidos y aislados).-
En este tipo de instalaciones la acometida tiene conductores calibre # 8
-Los puentes en contactos (tomas de corriente, receptáculos o enchufes) se realizan del mismo
calibre que los alimenta (por lo general # 12). Si se trata de un contacto especial, puede utilizarse
calibre # 10.
TEMA 4. Procedimiento para calcular el calibre de los alimentadores principales de una Instalación Eléctrica Residencial.
Existen varios métodos para calcular el calibre de los alimentadores principales de una instalación
eléctrica residencial, a saber: Por Corriente, Por Caída de Tensión y Por Resistencia de los
Conductores. Puede haber más formas, pero los tres métodos especificados son los más
comunes.
De los tres métodos señalados el más utilizado es el de
corrientes, el cual explicaré a continuación.
Método de corrientes para calcular el calibre de los
alimentadores principales.
Procedimiento.
1. Se determina la CARGA TOTAL de la residencia o casa-
habitación de la cual se calculará el calibre de los
alimentadores principales.
2. Se 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, se 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 utilización especificado en la Norma Oficial, varía mucho
antes y después de los 3000 Watts, puede utilizarse a cambio uno más acorde de 0.6 o 0.7
correspondiente al 60% y 70% respectivamente…
Para calcular la Corriente Corregida simplemente se multiplica la I por el f.d. o sea:
Ic=(I)(f.d.)
4. Con la Ic se busca el calibre del conductor en las tablas correspondientes, dependiendo de la
marca del fabricante y de si estará al aire libre (instalación visible) o en tubo (instalación oculta).
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 del 70%. Hallar el calibre de los alimentadores principales
considerando que la instalación será oculta.
Solución.
Paso 1. La Potencia total en este caso 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 CONOFLAM) se busca el calibre apropiado que soporte
25.72 amperes en la instalación oculta, ahí podremos observar que el calibre #12 puede conducir
hasta 25 amperes.
Nota. Pueden utilizarse otras tablas, incluso las propias de la NOM-001-SEDE-vigente y el
resultado de la elección del conductor es el mismo calibre.
Criterios para elección del calibre: seguridad y economía.
A. Para un electricista común primero es la economía y luego la seguridad, por lo que utilizaría
calibre No. 12.
B. Para un técnico electricista primero es la seguridad y después la economía, por lo que
aumentaría un calibre a los conductores, evitando con ello también el fenómeno de la caída de
tensión. Por lo tanto elegiría el calibre No. 10 que permite conducir hasta 40 Amperes.
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 la medida de lo posible el factor económico.
CALIBRES DE CONDUCTORES. El calibre número 12 es menos grueso que el calibre número 10.
El calibre número 10 conduce más corriente que el número 12.
CRITERIO. Forma de elegir algo.
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 de conductores eléctricos en Instalaciones 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.
Aquí tienen más amarres y otras formas de unir conductores que los están sustituyendo.
Derivación de nudo
doble Derivación final. Nudo.
Conector opresor
Conector o RegletaCapuchón Conexiones soldables
Empalme Recto Britania
Derivación de nudo
sencillo
Derivación de antena
Tema 6. INTERRUPTORES DE SEGURIDAD PARA INSTALACIONES ELÉCTRICAS.
El interruptor de seguridad en una instalación eléctrica
es el medio de desconexión principal de toda la
instalación. Su función principal es la de proteger a todo el
sistema para lo cual utiliza cartuchos fusibles que incluyen
listones o elementos fusibles.
La capacidad de los cartuchos fusibles de un interruptor de seguridad se
calcula con un 25% adicional de la carga total de la instalación eléctrica que
se va a proteger.
Para casas-habitación tipo viviendas de interés social y pequeñas
residencias por lo general se utilizan cajas de seguridad NEMA 1, tipo ND
NEMA 1, tipo 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
Tema 7. REQUERIMIENTOS DE UNA INSTALACIÓN ELÉCTRICA.
Los Requerimientos de una instalación eléctrica pueden
ser diversos, sin embargo entre todos, se distinguen
algunos que son comunes a la gran diversidad de intereses
y criterios que existen al realizarlas. Algunos de estos
requerimientos son los siguientes:
SEGURIDAD. Debe ser prevista desde todos los puntos de
vista posibles, para operarios en industrias y para usuarios en casa habitación, oficinas,
escuelas, etc., es decir una instalación eléctrica bien planeada y mejor construida, con
sus partes peligrosas aparte de colocadas en lugares adecuados, evita al máximo
accidentes e incendios.
ECONOMÍA. Parte importante de los objetivos de una instalación eléctrica es
precisamente la 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.
EFICIENCIA. La eficiencia está en relación directa con la construcción y acabado de
una 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 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 a toda la instalación eléctrica
sistemáticamente.
DISTRIBUCIÓN DE ELEMENTOS, APARATOS, EQUIPOS, ETC. La distribución de
todos los aparatos eléctricos de consumo es importante debido a que no se deben
dejar puntos o lugares en la instalación eléctrica en donde se presenten sobrecargas,
ya que ello origina el calentamiento de los conductores. Otra cosa también es la
distribución adecuada de las lámparas (incandescentes 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. Además,
está la disposición de los equipos, ya sean motores o cualquier otro aparato que
demande energía eléctrica.
Tema 8. GENERALIDADES DE INSTALACIONES ELÉCTRICAS.
A. Los alimentadores principales en la mayoría
de los casos deben ir 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. Si se utiliza el método de corto
circuito para controlar una o más lámparas
incandescentes entonces los puentes deben
hacerse con conductor calibre #12.
C. Para contactos y/o tomas de corriente se 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 se puede determinar 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 dará un resultado
suficientemente aproximado a lo ideal.
F. Siempre, a la entrada de un espacio (por ejemplo una recámara) cuando
se coloca un apagador este debe estar colocado en sentido contrario al de
la apertura de la puerta, de tal forma que no sea cubierto cuando esta se
abra. Si esto no es posible entonces se coloca un poco más allá del límite.
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 resulta conductor
calibre 14, debe cambiarse por 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 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 el caso para
su alimentación eléctrica puede utilizarse conductor calibre #12. Si la
motobomba es de 3/4 puede utilizarse conductor calibre #10.
M. Para el caso de un sanitario (WC) si este tiene una lámpara en el techo o
arbotante en el muro o pared el interruptor debe estar colocado a la
entrada del mismo (por fuera) aunque a últimas fechas se ha optado por
ponerlo adentro del recinto. Si se hace esto último es conviene utilizar
apagadores protegidos de las condiciones de humedad existentes al
interior.
N. Lo mejor para conectar una motobomba de una cisterna o aljibe es
hacerlo directamente desde el interruptor principal para disminuir el efecto
que ocasiona al arrancar de baja de voltaje al interior de una residencia
cuando ésta se conecta a los conductores alimentadores principales como
si fuera un circuito derivado.
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 conductor 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. Todo ello en alambre.
Tema 9. FACTOR DE CORRECCIÓN POR TEMPERATURA.
La temperatura ambiente alta influye desfavorablemente en la conducción de
electricidad debido a que aumenta la resistencia eléctrica. Por el contrario, a menor
temperatura se conduce mejor la electricidad. De hecho hay un fenómeno que se
llama superconductividad que se presenta en algunos materiales a temperaturas por
debajo de los 200 grados centígrados.
Para temperaturas ambiente “normales” o comunes se dan los siguientes valores.
NOM-001-SEDE-vigente. Factores de corrección por temperatura.
Cuando se determina el calibre del conductor apropiado para una instalación eléctrica,
se debe considerar también el Factor de Temperatura, de la siguiente manera.
Después que se ha determinado el calibre del conductor se multiplica la cantidad de
amperes que soporta dicho conductor, por el factor correspondiente que corresponda
a la temperatura de operación.
Por ejemplo…
Supóngase que la corriente corregida determinada para una instalación eléctrica
residencial es de 28 amperes (Ic).
Si eligiéramos alambre tipo THW CONOFLAM para los alimentadores generales
(instalación oculta), entonces el calibre del conductor sería número 10 (AlambreTHW
CONOFLAM en tubo conduit de 1-3 conductores 75 ºC). Dicho conductor soporta
hasta 40 amperes.
Si la temperatura ambiente es de 38 °C, se observa en la tabla de temperaturas de
operación que le corresponde un factor de corrección de 0.88 (a una temperatura
máxima de operación de 75 ºC).
Entonces, lo que debe hacerse es multiplicar la capacidad de conducción del
conductor por 0.88, quedando: (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 que muestra la tabla correspondiente a la marca
CONOFLAM), esto, considerando que la temperatura del medio ambiente fuera de 38
°C, por lo que, en conclusión, debido a que la Ic es de 28 amperes, se comprueba que
el conductor SI soporta esa cantidad de corriente.
Tema 10. Métodos de: “puentes” y “corto circuito” para controlar lámparas desde dos lugares.
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 en un lado y la apagas en
otro sin necesidad de tirar piedras al foco.
¿Cuál de los dos métodos es mejor?
Por economía es mejor el método de corto circuito (aunque en algunos lugares esté prohibido). Por
seguridad es mejor el método de puentes.
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 has “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 has 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 esa 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 11. Cómo conectar una lámpara incandescente (foco) controlada por un apagador sencillo sin saber prácticamente nada de electricidad.
1. Necesitas ubicar los conductores Fase (F) y el Neutro (N) desde donde vas a alimentar la
lámpara, para lo cual necesitas un multímetro y un tester (probador de fase).
Con el multímetro en la escala de los VOLTS (200 o 750
VCA~) coloca sus dos cables (la punta que corresponde al cable negro debe estar conectada en la
entrada COMún, y la roja se conecta en la entrada que indica Volts).
Cada punta se coloca a la vez en un conductor (desnudo) y cuando encuentres un valor
aproximado a 127 volts entre dos conductores (115-130 Volts) ahí tienes la Fase y el Neutro.
Ahora bien para saber cual de los conductores es la Fase y cual es el Neutro verifica con el
probador (tester) colocando su punta en cada conductor. El que produzca luz en el probador es la
Fase.
Después que descubras cual es la Fase y cual es el Neutro desenergiza toda la instalación y
procede a hacer lo siguiente.
2. Empalma una de las puntas de un alambre (calibre 12)
lo más firme posible a la Fase y conecta la otra punta en uno de los dos tornillos del apagador
sencillo (cualquiera).
3. En el otro tornillo del apagador conecta una de las puntas de otro alambre (calibre 14) y la otra
punta del mismo se conecta a uno de los tornillos (el del centro) del portalámparas (socket).
4. En el tornillo restante del socket coloca la punta de otro conductor y la punta restante se une lo
más firme posible al Neutro.
Ahora bien si vas a conectar un contacto en la caja (“chalupa”) donde estará el apagador sencillo
haz un “puente” del tornillo en donde conectaste la Fase a uno de los tornillos del contacto y “baja”
el Neutro hasta el otro tornillo. El Neutro siempre va conectado al tornillo del contacto que
corresponde a la ranura más grande. Ambos conductores Fase y Neutro deben ser de calibre 12.
GLOSARIO.
Fase. Conductor que alimenta de electricidad.
Neutro. Conductor que permite “cerrar” el circuito.
Multímetro. Aparato que permite realizar múltiples mediciones eléctricas.
Probador (Tester). Dispositivo que permite “detectar” la Fase de una serie de conductores
eléctricos.
Tema 12. Factor de Corrección por Agrupamiento.
Cuando se introducen varios conductores en una tubería (sobre todo metálica) se presentan
fenómenos de inducción hacia las mismas ya sea de calor y de inductancia (algo similar en sus
efectos a la resistencia ohmica). En estos casos debe considerarse una disminución de la corriente
eléctrica que soporta cualquier conductor de la siguiente manera.
NOM-001-SEDE-vigente; 310-19 (varias tablas). 8. Factores de ajuste.
a) Más de tres conductores activos en un cable o canalización.
Cuando el número de conductores activos en un cable o canalización sea mayor a tres, la
capacidad de conducción de corriente se debe reducir como se indica en la siguiente Tabla.
Nota. De 1 a 3 conductores en la misma tubería 100% = 1
Ejemplo.
Supóngase que la capacidad de conducción de corriente en un conductor es de 25
amperes. Si en la misma tubería (o tramo de tubería) están 5 conductores del mismo
calibre entonces se tendría que efectuar la siguiente operación aritmética:
(25)( 0.8 ) = 20
En realidad el conductor (en estas condiciones) solo estaría capacitado para conducir
hasta 20 amperes.
Los factores de temperatura y de corrección por agrupamiento se utilizan en forma
acumulada cuando ambos intervienen en una instalación eléctrica.
Por ejemplo.
Supóngase que un conductor está capacitado (de acuerdo a sus características) para
conducir 30 amperes (75° instalación oculta). Si en una tubería van 5 conductores y
además la temperatura de operación es de 41°, entonces tendremos:
(30)(0.82)(0.8)=19.68
De acuerdo a las condiciones anteriores (temperatura y agrupamiento) se concluye
entonces que el conductor en realidad solo puede conducir 19.68 amperes.
TEMA 13. Factor de relleno.
El Factor de Relleno permite calcular el diámetro de la tubería posible de utilizarse en una
Instalación Eléctrica.
En Instalaciones Eléctricas Residenciales de pequeña y mediana capacidad entre 2,500 y 5,500
Watts hasta con 8 conductores combinados de calibres números 10, 12 y 14 en tubería conduit,
puede utilizarse tubo de 3/4 de pulgada. Menores de 2,500 Watts hasta con 6 conductores
combinados de calibre números 12 y 14 en la tubería conduit, puede utilizarse tubo de 1/2 pulgada.
-La tendencia es utilizar diámetro mínimo de 3/4″-
Para instalaciones eléctricas residenciales mayores de 5,500 Watts con combinaciones de varios
calibres de conductores, deben realizarse cálculos utilizando las siguientes tablas (obvio, también
puedes utilizarlas para aquellas que son menores de 5,500 Watts).
Factor de relleno para determinar el número de conductores posibles de alojarse en una tubería,
según la NOM-001-SEDE-vigente, publicada en el Diario Oficial de la Federación.
Ejemplo…
Determinar el diámetro de la tubería conduit requerida para alojar un total de 5 conductores
(alambre). 2 calibre No. 10 y 3 calibre No. 12
Solución. (Todo se reduce a una simple suma de áreas de los conductores dependiendo de la
marca del mismo).
Para el caso de conductores de la marca CONOFLAM No. 10. su diámetro total exterior es: 4.19
mm, por lo que el área resulta: A=(Π)(diám²)/4=(3.1416)(4.19²)/4 = 13.78 mm².
Puesto que son dos conductores calibre No. 10 entonces resultan: 27.57 mm².
Para el caso de conductores de la marca CONOFLAM No. 12. su diámetro total exterior es: 3.65
mm, por lo que el área resulta: A=(Π)(diám²)/4=(3.1416)(3.65²)/4 = 10.46 mm².
Puesto que son tres conductores calibre No. 12 entonces resultan: 31.39 mm².
Sumando ambos totales resulta un área global de 58.96 mm².
Debido a que son más de dos conductores alojados en la tubería el factor de relleno es del 40% de
acuerdo a las tablas mostradas aquí.
Al revisar la tabla de arriba en la columna correspondiente a: más de dos conductores fr=40%
puede verse 78 mm² para la tubería de media pulgada (dato ubicado a la izquierda de la misma
tabla) con lo que se deduce que dicha tubería (de media pulgada) es la correcta para alojar a los
cinco conductores mencionados.
Aunque… a últimas fechas la tubería de 3/4 de pulgada es la que se está utilizando como
mínimo diámetro en instalaciones eléctricas residenciales.
TEMA 14. Conexión de 2 o más lámparas en PARALELO y en SERIE.
Conexión en PARALELO.
Cuando conectes dos o más lámparas
incandescentes o fluorescentes compactas (focos ahorradores) en una instalación
residencial, comercial o industrial debes hacerlo mediante una conexión en
PARALELO. Si por accidente lo hicieras en SERIE aunque no hay “corto circuito” ni
daño a la instalación, las lámparas prenderán pero con una intensidad luminosa muy
baja, esto sucede porque el voltaje se divide entre el número de lámparas.
Para conectar dos o más lámparas recuérdalo siempre la conexión debe ser en
PARALELO.
Suponiendo que hayas detectado la Fase y el Neutro en la instalación eléctrica,
entonces conecta la fase directamente a una terminal (tornillo) del apagador sencillo,
mientras que el otro lo conectas a uno de los tornillos del socket de la lámpara, y
”cierras” directamente al Neutro. Si quieres agregar otra lámpara, simplemente
“prolonga” por medio de un amarre o empalme el conductor que traías del apagador
hasta el socket de la otra lámpara y vuelve a cerrar el circuito con el neutro, y así
sucesivamente.
Con excepción de la Fase que utiliza calibre No 12 AWG, toda la conexión realízala
en alambre o cable THW calibre No. 14 AWG. El diámetro de la tubería es de 1/2
pulgada, aunque los electricistas de la “nueva ola” ya utilizan comúnmente diámetro
de 3/4 pulgadas…
Conexión en SERIE.
Observa que la conexión en serie es “entrada conectada a la salida”, y luego “salida
conectada a la entrada” y así sucesivamente. Este tipo de “acomodo” es útil conocerlo
ya que hay varios lugares en donde se utiliza, por ejemplo cuando colocas baterías en
un aparato de consumo eléctrico.
Una conexión en paralelo no puede prolongarse más allá de unas cuantas lámparas,
ya que el apagador sencillo tiene una capacidad de control limitada a 10 amperes,
esto es, un promedio de 10 lámparas de 100 Watts, o su equivalente en lámparas de
menor consumo.
TEMA 15. Instalación de 3 lámparas fluorescentes compactas (ahorradoras) controladas desde 3 lugares.
Pocas veces se dan casos en donde se requiera controlar una o más lámparas desde tres lugares,
esto es, “prenderlas” o “apagarlas” desde aquí, allá y acullá ¿ejemplos? pasillos largos, baños con
tres accesos (servicio para dos recámaras y puerta al frente), oficinas, etc. Sin embargo la práctica
de instalaciones eléctricas es una realidad que supera expectativas de comodidad y a veces es
necesario hacerlo no solo desde tres lugares, sino desde cuatro o cinco.
Para realizar una conexión de este tipo necesitas dos apagadores de escalera (tres vías) y
uno de cuatro vías (o de paso).
La conexión se realiza de la siguiente manera.
Utiliza conductor calibre No. 14 AWG para alambrar todo, pero si vas a necesitar la FASE para una
toma de corriente (contacto) en la “chalupa” (caja de conexiones del apagador) en donde la hayas
“bajado”, entonces utiliza para ella alambre No. 12 AWG (recuerda que a todos los contactos
deben llegar conductores calibre No. 12 como mínimo). Obvio, si en lugar de “focos ahorradores”
utilizas lámparas incandescentes tendrías que hacer exactamente lo mismo…
Analiza las conexiones mostradas en el diagrama y te darás cuenta de que utilizar apagadores de
4 vías es bastante sencillo, es como si “cortaras” los dos conductores “puentes” entre los
apagadores de escalera, con lo cual evidentemente tendrías cuatro puntas mismas que
conectarías en los 4 tornillos del apagador de 4 vías. Además, ¡simple!, las lámparas se conectan
en paralelo.
Puede darse el caso de que requirieras controlar una o más lámparas desde cuatro o cinco lugares
(cosa más rara todavía), en tal situación solo inserta más apagadores de cuatro vías en los
conductores que sirven como “puente” entre los dos apagadores de “escalera”, siguiendo el
procedimiento mostrado en el diagrama.
TEMA 16. Simbología común utilizada en Instalaciones Eléctricas Residenciales y Comerciales.
Símbolos eléctricos hay muchos, aunque para el caso que nos tiene aquí, los más comunes son
los siguientes.
Los colores de los símbolos son solo para relacionarlos entre sí, no tiene nada que ver con algún
código de colores o algo parecido.
La Norma Oficial Mexicana -vigente desde 1970- (¡Ufff!) referente a la simbología utilizada en
instalaciones eléctricas es la NOM-J-136-1970, la cual incorpora solo algunos de los símbolos
mostrados aquí.
En realidad la gran mayoría de símbolos utilizados en instalaciones eléctricas residenciales y
comerciales no están estandarizados, por esa razón a veces encontramos diferencias entre planos
eléctricos.
Así que, si te has pasado más de un día buscando un símbolo desesperadamente y no lo has
encontrado, invéntalo, agrégalo en tu proyecto (en el cuadro de símbolos) y coloca al lado de él:
NE, No Estandarizado, o bien: NS, Not Standard, eso es perfectamente legal, a menos que esté en
la NOM-J-136-1970, cosa que dudo.
La idea de poner solo los símbolos -sin su nombre- es para que descubras que tanto sabes de
simbología de instalaciones eléctricas. Después pondré la lista con los nombres.
Actualizado: Miércoles 04 de Julio de 2007…
De arriba hacia abajo y por columnas, el significado de los símbolos es el siguiente.
Apagador sencillo.
Apagador de tres vías o “de escalera”.
Motobomba.
Contacto monofásico (simple o sencillo).
Interruptor termomagnético.
Arbotante incandescente intemperie.
Arbotante incandescente interior.
Salida para teléfono.
Salida para televisión.
Lámpara incandescente exterior para pasillos.
Lámpara incandescente exterior para vigilancia.
Botón de timbre o zumbador.
Lámpara de alberca.
Apagador de 4 vías o de paso.
Caja de conexiones.
Contacto trifásico.
Contacto trifásico en piso.
Tubería por pared o techo.
Tubería por piso.
Lámpara fluorescente.
Zumbador.
Timbre.
Campana musical.
Línea que sube y línea que baja.
Acometida.
Control de ventilador.
Aire acondicionado.
Alarma.
Medidor, registro o watthorimetro.
Salida para radio frecuencia modulada.
Corriente continua y alterna.
Interruptor de seguridad.
Policontacto trifásico.
Salida especial.
Tierra.
Interfon.
Interruptor de navaja con fusible.
Centro de carga.
Policontacto monofásico.
Cruce y conexión de conductores.
Cruce de líneas sin conexión.
Lámpara incandescente de centro.
Contacto sencillo tipo intemperie.
Ventilador tipo industrial.
Contacto sencillo en piso.
Corriente continua.
Corriente alterna.
Ventilador de techo.
TEMA 17. Instalación Eléctrica Residencial Bifásica, superior a 5,000 Watts pero menor de 10,000 Watts. Acometida: 220 Volts, 2 Fases, 1 Neutro.
Si rebasas los 5,000 Watts de carga total instalada (resultado de sumar solo cargas monofásicas
fijas de 127 volts), la forma más simple de alimentar a la instalación es dividirla en dos partes.
Cada parte aliméntala con una fase.
CRITERIOS A SEGUIR.
Criterio 1. Si la residencia, casa-habitación o pequeño comercio en donde realizarás la instalación
eléctrica tiene dos plantas, utiliza una Fase para cada planta con su respectivo Neutro. Desde el
centro de carga deriva una fase para cada piso (además del interruptor principal debes agregar un
centro de carga con dos interruptores termomagnéticos como mínimo, uno por cada fase. El neutro
-según CFE- debe pasar limpiamente hacia adentro de la residencia). El centro de carga debes
colocarlo en un lugar estratégico para distribuir la energía hacia todos los lugares de la residencia y
lo más cerca posible del interruptor principal.
Criterio 2. Si la obra es de una sola planta coloca las dos fases por el centro y a lo largo de toda la
residencia, utiliza una fase para cada lado. El neutro puede ser común a las dos fases por lo que
debes aumentarlo en un calibre. Otra forma de hacerlo es colocando dos hilos neutros desde el
centro de carga (uno para cada fase del mismo calibre). Otro criterio para una sola planta es el de
conectar todos los contactos (tomas de corriente) a una fase, mientras que el alumbrado y la
motobomba (si la hay) a la otra. En este caso si el neutro es común a ambas fases se incrementa
en un calibre.
En ambos criterios siempre debes buscar equilibrar las cargas, esto quiere decir que la carga
conectada a una fase debe ser igual o aproximadamente igual a la carga de la otra fase.
Si divides la instalación eléctrica bifásica en dos partes y alimentas cada una con una fase
entonces aplica lo visto en el tema cuatro de esta sección. Esto significa considerar a la instalación
bifásica como si fueran dos instalaciones monofásicas.
Ahora bien, si quieres considerar ambas fases en una sola operación utiliza la siguiente fórmula:
I=P/(2×127x0.9) — Corriente es igual a la carga total dividida entre el resultado de multiplicar: 2 por
127 por 0.9 Posteriormente aplica todo lo visto en el tema cuatro de esta sección. No olvides que si
el Neutro es común a ambas fases debes aumentarlo en un calibre.
Con esta fórmula también puedes conocer cual es el calibre de los conductores que van desde el
interruptor principal hasta el centro de carga.
Si la instalación incluye aparatos que funcionan a 220 Volts (por ejemplo un sistema de aire
acondicionado, motobomba, etc.) y eliges el primer criterio, lo mejor es realizar una instalación
especial que inicie en el centro de carga, hasta el aparato en cuestión (en lo personal me inclino
por ello debido a que es menor la interferencia con todo el sistema cuando arranca el equipo de
220 V). Si eliges el segundo criterio puedes derivar las dos fases desde cualquier caja de conexión
hasta el aparato.
TEMA 18. Tomas de corriente, contactos, enchufes o receptáculos.
Conectar una toma de corriente a la línea de alimentación
principal o circuito derivado es de lo más fácil, simplemente se
deriva del alimentador la FASE y el NEUTRO. Conecta cada
conductor a cada uno de los tornillos del contacto como te indico
en la figura, el tornillo de la ranura mayor se conecta al NEUTRO,
y el otro a la FASE.
Cuando se trabaja con contactos ATERRIZADOS el orificio
circular del receptáculo se conecta a un alambre con una conexión a tierra mismo que puedes
localizar entre el grupo de conductores de la instalación. Si no existe conductor a tierra el tornillo
puede quedar desconectado sin problema (aunque lo recomendable de acuerdo a la NOM-001-
SEDE-Vigente es que esté conectado).
Por regla general el conductor a tierra tiene aislamiento verde y proviene de una instalación
especial que lamentablemente en la gran mayoría de las instalaciones eléctricas residenciales y en
viviendas de interés social de nuestro país no existe. Apenas estamos empezando a
concientizarnos respecto de la protección por este medio (la conexión a tierra es para canalizar
cualquier descarga de un aparato hacia una persona a tierra física y proteger de los famosos
“toques”).
Los contactos comunes pueden tener conectados a ellos aparatos
que no sobrepasen 15 Amperes.
Para saber cuantos Amperes circulan por un aparato puedes
verificarlo en sus datos de placa. Si no encuentras el dato, puedes
determinarlo con suficiente aproximación utilizando la fórmula I=P/V
también conocida como Ley de Watt.
Si el aparato no tiene impresa la corriente que circula por él (cosa
común) debe tener escrita la potencia eléctrica que requiere (cosa
común).
Por ejemplo, suponiendo que quisieras saber cual es la corriente que circula por un foco de 100
Watts conectado a una línea de 127 Volts, tendrías que hacer lo siguiente:I=100/127=0.78 Amp.
Ahora bien, suponiendo que desearas conectar una plancha eléctrica a un contacto y quisieras
saber cual es la corriente que circulará por ella sabiendo que la plancha tiene en sus datos
impresos una potencia de 1,400 Watts ¿es apropiado conectarla a un contacto común?
I=1400/127=11 Amp. Si es apropiado. Lo que NO es correcto es conectar la plancha y otros
aparatos que consuman entre todos más allá de los 2000 Watts al mismo contacto, como veremos
enseguida.
Suponiendo que quisieras conectar a un contacto común un equipo de aire acondicionado que en
sus datos de placa tiene una potencia eléctrica de 2,200 Watts ¿es apropiado conectarlo a la toma
de corriente común?
I=2,200/127=17.32 Amp. En este caso NO recomendaría conectar dicho aparato a un contacto
común más bien debe adquirirse una toma de corriente especial que pueda soportar como mínimo
20 Amperes. De hecho -como ya lo dije- cualquier aparato que consuma 2,000 o más Watts, ya no
es recomendable conectarlo a una toma de corriente común que soporta solo 15 Amperes
TEMA 19. Forma correcta de conectar un conductor al tornillo de un dispositivo.
Los pequeños detalles hacen una buena instalación.
Además de los empalmes o amarres los cuales deben realizarse con la
mayor firmeza posible está el “apriete” de los tornillos a la hora de
conectar diferentes dispositivos como son interruptores, contactos,
sockets, etc.
La forma correcta de colocar un conductor en un tornillo es la que se
muestra en la figura, SIEMPRE DEBES SEGUIR EL SENTIDO DE GIRO
DEL TORNILLO, SI LO HACES AL REVÉS ES MÁS FÁCIL QUE EL
ALAMBRE SE SUELTE.
Cuando se trabaja con cable, igual debe respetarse el sentido de “apriete”
del tornillo, sin embargo, antes de colocarlo para apretarlo, “tuércelo” para
que toda la serie de hilos que lo conforman integren una unidad más
sólida, eso evitará que se rompan o se desprendan con facilidad algunos
hilos y luego se presenten sobrecalentamientos en los que queden unidos al tornillo al tener que
soportar toda la corriente que alimenta un aparato (sucede con planchas eléctricas por el
movimiento continuo del aparato).
Algunos electricistas suelen dividir en dos partes todos los hilos y colocarlos alrededor del tornillo
para luego apretarlo, en lo personal no me gusta esta forma de conexión pero tampoco puedo
asegurar que presente problemas a corto plazo.
Otra de las cosas que deben cuidarse a la hora de colocar un alambre en un tornillo es no dejar
desnuda gran parte del conductor, solo lo necesario, tal como se muestra en la figura.
TEMA 20. Cuatro formas de conectar una lámpara incandescente controlada por un apagador sencillo ¿Cuál es la mejor?.
Los pequeños detalles hacen una buena instalación.
En los siguientes esquemas puedes observar cuatro formas de conectar una lámpara
incandescente controlada por un apagador sencillo. Las cuatro permiten encenderla y apagarla sin
ningún problema, pero una de ellas presenta menor riesgo –y solo eso- para las personas al
cambiar la lámpara cuando se funde, ¿Cuál es?
Elegir una de las cuatro formas de conexión no quiere decir que las demás estén mal, es
solo que una de ellas garantiza un poco más de seguridad para el usuario, aunque, cuando se
trabaja con electricidad más vale no confiarse.
Una de las Leyes de Murphy dice: Si algo tiene la posibilidad de salir mal, saldrá mal.
Cuando las instalaciones eléctricas son monofásicas, siempre que se va a cambiar una lámpara
controlada por un apagador sencillo éste tiene que dejarse en la posición de “apagado”, lo cual es
perfectamente visible en el botón del interruptor. Sin embargo cuando se trata de una lámpara
controlada por dos apagadores de escalera, resulta imposible saberlo visualmente a menos que el
interruptor tenga alguna luz indicadora.
Hagamos una revisión de cada caso…
CASO 1. Si por descuido o negligencia el interruptor está en posición de encendido entonces el
conductor (R, Retorno) que va a dar al casquillo del socket estará energizado lo cual significa que
al tocarse directamente con la mano o a través de la base roscada del foco al colocarlo, pase
corriente a la persona.
CASO 2. En este caso la fase está conectada directamente al casquillo del socket, por lo tanto
existe riesgo potencial de que al colocar el foco la persona lo tocara con su mano o bien tocara la
base roscada del foco al colocarlo y recibir una descarga eléctrica. El neutro no tiene ningún efecto
si el interruptor está abierto o cerrado.
CASO 3. La fase está en el punto más lejano del socket, lo cual garantiza cierta seguridad para el
usuario aunque el interruptor estuviese en posición de encendido, solo que (ya lo he visto) a veces
el portalámparas hace contacto accidental con alguna parte considerada como “tierra” dando como
consecuencia que la lámpara se encienda independientemente del accionamiento del apagador
(focos que se encienden y apagan sin causa aparente).
CASO 4. Si por descuido o negligencia el interruptor está en la posición de encendido entonces el
conductor (R) que va a dar al punto central del socket estará energizado, aunque es el punto más
lejano del portalámparas de cualquier manera significa un riesgo. Por otra parte el casquillo del
socket está conectado al neutro lo cual garantiza un poco más de seguridad. Si el interruptor está
en posición “abierto” esta conexión es completamente segura para el usuario en cualquier
momento a la hora de cambiar un foco
TEMA 21. Caída de Tensión en Instalaciones Eléctricas.
Es un fenómeno que se presenta en los
conductores eléctricos cuando se alimenta a
una carga a cierta distancia del punto de
alimentación. Esto quiere decir que cuando se
va a suministrar energía eléctrica por ejemplo a
un foco (lámpara incandescente), no es lo
mismo que el foco esté a tres metros del
alimentador que a cincuenta.
Para comprobarlo puedes hacer lo siguiente.
Selecciona Volts de C.A. en un multímetro y mide el voltaje que tienes en el contacto que
esté más cerca del interruptor principal de tu casa, anótalo, luego haz lo mismo pero con el
contacto más lejano (al fondo de tu casa).
Cuando compares las dos cantidades encontrarás lo siguiente…A. El voltaje en el lugar más
cercano al interruptor principal es mayor que el otro (considera que el voltaje varía constantemente
por lo que a veces es necesario promediarlo). Si sucede lo contrario, una de dos, o te equivocaste
en las lecturas o el electricista que realizó la instalación no estaba en sus cinco sentidos.
Ahora bien,
B. Si la diferencia es grande (10, 15 Volts), lo siento amigo, puedo decirte que la instalación la
realizó un aprendiz de electricista y te garantizo que problemas no te faltarán, en cambio si la
diferencia es pequeña dos o tres Volts, estuvo bien hecha, pero si es de cero Volts, felicítalo de mi
parte.
En una buena instalación eléctrica residencial, la diferencia entre los voltajes no debe ir más
allá de los dos o máximo tres Volts, de la entrada de la casa hasta la última habitación. Hay
viviendas en donde el voltaje es el mismo en la entrada que hasta el fondo.
Se supone que la empresa que suministra la energía eléctrica (en nuestro caso la C.F.E.) debe
hacernos llegar un voltaje de 127 Volts a nuestras casas, cosa que sería muy rara a menos que
tuviéramos el transformador que alimenta a la zona frente a nuestra residencia. Por lo regular este
aparato que es el alimentador general para un conjunto de casas, está ubicado a 10, 20, 30, 50,
80, o más metros de nuestra residencia.
Por esta razón se utilizan líneas de distribución aéreas que distribuyen la energía eléctrica hacia
todas las casas utilizando conductores eléctricos colocados en postes, o bien tuberías especiales
cuando las líneas de distribución son subterráneas en las grandes ciudades. En cualquier caso hay
conductores eléctricos que van del transformador hasta una casa-habitación.
Si la distancia entre el transformador y la residencia es muy grande la cantidad de
conductor utilizado para hacerte llegar la energía eléctrica es muy grande por lo que existirá
una mayor caída de tensión, y si es menor entonces si tendrás los 127 Volts.
Ahora bien, todos los aparatos eléctricos están diseñados para funcionar a voltajes ligeramente
inferiores o superiores al que muestran en su etiqueta de datos (o placa de datos), la cual
generalmente consigna un voltaje de 115 Volts (¿Por qué 115 y no 127 Volts? Respuesta.- porque
los fabricantes ya consideran que a tu casa no van a llegar los 127 Volts, precisamente por la
caída de tensión).
Si se diera el caso de que tuvieras conectado un aparato al contacto más lejano al interruptor
principal de tu casa con un voltaje de 100 Volts, el aparato puede funcionar pero no optimamente,
por ejemplo, si se trata de una lámpara la intensidad luminosa será menor (aunque no lo percibas a
simple vista), si se trata de un aparato que tenga motor el rendimiento de éste será menor llegando
incluso a detenerse o a sobrecalentarse al funcionar, y si se tratara de una televisión podría darse
el caso de que la imagen se redujera en la pantalla.
Peor aun, si tuvieras menos de los 100 Volts, te recomiendo que contrates a un buen electricista
que reconstruya tu instalación eléctrica antes de que te suceda un problema más grande que ver la
televisión a media pantalla.
Concluyendo entonces. Existe caída de tensión del transformador a tu casa, y dentro de tu
casa del punto más cercano al interruptor principal al punto más lejano a él y todo por causa
del conductor eléctrico.
La forma de “controlar” la caída de tensión es incrementando el grosor del conductor, o sea
aumentando un calibre después de hacer el cálculo del mismo.
Asume como regla lo siguiente: “Para una determinada corriente eléctrica a mayor longitud del
conductor (1,2) mayor es la caída de tensión. También a menor grosor del conductor (3,4),
es mayor la caída de tensión”.
Así que, cuando realices una instalación eléctrica sea del tipo que fuere, evita las vueltas, curvas y
todo aquello que lo único que hace es que el conductor sea más largo y tengas por consiguiente
una mayor caída de tensión.
TEMA 22. Conexión de una lámpara controlada por un apagador sencillo y un contacto en la misma caja.
Significado de las letras.
P. Puente. Cada vez que “bajamos” la Fase a una caja de
conexiones “chalupa” si se requiere también en otro
dispositivo colocado en el mismo lugar, ya sea otro apagador
o un contacto, lo que suele hacerse es “puentearla” para
ahorrar conductor. Si no lo hiciéramos así tendríamos que
“bajarla” dos veces. En ambos casos la conexión funciona
perfectamente, solo que desde el punto vista económico es
más barato hacer un puente entre los dos dispositivos que la
requieren.
R. Retorno. Este conductor permite “completar” el circuito al conectarse a uno de los tornillos del
Socket (portalámparas) y el otro tornillo desde luego debe unirse al Neutro.
F. Fase. Conductor que alimenta de electricidad a la instalación.
N. Neutro. Conductor que permite “completar” y/o “cerrar” un circuito.
Recordemos lo siguiente…
1. A las tomas de corriente (contactos) deben llegar Fase y Neutro en alambre THW calibre No.
12, por lo tanto al “puentear” ambos dispositivos (apagador y contacto) igual debes hacerlo en
alambre calibre No. 12
Nota. Si quieres puedes asumir la siguiente idea como regla: En circuitos derivados (por
ejemplo para recámaras, baños, comedores, etc.) cada vez que “bajes” la Fase o el Neutro (o
ambos) al dispositivo que sea (apagador o contacto) hazlo en calibre No. 12.
2. El conductor R. Retorno, debido a que soporta poca carga puedes ponerlo en calibre No. 14
3. Si quieres conectar más lámparas en paralelo controladas todas con el mismo apagador,
simplemente añade dos conductores calibre No. 14 en los puntos indicados en azul claro en el
esquema mostrado. Las otras puntas de ambos conductores -obvio- únelas a los tornillos del
socket de la (las) lámpara(s) adicionales.
4. Si puedes y quieres conectar a tierra el contacto hazlo, es mejor, pero si no… ni modo, de todos
modos la instalación funcionará bien
TEMA 23. Conexión de una lámpara incandescente controlada por dos apagadores de escalera con tomas de corriente en las cajas.
MÉTODO DE PUENTES.
En otro tema expliqué (Tema 10) como se realizan las
conexiones para controlar una lámpara incandescente
desde dos lugares utilizando el método de puentes,
sin embargo a sugerencia de un estudiante y partiendo
de la idea de que es mejor que la mayoría de los casos
o situaciones queden explicadas, decidí añadir nuevamente esta conexión pero con una variante:
agregando un contacto en la caja que contiene al apagador (caben hasta dos contactos en la
misma caja además del apagador, en cuyo caso solo hay que “puentear” de uno al otro).
Agregar un contacto en una instalación es sumamente sencillo para el que sabe, pero para el que
desconoce puede ser fatal.
Recuerdo la trágica historia de Pancrazio, que en su lápida decía…
“AQUÍ DESCANSA PANCRAZIO JUVENALES (1968-1993). BUEN ESPOSO, BUEN PADRE,
MAL ELECTRICISTA CASERO“.
El pobre murió electrocutado por una falla en una instalación que realizó. La historia es
verídica y la inscripción en su tumba también.
MÉTODO DE CORTO CIRCUITO.
Para el caso del método de Corto Circuito, como ya
debes saber te permite ahorrar conductor, solo tienes
que hacer “puentes” en cada apagador para hacer
llegar la fase y el neutro a los contactos.
Cabe mencionar que debes tener precaución al
realizar las conexiones, ya que cualquier error
producirá efectivamente un Corto Circuito.
Debido a que la fase y el neutro se “puentean” del
apagador hacia cada contacto en las cajas, es
necesario utilizar alambre calibre No. 12 para los
conductores que van de un apagador a otro, también denominados puentes. Recordemos que el
mínimo calibre para contactos es No. 12
No te recomiendo este tipo de conexión a menos que estes completamente seguro de lo que estás
haciendo (igual sugieren en algunos libros). Hay por lo menos diez formas de que salga mal y
solo una es la correcta.
TEMA 24. Distribución de lámparas en el anteproyecto de una Instalación Eléctrica Residencial.
Cuando las instalaciones eléctricas son pequeñas por lo regular las lámparas se acomodan sin
atender a aspectos de distribución de la iluminación, solo se ven los espacios y se coloca ahí un
foco sin mayores cálculos. Sin embargo cuando corresponden a residencias más grandes en
donde la estética y la funcionalidad tienen valor entonces las lámparas deben acomodarse de tal
manera que cubran ambos requisitos además de uniformidad en la distribución de la luz, o dicho de
otra manera que no queden espacios obscuros (a menos que deliberadamente se busque crear
ese efecto).
Cabe mencionar que hay diferentes tipos de iluminación: directa,
indirecta, difusa, etc. y para cada caso existirá un tipo de luminaria que
de el efecto deseado.
Pero volviendo al caso común de una instalación eléctrica residencial en
donde se utilizaran lámparas comunes para iluminar todas las áreas de
una casa-habitación, sean recámaras, baños, pasillos, estudio, sala,
cocina y comedor, es necesario saber donde ubicar una o más lámparas de tal manera que queden
perfectamente “centradas” consiguiéndose así una adecuada distribución luminosa.
De hecho hay asignaturas que tratan este tema de manera particular (proyectos de alumbrado),
en donde se estudian los diferentes tipos de iluminación, pero en nuestro caso solo revisaremos lo
más elemental que es el acomodo de las lámparas con el propósito de resolver situaciones
comunes posibles de presentarse en instalaciones eléctricas residenciales.
Ahora bien, te garantizo que si aprendes bien esto que es lo básico,… podrás resolver problemas
mayores que se te presenten cuando realices instalaciones más grandes, ya que la colocación de
lámparas es semejante en instalaciones: residenciales, comerciales, industriales o especiales.
Caso 1. Si vas a colocar una lámpara en una recámara, baño,
cocina, comedor, corredor o pasillo, colócala al centro. En el
croquis de un anteproyecto utiliza el siguiente método que no
requiere medir el espacio, simplemente traza dos diagonales y
donde se crucen pon el símbolo de la lámpara.
Los anteproyectos debes realizarlos en programa de
diseño asistido por computadora CAD.
Las líneas que te permiten ubicar el centro del rectángulo que representa un recinto se llaman:
líneas auxiliares, las cuales se trazan y después que se ha colocado el símbolo de la lámpara se
eliminan.
Si por alguna razón tuvieras que localizar físicamente el centro de una habitación utiliza una
cuerda impreganada de tiza (gis o cualquier polvo blanco), si se require mójala y extiéndela de una
esquina superior a otra (contraesquina) de la habitación luego jálala de tal forma que golpee el
techo para que quede impresa una marca. Haz lo mismo en las otras dos esquinas… Obvio,
también puedes medir y econtrar el centro de la habitación.
Caso 2. Si vas a colocar dos lámparas y quieres evitar medir
el local, utiliza líneas auxiliares de la siguiente manera.
Los números 1 y 2 de la figura te indican cuales son las
primeras líneas auxiliares que debes trazar, las demás se
obtienen por consecuencia.
Observa las zonas en amarillo, ello te permite que tengas
una idea acerca de la distribución de la luz.
Obviamente este método te sirve para colocar cualquier
número de lámparas pero siempre de 2 en 2.
Si vas a colocar 2 lámparas en físico, te recomiendo que tomes medidas, resulta más fácil o menos
enredoso que trazar y ver el montón de rayas en el techo de la residencia.
El procedimiento para obtener la distancia a la que van colocadas las lámparas una de otra -ya sea
físicamente o en el papel- te lo muestro enseguida.
Caso 3. Supongamos que vas a colocar tres lámparas
ya sea en físico o en un anteproyecto, hazlo de la
siguiente manera. Aplica la siguiente fórmula.
D.E.L.=D.M./NdeL
En donde:
D.E.L. Distancia Entre Lámparas.
D.M. Distancia mayor.
NdeL. Número de Lámparas.
Entonces: D.E.L.=D.M./NdeL=6/3=2 Mts.
Por lo tanto la distancia entre lámparas es de 2 Mts.
Ahora bien, para las lámparas que van colocadas en los extremos simplemente divide: D.E.L.
entre 2, quedando: 2/2=1 Mts.
NOTA. Este procedimiento -con fórmulas- te sirve para cualquier número de lámparas.
TEMA 25. Ubicación del Centro de Carga de una I.E. P.1…
¿EN DONDE DEBE UBICARSE EL CENTRO DE CARGA DE UNA INSTALACIÓN ELÉCTRICA?
En primer lugar debe quedarte claro que una cosa es el
INTERRUPTOR PRINCIPAL O DE SEGURIDAD y otra
es el CENTRO DE CARGA, -puedes entenderlo igual en
instalaciones pequeñas porque ahí con una de las dos
cosas es suficiente, pero cuando se trata de instalaciones
mayores de 3,000 Watts (es una cantidad propuesta), te
conviene tener los dos elementos para protegerlas mejor -aunque ello signifique dejar tu cartera
menos abultada-.
En Instalaciones Eléctricas Residenciales Monofásicas (hasta 4,000 Watts, cantidad propuesta)
evita mayores cálculos y ponlo junto al interruptor principal. Si la instalación tiene una carga
mayor y dispone de varios circuitos entonces ubícalo en el punto más estratégico para alimentar
a todas las cargas parciales* (sobre todo si la residencia es de dos o tres pisos, toma en cuenta
que los alimentadores para cada circuito tendrán que subir a todos los niveles). Pero si al final de
cuentas no quieres buscar ni lugares estrategicos ni nada y te place ponerlo siempre junto
al interruptor principal (o donde se te pegue la gana dentro de una residencia) puedes
hacerlo sin ningún problema, eso si, a una altura al punto más alto del mismo de 1.70 mts.
respecto del Nivel del Piso Terminado (N.P.T.) Libro2-08 (Comité administrador del programa
federal de construcción de escuelas).
Cabe mencionar que el interruptor principal no debe estar a una distancia mayor de cinco metros
del medidor de energía, según: ESPECIFICACION PARA SERVICIO MONOFASICO CON
CARGA HASTA 5 kW EN BAJA TENSION, AREA URBANA, RED AEREA, CON BARDA
FRONTAL; CFE EM-BT101. Sin embargo el Centro de Carga si puedes colocarlo en donde
quieras, aunque toma nota de que: a mayor distancia se incrementa la longitud de los
conductores alimentadores y es mayor la caída de tensión.
Cuando se construye una Instalación Eléctrica que tiene varios circuitos, es recomendable que el
centro de carga se ubique geométricamente en el lugar que represente el punto más cercano a
todas las cargas parciales de la instalación, para ello puedes auxiliarte de la Geometría Analítica
haciendo coincidir cada carga con un punto de la gráfica.
A continuación voy a resolver un problema en donde existen varias cargas parciales perfectamente
localizadas en un terreno, y además se tiene identificado al alimentador general.
Supongamos el caso de una empresa que tiene tres talleres.
Cada taller es una carga parcial ubicada a una distancia en metros del alimentador general que en
este caso es el transformador que está en el poste.
Pasos a seguir para la solución del problema…
Para este caso y para todos aquellos en los que las cargas (independientemente de su número)
estén localizadas, se hace uso de un sistema de coordenadas cartesiano.
Se acomodan todas las cargas especificadas con un punto en el Sistema Coordenado
Cartesiano, haciendo coincidir el poste en el punto denominado origen (coordenadas 0,0).
Se determinan las coordenadas para cada una de las cargas. No olvidar que las unidades en este
caso son metros.
Se determina la componente en x para la ubicación del centro de carga, mediante la siguiente
fórmula.
En donde: Lx es la componente en x para el centro de carga.
L1x, L2x, L3x, Son las longitudes que tienen cada una de las cargas respecto al punto de origen y
sobre el eje de las x´s.
C1, C2, C3, son las cargas.
Se procede a sustituir datos y se realiza la operación matemática.
Lx = (10×5,000+40×6,000+65×12,000)/(5,000+6,000+12,000) = 46.52 Mts.
Para el caso de la componente en y se realiza un procedimiento semejante considerando las
longitudes que están sobre ese eje.
Se utiliza la siguiente fórmula.
Para la componente y los resultados son:Ly =
(20×5,000-10×6,000+15×12,000)/(5,000+6,000+12,000) = 9.56 Mts.
Los resultados anteriores significan que el centro de carga debe ubicarse en las coordenadas
(46.52, 9.56) Mts.
Aproximadamente a: (47, 10) Mts.
-La pequeña cruz roja del sistema coordenado-
Nota. Si el resultado de la ubicación del Centro de Carga coincidiera exactamente con algún
espacio ocupado, reconsidera su posición y desplázalo hacia la carga más grande.
Este método tiene varias ventajas ya que además de resolver la posición exacta del centro de
carga, también permite conocer la distancia en línea recta del alimentador principal (transformador)
hasta el interruptor principal y/o hasta el centro de carga dependiendo de si están juntos o
separados (solo aplica el teorema de pitágoras). El ahorro del conductor, la compra del calibre
adecuado del mismo y hasta una posible caída de tensión, son otras ventajas adicionales.
Hay casos en donde el Interruptor Principal se coloca abajo del transformador en el poste y el
Centro de Carga en el lugar resultante del cálculo. Otras veces se colocan ambos elementos en la
parte baja del poste, y otros se ponen los dos juntos en el lugar resultante del cálculo. ¿Cuál
solución es la mejor? Todas. Todo depende de la situación que se te presente.
Ahora bien, por costumbre siempre utilizo un interruptor de navajas como Interruptor Principal y
una caja con pastillas termomagnéticas como Centro de Carga, pero igual puedes utilizar dos o
más interruptores de navajas para cubrir ambas cosas o también una pastilla termomagnética
como Interruptor Principal y varias de menor capacidad conformando al Centro de Carga. Bueno…
será por costumbre que siempre lo hago así, o tal vez porque creo que las laminillas fusibles del
Interruptor Principal protegen en los dos sentidos a la instalación eléctrica, de dentro hacia afuera y
de fuera hacia adentro… mientras descubro otra cosa seguiré haciéndolo exactamente igual.
Si las cargas estuvieran colocadas en forma lineal, entonces se utilizaría sólo una fórmula.
NOTA. No olvides que este es un ejemplo que te permitirá tomar decisiones más adelante
cuando trabajes en instalaciones eléctricas comerciales y algunos casos especiales.
GLOSARIO.
CARGAS PARCIALES. Son partes de la carga total, perfectamente localizadas o ubicadas en una
Instalación Eléctrica.
TEMA 25. Ubicación del Centro de Carga de una I.E. P.3…
Cuando se trata de Instalaciones Eléctricas Comerciales, máxime si son Centros Comerciales
importantes, la acometida es subterránea, y el interruptor de seguridad junto con el centro de
carga, medidores y probablemente un transformador, siempre se colocan en un espacio reservado
para ello, la razón de mostrártelas aquí visibles (o aéreas) es para que te quede más clara la idea
de donde ubicar el centro de carga, ya que proyectándote hacia Instalaciones Eléctricas
Industriales aéreas tal como se vio en la parte uno de este tema es el mismo procedimiento,
además para incluir en todo ello el método de caída de tensión que revisaré en los temas por venir.
Analiza el siguiente croquis en donde coloqué varias cargas -localizadas- con el propósito de
aplicar las fórmulas vistas en la parte 1 de este tema.
Al numerar las cargas resultan 12, podrían ser 13 si consideramos los arbotantes intemperie
colocados al frente de la construcción, sin embargo pueden omitirse dado que están distribuidos a
todo lo ancho del centro comercial. Pero si te place considerarlos, ubica esa carga particular en el
arbotante colocado al centro…
Al ubicar las cargas en un sistema coordenado
cartesiano, siempre debes considerar el punto
central de las mismas, en este caso será la
distancia que hay desde el punto origen del
sistema ubicado en el Kilowatthorimetro al punto
central de cada uno de los locales.
Por el número de cargas el cálculo se vuelve un
poco tedioso, sin embargo si quieres localizar el
punto exacto en donde debe colocarse el
Centro de Carga tiene que hacerse.
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 están colocadas en postes, cada una
con 4 lámparas de 60 Watts cada una.
Lx=(2×580 + 2×1300 + 2×1300 + 2,5×100 + 6×560 + 6×240 + 6×240 + 6×240 + 10×580 + 10×1720
+ 10×1720 + 9.5×100) / (580 + 1300 + 1300 + 100 + 560 + 240 + 240 + 240 + 580 + 1720 + 1720 +
100).
Lx=6.38 Mts.
Ly=(1.75×580 + 6.5×1300 + 12.5×1300 + 17×100 + 1.5×560 + 3.5×240 + 8×240 + 12.5×240 +
1.75×580 + 6.5×1720 + 12.5×1720 + 17×100) / ( 580 + 1300 + 1300 + 100 + 560 + 240 + 240 + 240
+ 580 + 1720 + 1720 + 100)
Ly=7.99 Mts. Aprox. 8 Mts.
Entonces las coordenadas del Centro de Carga son: ( 6.38, 8 ) Mts.
Al analizar estas coordenadas puedes observar 1) que el Centro de Carga se “acerca” a las cargas
mayores de la instalación eléctrica, y, 2) el punto de colocación está en los pasillos. En realidad
siempre sucede lo primero, independientemente de la instalación de que se trate (residencial,
comercial, industrial o especial) y lo segundo sucede a veces.
Como en este caso, las coordenadas del punto de colocación del Centro de Carga resultaron en
uno de los pasillos del centro comercial –en donde no hay muros-, cerca de la luminaria que forma
la carga 7 –a la derecha- (lo marqué en el primer croquis con un punto verde), siguiendo el mismo
criterio de que en cualquier cálculo siempre resulta más “cercano” hacia las cargas mayores- lo
desplacé hacia la derecha a la pared, en donde pueda fijarse.
Desde luego que colocar el Centro de Carga en el lugar que lo puse implicaría de cierta manera
romper con la estética del lugar (a menos que se camuflara en la pared), sin embargo está lo más
cerca del punto más estratégico de acuerdo a los cálculos. ¿Cuál sería tu decisión al respecto?
¿Lo dejarías ahí donde lo puse o lo pondrías en donde resultó en los cálculos, o bien lo pondrías
junto al interruptor de seguridad ubicado a la entrada? Son tres opciones en donde se ” juega” con
estética, economía y practicidad.
E ahí uno de los problemas de cualquier técnico electricista. En otros casos habrá más criterios
sobre los cuales tendrás que decidir.
TEMA 26. Cálculo del calibre de los alimentadores principales por el método de Caída de Tensión.
Este método es muy útil sobre todo cuando se trata de grandes instalaciones eléctricas, me refiero
a las del tipo Comercial e Industrial, para los casos de instalaciones residenciales comunes con el
método de corrientes es suficiente.
Si la instalación es monofásica la fórmula a utilizar es:
S=(4*L*Ic)/(Vn*e%) mm2
Bifásica: S=(2*L*Ic)/(Vn*e%) mm2
Trifásica: S=(2*L*Ic)/(Vf*e%) mm2
En donde:
S se denomina Sección Transversal o Área del
conductor.
Vn es Voltaje entre Fase y Neutro, 127 Volts.
Vf es Voltaje entre Fase y Fase, 220 Volts (Sistemas trifásicos).
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)
Puedes aplicar el siguiente criterio con suficiente aproximación. Si la distancia entre el interruptor
principal y el centro de carga es aproximadamente de 40 Mts; entonces e%=1 (no afecta). Si la
distancia es mayor de 40 Mts hasta 80 Mts, entonces e%=2. Mayor de 80 Mts. hasta donde
alcances 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
Ocasionalmente puedes utilizar ambos métodos para realizar el mismo cálculo y por lo regular da
el mismo resultado, 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 lo vamos a hacer por el método
de Caída de Tensión de todas maneras debemos
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 ya es un resultado que nos permite saber el calibre del conductor que va del Interruptor
Principal hasta el Centro de Carga. Si quisiéramos concluir ahí el problema, entonces podríamos
seleccionar Alambre CONOFLAM* 75ºC (instalación oculta) por lo que de acuerdo a las tablas
resultan:
2 conductores, para las Fases Cal. 10 y un conductor Neutro Cal. 8 (un calibre mayor debido
a que será común a ambas fases).
Pero si continuamos el procedimiento hasta concluirlo por el método de Caída de Tensión
haríamos lo siguiente:
Aplicando el Teorema de Pitágoras para calcular la distancia en línea recta del Interruptor
Principal al centro de Carga queda:
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 CONOFLAM
encontramos 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 cual seleccionamos: 2 conductores de alambre
CONOFLAM calibre 10 para las fases y uno calibre 8 para el neutro.
O sea que… el resultado es el mismo con ambos métodos. Aunque como ya lo 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 que calibre debe ser el alimentador que va desde el Kilowatthorímetro hasta
el Interruptor Principal?
Tienes dos opciones al respecto:
1. Ponerlo del mismo calibre de los conductores que van del Interruptor Principal al Centro
de Carga, o bien,
2. Aumentar un calibre, en cuyo caso quedarían: 2 Fases en Cal. 8 y un Neutro Cal. 6
¿Cuál de las dos opciones es la mejor en este caso? Por seguridad la segunda y por economía la
primera. Si la distancia entre ambos dispositivos (KWatthorímetro e Interruptor Principal) fuera
mayor (aproximadamente unos 20 Mts.) definitivamente tendrías que aumentar un calibre.
Siempre, siempre, siempre, debes tener bien presente la distancia que hay de un punto a
otro para alimentar con energía eléctrica, si ésta es considerable, habrá caída de tensión.
En lo personal utilizo casi siempre el Método de Corrientes para 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 27. Uso del MULTÍMETRO DIGITAL.
Sin duda una de las herramientas fundamentales para un electricista es el multímetro, antes
analógico (de aguja) ahora digital.
En este tema veremos algunas mediciones eléctricas -no electrónicas-
las que necesita aprender cualquier persona que realize una Instalación
Eléctrica Residencial y/o Comercial. Por el momento serán tres casos
solamente y son los siguientes: Medición de Voltajes en Corriente
Alterna; Medición de Voltaje en Corriente Directa y Medición de
Continuidad.
El aparato dispone de varias escalas más, que más bien corresponden a
otras especialidades, quizá más adelante retome el tema. Si quieres
tener el manual completo te dejo un enlace aquí … pertenece a la mayoría de los manuales y
diagramas de los aparatos que vende la tienda de electrónicos. Steren
Multímetro quiere decir múltiples mediciones. Con este aparato -aunque pequeño- se pueden medir
Corrientes, Voltajes, Resistencias, Transistores, Diodos y Continuidad, tanto en Corriente
Alterna como en Corriente Directa.
Sus partes principales son: Display o Pantalla, Selector, Carátula de funciones y escalas,
Entradas y Puntas…
Se les llama Entradas a los orificios en donde se insertan los conectores machos (jacks) de los
cables rojo y negro, y se llaman Puntas a las partes que hacen contacto con los elementos a
medir.
A la izquierda te muestro con líneas verde las
partes que vamos a utilizar, siendo estas las más
comunes para un electricista.
Antes de medir cualquier cosa, si ya tienes una
idea de cual va a ser el resultado puedes dejar el
selector en la escala aproximada, pero si lo
desconoces completamente, más vale que elijas la
escala más alta, ello te brindará una mejor
protección del aparato…
MEDICIÓN DE VOLTAJE EN CORRIENTE
ALTERNA.
La mayoría de las instalaciones eléctricas
residenciales son de 127 Volts en Corriente Alterna, hay casos en donde se requieren 220 Volts
para alimentar equipos de aire acondicionado, motobombas y algunos otros aparatos, pero son
pocos.
La parte que mide Voltaje en C.A. de la carátula del multímetro tiene dos medidas: 200 y 750 Volts.
Cualquiera de las dos puede utilizarse para medir 127 Volts en C.A…
En la imagen puedes ver la forma de medir voltaje por ejemplo en una toma de corriente, contacto
o receptáculo.
1. Inserta los jacks machos en las entradas (hembra) del
multímetro. El cable NEGRO siempre se inserta en la entrada
identificada en la carátula como COMún. El cable ROJO va
en una de las otras dos entradas, en este caso elige la que
tiene: VΩmA.
2. Mueve el selector a la posición ACV en 200 Volts. Si tienes
duda acerca del voltaje a medir entonces selecciona la escala
de 750 Volts.
3. Inserta las puntas en los orificios o ranuras del contacto. En la pantalla aparecerá un voltaje
aproximado a 127 Volts. Difícilmente será esta misma cantidad ya que varía dependiendo de las
condiciones de tu instalación y de la cantidad de energía aportada por la C.F.E.
Si intercambiaste las puntas (cables rojo y negro) a la hora de insertarlas en la toma de corriente
no hay problema. Pero si conectaste una de ellas (jack macho) en la otra entrada del multímetro
(para medir Amperes) o bien elegiste otra escala con el selector, probablemente tendrás que
estrenar multímetro.
MEDICIÓN DE VOLTAJE EN CORRIENTE DIRECTA.
La mayoría de las mediciones en Corriente Directa son para pilas (baterías alcalinas, o de otros
elementos comunes). Generalmente estos valores son de 1.5, 6, 9 y 12 Volts. Puede darse el caso
que tengas que medir las salidas de un convertidor de varios voltajes en Corriente Directa, pero en
cualquier caso debes estar perfectamente seguro que se trata de ese tipo de corriente.
Aparatos de Corriente Directa en una Instalación Eléctrica Residencial que la requieran de una
toma de corriente “normal” no los hay, además la Comisión Federal de Electricidad (C.F.E.) no la
suministra en sus líneas ya que todas son de Corriente Alterna.
Por todo lo anterior, la parte que mide Corriente Directa o Continua de un multimetro a nivel
residencial solo se utiliza para medir voltajes en baterias, pilas o acumuladores, o en algunos casos
para hacer mediciones en electrónica.
La escala que mide Voltaje en C.D. de la carátula tiene cinco medidas: 1000 V, 200 V, 20 V, 2000
mV y 200 mV.
En la imagen puedes ver la posición del selector y la forma de medir voltaje por ejemplo en una
batería común doble A.
1. Inserta los jacks machos en las entradas (hembra)
del multímetro. El cable NEGRO siempre se introduce
en la entrada identificada en la carátula como: COMún.
El cable ROJO va en una de las otras dos entradas, en
este caso elige la que diga VΩmA.
2. Mueve el selector a la posición DCV en 20 Volts.
3. Coloca la punta ROJA en la cabeza de la batería
(siempre es la Terminal positiva) y la punta NEGRA en la parte plana de la batería (siempre es la
Terminal negativa). En la pantalla aparecerá un voltaje aproximado a 1.5 Volts, difícilmente será
esta cantidad ya que varía dependiendo de lo descargada que esté la batería.
Si intercambiaste las puntas (cables rojo y negro) a la hora de colocarlas en la batería no hay
problema.
MEDICIÓN DE CONTINUIDAD EN DIFERENTES DISPOSITIVOS.
Sin duda esta es una aplicación extraordinaria del multímetro. Medir continuidad significa detectar
fallas en un dispositivo o en una instalación eléctrica de cualquier tipo. Solo debes tener algunos
cuidados al hacerlo.
En primer lugar, JAMÁS quieras medir continuidad en ningún dispositivo o en una Instalación
Eléctrica que este energizado(a). NUNCA intentes medir continuidad en una batería, contacto,
pastilla termomagnética, apagador, etc. que estén ENERGIZADOS, a menos que quieras estrenar
multímetro.
Continuidad significa ver si una pequeña corriente que proporciona el multímetro pasa de un lado a
otro de dos extremos de un dispositivo o de un alambre, de no haberla entonces el aparato pone
un 1 en la pantalla, de lo contrario pone un 0 o un valor cercano a él.
La parte de la carátula del multímetro que mide Continuidad presenta un símbolo referente a
sonido. Cabe mencionar que algunos multímetros muy parecidos al mostrado aquí no tienen
medidor audible de continuidad, en este caso utiliza la escala de los Ohms en cualquier rango.
En la imagen puedes ver la forma de medir Continuidad por ejemplo en un Interruptor Sencillo.
1. Inserta los jacks machos en las entradas (hembra)
del multímetro. El cable NEGROsiempre se introduce
en la entrada identificada en la carátula como
COMún. El cable ROJO va en una de las otras dos
entradas, en este caso es la que dice VΩmA.
2. Mueve el selector a la posición que muestra el
símbolo de sonido.
3. Coloca la punta ROJA en un tornillo del apagador
y en el otro debes colocar la NEGRA.
Si escuchas sonido intermitente al abrir y cerrar el interruptor quiere decir que está bien, pero si el
aparato se mantiene en silencio o en su defecto tiene sonido constante al accionar el interruptor
entonces esta dañado, sea que este abierto o esté en corto circuito, igual está dañado.
También puedes verificar lo mismo en la pantalla del multímetro ya que si en ella aparece un valor
que cambia de uno a cero (o aproximadamente cero) al “prender” y “apagar” el interruptor eso
quiere decir que está en buen estado. Pero si se mantiene el UNO o el CERO a pesar de estarlo
accionando, eso quiere decir que está mal.
Algunos Interruptores con fallas pueden repararse cuando tienen poco uso, pero si el dispositivo ya
tiene años, más vale reemplazarlo.
Para el caso de un fusible se sigue el mismo
procedimiento. En este caso al colocar las puntas una
en la parte central y otra en el casquillo roscado debe
verificarse continuidad.
Si acaso no hay sonido entonces la laminilla fusible
interior está rota por lo cual hay que cambiar el tapón
fusible. En la pantalla aparecerá o bien un cero o un
uno dependiendo si la laminilla o elemento fusible esté
en buen o en mal estado.
Si intercambiaste las puntas (cables rojo y negro) a la hora de colocarlas en el tapón fusible no hay
problema.
Cuando se trata de un Interruptor termomagnético es semejante a un interruptor sencillo solo tienes
que ver en donde colocar las puntas del multímetro. Igual, tienes que accionar la palanca del
interruptor (desconectado de la instalación) para ver si hay o no sonido. El resultado debe ser el
mismo que para el caso de un apagador.
TEMA 28. Conexión de un timbre, campana musical o zumbador.
Conectar un timbre es igual que conectar un foco.
Se hace llegar la fase al “botón” del timbre, luego se conecta un alambre de retorno a la “chicharra”
y finalmente se cierra la conexión con el Neutro.
Hay diferentes tipos de timbres, entre los más comunes
(y más baratos) están unos semejantes físicamente a los
apagadores, que funcionan con 127 Volts directamente.
Otros incluyen un pequeño transformador interior que
convierte los 127 Volts a valores más pequeños para el
dispositivo, algunos no se conectan a la línea de
alimentación porque son de baterías, etc.
El sonido es otra de las características de los timbres ya
que mientras unos suenan como campanas musicales,
otros tienen sonido similar a las “chicharras” y algunos emiten un zumbido por tal razón les
denominan zumbadores. En fin… hay variedad.
En este caso toda la instalación puedes hacerla en cable o alambre calibre 14, incluso, 16 o 18,
debido a que los conductores por lo común solo se utilizan para alimentar al dispositivo y nada
más.
El la figura puedes ver la forma de realizar las conexiones.
Otra versión de lo mismo la encuentras aquí.
TEMA 29. Tablas para el cálculo del calibre de conductores eléctricos de acuerdo a la NOM-001-SEDE.
Salvo mínimas diferencias las tablas para diferentes tipos de conductores por ejemplo VIAKON y
CONOFLAM coinciden con los datos mostrados en la Norma Oficial 001-SEDE-Vigente, tabla
310-16, puedes bajarla a tu PC de aquí también.
En todos los casos los conductores están construidos con aislamiento de
PoliVinilo de Cloruro (PVC) y de cobre de consistencia suave y con pureza casi
del 100%.
Al calcular el calibre de un conductor para alimentar una instalación eléctrica,
el resultado rara vez coincide exactamente con los amperes que puede
conducir un conductor específico, en estos casos siempre se debe elegir “hacia arriba”.
Por ejemplo. Si en un cálculo resultó una Corriente Corregida de 21.5 Amperes, debido a que no
hay un conductor que conduzca exactamente esa cantidad entonces se elige el que conduce 25
Amperes -o 30 según el caso-, 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 quiera seguir un criterio de
economía…
Conductores VIAKON.
Conductores CONOFLAM.
TEMA 30. EJERCICIO COMPLETO SOBRE EL CÁLCULO DEL CALIBRE DE LOS CONDUCTORES ELÉCTRICOS ALIMENTADORES PRINCIPALES DE UNA I.E.R.
PRIMER CASO: 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 de la tubería
(poliducto) para lo cual se aplica el factor de
relleno.
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.), motobomba, y hasta
un timbre. Entonces la instalación es monofásica (menor de 5,000 W.). Consideremos un f.p. de
0.9, un factor de demanda o utilización de 0.7 y una temperatura ambiente de 35º (un lugar
templado).
P=4,900 W.
I=4,900/(127×0.9)=42.86 A.
Ic=42.86×0.7=30 A.
En tablas de Viakon, Tema 29 a 75 ºC como temperatura máxima de operación- resulta alambre o
cable calibre No. 10 que pueden conducir hasta 35 A. suficientes en este caso y además con un
buen margen de seguridad.
Sin embargo…Como la temperatura ambiente es de 35 ºC, lo cual significa una disminución real de
la conducción de corriente para cualquier conductor que esté a más de 30 ºC. Tema 9 de
Secciones/Categorías: Instalaciones Eléctricas, en donde resulta el dato 0.94, igual a la
temperatura máxima de operación de 75 ºC, entonces los 35 Amperes del alambre o del cable
Viakon 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 Viakon 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 por necesidad están alojados los 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, y al revisar la tabla (Tema 12 ), resulta un 70% 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 32.9 por el factor de corrección por temperatura
se reduce todavía más a:
I definitiva=32.9×0.7=23.03 Amp.
Puedes observar entonces que el calibre 10 Viakon 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 tanto 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 )
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 utilizan 2 conductores (Fase, Neutro) Viakon calibre No. 8
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.
Ahora bien, para el cálculo del diámetro del poliducto retomemos el tramo por donde pasan los 8
conductores comunes 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.
Sumando áreas resulta (Tema 29):
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 cuatro conductores resultan: 40.71 mm²
No. 14; Área = 8.04 mm², en dos conductores resultan: 16.08 mm²
En total resultan: 117.49 mm².
Revisando la tabla 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 poliducto un poco mayor pudiendo
ser de 1 pulgada.
TEMA 30. EJERCICIO COMPLETO SOBRE EL CÁLCULO DEL CALIBRE DE LOS CONDUCTORES ELÉCTRICOS ALIMENTADORES PRINCIPALES DE UNA I.E.R. CONSIDERANDO VARIOS FAC
SEGUNDO CASO: INSTALACIÓN BIFÁSICA, menor de 10,000 Watts.
Te recomiendo que antes de estudiar este tema
revises, el Tema4 y el Tema30 en donde consideré
factores de corrección por temperatura y
agrupamiento. Igual debe determinarse el diámetro
de la tubería (poliducto) para lo cual se aplica un
factor de relleno.
Supongamos que la carga total en una Instalación
Eléctrica Residencial es de 8,900 Watts, resultado de sumar cargas monofásicas fijas, alumbrado,
contactos (180 W.), y motobomba, entonces la instalación es bifásica. Consideremos un f.p. de 0.9,
un factor de demanda o utilización de 0.75 y una temperatura ambiente de 32º (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 tablas de Viakon, Tema 29 a 75 ºC -como temperatura máxima de operación- resulta alambre o
cable calibre No. 10 que pueden conducir hasta 35 A. 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. Tema 9 de Secciones/Categorías:
Instalaciones Eléctricas, en donde resulta el dato 0.94, igual a la temperatura máxima de operación
de 75 ºC, entonces los 35 Amperes del alambre o del cable Viakon en la práctica 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 y que era de 29.19 Amp. Puedes ver que la corriente real que puede conducir el
conductor Viakon calibre 10 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 entonces que por cualquier tramo de tubería por necesidad están alojados los 2
conductores alimentadores principales (fases) calibre 10 y el neutro en calibre 8, pero además
están alojados otros 6 conductores en calibre 12 igual de alambre. En total son 9 conductores, y al
revisar la tabla (Tema 12 ), resulta un 70% 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 32.9 por el factor de corrección por temperatura se reduce todavía más a:
I definitiva=32.9×0.7=23.03 Amp.
Puedes observar entonces que el calibre 10 Viakon 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 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 )
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.
En conclusión para este caso se utilizan 2 conductores (Fases) Alambre Viakon calibre No. 8 y 1
conductor (Neutro) Cable Viakon calibre No. 6, a 75 ºC como temperatura máxima de operación,
recuerda que el neutro es mayor en un calibre. Si quieres 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.
Ahora bien, para el cálculo del diámetro del poliducto retomemos el tramo por donde pasan los 9
conductores comunes más el conductor de tierra. Tenemos en total 10 conductores de los
siguientes calibres: 1 No. 6, 2 No. 8; 1 No. 10, 6 No. 12.
Sumando áreas 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 que el diámetro 1pulg. puede alojar hasta 222 mm² con lo cual se concluye que
este es el poliducto adecuado.
TEMA 30. EJERCICIO COMPLETO SOBRE EL CÁLCULO DEL CALIBRE DE LOS CONDUCTORES ELÉCTRICOS ALIMENTADORES PRINCIPALES DE UNA I.E.R. CONSIDERANDO VARIOS FAC
TERCER CASO: INSTALACIÓN TRIFÁSICA, mayor de 10,000 Watts.
Te recomiendo que antes de estudiar este tema
revises, los temas: 4, 30, y 31 en donde adquirirás
las bases para manejar factores de corrección por
temperatura y agrupamiento. Igual debes
determinar el diámetro de la tubería (poliducto)
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 (180 W.), motobomba, aire acondicionado, etc., entonces la instalación es
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 tablas de Viakon, Tema 29 a 75 ºC como temperatura máxima de operación-
resulta alambre o cable calibre No. 8 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. Tema 9 de Secciones/Categorías: Instalaciones Eléctricas, en donde
resulta el dato 0.94, igual a la temperatura máxima de operación de 75 ºC, entonces
los 50 Amperes del alambre o del cable Viakon en la práctica solo son:
I real=50×0.94=47 Amp.
Lo que debes hacer ahora es comparar este nuevo dato con la corriente corregida (Ic)
que habías obtenido que era de 37.96 Amp. Puedes ver que la corriente real que
puede conducir el conductor Viakon calibre 8 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, ya que al
estar juntos se genera calor e interacción entre campos magnéticos y eléctricos que
influyen desfavorablemente sobre la capacidad de conducción de los conductores.
Supongamos entonces que por algún tramo de tubería por necesidad están alojados
los 3 conductores alimentadores principales calibre 8, el neutro calibre 10 (recuerda
que en instalaciones trifásicas el neutro es menor en un calibre) 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 (Tema 12 ), 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 Viakon 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 se aumenta un calibre
resultando CABLE No. 6, 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 utilizarán 3 conductores para 3 fases cable Viakon
calibre No. 4, y 1 neutro calibre No. 6 con temperaturas máximas de operación de 75
ºC.
Se utiliza además un alambre adicional para conectar a tierra todos los contactos y
aparatos que lo requieren desde el interruptor principal Viakon calibre No. 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
Sumando áreas resulta (Tema 29).
Conductor CONOFLAM…
No. 4 Área = (Πx8.8²)/4 = 60.82 en 3 cond. =182.46 mm².
No. 6 Área = (Πx7.6²)/4 = 45.36 mm².
No. 10; Área = (Πx4.1²)/4 = 13.20 mm².
No. 12; Área = (Πx3.6²)/4 = 10.17 en 5 cond. = 50.85 mm².
No. 14 Área = (Πx3.2²)/4 = 8.04 en 2 cond. = 16.08 mm².
En total resultan: 307.95 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 31. Elección del centro de carga y pastillas termomagnéticas a utilizar en una instalación eléctrica (Parte 1).
Un Centro de Carga es el lugar desde donde se alimenta a todas las cargas de una Instalación
Eléctrica, sea residencial, comercial o de cualquier tipo, a veces lo llaman tablero de distribución.
En instalaciones eléctricas pequeñas, en la mayoría de
los casos –como ya lo dije en otro tema- el interruptor
principal (seguridad) y el centro de carga son la misma
cosa, mientras que en instalaciones de mediana (más de
3,000 Watts) y gran capacidad (mayores de 10,000
Watts) son dispositivos diferentes.
En el estudio de la capacidad de los Centros de Carga
existen varios “asegunes” (”asegún” esto, “asegún” lo
otro… así decía un conocido mio) que al final de cuentas llevan a los electricistas a tomar
decisiones diferentes aunque se trate de casos semejantes. Trataré -hasta donde me sea posible-
de seguir un solo criterio esperando siempre ser lo más general posible.
Entremos pues al espinoso terreno de las especulaciones.
Supongamos que tienes una Instalación Eléctrica de unos 4,000 Watts, que incluye solo cargas
monofásicas.
Las cargas corresponden a:
1 Motobomba de ½ H.P. 373 Watts.
15 Contactos. En total consideramos 2,700 Watts. y,
927 Watts, en lámparas y timbre o videoportero.
Total 4,000 Watts.
Supongamos que quieres colocar un centro de carga con tres pastillas que controlen: una la
motobomba, otra la iluminación y otra los contactos.
¿De que capacidad deben ser las pastillas del Centro de Carga?…
1. Para calcular la pastilla que controlará la motobomba de ½ H.P., por lo menos tienes tres
opciones.
Opción A. Utilizar tablas, en donde incluso podrás encontrar el
calibre del conductor apropiado para alimentar a la motobomba.
Siguiendo este criterio, de acuerdo a las tablas de (Square D) el
resultado es: Pastilla de 15 Amperes y calibre del conductor
No. 14.
Ahora bien ese es el criterio de la compañía Square D, el mio es el siguiente.
En primer lugar el conductor calibre No. 14 solo lo utilizo para retornos de lámparas, puentes en
apagadores de 3 vías (método de puentes), y alimentación de aparatos de muy bajo consumo.
Casi siempre lo descarto porque nunca falta quien diablos pueda agregarle carga adicional
provocando un sobrecalentamiento del mismo llegando incluso a originarse cortos circuitos (sucede
por desgracia que mucha gente piensa que cualquier conductor por delgado que sea “aguanta” que
le añadan más y más carga eléctrica). Así que, a menos que sea para retornos o lámparas en
donde se que no hay posibilidad de que “alguien” se pase de listo y derive de él, entonces si lo
utilizo. Mi base para calibres de conductores es el No. 12.
Por lo tanto, para la motobomba yo no utilizaría conductor calibre No. 14 (aunque me lo sugiera
una compañía tan prestigiada como la Square D), utilizaría alambre calibre No 12.
En segundo lugar para el caso de la pastilla de 15 Amperes que sugiere Square D, a mi juicio
quedaría muy ajustada, por lo cual al momento de arrancar el motor debido a que su corriente es
más alta que la corriente “normal” la pastilla podría ”dispararse”, claro, todo depende del tipo de
motor (su marca de fabrica), porque unos tienen mayor corriente de arranque que otros. Por esta
razón tratando de prevenir que la pastilla estuviera “botándose” pondría una pastilla de 20
Amperes.
Opción B. Cálculo de la corriente que circulará por el motor.
I = 373/(127×0.9) = 3.26 Amperes.
En teoría solo circulan 3.26 Amperes por el motor, sin embargo -como ya lo dije- la corriente de
arranque es mucho más alta que la corriente “normal” del mismo, siendo en ocasiones: 3, 4 o hasta
5 veces mayor. Entonces multiplicando la I por 4 quedaría:
I past. = 3.26 x 4 = 13.05 Amperes.
La capacidad de la pastilla más cercana “hacia arriba” es de 15 Amperes, en total concordancia
con lo que dicen nuestros amigos de la compañía Square D, sin embargo ¿y si la corriente de
arranque fuera 5 veces la corriente “normal”? entonces el resultado sería:
I past. = 3.26 x 5 = 16.03 Amperes.
¿Qué pasaría en este caso? Respuesta. Pasaría que la pastilla se “dispararía” al momento de
arrancar la motobomba.Pero ¿es seguro que pase esto, que la pastilla se “bote”? Respuesta. No,
puesto que depende casi siempre de la marca de fábrica de la motobomba, incluso hay algunas sin
marca, que son construidas por personas que recogen las carcasas de motobombas inservibles
reconstruyéndolas (bobinados) poniéndolas a funcionar nuevamente, a veces con igual eficiencia
que las de marca.
Entonces, siguiendo este criterio, igual elegiría una pastilla de 20 Amperes.
Opción C. Si no te quedó claro cual pastilla y calibre de conductor debes utilizar para una
motobomba de ½ H.P. ¡relájate!, pregunta en la ferretería en donde la compres ¡Ja!, seguro te
informarán al respecto, incluso a veces te venden todo el equipo (Interruptor y motobomba)
aunque, bueno… tu cartera se verá menos abultada.
En los siguiente temas abordaré las capacidades de las pastillas para iluminación y
contactos.
TEMA 31. Elección del centro de carga y pastillas termomagnéticas a utilizar en una instalación eléctrica (Parte 2).
Capacidad de la pastilla termomagnética para proteger contactos
(tomas de corriente).
Tenemos 15 contactos, 180 Watts c/u, total 2,700 Watts.
Suponiendo -y solo eso, SUPONIENDO- que las cargas a conectar en los
contactos no excedieran su capacidad (15 A.) Aplicando la fórmula
conocida I=P/(127×0.9), -considerando un factor de potencia de 0.9 y un
factor de demanda de 0.7-, queda:
I=2,700/(127×0.9)=23.69 A.
Ic=23.69×0.7=16.58 A.
Iint=16.58×1.25=20.72 A.
Entonces el interruptor adecuado para esta carga sería de 20 Amperes.
Pero, pero, pero… revisemos el asunto con mayor detenimiento.
En primer lugar ¿tenemos la certeza de que la carga total efectivamente será de 2,700 W.
tratándose de contactos?
En una toma de corriente igual puedes conectar un aparato que consuma 25 Watts (p. ej. un DVD),
que otro de 250 Watts (p. ej. una computadora), o bien puedes conectar uno que consuma 2,500
Watts (p. ej. una estufa eléctrica o un horno de microondas)…
Por lo tanto los 180 Watts (incluso puede haber quienes consideren menos de esta cantidad) para
cada contacto no pasan de ser una “estimación” fundamentada en la NOM-001-SEDE-vigente Art.
220-3 inc. C fracc. 7, porque en los hechos la carga que se conecta en ellos en el 99% de los
casos es diferente -por ejemplo, cuando en un contacto se conecta una barra de contactos
(supresor de picos) a veces de 6 o más tomas de corriente, aumentando drásticamente la
posibilidad de conducción de mayor corriente por los conductores-.
A pesar de lo anterior la C.F.E., y las U.V.I.E. requieren una base con la cual hacer una
aproximación al calibre del conductor y la pastilla termomagnética necesarios, y evaluar así, si la
instalación es correcta.
Con lo anterior espero que te haya quedado claro que para el caso de las tomas de corriente no
hay certeza, solo es una aproximación a la cantidad total de Watts que se conectarán a ellos.
Así que, la pastilla de 20 Amperes para este caso no pasa de ser meramente una “propuesta”.
Si las cargas que se conectan a los contactos (varias de ellas) exceden los 180 Watts para cada
uno, requerirías aumentar la capacidad de protección de la pastilla, posiblemente a una de 30
Amperes o incluso mayor. En este caso utiliza la primera corriente obtenida 23.69 Amp. de tal
manera que el cálculo quedaría:
23.69×1.25=29.61 Amp.
Concluiríamos entonces que la mejor pastilla -siguiendo este criterio- es de 30 Amperes.
TEMA 31. Elección del centro de carga y pastillas termomagnéticas a utilizar en una instalación eléctrica (Parte 3).
Capacidad de la pastilla para proteger el circuito de alumbrado.
Tenemos 927 Watts, en lámparas y timbre o videoportero.
Aplicando la fórmula conocida I=P/(127*f.p.) queda:
I=927/(127×0.9)=8.11 Amp.
Luego, considerando el factor de demanda antes mencionado de 70% queda:
Ic=8.11×0.7=5.67 Amp. Después, considerando un 25% adicional a la capacidad instalada queda:
Iint=5.67×1.25=7 Amperes.
Sobre este valor puedes basarte para elegir la capacidad de la pastilla termomagnética, sin
embargo ten siempre presente que este es solo un criterio para hacerlo.
Otro criterio utiliza la primera corriente (en este caso 8.11 Amperes) la cual se multiplica por 1.25
(para agregar un 25%) resultando en este caso: Iint. = 10.13 Amperes.
De hecho hay electricistas experimentados y son tan exactos que simplemente con dar un “paseo”
por toda una residencia y una o dos preguntas a los dueños de la casa, determinan –sin mayores
cálculos- cuál o cuáles son las pastillas apropiadas para protegerla.
Pero… ¿Cuál de los dos criterios anteriores funciona mejor?
Respuesta. Todo depende del problema que tengas. Si la instalación será constante o sea que no
hay posibilidad de que se incremente en un futuro cercano, por economía utiliza la corriente
corregida (Ic) para calcular el interruptor. En cualquier otro caso utiliza la primera corriente
(Corriente nominal).
Lo que debe quedarte perfectamente claro es que hay varios criterios para elegir una pastilla
termomagnética y que en cualquiera de ellos siempre debes buscar que te quede lo mejor
ajustada posible a la instalación eléctrica que estés desarrollando.
De lo anterior concluimos que una pastilla de 10 Amperes es la adecuada para proteger la
carga de alumbrado de nuestra Instalación Eléctrica.
Pero… ¿Hay interruptores de 10 Amperes?
Si los hay, pero no son muy comunes, incluso existen hasta de 0.5 Amperes.
En pequeñas ferreterías o tiendas de artículos eléctricos la mínima capacidad que manejan es de
15 Amperes, así que ármate de paciencia y búscalos tienda por tienda. Ahora bien, si no quieres
buscar y te urge resolver el problema compra uno de 15 Amperes. Sucederá que dejarás un poco
más holgado el rango de protección, pero igual la pastilla se “dispara” en el caso de una falla por
corto circuito, solo que el tiempo para hacerlo es una pequeñísima fracción de segundo más tarde
que la de 10 Amperes, es más, en un caso extremo puedes colocar una de 30 Amperes, mayor no
te la recomiendo.
Aunque, la mejor-mejor pastilla en este caso siempre será la de 10 Amperes.
TEMA 31. Elección del centro de carga y pastillas termomagnéticas a utilizar en una instalación eléctrica (Parte 4).
Existen múltiples combinaciones para Centros de Cargas, tantas que sería largo enumerarlas
aquí. En general los hay para sistemas monofásicos, bifásicos y trifásicos.
Un Centro de Carga se compone de una Caja y una o
varias Pastillas (Interruptores Termomagnéticos) que
tienen la función de proteger a toda la Instalación
Eléctrica.
La colocación de la pastilla termomagnética en su caja es
bastante simple. Para el caso te muestro la figura de al
lado.
En la imagen puedes observar el lugar en donde debes
conectar la Fase (F) que viene de la acometida o del Interruptor Principal (Interruptor de Seguridad
que puede o no existir), y el Neutro (N), el cual -en este caso- su conexión a la pequeña placa
correspondiente en la caja es opcional, ya que si quieres pasarlo “limpiamente” hacia el interior de
la instalación puedes hacerlo.
La pastilla termomagnética tiene un punto de salida hacia el circuito interior, del cual debe llevarse
un conductor hacia adentro de la instalación eléctrica. Por lo general la conexión se hace en la
parte baja, pudiendo estar más al frente o hacia atrás dependiendo de las características o
marca del interruptor, ya sea atornillando el conductor o simplemente insertándolo y
apretando el tornillo que lo oprime y lo mantiene en su lugar (debes tener cuidado y saber
identificar si el conductor se coloca alrededor del tornillo y se aprieta o simplemente se
inserta y se aprieta el tornillo).
Después que se ha colocado el conductor que va al interior de la instalación, la pastilla se inserta a
presión primeramente en el riel y enseguida se ejerce presión nuevamente para que haga contacto
firme con la zapata en donde se conectó la fase…
Debes asegurarte que el interruptor efectivamente quedó bien acoplado a la zapata pues se da el
caso de que la mordaza a veces solo queda sobrepuesta -porque ambas estén muy ajustadas o
porque no hiciste suficiente presión- y se origine por ello un falso contacto, chispas o quizá un corto
circuito. Cuando al acople es correcto por lo general se escucha un sonido.
Para el caso de la imagen puedes observar que la caja tiene dos zapatas ya sea para conectarse
una a cada fase (sistemas bifásicos), o bien para “puentear” entre las dos (sistemas monofásicos).
En ambos casos se requieren dos pastillas, por ejemplo cuando se quiere proteger a dos circuitos
uno para alumbrado y otro para tomas de corriente, o bien uno para alumbrado-contactos y otro
para una motobomba.
Por lo general este tipo de dispositivos simples están diseñados para utilizarse con corrientes
comunes de operación de 30 Amperes como máximo para casas habitación o viviendas que no van
más allá de los 5,000 Watts (sistemas monofásicos).
TEMA 32. Herramientas y equipo para electricistas.
¿Cuales son las principales herramientas de un electricista?
BÁSICAS…
A menos que tus uñas, dedos, manos y dientes sean muy fuertes para hacer amarres, apretar
tornillos y pelar cables -lo digo porque lo he visto-, cuando conectes lámparas y contactos siempre
ocuparás:
Desarmador, pinzas de electricista y navaja (con estas herramientas puedes construir otra,
denominada lámpara de prueba).
Pero si vas a realizar más actividades además de las mencionadas, entonces necesitarás:
Multímetro -digital o analógico- (para mediciones de voltaje y de continuidad), tester (detección de
la fase en un grupo de conductores), pinzas pela-cables (desnudar puntas de los conductores), de
punta (curvar las puntas de los conductores para colocarlos en los tornillos de algún dispositivo) y
de corte (esencialmente para cortar conductores), dobla tubos conduit (curvar tubería conduit
metálica), ranuradora (corta la pared dejando dos líneas a cierta profundidad regulable con dos
discos tipo sierra para después desprender con cincel y martillo la parte del centro de las ranuras
dejando un canal para alojar manguera o tubo conduit) , guía jala-cable (te permite jalar los cables
para alojarlos en la tubería conduit), martillo (varios usos), pistola para soldar (para soldar
uniones con el propósito de evitar falsos contactos), taladro -y brocas para concreto- (perforar los
muros para alojar diferentes accesorios), porta-herramienta, escalera de tijera, casco, cinta
métrica, si tienes todo esto ¡felicidades! de lo contrario empieza a comprar cosa por cosa si es que
vas a dedicar tu vida a construir instalaciones…
Desde luego que hay más herramientas, pero no son muy usuales, por ejemplo, termómetros de
rayo láser que permiten detectar el calor existente en un conductor o en el centro de carga, testers
de diferentes tipos (unos funcionan con solo acercarlos al conductor), aparatos de láser que
permiten medir distancias los cuales se utilizan para determinar un aproximado de los metros de
conductor que utilizarás en una instalación eléctrica, aparatos que te permiten “rastrear” las líneas
ocultas en paredes, etc. Si puedes comprar todo el paquete hazlo, es una buena inversión aunque
como ya te dije estos últimos no son muy comunes.
Claro que algunos aparatos que mencioné requieren accesorios adicionales, por ejemplo la pistola
para soldar ocupa soldadura de estaño, el taladro requiere además de brocas, taquetes y la
ranuradora de muros, discos.
TEMA 33. ¿Qué importa más en una Instalación Eléctrica: la economía, la seguridad, o la estética?
CRITERIOS A ELEGIR…
Uno de los problemas de las instalaciones eléctricas es la decisión que debe tomar el instalador
respecto del criterio a seguir en su construcción.
¿Cómo debe ser la Instalación Eléctrica?
Debe ser: económica, segura y con nivel de iluminación acorde a las necesidades específicas y
a los estandares oficiales existentes. Puede haber más factores, de hecho los hay, pero lo que
trato de plantear aquí es el problema de la elección ¿por donde debe irse un electricista?
Lo ideal sería respetar todos los criterios, si no completamente por lo menos parcialmente, pero en
los hechos a veces esto resulta complicado, a menos que se dijera: economía “en donde se
pueda”, estética “en donde se pueda” y seguridad “en donde se pueda”.
A continuación expondré mi punto de vista al respecto, -y es solo eso, una opinión-. Incluiré el
aspecto de iluminación como parte de la Instalación…
1. Si la instalación es pequeña -menor de 3,000 Watts, me guiaría por el criterio de la economía,
sacrificando estética y niveles de iluminación, pero teniendo en mente el aspecto de la seguridad,
aunque prevalecería sobre este último la economía.
2. Si la instalación es mayor de 3,000 Watts y hasta -digamos- 5,000 Watts, trataría de equilibrar
los factores principales, economía y seguridad, dándole un poco más de atención al aspecto de
seguridad, y empezaría a tomar en cuenta el aspecto de la estética.
3. Si la instalación es mayor de 5,000 Watts y hasta -por ejemplo- 10,000 Watts, me inclinaría más
por los aspectos de seguridad y estética por encima de la economía y buscaría aplicar el factor de
niveles de iluminación requeridos en los espacios del proyecto.
4. Para una Instalación mayor de los 10,000 Watts, definitivamente desplazaría al último el aspecto
de la economía y me guiaría por los aspectos de: seguridad, estética y niveles de iluminación
acordes a los espacios. Trataría de equilibrarlos.
Claro que hay casos especiales en donde el cliente decide el criterio a seguir, también los hay en
donde existen cargas especiales que rebasan fácilmente los 10,000 Watts y al que paga le importe
un cacahuate el aspecto de la estética y de los niveles de iluminación. En estos “casos especiales”
el electricista siempre estará sujeto a criterios ajenos. Igual existen casos para viviendas de interés
social en donde el único criterio a seguir es el de la economía con la más elemental seguridad.
TEMA 34. ¿Qué es un Diagrama Unifilar?
UNIFILAR se refiere a una sola línea para indicar conexiones entre diferentes elementos, tanto de
conducción como de protección y control.
Los diagramas son muy útiles cuando se trata de interpretar de
manera sencilla por donde se conduce y hasta donde llega la
electricidad. Generalmente incluyen dispositivos de control, de
protección y de medición, aunque no se limiten solo a ellos.
El uso de Diagramas Unifilares se recomienda en planos de
Instalaciones Eléctricas de todo tipo, sobre todo cuando estas
incluyen varios circuitos o ramales. Se complementan de manera
esencial con los Diagramas de Conexiones. Con ambos esquemas
quien realiza una instalación eléctrica sabe perfectamente por donde
“tender” cada uno de los conductores físicamente.
No existe una Norma Oficial respecto de la elaboración de estos
diagramas, por lo tanto la forma de hacerlos se deja prácticamente a criterio del técnico electricista,
pero si, respetando siempre la simbología oficial en materia de Instalaciones Eléctricas. Puedes
hacerlos en forma vertical (como en la figura) o bien horizontalmente.
Para el caso, te muestro dos formas de diagramas unifilares que esencialmente significan lo
mismo. Seguramente si investigas en internet encontrarás más formas con variaciones tanto en
símbolos como en su diseño.
En la figura puedes ver elementos tales como:…
ACOMETIDA.
MEDIDOR, REGISTRO, WATTHORIMETRO O KILOWATTHORIMETRO.
INTERRUPTOR DE SEGURIDAD, INTERRUPTOR PRINCIPAL O INTERRUPTOR GENERAL.
CENTRO DE CARGA O TABLERO DE DISTRIBUCIÓN.
Tal como se muestra en la imagen, el interruptor de seguridad y el centro de carga pueden ser
expresados de diferente manera, por lo general las capacidades de los fusibles y las pastillas
termomagnéticas que incluyen, se escriben a un lado del dispositivo que los incluye.
TEMA 35. ¿Qué es un Diagrama de Conexiones?
Son similares a los diagramas unifilares, solo que en este caso en
los esquemas siempre se hace referencia a las fases a las cuales
estarán conectados todos los circuitos.
Pueden incluir símbolos de interruptores termomagnéticos indicando
su capacidad de protección para los circuitos que protegen.
Los Diagramas de Conexiones son el complemento ideal para los
diagramas unifilares, con ambos esquemas los electricistas que
“leen” un plano pueden saber fácilmente como se distribuye la energía
eléctrica al interior de una residencia o comercio.
En la figura puedes observar que el Neutro pasa limpiamente hacia el
interior de la instalación eléctrica.
Cuando se trata de instalaciones eléctricas monofásicas no aportan información por lo que se
prescinde de ellos.
No hay una Norma Oficial que regule su elaboración por lo que se deja a criterio del electricista la
forma de realizarlos. Pueden hacerse en forma horizontal y/o vertical, también pueden incluir los
lugares que alimentan cada una de las derivaciones conectadas a las fases.
TEMA 36. Carga en V-A (Volts-Amperes) para alumbrado en Instalaciones Eléctricas.
Definir cuantos Watts por metro cuadrado son necesarios para alumbrado en una instalación
eléctrica, puede resultarte complicado por varias razones. En primer lugar está el tipo de espacio a
iluminar, ¿Qué uso tendrá? Luego está el número de luminarias a colocar, después está el tipo de
lámpara a elegir, etc, son varios los aspectos a considerar.
A pesar de lo anterior, existen algunas tablas que permiten tener una “idea” de la cantidad de Volts-
Amperes (VA, “Watts sin considerar factor de potencia”) a utilizarse para obtener un nivel de
iluminación “más o menos” acorde a una necesidad especifica.
Por ejemplo la NOM-001-SEDE-2005 consigna lo siguiente.
Cabe mencionar que estos niveles consideran tomas de corriente incluidas en los espacios a
alumbrar.
Por otra parte existe otra norma oficial NOM-007-ENER-1995 que señala lo siguiente…
Aunque esta última no incluye contactos, solo alumbrado.
Puede utilizarse cualquiera de las dos tablas, no se contraponen, y aunque se supone que la NOM-
001-SEDE-2005 es más reciente, de cualquier forma la otra aun está vigente.
Ahora bien, ¿Cómo se hace el cálculo?
Supongamos que tenemos un local comercial de 10×20 metros, es el mismo procedimiento si fuera
de 80×140 metros.
De la tabla 220-3.b elegimos “tiendas”. El nivel de iluminación requerido es de 30 VA/mt2, por lo
tanto:
((10)(20)m2)(30 VA/m2)=6,000 VA.
El resultado anterior quiere decir que en todo el espacio del local comercial deben existir por lo
menos 6,000 VA. Ahora bien, si consideramos que en dicho espacio debe haber lámparas y
contactos entonces solo es cuestión de “acomodar” esta cifra. Por ejemplo podríamos tener 15
contactos de 180 VA cada uno, que sumarían 2,700 VA, y los restantes 3,300 VA en iluminación
por ejemplo 33 focos de 100 Watts. En realidad todo dependería de las necesidades que se
tuvieran concretamente en el lugar.
Por otra parte la Tabla 1 de la NOM-007-ENER-1995 indica 19 Watts por metro cuadrado para
iluminación interior en comercios, por lo que resultaría:
((10)(20)m2)(19 VA/m2)=3,800 Watts, para iluminación, o sea un promedio de 38 focos de 100
Watts iluminando el local.
Como puedes ver, el cálculo es simple, solo se limita a una multiplicación y “acomodo” del
resultado de acuerdo a las necesidades que se tengan.
Pero, pero, pero… una cosa es la teoría y otra la práctica, ya que los resultados de las operaciones
te muestran solo los mínimos necesarios de iluminación requerida, considerando lámparas
incandescentes o fluorescentes comunes, pero si colocas lámparas ahorradoras (que a últimas
fechas están teniendo auge) es otro asunto, ya que con el mismo nivel de iluminación podrías
reducir a la mitad -o menos- el consumo de energía eléctrica por este concepto, de tal forma que
ya no concuerde con el cálculo previo, por lo tanto las tablas en este caso te dan solo una idea,
todo dependerá de la instalación que tengas que desarrollar y de cual sea tu decisión al respecto, y
casi siempre este es el problema: tomar la decisión correcta
TEMA 37. ¿Cómo conectar una regadera eléctrica?
Han sido ya varias personas las que me han preguntado acerca de cómo
conectar una regadera (ducha) eléctrica,
en atención a ellas y a quienes pudieran tener la misma duda escribiré al respecto.
A últimas fechas esta forma de obtener agua caliente ha
cobrado cierto auge. En lo personal a mi no me gusta por
dos razones. La primera es por el gasto excesivo de
energía y la segunda porque cierta ocasión que probé una
no me convenció del todo ya que aunque tenía un switch
de dos posiciones -para agua tibia y agua caliente-, en las
dos solo obtuve agua moderadamente tibia, y eso que
estaba en un lugar en donde no hacía mucho frío,
entonces pensé: este aparato colocado en un lugar de
clima frío quien sabe si serviría. Pero claro, lo que me
sucedió a mi no significa que deba pasarle a todo el
mundo. Se que habrá mejores y peores regaderas
eléctricas, y espero que tú que lees este artículo compres,
o hayas comprado una de buena calidad.
Por lo general este tipo de aparatos consume mucha
energía, por ahí de los 3500 a los 5000 Watts, o más
inclusive. Quizá este dato no te diga mucho, pero si te menciono que estas cantidades son las que
puede consumir la carga eléctrica TOTAL conectada en una vivienda promedio, tal vez exclames
¡Ah caray! Por lo tanto, si tenías una carga total de 4000 Watts en tu casa, con solo agregar este
pequeño aparatito para calentar el agua que recorre tu santo cuerpo la duplicarás. Quizá esto
tampoco te diga mucho, mejor espera a ver el recibo de la luz. Peor aún, si haces un uso irracional
de la regadera, en menos que canta un gallo ronco terminarás por quitarla, y tal vez acabes
maldiciendo a quienes te la vendieron o te animaron a comprarla.
¡Caray!… esto ya parece un artículo en contra de dicho aparato. Y es
que todavía no me convencen del todo por lo que dije, pero bueno… si
haces un uso racional de ella, en realidad no significará gran
desembolso económico para ti –igual seguirás gastando en refrescos
dulces o amargos lo mismo que antes-, pero además –a favor de estos
aparatos- si ya sabes que cuando la llave de la regadera esté abierta
gastarás energía-dinero entonces seguramente la cerrarás en cuanto
termines de quitarte la espuma del jabón -no la dejarás abierta como suele suceder mientras te
jabonas otra vez-, lo que al final significará un menor gasto de agua, y eso está muy, pero muy
bien, sobre todo en estos tiempos en donde el vital liquido empieza a escasear. También -otro
punto a favor- está el aspecto práctico de estos aparatos ya que pueden quitarse y ponerse
fácilmente, no hay punto de comparación en este aspecto con un boiler por mucho que sea de los
llamados “de paso”.
Ok´. Con todo lo anterior ya tienes un mejor panorama si es que quieres comprar una, pero si ya la
tienes olvídate de todo lo anterior y atiende al diagrama que coloqué al principio. Simplemente
conéctala a su propio interruptor termomagnético (por lo general de 30 Amperes -o mayor-, en la
misma regadera se especifican las capacidades tanto del interruptor como del conductor eléctrico
que debe alimentarla) sea que éste, esté ubicado dentro de la caja principal de interruptores, o en
su propia caja. Si no quieres mayores disturbios en tu instalación eléctrica conecta el interruptor
directamente a los cables de la acometida o bien haz un “puente” del que ya tengas -como en el
esquema-.
La conexión es bastante simple. Dos alambres o cables (si no te lo
indican, utiliza como mínimo calibre no. 12 AWG o de preferencia cal.
10 AWG) que parten del interruptor, llegan hasta la regadera eléctrica
y se conectan a dos de los tres conductores que tiene.
El cable verde es de tierra y es un cable de seguridad, por lo que
debes conectarlo –según la norma oficial- a un electrodo de tierra (cómpralo en la ferretería o en la
tienda de artículos eléctricos, las instrucciones para colocarlo se dan junto con él), pero igual
puedes conectarlo a la tubería (metálica de cobre) principal de agua que alimenta tu casa (no de
gas), o bien puedes hacerlo en cualquiera de las varillas de uno de los castillos de tu casa,
procurando en todos los casos que exista una excelente unión. En lo personal te recomiendo que
compres un electrodo de tierra.
Importante. Hacer una instalación a tierra requiere conocer y respetar varias cosas, no es tan
simple como parece, por lo que si no sabes hacerla más vale que contrates a un electricista. He
visto que algunas personas simplemente ponen un clavo en la pared del baño cerca de la regadera
y ahí conectan el cable de tierra. Esto desde luego que está mal, aunque es posible que jamás
suceda nada porque no llegue a fallar la regadera, pero de cualquier manera es más seguro hacer
una instalación a tierra, atendiendo las instrucciones del fabricante del electrodo. Bajo ninguna
circunstancia cambies la conexión de los cables (el neutro a tierra y la tierra al neutro),
tampoco hagas experimentos intentando conectar el cable de tierra al neutro o viceversa.
Una muy amplia explicación respecto de los sistemas de tierras la encuentras aquí
TEMA 38. Conexión de una motobomba (pastilla, calibre de conductores, etc.).
La motobomba (bomba) es uno de los principales aparatos actuales que incluyen un motor
eléctrico, además se tienen: clima artificial, refrigerador, horno de microondas, ventilador y otros de
menor importancia. Por lo general se utiliza para mover agua hacia recipientes de almacenamiento
temporal (tinacos u otros).
En los hogares de antes bastaba con que todo mundo abriera la llave del
agua para obtenerla con suficiente presión (puede ser que todavía haya
comunidades en donde así suceda), pero hoy en muchos lugares -sobre
todo ciudades- su abastecimiento por la red de agua potable carece de la
suficiente presión para alcanzar las partes altas de una construcción
siendo necesario entonces colocar primero una cisterna o aljibe que la
almacene directamente, luego un tinaco y subirla a él por medio de una
motobomba -me gustaría hablar de la escasez del agua intentando hacer
conciencia, pero el objetivo del tema es otro-.
Motobombas las hay de varias marcas y capacidades. Por ejemplo las
más comunes para instalaciones eléctricas residenciales en casas de
interés social son de ¼ de H.P. (1 H.P. equivale aproximadamente a 746 Watts, por lo tanto ¼ h.p.
son 186.5 Watts. H.P. significa Horse Power, caballos de fuerza.)
Por lo general las motobombas se conectan independientemente del resto de la instalación, esto
es, se pone una línea especial que las alimente de energía. Haciéndolo así se evita que al
momento de arrancar causen “parpadeos” por la excesiva energía eléctrica que absorben (aun así
a veces se nota en la iluminación cuando encienden). Cabe mencionar que la energía que absorbe
el motor a la hora de arrancar es mayor (de tres a cinco veces, dependiendo de sus características)
que la energía que ocupa para estar trabajando normalmente. Esta situación debe contemplarse
también en la capacidad del interruptor que las controle.
La conexión en la caja de interruptores es la que muestro en el diagrama. N-Neutro; F-Fase; C-
Circuito interior de la casa; M-Motobomba…
Otro tipo de Centro de Carga es el que te muestro en la
figura, recomendado para instalaciones eléctricas en
viviendas de interés social. Simplemente es otra opción. Las
conexiones son similares al primero que te mostré.
En ambos casos, tanto en el primer esquema como en el
segundo, si en lugar de tener una alimentación monofásica,
tuvieras 2 Fases y Neutro (sistema bifásico), cada fase
llegaría a una zapata o terminal del Centro de Carga, en otras palabras, la fase no estaría
“puenteada” como es el caso de un sistema monofásico.
A continuación pondré diferentes casos del cálculo de alambre o
cable AWG, de la tubería conduit y del interruptor correspondiente,
que pueden presentarse en instalaciones eléctricas residenciales
monofásicas (1 Fase, 1 Neutro). Los cálculos están hechos según
las tablas de la compañía SQUARE D.
Motobomba de ¼ H.P. Monofásica 2 hilos (Fase y neutro). Son las
más comunes. 186.5 Watts. Utiliza alambre o cable AWG calibre No. 12. Tubería conduit de ¼
pulgada, interruptor termomagnético de 15 Amperes. Para el control del encendido o apagado
puede utilizarse un sistema por flotador mecánico o eléctrico.
Para potencias mayores pueden utilizarse arrancadores automáticos cuya función principal es la
de proteger al motor y a la instalación eléctrica en general, igual, como
sistema de control pueden utilizarse electroniveles. Ambos dispositivos se
complementan muy bien para brindar un servicio optimo.
Motobomba de ½ H.P. Monofásica 2 hilos (Fase y neutro). 373 Watts.
Utiliza alambre o cable AWG calibre No. 12 (si la bomba está muy lejos del
punto desde donde se alimentará -unos 35 o 40 metros-, utiliza calibre No.
10). Tubería conduit de ¼ pulgada, interruptor termomagnético de 20
Amperes.
Motobomba de ¾ H.P. Monofásica 2 hilos (Fase y neutro). 560 Watts. Utiliza alambre o cable
AWG calibre No. 12 (si la bomba está lejos del punto desde donde se alimenta -unos 20 o 25
metros-, utiliza calibre No. 10). Tubería conduit de ¼ pulgada, interruptor termomagnético de 30
Amperes.
Motobomba de 1 H.P. Monofásica 2 hilos (Fase y neutro). 746 Watts. Utiliza alambre o cable AWG
calibre No. 10. Tubería conduit de ¼ pulgada, interruptor termomagnético de 30 Amperes.
TEMA 39. Elementos de una acometida.
Especificación para servicio MONOFÁSICO con carga hasta 5,000 Watts en baja tensión,
área urbana, red aérea, con barda frontal.
A cargo del usuario.
1. Mufa intemperie de 32 mm (1 1/4″) de diámetro.
2. Tubo conduit de fierro galvanizado pared gruesa de 32
mm (1 1/4″) de diámetro y con 3000 mm de longitud.
3. Cable de cobre THW calibre 8.367 mm2 (8 AWG) desde
la mufa hasta el interruptor, el forro del conductor neutro de
color blanco y el de la fase diferente al blanco.
4. Base enchufe de 4 terminales, 100 amperes.
5. Interruptor termomagnético (preferente) o de cartucho
fusible de 2 polos, 1 tiro, 250 volts, 30 amperes, a prueba de agua cuando quede a la intemperie.
6. Reducción de 32 mm (1 1/4″) a 12,7 mm (1/2″).
7. Tubo conduit pared delgada de 12,7 mm (1/2″) de diámetro.
8. Alambre o cable de cobre calibre 8.367 mm2 (8 AWG) mínimo.
9. Conector para varilla de tierra.
10. Varilla de tierra para una resistencia máxima de 25 ohms.
A cargo de la C.F.E.
11. Medidor tipo enchufe de 15 amperes, 1 fase, 2 hilos, 120 volts (f121).
12. Aro para base enchufe de acero inoxidable.
13. Sello de plástico.
Notas…
A. La preparación para recibir la acometida debe estar como máximo a 35 metros del poste desde
el cual se dará el servicio.
B. El conductor del neutro debe conectarse directo a la carga sin pasar por algún medio de
protección (fusible o termomagnético ).
C. La preparación para recibir la acometida debe estar al límite de propiedad, empotrada o
sobrepuesta.
D. Evitar que la acometida cruce otro terreno o construcción.
E. La altura de la mufa para recibir la acometida es de 4800 mm.
F. El interruptor estará a una distancia no mayor a 5000 mm del medidor.
G. Marcar el número oficial del domicilio en forma permanente.
Referencia. Comisión Federal de Electricidad
TEMA 40. Elementos de una acometida (bifásica).
Especificación para servicio BIFÁSICO con carga hasta 10,000 Watts en baja tensión, red
aérea, con barda frontal.
Especificaciones de materiales y equipo a cargo del usuario.
1. Mufa intemperie de 32 mm (1 1/4″) de diámetro.
2. Tubo conduit de fierro galvanizado pared gruesa de 32
mm (1 1/4″) de diámetro y con 3000 mm de longitud.
3. Cable de cobre THW calibre 8.367 mm2 (8 AWG) desde
la mufa hasta el interruptor, el forro del conductor neutro de
color blanco y los de las fases diferentes al Blanco.
4. Base enchufe de 4 terminales, 100 amperes con quinta
terminal.
5. Interruptor termomagnético (preferente) o de cartucho fusible de 2 polos, 1 tiro, 250 Volts, 30
amperes, a prueba de agua cuando quede a la intemperie.
6. Reducción de 32 mm (1 1/4″) a 12,7 mm (1/2″).
7. Tubo conduit pared delgada de 12,7 mm (1/2″) de diámetro.
8. Alambre o cable de cobre calibre 8.367 mm2 (8 AWG) mínimo.
9. Conector para varilla de tierra.
10. Varilla de tierra para una resistencia máxima de 25 Ohms.
Instalado por C.F.E.
11. Medidor tipo enchufe de 15 amperes, 1/2 fases, 3 hilos (f621/f421).
12. Aro para base enchufe de acero inoxidable.
13. Sello de plástico…
Notas.
A. La preparación para recibir la acometida debe estar
como máximo a 35 metros del poste desde el cual se dará
el servicio.
B. El conductor del neutro debe conectarse directo a la
carga sin pasar por algún medio de protección (fusible o
termomagnético).
C. La preparación para recibir la acometida debe estar al límite de propiedad, empotrada o
sobrepuesta.
D. Evitar que la acometida cruce otro terreno o construcción.
E. La altura de la mufa para recibir la acometida es de 4800 mm.
F. El interruptor estará a una distancia no mayor a 5000 mm del medidor.
G. Marcar el numero oficial del domicilio en forma permanente sello de plástico.
Referencia. C.F.E.
TEMA 41. Herramientas, material y equipo que todo electricista debe conocer, saber y/o tener.
La imagen incluye lo que a mi juicio debe conocer un técnico electricista. Se que habrá quien diga
¡hay más aparatos profe…! Y es que los hay, muchos más, sin embargo con que aprendas estos,
sea que los manejes o que simplemente los conozcas, será un buen principio.
Los nombres son los siguientes.
1. Dobla Conduit (o dobla tubo conduit).
2. Ranuradora.
3. Multímetro digital.
4. Cables del multímetro (puntas y conectores tipo banana en
extremos).
5. Pinzas de punta.
6. Navaja.
7. Megger o Megohmetro.
8. Portaherramientas.
9. Guía jalacable.
10. Escalera de tijera (o tipo tijera).
11. Pinzas todo-propósito.
12. Pistola para soldar.
13. Gogles o gafas protectoras.
14. Tubo de silicón.
15. Pinzas mecánicas.
16. Taladro.
17. Tester o probador de voltaje.
18. Portaherramientas para electricistas.
19. Amperímetro de gancho.
20. Wattmetro o Wattimetro.
21. Voltmetro fijo.
22. Pinzas de electricista.
23. Cinta aislante.
24. Casco…
25. Pinzas para cortar conductor (cortacables).
26. Tester o probador de voltaje.
27. Llave perica.
28. Tenazas sacaclavos.
29. Multímetro analógico (de aguja).
30. Frecuencímetro.
31. Listón fusible o elemento fusible.
32. Factorímetro o Cosímetro.
33. Pinzas pelacables.
34. Luxómetro.
35. Pinzas articuladas.
36. Desarmador o destornillador de punta plana.
37. Desarmador o destornillador con punta de cruz.
38. Osciloscopio.
39. Lija multiusos.
40. Taquete.
41. Telémetro.
42. Flexómetro.
43. Cautín.
44. Detector de líneas o tubería metálica.
45. Portaherramientas para electricistas tipo mandil.
46. Estuche portaherramientas.
TEMA 42. Equipo de seguridad para instaladores, montadores y/o linieros electricistas.
La imagen incluye lo que a mi juicio debe conocer un técnico electricista en materia de
implementos de seguridad posibles de ser utilizados por él.
Da un click encima de la imagen para crecerla.
¿Hay más implementos de seguridad? Si. Hay muchos más, pero si aprendes los que ves, es un
buen principio para ti que estudias tu educación media superior.
TEMA 43. ¿Que es una carga eléctrica?
Todo aquello que consume -o que utiliza- electricidad es una carga eléctrica. Las cargas eléctricas
pueden ser de tres tipos: resistivas (R), inductivas (L) o capacitivas (C).
Con los tres tipos de cargas mencionados podríamos formar un cuarto tipo combinándolas y les
llamaríamos cargas mixtas.
Son cargas resistivas todas aquellas que consumen electricidad y por lo
general producen calor y/o luz, por ejemplo: parrillas eléctricas, focos, horno
eléctrico, cafetera, sandwichera. Su consumo se mide en Watts.
Son cargas inductivas aquellas que utilizan la electricidad pero no la disipan,
por ejemplo los motores eléctricos (motobomba, refrigerador, extractor de
jugos) en los cuales se crean campos magnéticos que interactúan, a partir de
los cuales se produce movimiento (energía mecánica). Su “consumo” se mide
en VA (Volts Amperes).
Son cargas capacitivas aquellas que utilizan la electricidad pero no la disipan, simplemente la
absorben y luego la devuelven al sistema, por ejemplo los capacitores o condensadores que tienen
la propiedad de “acumular” energía eléctrica para luego descargarla al sistema. Su “consumo” se
mide en VAR (Volts Amperes Reactivos).
Son cargas mixtas las que resultan de la combinación entre los tres tipos de cargas principales…
En realidad la carga total de una casa-habitación es una combinación de los tres tipos principales,
pero en la mayoría de los casos se omiten las inductivas (VA) y capacitivas (VAR) y simplemente
se atiende al consumo en Watts para toda la residencia, esto es, se convierten los VA a Watts y en
base al total se calcula el calibre del conductor eléctrico.
Siempre que realices una instalación eléctrica debes hacerla acorde a tu carga.
Si tienes mucha carga entonces circulará más corriente y los conductores deben
tener un mayor calibre para soportarla, por el contrario si tienes poca carga y
sabes que en un lugar específico no se incrementará en el futuro entonces utiliza
conductor más delgado.
Los conductores siempre deben partir -del punto de alimentación o acometida-
de mayor a menor o de igual a igual NUNCA al contrario. Por ejemplo en una
instalación eléctrica residencial común la acometida tiene conductores calibre
No. 8 AWG, luego continua con calibre No. 10 AWG en los alimentadores
generales, enseguida utiliza calibre No. 12 AWG para circuitos derivados y
contactos, y termina con calibre No. 14 AWG para retornos (recuerda que cuanto mayor sea el
número es más delgado el conductor).
Puedes proteger un área particular por ejemplo la sala o cualquier otro lugar con una pastilla
termomagnética exclusiva para ese lugar y colocarla en su respectiva caja en donde consideres
apropiado, dentro o fuera del recinto que deseas proteger.
Para obtener el total de Watts existentes en una casa-habitación solo has una simple suma.
1. Empieza a contar todos los contactos que tengas (o que vayas a colocar), luego el total
multiplícalo por 180.
2. Al resultado anterior súmale los Watts existentes de alumbrado (cada lámpara tiene en sus datos
impresos la cantidad de Watts que consume).
3. Luego suma los Watts indicados en la motobomba. Si es de 1/4 H.P. considera 186
Watts, si es de medio H.P. considera 373 Watts, si es de 3/4 H.P. considera 560 Watts, si
es de 1 H.P. considera 746 Watts.
4. Si tienes un sistema de clima artificial por cada “tonelada” considera 1,800 Watts. Si es
de mayor capacidad te conviene manejarlo en forma “separada” del sistema, esto es,
podrías utilizar una fase exclusiva para el clima y otra para el resto de la instalación
eléctrica, en este caso tendrías que derivar un circuito particular para él y proceder a realizar los
cálculos correspondientes.
Si rebasas 5,000 Watts tu instalación debe ser bifásica, esto significa que tendrás que hacer un
contrato con la CFE para que te proporcionen dos Fases (3 hilos, -2 Fases y un Neutro-). Si
rebasas 10,000 Watts tu instalación debe ser trifásica por lo cual la CFE te deberá proporcionar
tres Fases y un hilo Neutro.
Si tu instalación no rebasa los 5,000 Watts (como es el caso de aproximadamente un 80 por ciento
de las instalaciones eléctricas del país) utiliza los siguientes conductores.
Calibre No. 10 AWG para los alimentadores principales. Calibre No. 10 o 12 AWG (según lo
requieras) para circuitos derivados y contactos. Calibre No. 14 AWG para retornos y para conectar
apagadores de 3 vías (de escalera).
La Fase siempre se “baja” a los apagadores en calibre No. 12, igual deben ser los puentes que se
realicen en contactos.
TEMA 44. Conductores alimentadores generales.
¿Qué son los alimentadores principales/generales de una Instalación Eléctrica? Son los que
proporcionan toda la energía eléctrica a una casa habitación. Soportan toda la carga, a partir de
ellos (FASE y NEUTRO principal) se distribuyen “ramales” llamados circuitos derivados hacia los
diferentes espacios de una residencia.
Los alimentadores principales/generales debes ubicarlos
por el centro de la casa (tal como te lo muestro en la
figura) formando una especie de cien-pies en donde las
múltiples extremidades (patas) del animal son circuitos
derivados.
Para una casa habitación (vivienda, residencia o casa de interés social), “común” de hasta de 8 por
30 metros (aproximados), utiliza calibre No. 10 AWG como alimentadores principales.
Lo anterior no sucede en todos los casos, pues habrá algunos en donde incluso casas más
pequeñas requieran conductores de mayor calibre porque su carga es mayor, en tal caso deben
calcularse obteniendo la carga total (tema anterior) y el total dividirse entre 114 Volts, con la
corriente obtenida se busca en tablas de acuerdo al tipo de conductor que se quiera utilizar y ahí se
obtiene el calibre. Pero en el 90 por ciento de los casos son calibre No. 10 AWG.
Si los conductores alimentadores principales no pueden tenderse por el centro hasta el fondo de
una residencia, entonces se busca la mejor manera de colocarlos evitando curvas y regresos al
interruptor principal, en tal caso la carga puede separarse en circuitos. La razón de esto es para
evitar un fenómeno llamado caída de tensión/voltaje el cual se presenta cuando el conductor es
más largo. Pensando entonces en que fueran completamente rectos (30 metros) la caída de
tensión que se presenta no representa problema.
La caída de tensión es una disminución del voltaje existente en la casa-habitación. Recuerda
que una instalación funciona bien si el voltaje se mantiene dentro del rango de los 110 a los 130
Volts. Más abajo o más arriba genera problemas en los aparatos de consumo, a corto, mediano y
largo plazo…
El voltaje que suministra la CFE en teoría es de 127 Volts, pero por la distancia que hay del poste o
del punto de alimentación hasta la mufa de tu casa (acometida) -la cual se supone que no debe
exceder de 35 metros- se presenta una disminución del voltaje y si además agregas una
instalación mal hecha con vueltas y más vueltas de conductor, entonces puedes llegar a ocasionar
una baja sustancial del mismo llegando a tener menos de los 110 Volts requeridos como mínimo
para que la mayoría de aparatos de consumo eléctrico funcionen bien.
Una forma de detectar si tu instalación eléctrica está bien hecha es midiendo el valor del voltaje
existente en ella, puedes verificarlo con tu multímetro (selecciona Volts) en todos los contactos. Si
la diferencia entre la lectura mayor y menor no va más allá de los 5 Volts. y el voltaje promedio no
es menor a los 110 Volts, entonces la instalación eléctrica funciona bien en lo que respecta al nivel
de voltaje. Si la diferencia es menor de 5 Volts y el voltaje promedio es de 120 Volts, está
excelente. Pero si es mayor de 5 Volts y el voltaje registrado en uno o varios contactos es menor
de 110 Volts, te convendría que la revisara un especialista o que informaras a la CFE porque
seguro tendrás problemas.
TEMA 45. Instalación de un par de lámparas fluorescentes controladas con un apagador sencillo.
Fueron varios lectores los que me solicitaron que escribiera acerca de la conexión y control de
lámparas fluorescentes. Puesto que un porcentaje “limitado” de Instalaciones Eléctricas
Residenciales las incorporan y además existen diversas configuraciones en su instalación, no me
había dado la oportunidad de terminar un breve artículo al respecto, también –siendo honesto- lo
creía innecesario debido a que en los “balastros” (balastras o balastos) están perfectamente claras
las conexiones que deben realizarse para ponerlas a funcionar.
Hay varias páginas que explican el funcionamiento de las lámparas fluorescentes, te dejo una
aquí…
Un ejemplo de la colocación de un juego de lámparas está aquí…
En fin… aquí está el artículo, aunque sea breve.
El diagrama de conexiones para un par de
lámparas de encendido instantáneo de 32 Watts, con “balastro” electrónico (ISB SOLA BASIC 758-
232-SC) es el que te muestro.
El conductor negro del “balastro”, se conecta a la FASE a través de un interruptor sencillo. El
conductor gris se conecta directamente al Neutro de la línea.
La carga total (o potencia total) de ambas lámparas es de 32×2=64 Watts, sin embargo, y aunque
se supone que el “balastro” no consume energía, en los hechos disipa un porcentaje aproximado al
10% del total de Watts –un poco menos por ser un balastro electrónico, pero es mejor considerarlo
así-. Por lo tanto, para efectos de cálculos en Instalaciones Eléctricas considera un aproximado de
70 Watts totales para el par de lámparas…
Los balastros electrónicos presentan mayores ventajas que los electromagnéticos
(convencionales). Menor tamaño, mayor eficiencia, eliminación del parpadeo de la lámpara al
encenderla, menor ruido, mayor vida de la lámpara, y algunos tienen la posibilidad de utilizar
reguladores de intensidad luminosa. Su desventaja principal es su costo y se dice –no me consta,
pero puedo conceder que es cierto-, que son más sensibles a las variaciones de voltaje en la línea
de alimentación dado que incorporan elementos electrónicos.
Toda la conexión hazla en calibre No. 14 AWG. Si en la caja (”chalupa”) del apagador tienes un
contacto “baja” la FASE en calibre No. 12 AWG y has un puente entre ambos dispositivos.
NOTA. Si además de los conductores mostrados en el “balastro” hay un cable verde, conéctalo a
tierra física o bien a una estructura metálica.
Tema 46. ¿Qué es el factor de potencia?
¡Caray!, sabía que tarde o temprano tendría que escribir respecto de este tema, y es
que, como el asunto es meramente teórico no tenía mucho interés en ello, pero hoy,
¡se acabó! ya no pude retrasarlo más. Dos o tres lectores me habían preguntado al
respecto, y en la escuela ya perdí la cuenta de los alumnos que igual, han
cuestionado acerca de lo mismo.
Entonces… (chiste local), como dijo “Checo”: “no hay de otra sopa”, trataré de
explicarlo de la manera más simple.
Son dos los elementos de la Potencia Eléctrica: Corriente y Voltaje. Al producto de
ambos se le denomina precisamente Potencia, sea en circuitos pequeños (tarjetas
electrónicas), medianos (electrodomésticos menores y mayores en viviendas) o
grandes (motores en instalaciones industriales).
Los valores de Corriente y Voltaje en un circuito de corriente alterna crecen y
decrecen simultáneamente, van de cero a un valor máximo, luego a cero y enseguida
crecen pero en otra dirección (recuerda que la corriente alterna hace como la canción:
“un pasito pa´ delante y otro para atrás). Ambos valores siguen una curva del tipo de
las sinusoides (Seno, Coseno). La onda de Voltaje siempre se representa más crecida
(hacia arriba y hacia abajo) que la de la Corriente…
I. Corriente. V. Voltaje.
Cuando la carga en un circuito (o sea todo lo que se conecta
a la fuente alimentadora de energía eléctrica) es puramente RESISTIVA (R) las ondas
de Corriente y Voltaje se comportan de la siguiente manera: ambas crecen y decrecen
al mismo “ritmo” (van de la mano pues, como dos tiernos enamorados), coincidiendo
en los puntos de inicio, medio y final de cada ciclo. Esto sucede cuando se trata de
cargas que incorporan solo elementos resistivos, por ejemplo: parrillas o estufas
eléctricas, cafeteras eléctricas, etc, cualquier aparato de consumo que utilice para su
funcionamiento resistencias…
Cuando la carga es puramente INDUCTIVA (L) (bobinas,
motores) se presenta el siguiente fenómeno: la corriente se “atrasa” respecto del
voltaje, esto es, ambas ondas ya no están empalmadas (los dos enamorados ya no
van de la mano, él va adelante de ella), de tal manera que cuando el voltaje llega a su
punto máximo la corriente apenas va creciendo. ¿Por qué? Porque al circular la
corriente eléctrica por las bobinas (devanados) se presentan una serie de efectos
causados por el campo magnético originado precisamente por su paso.
Cuando la carga es completamente CAPACITIVA (C)
(condensadores y motores capacitivos), sucede exactamente lo contrario que en las
cargas inductivas, en este caso la corriente se “adelanta” respecto del voltaje (ahora
ella va adelante de él), de tal manera que cuando la corriente llega a su punto máximo
el voltaje apenas va creciendo. ¿Por qué? Porque los materiales de los
condensadores tienen la propiedad de “jalar” electrones y guardarlos para
posteriormente descargarlos en alguna parte del sistema.
Pues bien, dado que en su mayoría las instalaciones eléctricas tienen elementos
resistivos e inductivos, su combinación produce un atraso de la corriente respecto del
voltaje, a veces menor como es el caso de las instalaciones eléctricas residenciales y
otras no tanto. El caso es que el fenómeno existe propiciado por las cargas inductivas,
o sea, por los motores eléctricos que utilizamos todos en todos lados, por ejemplo en:
lavadoras, refrigeradores, ventiladores, aires acondicionados, etc.
La medición del factor de potencia se realiza verificando el valor del desplazamiento
en grados que tiene el voltaje respecto de la corriente. Por ejemplo si la carga es
puramente inductiva son 90° y si la carga es puramente resistiva son 0°. Dicho de otra
manera, si la carga es inductiva el valor del factor de potencia es 0, y si es resistiva es
1. Entonces en teoría el factor de potencia va de 0 a 1, o igual de 0 al 100%.
Expresado en forma de una identidad trigonométrica tiene la forma: Cos θ, si, porque
el coseno de 0° es 1, mientras que el coseno de 90° es cero.
Pero… ¿físicamente todo este “rollo” que significa?
¡Bah! Significa que en una instalación eléctrica tienes muchos o pocos motores, eso
es todo. Por ejemplo en una instalación eléctrica industrial, si tienes varios motores y
ningún medio para corregir el gran desplazamiento entre las ondas de corriente y
voltaje ¿qué pasaría con tu factor de potencia? R. Sería bajo.
¿Y esto que implica para la CFE?
Para que una instalación eléctrica funcione “asquerosamente” bien (así dice un
amigo), ambas ondas (voltaje y corriente) deben estar lo mejor “acopladas” posibles
(técnicamente se dice “en fase”), esto es, que ambas “crezcan” y “decrezcan”
prácticamente al mismo tiempo (como si fueran cargas puramente resistivas). La CFE
entonces debe utilizar medios para conseguir que la corriente “alcance” al voltaje o
por lo menos se acerque a él ¿Y como lograrlo? Bueno… quizá ya lo hayas
adivinado… puesto que las cargas capacitivas hacen exactamente lo contrario que las
cargas inductivas, entonces introduce capacitores (condensadores) al sistema para
“adelantar” la corriente, aunque esto solo lo haga en industrias y empresas, porque a
nivel residencial ni nos enteramos de ello, vivimos felices ignorando el problema (Ja!
ahora entiendes la expresión “ignorancia es dicha”).
Esto desde luego que significa un trabajo adicional para la CFE y cobra por ello (más
bien lo sanciona). Por lo tanto, si tienes una empresa en donde tu factor de potencia
sea bajo, ¡lo siento! pagarás más dinero a la CFE.
Normalmente el factor de potencia “tolerado” por la CFE es de 0.9 y si es mayor (más
cercano a 1) el consumidor recibe un premio bonificándole dinero en su recibo de
pago.
TEMA 47. Instalación de un par de lámparas fluorescentes controladas por dos apagadores de 3 vías.
El uso de lámparas fluorescentes es más frecuente en instalaciones eléctricas comerciales e
industriales. Entre las más comunes en tamaño son las denominadas T-12, T-8 y T-5, de 1.5”, 1” y
5/8” de diámetro respectivamente.
Las conexiones para cada lámpara o “juego”
de ellas dependen prácticamente de la marca de fabrica que se trate, existiendo con cuatro, cinco o
más conductores en el balastro.
Para controlar una lámpara fluorescente desde dos lugares utiliza el diagrama de conexiones
mostrado.
Si el balastro tiene un cable verde conéctalo a tierra física o bien a una estructura metálica.
Balastros comunes los hay para controlar dos lámparas, pero también existen configuraciones para
controlar una, tres o cuatro lámparas.
La clave de las conexiones para controlar un par de lámparas de encendido instantáneo (slimline)
está en identificar los cables que “van” a la FASE y al NEUTRO de la instalación, en este caso: el
cable negro es la FASE y el gris el NEUTRO. Por lo demás es igual como si conectaras una
lámpara incandescente (foco o bombilla) a dos apagadores de escalera.
TEMA 47. Instalación de un par de lámparas fluorescentes controladas por un apagador sencillo (Bal. convencional).
Otra configuración para lámparas de encendido instantáneo -Slimline- es la que te muestro a
continuación, solo que en este caso son para un balastro “convencional” o electromagnético.
Puedes notar la diferencia en el número de cables que salen de este balastro comparado con uno
electrónico, cabe mencionar que se utilizan cada vez menos.
Como te señalé en otro tema debes tener cuidado a la hora de conectar los cables que salen del
balastro (también le llaman reactor) conectándolos en donde te indique el diagrama impreso en él.
Cualquier cable verde que encuentres en un artefacto eléctrico siempre debes conectarlo a tierra,
no lo olvides, desde luego que esto implica también a los balastros.
Nota. Balastro electromagnético tipo: ISB Sola Basic Catálogo 650-248 Alto Factor de Potencia Encendido instantáneo
SLIM LINE T-12-39 W.
TEMA 48. Factor de Demanda.
Cuando algo le sorprendía o le molestaba a mi abuelo exclamaba: ¡¡demontres!!, y es exactamente
lo mismo que profiero ahora al escribir acerca del Factor de Demanda en una instalación eléctrica
residencial ¡¡demontres!! Este tema es como jugar al volibol con erizos, el que da el saque es el
primer espinado. Jugaré pues, pero lo haré con unos guantes de armadura de la edad media.
Entonces… ¡¡ahí va el saque!!
El Factor de Demanda (f.d.) o también llamado Factor de Utilización (f.u.) se
define oficialmente como: la “Relación entre la demanda máxima de un sistema o parte del
mismo, y la carga total conectada al sistema o a una parte del mismo”. Esto es lo oficial, pero
también puede interpretarse como la cantidad promedio de electricidad demandada por una
vivienda en 24 horas. Aplicarlo te permitirá saber con suficiente aproximación el calibre del
conductor apropiado para alimentar una carga.
Es otro de los temas que había rehusado desde hace tiempo, no por su complejidad porque no lo
es, sino por la serie de “asegunes” que tiene. Y es que, dicho factor se aplica en los hechos
dependiendo casi siempre del criterio del electricista.
La norma oficial mexicana (NOM-001-SEDE_vigente) lo establece con cifras exactas, pero en la
práctica dudo que la mayoría de los electricistas del país lo respete tal y como está escrito, salvo el
caso de la aplicación del 100% en algunas instalaciones.
La tabla oficial de la NOM_vigente es la que te muestro a continuación:
Por “Unidades de vivienda” se entiende una o más residencias.
La mayoría de las instalaciones eléctricas del país no sobrepasan los 3,000 Watts, pero, pero,
pero, actualmente hay muchas que oscilan entre los 3,000 y los 5,000 Watts. Entonces, ¿cómo
“demontres” es posible que para una instalación de 3,000 se utilice un factor de demanda del
100%, mientras que para otra de 3,200 Watts dicho factor baje drásticamente al 35%. ¿Qué pasó
aquí? ¿Acaso los que hicieron la NOM tenían prisa por terminarla?
Bueno… mientras descubro si son peras o manzanas, para fines teóricos de instalaciones
eléctricas residenciales “comunes” en clase aplico un factor de demanda del 70% (0.7) y en la
práctica “asegun” vea el uso de la carga. Por ejemplo, si la carga instalada en una casa habitación
es de uso frecuente (más de tres horas continuas y más de la mitad de los aparatos de consumo)
aplico un factor de demanda del 100% (1) y de ahí hacia abajo, hasta el 60% (0.6) nunca debajo de
este valor en materia de instalaciones eléctricas residenciales.
Pero luego, hay otro problema. Resulta que en la NOM hay diferentes factores de demanda, unos
para alumbrado, otros para contactos (receptáculos), otros para elementos de consumo de
calefacción, incluso para lavadoras y secadoras… ¿qué tal?
Por ejemplo: NOM-001-SEDE_Vigente: Art. 220-17. Carga de aparatos electrodomésticos en
unidades de vivienda. Se permite aplicar un factor de demanda de 75% de la capacidad nominal
de cuatro o más aparatos electrodomésticos fijos que no sean estufas eléctricas, secadoras de
ropa, equipo de calefacción eléctrica o de aire acondicionado, conectados al mismo alimentador en
viviendas unifamiliares, bifamiliares y multifamiliares.
220-18. Secadoras eléctricas de ropa en unidades de vivienda. La carga de secadoras
eléctricas de ropa en unidades de vivienda, debe ser la mayor que las siguientes: 5 000 W (Volt-
Ampere) o la potencia nominal indicada en la placa de datos, para cada secadora conectada. Se
permite aplicar factores de demanda indicados en la Tabla 220-18, para una o más secadoras.
¡Claro! con todos estos factores se pretende que los cálculos realizados por un electricista sean lo
más exactos posibles, pero pienso que el asunto bien podría simplificarse a pesar de la
multiplicidad de casos. Me parece que de hacerse un censo a nivel nacional extrayendo muestras
en cada uno de los estados del país respecto del nivel de consumo promedio en residencias (casas
de interés social, vecindades, que no rebasaran los 3,000 Watts) al final se llegaría a la conclusión
de que los calibres de conductores 10, 12 y 14 AWG son los apropiados, mientras que para
aquellas que no rebasaran los 5,000 Watts se utilizaría calibre Núm. 8 AWG como alimentador
principal, con esto se abarcaría –ahora si- la gran mayoría de instalaciones eléctricas residenciales
del país. Los casos de aparatos como: aires acondicionados, regaderas eléctricas y motobombas
podría hacerse obligatorio que fueran alimentados por circuitos independientes.
TEMA 49. Sistema de Tierras (1).
Vaya… este es otro de los temas que había evadido porque igual tiene muchos “asegunes”, que si
la tierra física, que si el neutro aterrizado, que si 25Ω, que si 1 Volt, bla, bla, bla. Sin embargo, tenía
que llegar el día y llegó.
La Norma Oficial NOM-001-SEDE-Vigente especifica que los sistemas de
tierras en las instalaciones eléctricas deben tener un máximo de 25Ω de resistencia y de este valor
hacia abajo hasta 5Ω
Un buen sistema de tierras tiene un valor máximo de 5Ω, pero se da el caso de instalaciones
eléctricas en donde existen aparatos electrónicos muy sensibles que requieren valores de
resistencia a tierra de menos de 1Ω
921-3. Medición de la resistencia del sistema de tierra. La medición de la resistencia del sistema de tierra,
debe efectuarse desconectando el electrodo, del neutro del sistema.
921-18. Resistencia a tierra de electrodos. Disposiciones generales. El sistema de tierras debe consistir de
uno o más electrodos conectados entre sí. Debe tener una resistencia a tierra baja para minimizar los
riesgos al personal en función de la tensión eléctrica de paso y de contacto (se considera aceptable un valor
de 10Ω; en terrenos con alta resistividad este valor puede llegar a ser hasta de 25Ω. Para los tipos de
electrodos véase 250-84.
b) Sistemas de un solo electrodo. Los sistemas con un solo electrodo deben utilizarse cuando el valor de la
resistencia a tierra no exceda de 25Ω en las condiciones más críticas. Para instalaciones subterráneas el
valor recomendado de resistencia a tierra es 5Ω.
3) El electrodo de puesta a tierra se debe instalar de modo que tenga en contacto con el suelo un mínimo
de 2,4 m. Se debe clavar a una profundidad no inferior a 2,4 m excepto si se encuentra roca, en cuyo caso el
electrodo de puesta a tierra se debe clavar a un ángulo oblicuo que no forme más de 45º con la vertical, o
enterrar en una zanja que tenga como mínimo 800 mm de profundidad. El extremo superior del electrodo de
puesta a tierra debe quedar a nivel del piso, excepto si el extremo superior del electrodo de puesta a tierra y
la conexión con el conductor del electrodo de puesta a tierra están protegidos contra daño físico, como se
especifica en 250-117…
250-84. Resistencia de electrodos de varillas, tubería y placas. Un electrodo que consista en una varilla,
tubería o placa, debe tener una resistencia a tierra de 25Ω o menor una vez enterrado. En caso de que la
resistencia a tierra sea mayor que 25Ω debe complementarse con uno o más electrodos adicionales de
cualquiera de los tipos especificados en 250-81 o 250-83 hasta obtener este valor de resistencia permisible.
Cuando se instalen varios electrodos de barras, tubos o placas para cumplir los requisitos de esta Sección se
deben colocar a una distancia mínima de 1,8 m entre sí y deben estar efectivamente conectados entre sí. El
valor de la resistencia a tierra de los electrodos no debe ser mayor que 25Ω para casas habitación,
comercios, oficinas o locales considerados como de concentración pública. NOTA: La instalación en
paralelo de varillas de más de 2,4 m aumenta la eficiencia si se separan más de 1,8 m.
921-13. Electrodos de puesta a tierra. El electrodo de puesta a tierra debe ser permanente y adecuado para
el sistema eléctrico de que se trate. Un electrodo común (o sistema de electrodos) debe emplearse para
conectar a tierra el sistema eléctrico y las envolventes metálicas de conductores y al equipo servido por el
mismo sistema. El electrodo de tierra debe ser alguno de los especificados en 921-14 y 921-22.
921-14. Electrodos existentes. Para efectos de esta Sección, se entiende por “electrodos existentes” aquellos
elementos metálicos instalados para otros fines diferentes al de puesta a tierra.
a) Sistemas de tubería metálica para agua. Los sistemas subterráneos de tubería metálica para agua fría,
pueden usarse como electrodos de puesta a tierra.
NOTA: Estos sistemas normalmente tienen muy baja resistencia a tierra. Se recomienda su uso cuando estén
fácilmente accesibles.
Las tuberías de agua con uniones aislantes no son adecuadas para usarse como electrodos de puesta a
tierra.
b) Sistemas locales de tuberías de agua. Las tuberías metálicas enterradas, conectadas a pozos y que tengan
baja resistencia a tierra, pueden usarse como electrodos de puesta a tierra.
c) Varillas de refuerzo de acero en cimientos o bases de concreto. El sistema de varillas de refuerzo de un
cimiento o base de concreto, que no esté aislado del contacto directo con la tierra y se extienda cuando
menos 1 m abajo del nivel del terreno, constituye un efectivo y aceptable electrodo de puesta a tierra.
250-83. Electrodos especialmente construidos. Cuando no se disponga alguno de los electrodos especificados
en 250-81, debe usarse uno o más de los electrodos especificados en los incisos a continuación, en ningún
caso el valor de resistencia a tierra del sistema de electrodos de puesta a tierra debe ser superior a 25 Ω.
a) Sistema de tubería metálica subterránea de gas. No se debe usar como electrodo de puesta a tierra un
sistema de tubería metálica subterránea de gas.
250-92. Instalación. Los conductores de puesta a tierra deben instalarse como se especifica en los siguientes
incisos:
a) Conductor del electrodo de puesta a tierra. Un conductor del electrodo de puesta a tierra o su envolvente
debe sujetarse firmemente a la superficie sobre la que va instalado. Un conductor de cobre o aluminio de
21,2 mm2 (4 AWG) o superior debe protegerse si está expuesto a daño físico severo. Se puede llevar un
conductor de puesta a tierra de 13,3 mm2 (6 AWG) que no esté expuesto a daño físico, a lo largo de la
superficie del edificio sin tubería o protección metálica, cuando esté sujeto firmemente al edificio; si no, debe
ir en tubo (conduit) metálico tipo pesado, semipesado, ligero, en tubo (conduit) no metálico tipo pesado o un
cable armado. Los conductores de puesta a tierra de tamaño nominal inferior a 13,3 mm2 (6 AWG) deben
alojarse en tubo (conduit) metálico tipo pesado, semipesado, ligero, en tubo (conduit) no metálico tipo
pesado o en cable armado.
c) No debe ser inferior a 8,37 mm2 (8 AWG). En ningún caso el conductor del electrodo de puesta a tierra
debe ser inferior a 8,37 mm2 (8 AWG) de cobre o de 13,3 mm2 (6 AWG) de aluminio.
¿A que conclusiones te llevó la lectura? ¡Bah! Te puse en azul lo que considero más importante.
TEMA 49. Sistema de Tierras. Neutro aterrizado (2).
Bien, si ya te quedó claro que una buena tierra tiene un valor de 5Ω -y en
algunos casos menor-, si ya sabes que puedes utilizar tuberías metálicas de agua para tierra –
nada de tuberías de gas-, si ya aprendiste que la varilla de tierra debe tener una longitud mínima
de 2.4 Mts* –no de 1.5 mts-, si ya entendiste que los llamados “castillos” de una construcción
también te pueden servir para tierras, si ya memorizaste que el calibre menor para el conductor
conectado a la varilla de tierra es Núm. 8 AWG, entonces ya casi eres un experto en tierras.
En sistemas de tierras el terreno importa. Hay algunos que la facilitan mientras que otros secos
o arenosos, no. Cuando el terreno dificulta la continuidad a tierra (tiene mucha resistencia eléctrica)
se utiliza una mezcla de bentonita (o intensificador GAP) añadida al terreno con la cual se mejoran
sus condiciones.
Después de haber enterrado la varilla de tierra y conectado el Neutro del “medidor” (registro,
watthorimetro o contador) a la misma por medio de un cable calibre No. 8 AWG (para mejorar
puedes utilizar No. 6 AWG) ¿que es lo que procede? Bueno… entonces tendrías que realizar una
medición de los Ohms para ver si efectivamente hiciste un buen aterrizado del Neutro. En la
práctica puedes realizar dicha medición con un Ohmetro simplemente conectando una de las
puntas al Neutro aterrizado y la otra punta por ejemplo a una tubería de agua o cualquier lugar en
donde tengas la seguridad de que estás haciendo una tierra efectiva. Si el multímetro es muy
preciso te arrojará una buena lectura (experimentando con un multímetro digital económico –de
cien pesos o menos (10 Dls.)- el resultado que se obtiene es aproximadamente la mitad del valor
real, así que simplemente multiplica por dos y listo, te ahorras el costo de un buen equipo). Pero
también hay otros aparatos de reciente manufactura mucho más exactos por ejemplo el
denominado: Digital Earth Resistance Tester; Probador Digital de Resistencia a Tierra…
Los probadores de tierra arrojan valores muy precisos.
Disponen de tres conductores los cuales se conectan: uno al Neutro aterrizado (verde), otro a una
distancia de 5 metros (amarillo) y otro a 10 mts. (rojo). Para ello disponen de dos clavos de unos 20
cms de longitud que se entierran en línea recta en el terreno. Enseguida se hace un testeo inicial y
luego se realiza una prueba por tres minutos en donde la carátula del probador muestra una serie
de variaciones de resistencia a tierra a partir de las cuales se obtiene un promedio.
Si el promedio de la serie de lecturas es de 1Ω ¡lotería! tienes una excelente tierra. Si la medición
promedio está arriba de los 25Ω tendrás que agregar bentonita u otros compuestos al lugar en
donde enterraste la varilla para mejorar su conducción a tierra.
* A últimas fechas a todo el mundo le ha dado por utilizar varillas de tierra de 1.5 Mts. Esto desde luego que está fuera de la
norma oficial, aunque a decir verdad cuando el terreno facilita la conexión a tierra se llegan a conseguir valores de unos 2Ω,
o menos, a pesar de la corta varilla.
TEMA 50. Conexión de 3 lámparas en forma escalonada.
Cuando se trata de instalaciones eléctricas residenciales sucede como en las leyes de Murphy “lo
menos probable es lo que pasa” y lo peor, sucede con frecuencia, por ejemplo: ¿cómo
conectarías tres o más lámparas incandescentes (o focos ahorradores, lámparas fluorescentes
compactas) de manera secuenciada o escalonada esto es, que prendas una, luego otra y otra de
tal manera que si está apagada la primera no prenda ninguna, pero si está prendida puedas
prender la segunda y así sucesivamente?.
Parece complicado pero es tan sencillo como lo siguiente:
Pero… ¿y en donde puedes aplicar esta configuración? Bueno… por ejemplo en pasillos largos, en
almacenes o bodegas, etc.
Explicación del diagrama.
Si enciendes la primera lámpara (de izquierda a derecha) activando el apagador 1 puedes
encender la segunda, si –y solo si- la primera está encendida. Luego si enciendes la segunda
puedes encender la tercera.
Si apagas la primera lámpara se apagan todas.
Si apagas la segunda se apagan la 2 y la 3.
Si solo son tres lámparas puedes hacer toda la instalación utilizando conductor calibre No. 14
AWG. Tubería conduit de 3/4″
TEMA 51. Fallas en los Centros de Carga.
Algo más de teoría… ¡ni hablar!
En una instalación eléctrica ocurren diferentes fallas desde el punto de la acometida hasta el último
dispositivo eléctrico conectado, incluso pueden provenir de lugares que no tienen relación aparente
con la instalación por ejemplo descargas atmosféricas. Por todo lo anterior es necesario
protegerlas al máximo contra cualquier causa o acto accidental o intencional.
Sistemas de protección hay muchos, pero lo común para
Instalaciones Eléctricas Residenciales es utilizar cartuchos fusibles e interruptores
termomagnéticos y diferenciales colocados en cajas que conforman los denominados Interruptores
generales (o principales) y/o Centros de Carga. Muchas instalaciones tienen los dos sistemas
(fusibles y termomagnéticos), otras cualquiera de ellos, incluso algunas disponen solamente de un
“switch” simple de base de porcelana y tapones fusibles. El sistema de protección siempre
depende de la economía y de la seguridad que se quiera tener.
Para proteger a los aparatos de consumo eléctrico existen reguladores y supresores de picos.
Pero por mucho que se proteja a una Instalación tarde o temprano falla. Observa la imagen de al
lado, es un caso de sobrecalentamiento de los conductores ¿producto de qué? Las causas pueden
ser diversas.
Falta de mantenimiento. Humedad y suciedad generan problemas en las instalaciones eléctricas,
pero más lo hacen en los centros de carga. La acumulación de grasa o suciedad en los puntos de
conexión de los cables de alimentación que llegan a un centro de carga como el de la figura
impiden la disipación del calor. Esto provoca un sobrecalentamiento de estos puntos llegando
incluso a carbonizarse el material aislante, “soldándose” a veces el cable a los opresores. Cabe
mencionar que siempre que circula corriente eléctrica por un conductor se presenta calor, esto es
“normal” pero cuando este es excesivo es señal de que algo no está funcionando como debiera. La
humedad junto con el calor provoca el deterioro de las conexiones resultando una especie de
“soldado” en los puntos de conexión de los centros de carga…
Sobrecargas en los conductores. Originalmente las instalaciones eléctricas se diseñan para
satisfacer el abastecimiento de energía en el momento en que se construyen. Sin embargo suele
suceder que con el tiempo por una u otra razón la carga se incrementa conectando más y más
aparatos ocasionando que circule más corriente por conductores y ya debes saber a estas alturas
que un exceso de corriente siempre produce un sobrecalentamiento. Para evitar que los
conductores alimentadores lleguen pronto a su punto de saturación suele incrementarse en un 25%
la carga conectada en el momento en que se calculan los conductores, esto es, se contempla que
en un futuro inmediato la demanda de energía eléctrica crezca hasta este valor, aunque, en honor
a la verdad, este es solo un criterio.
Calibres inadecuados o muy ajustados al momento de construir la instalación eléctrica. A
más de un electricista he oído decir “utilicemos calibre 14 al fin que si aguanta”. Las
consecuencias: calentamiento de los conductores alimentadores principales mismo que al final es
transportado por contacto hasta las terminales de los centros de carga.
Falsos Contactos. Los falsos contactos producen chisporroteos y esto a su vez producirá un
sobrecalentamiento en las terminales de los centros de carga. Esta es una de las razones por las
que se calientan los interruptores termomagnéticos. Si notas que una de las pastillas de tu centro
de carga se calienta excesivamente y las demás no, conviene que revises si los tornillos o mordaza
que la sujetan a la caja hacen contacto correctamente con ella.
Fallas a tierra. O también llamadas “fugas a tierra” ocasionan que se “bote” la pastilla al accionar
alguno de los aparatos de mayor potencia que protegen, esto es, circula por ellas una corriente
mayor producto de la corriente que se fuga a tierra sumada a la que demanda el aparato de
consumo.
Las anteriores solo son algunas de las causas de fallas más comunes en los centros de carga,
pero no son todas ya que existen otras no tan evidentes pero que igual ocasionan problemas.
TEMA 52. Tierra Física en Instalaciones Eléctricas.
Citaré textualmente lo que especifica la Norma Oficial Mexicana en materia de calibres de
conductores para tierras físicas.
NOM-001-SEDE_Vigente.
250-95. Tamaño nominal de los conductores de puesta a tierra de equipo. El tamaño nominal
de los conductores de puesta a tierra de equipo, de cobre o aluminio, no debe ser inferior a lo
especificado en la Tabla 250-95.
Cuando haya conductores en paralelo en varias canalizaciones o cables,
como se permite en 310-4, el conductor de puesta a tierra de equipo, cuando exista, debe estar
instalado en paralelo. Cada conductor de puesta a tierra de equipo instalado en paralelo debe tener
un tamaño nominal seleccionado sobre la base de la corriente eléctrica nominal del dispositivo de
protección contra sobrecorriente que proteja los conductores del circuito en la canalización o cable,
según la Tabla 250-95.
Cuando el tamaño nominal de los conductores se ajuste para compensar caídas de tensión
eléctrica, los conductores de puesta a tierra de equipo, cuando deban instalarse, se deben ajustar
proporcionalmente según el área en mm2 de su sección transversal.
Cuando sólo haya un conductor de puesta a tierra de equipo con varios circuitos en el mismo tubo
(conduit) o cable, su tamaño nominal debe seleccionarse de acuerdo con el dispositivo de
sobrecorriente de mayor corriente eléctrica nominal de protección de los conductores en el mismo
tubo (conduit) o cable.
Si el dispositivo de sobrecorriente consiste en un interruptor automático de disparo instantáneo o
un protector de motor contra cortocircuitos, como se permite en 430-52, el tamaño nominal del
conductor de puesta a tierra de equipo se puede seleccionar de acuerdo con la capacidad nominal
del dispositivo de protección del motor contra sobrecarga, pero no debe ser inferior a lo
especificado en la Tabla 250-95…
Excepción 1: Un conductor de puesta a tierra de equipo no debe ser menor que 0,824 mm2 (18
AWG) de cobre y no menor que el tamaño nominal de los conductores del circuito y que forme
parte de cables de aparatos eléctricos, según se establece en 240-4.
Excepción 2: No es necesario que el conductor de puesta a tierra de equipo sea de mayor tamaño
nominal que el de los conductores de los alimentadores de equipo.
Excepción 3: Cuando se use como conductor de puesta a tierra de equipo un tubo (conduit) o
armadura o blindaje de cable, como se establece en 250-51, 250-57(a) y 250-91(b).
TABLA 250-95.- Tamaño nominal mínimo de los conductores de puesta a tierra para
canalizaciones y equipos.
TEMA 53. Ahorro de energía eléctrica.
Alguna vez me pidieron que escribiera acerca del ahorro de energía eléctrica. Por trabajar en otros
temas no lo había hecho, aunque -lo confieso- tenía desinterés en hacerlo porque en Internet hay
muy buenas páginas con excelentes ”tips” respecto del ahorro de electricidad.
Por ejemplo:
http://caees.gob.mx/ahorra.htm
http://www.cfe.gob.mx/es/InformacionAlCliente/ahorrodeenergia/
Lector(a) si lo que buscas son recomendaciones, tip´s o
sugerencias sobre cómo ahorrar energía con estas dos páginas bastaría, pero bueno… escribiré
también mi punto de vista al respecto tratando de ir un poco más allá de la simple instrucción.
Para ahorrar energía se necesita CONCIENCIA…
Conciencia para apagar luces si no las necesitas. En todo caso hay sensores de movimiento, para
prender y apagar una o más lámparas.
Conciencia para apagar la TV si nadie la está viendo. Si quieres escuchar “ruido” puedes prender
un radio e igual escuchas música o noticias y además distrae menos tu atención al realizar tus
actividades.
Conciencia para no gastar energía en calentar agua pudiendo bañarse con agua calentada al sol.
Conciencia para apagar la PC si nadie la está utilizando.
Conciencia para gastar menor cantidad de energía, no importando que la pagues.
Además de lo anterior revisa si tienes fugas a tierra, para verificarlo apaga todas las luces de tu
casa y desconecta todos los aparatos de los contactos. Observa si el disco del medidor sigue
girando, si gira entonces tienes una fuga a tierra. En este caso contrata a un electricista para que
corrija el problema.
TEMA 54. Lectura de medidores de energía eléctrica.
A estas alturas con tanta tecnología electrónica abrumándonos por todos lados, este tipo de
medidores ya deberían estar en los museos. Sin embargo ahí están, “casi” en todos los hogares
resistiendo el paso del tiempo. Por esta razón decidí escribir algunos temas al respecto, aunque -
sinceramente- me parece que al hacerlo trabajo sobre lo que ya es historia.
Leer el consumo eléctrico registrado por un
medidor (watthorimetro, registro o contador) es bastante simple. Implica observar el acomodo de
las agujas y escribir el menor dígito al que apuntan (con excepción del Cero que puede tomarse
como 0 o como 10 según esté la manecilla entre: 0 y 9 o entre 0 y 1).
Observa en la figura el orden en que se mueven las agujas, va de acuerdo a los dígitos impresos
en la carátula.
Los contadores de consumo eléctrico pueden ser
del tipo reloj que incluyen 4 o 5 “manecillas” que se mueven opuestamente en carátulas impresas
con escalas del 0 al 9 y en los cuales la cantidad total de energía eléctrica consumida se obtiene a
partir de la escritura de los dígitos que marquen dichas carátulas en el mismo orden en que se
obtienen. También los hay de tipo tambor, rotor o cilindro rotatorio, en los cuales los dígitos se
encuentran impresos en el tambor y es posible obtener la lectura directamente del número que
forman, todos pertenecen a la categoría de watthorímetros del tipo de motor de inducción.
Si quieres practicar haciendo lecturas te dejo el siguiente enlace a la CFE en donde tienen un
pequeño programa que te permite hacerlo….
Un contador de servicio es el dispositivo que mide la energía total consumida en un circuito
eléctrico, ya sea doméstico, comercial, industrial, etc. Es parecido al vatímetro, pero se diferencia
de éste en que la bobina móvil se reemplaza por un rotor. El rotor, controlado por un regulador
magnético, gira a una velocidad proporcional a la cantidad de potencia consumida. El eje del rotor
está conectado con engranajes a un conjunto de indicadores que registran el consumo total en
vatios por hora.
Los watthorímetros se pueden clasificar de acuerdo al número de fases que registran, en este
sentido pueden ser: Monofásicos, bifásicos y trifásicos. Puede darse el caso de que en sistemas
bifásicos en lugar de un solo aparato se utilicen dos monofásicos y en sistemas trifásicos tres
aparatos monofásicos. Respecto a su forma física pueden ser cuadrados o redondos.
Las mediciones obtenidas en este tipo de aparatos, son el producto de la potencia por el tiempo de
servicio.
Ee=Pt
Energía es igual a potencia por tiempo.
Las unidades:
E (kWh); P (kW); t (hrs).
TEMA 55. Criterios en Instal. Eléctricas Residenciales.
Realizar una instalación eléctrica de cualquier tipo y nivel implica la aplicación de
criterios. ¿Qué es un criterio? Un concepto señala: Es la forma personal de resolver
un problema. El criterio es el juicio, razonamiento, o sabiduría que tiene cada
electricista para realizar una instalación.
Puede haber dos casos exactamente iguales de instalaciones eléctricas y dos
soluciones diferentes para resolverlas partiendo de dos criterios diferentes y ambos
estar bien. Todo depende del objetivo que se pretenda lograr. Por ejemplo. Hay
electricistas que utilizan conductor calibre No. 14 AWG para contactos en
instalaciones eléctricas de muy bajo consumo, en donde se está seguro que los
aparatos conectados a ellos serán de muy baja capacidad. En este caso el criterio que
se está siguiendo es el de la economía. Sin embargo la mayoría de los instaladores
electricistas utilizan conductor calibre No. 12 AWG para lo mismo y hay otros que
instalan calibre No 10 AWG. ¿Cual de los tres está bien? LOS TRES. Todo depende
de la carga que alimente el contacto.
Los criterios importan… revisemos los más usuales en la alimentación de una casa
habitación.
Veámoslo por partes. Atiende al siguiente diagrama.
1. Acometida.
Fase y Neutro calibres No. 8 AWG y en algunos casos calibres No. 6 AWG.
(conductores de aluminio). Negro, Azul o Rojo para la Fase y Blanco o Gris para el
Neutro. Tubo conduit de fierro galvanizado pared gruesa de 1_1/4″ de diámetro y 3
Mts. de Longitud.
2. Medidor, registro, watthorimetro, contador.
Monofásico, tipo enchufe de 15 Amperes, 1 fase, 2 hilos, 120 Volts. Neutro aterrizado.
Varilla de tierra mínimo de 1.5 Mts. según la CFE. El cable de tierra puede ser calibre
No. 10 AWG, para circuitos derivados puede ser No. 12 AWG o incluso No. 14. Para
tierra tubo conduit pared delgada de 1/2″.
3. Conductores del medidor al Interruptor principal…
Mismo calibre de los que llegan al medidor (No. 8 AWG).
4. Interruptor Principal.
¿Necesariamente tiene que ser una caja con cartuchos fusibles (2×30 Amperes, 250
Volts. 2 polos 1 tiro, caja a prueba de agua cuando quede a la intemperie)? No. Puede
ser también un interruptor termomagnético de 30 Amperes. Esto es lo común
Si es de cartuchos fusibles. Se calculan en base a la carga total existente en la
instalación. Comúnmente la corriente obtenida a partir de la división de la carga total
entre 114.3 se multiplica por 1.25 luego se busca el cartucho fusible más cercano a
dicho valor. Caja tipo NEMA 1 uso general. Los cartuchos fusibles pueden ser
comunes o bien de retardo, en cuyo caso resultan de menor capacidad que los
interruptores termomagnéticos que controlan los circuitos al interior de la instalación
eléctrica.
Si es una pastilla termomagnética general. Se calcula en base a la corriente total
existente en la instalación, multiplicada por 1.25.
5. Cables del Interruptor principal al centro de carga.
Dos criterios. Ponerlos del mismo calibre de los que van del medidor al interruptor
principal o bien calcular su calibre en función de la carga a alimentar multiplicada por
el factor de demanda.
6. Centro de carga.
Puede contener más de un interruptor. La capacidad de los interruptores dependerá
de la corriente que circule hacia él, según la NOM-001-SEDE_Vigente: *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), 15 A para los de aluminio o aluminio recubierto de
cobre para 3,31 mm2 (12 AWG) y 25 A para 5,26 mm2 (10 AWG).
7. Cables al interior de la instalación.
Sus calibres dependen de la carga a alimentar. Mínimo calibre No. 12 AWG. Para
alimentación exclusiva de lámparas puede utilizarse calibre No. 14 AWG. Si es un
solo circuito utilizar preferentemente calibre No. 10 para alimentadores principales.
Diámetro de la tubería mínimo de 3/4″.
