5 pasos para calcular la preparación para recibir el servicio de energía eléctrica

Actualmente en México las instalaciones eléctricas residenciales, comerciales e industriales, entre otras, se rigen por la Norma Oficial Mexicana NOM-001-SEDE vigente, que contempla los requerimientos técnicos y de seguridad que deben considerarse en el diseño y construcción de las
instalaciones eléctricas.

La Norma, sin embargo, no es un manual de diseño, ni de instrucciones, para poder interpretarla adecuadamente es importante capacitarse.

Antes de entrar en materia, es importante tener claros los siguientes conceptos:

• Instalación eléctrica: sistema de conductos (tuberías, mangueras y/o ductos), conductores, dispositivos de protección y de control, accesorios y equipos, instalados en un edificio para la alimentación, distribución y utilización de la energía eléctrica de manera eficiente, funcional y segura.
  
  
• Conductos: Canalizaciones aprobadas para dar alojamiento, soporte y protección a los conductores en todo su recorrido. La clasificación más general los agrupa en:
  
  
  • Metálicos: tubo conduit metálico, conduit flexible, tubo licuatite, ducto cuadrado y charolas.
    
    
  • No metálicos: manguera poliducto, manguera flexible corrugada de polietileno y tubo conduit de PVC.
    
    
• Conductores: cables (entre 7 y 19 hilos), alambres (un solo hilo) y cordones (más de 20 hilos) debidamente aprobados como conductores con sus diferentes clases de aislamientos (temperatura de operación máxima), sección transversal nominal en mm² o su equivalente en el sistema AWG (American Wire Gauge).
  
  
• Accesorios: incluye todos los elementos de salida, derivación y cambio de trayectoria, tales como lámparas, contactos, condulets, apagadores, fotocontroles, sensores de presencia, etc.
  
  
• Equipos: los equipos eléctricos pueden ser motores, transformadores, centros de carga, interruptores de seguridad, lámparas de emergencia, No Break o respaldo UPS (sistemas ininterrumpidos de potencia), etc.
  
  
• Acometida: es la unión física del conjunto de conductores con los que la compañía suministradora nos proporciona el servicio de abastecimiento de energía eléctrica, con los conductores instalados del lado del usuario.
  
  

Datos previos

Antes de iniciar con los cálculos de un proyecto, debemos tener la siguiente información:

• Tipo de instalación eléctrica: residencial, comercial o industrial, etc.


• Carga total instalada o relación de cargas. Es la suma de todas y cada una de las cargas a alimentar como lámparas, contactos y aparatos de alto consumo expresadas en VoltAmperes (VA) o en Watts.

Ejemplo de un proyecto eléctrico

Supongamos que se tiene una instalación residencial con la siguiente carga total instalada:

• 20 salidas para lámpara incandescente de 100 W.
•  24 contactos de uso general (de 180 VA cada uno, según el Art. 220-3, b), 7), (7) de la NOM)
•  Una bomba de agua de 3/4 HP ,127 V, 11.5 A
•  Una lavadora de ropa con motor de 3/4 HP, 127 V, 11.5 A
•  Horno de microondas de 1524 W, 127 V, 12 A

1. Relación de cargas

Con la información anterior armamos la siguiente relación de cargas:

Los 20 focos de 100 W dan una potencia de 2000 W, ya que es el resultado de multiplicar 20 X 100 W. En cargas resistivas como los focos, la corriente se obtiene de dividir la potencia (W) entre el voltaje, por ejemplo 2000 W/120 V= 16.7 A. En el caso de motores, la Tabla 430-148 de la NOM-001-SEDE vigente nos proporciona las corrientes según potencias. La potencia de cargas desconocidas o de motores se especifica en VA en lugar de watts.

Ver también: Preparación subterránea para recibir el servicio de energía eléctrica

2. Determinación de la demanda máxima

De la carga total instalada, que son los 10,765 VA obtenidos en el paso anterior, aplicamos los Factores de demanda indicados en la Tabla 220-11 de la NOM-001-SEDE vigente, que indica que para unidades de vivienda se deben de considerar los primeros 3000 VA al 100% y los restantes al 35%, es decir:

Por lo tanto: 5717.75 VA/1000=5.72 kVA

3. Acometidas

Con base en el cálculo de la Demanda Máxima correspondiente, podemos determinará el tipo de alimentación o acometida para uso doméstico, que de acuerdo a los servicios proporcionados por CFE puede ser:

• Monofásico de 2 hilos (120 V): para instalaciones de hasta 5 KW.
• Monofásico de 3 hilos (120 / 240 V): para instalaciones de hasta 10 KW.
• Trifásico de 4 hilos (127 / 220 V): para instalaciones hasta de 25 kW, y de 26 a 50 kW.

Conclusión: por rebasar 5 kW la acometida debe ser monofásica de 3 hilos (120/240 V).

4. Determinación del alimentador y del conductor de puesta a tierra

La corriente total la determinamos dividiendo 5,717.75 VA entre 120 V, de lo que obtenemos 47.65 A. La acometida es monofásica de 3 hilos (2 líneas activas y un neutro). Si la carga está balanceada cada línea aportaría aprox. la mitad, es decir 23.82 A. Según este cálculo, bastaría con un calibre 10 AWG; sin embargo, para cumplir con las especificaciones de CFE, los 3 conductores del alimentador (desde la mufa hasta el centro de carga y protegidos por el interruptor principal) de la acometida monofásica de 3 hilos, deberán ser calibre 8 AWG, el neutro deberá ser de color blanco y los de línea activa de cualquier otro color distinto al blanco. El conductor del neutro deberá aterrizarse al electrodo del equipo de medición mediante el conductor de puesta a tierra. Deberá ser calibre 8 AWG y podrá ser desnudo o tener forro en color verde o verde con franjas amarillas.

5. Interruptor principal

Según las especificaciones técnicas de la CFE para un servicio monofásico de 3 hilos, se pueden utilizar cartuchos fusible de 30 A para proteger las líneas activas, pero se recomienda que de preferencia se utilice un interruptor termomagnético (ITM) de 2 polos de 40 A (2 x 40 A), para proteger los conductores de línea activa de calibre 8 AWG, mientras que el hilo neutro debe pasar directo, pues en caso de sobrecarga los conductores de línea son los que deben ser interrumpidos mediante el disparo del ITM.

El interruptor deberá instalarse a una distancia menor a 5 m del medidor. Tradicionalmente se utilizaban interruptores de seguridad (de cartuchos fusibles), pero, como hemos mencionado arriba, en la actualidad es preferible utilizar interruptores ITM de la capacidad adecuada por su mayor confiabilidad y ventajas (compacto, resistencia, no se funde, libre de mantenimiento, mayor vida útil).

Para los servicio trifásicos, la CFE especifica que las líneas activas se deben proteger con un ITM de 3 polos, 100 ó 200 Amperes, 250 V.

En todos los casos, el interruptor debe estar instalado en el interior de un gabinete a prueba de agua, sobre todo si se instala a la intemperie.