9 medidas que se deben tomar para tener una instalación eléctrica segura

Aprende a prevenir dos de los principales riesgos que implican las instalaciones eléctricas en el hogar: descargas a través del cuerpo humano e incendios.

Descarga a través del cuerpo humano

Si una persona sin equipo de protección toca uno de los polos de una instalación eléctrica, ya sea el cable de fase o el neutro en circuito cerrado, la energía eléctrica se descargará a tierra a través de su cuerpo. En cambio, si el contacto se realiza simultáneamente con los dos polos (cable de fase-neutro), el cuerpo de la persona servirá para cerrar el circuito.

La magnitud del daño producido por una descarga eléctrica depende de la intensidad de la corriente, de la duración de la misma y de la trayectoria recorrida en el cuerpo, dado que en el momento de la descarga eléctrica el cuerpo pasa a formar parte del circuito. También hay que tener en cuenta otros factores, tales como su mayor o menor conductividad; por ejemplo, la humedad de la piel hace que la resistencia al paso de la corriente disminuya, es decir, el cuerpo humano se vuelve mejor conductor. El peligro de muerte es mayor cuando la corriente eléctrica atraviesa órganos vitales del cuerpo en su recorrido; en el corazón ocasiona la fibrilación (arritmia cardiaca), en pulmones y sistema nervioso puede ocasionar paro respiratorio.

Generación de incendio o explosión

Se ha visto que uno de los fenómenos que acompaña el paso de corriente a través de un conductor es la producción de calor, que es proporcional a la magnitud de la resistencia del conductor. Si este fenómeno se produce en instalaciones eléctricas de gran resistencia, se lleva al aumento de la temperatura en un área, lo que es particularmente peligroso si en ella existen materiales fácilmente inflamables.

En una vivienda, la alta resistencia en las instalaciones eléctricas se da con frecuencia cuando ésta tiene más de 15 años de antigüedad, por el deterioro de los conductores, apagadores, contactos, falsos contactos, entre otros problemas.

Ver también: 14 pasos para prevenir incendios por causas eléctricas

A continuación de presentamos medidas de seguridad para implementar en las instalaciones eléctricas residenciales:

1. Al realizar una instalación eléctrica se debe tener en cuenta los peligros antes mencionados: descarga eléctrica e incendio o explosión.
   
   
2. Las instalaciones y los equipos eléctricos deben construirse evitando los contactos con fuentes de tensión y previendo la producción de incendio. Al seleccionar los materiales que se emplearán hay que considerar la tensión a que estarán sometidos.
   
   
3. La instalación y puesta en funcionamiento de equipos eléctricos debe realizarse por personal capacitado y con experiencia. En el caso del equipo eléctrico, la restricción puede lograrse ya sea cercando el lugar peligroso o instalándolo en lugares elevados o en locales separados a los que sólo tenga acceso el personal autorizado.
   
   
4. Al instalar los equipos eléctricos debe dejarse espacio suficiente alrededor de los mismos para permitir el trabajo y el acceso a todas las partes del equipo para su reparación, regulación o limpieza.
   
   
5. Los conductores tienen que estar señalados adecuadamente para que sea fácil seguir su recorrido.
   
   
6. Los conductores deben seleccionarse con el aislamiento correcto para el ambiente en el cual se pretende instalarlos.
   
   
7. Es importante que los conductores que no sean para instalarse en la intemperie o expuestos, se alojen dentro de tubos conduit, ya que la función de éste es protegerlos. Evita instalar equipos de aire acondicionado utilizando cordón de uso rudo; recuerda que este conductor es para instalaciones provisionales y no debe quedarse permanentemente expuesto al sol.
   
   
8. Es necesario que los dispositivos de protección estén instalados en lugares secos y de fácil acceso.
   
   
9. Para realizar trabajos de reparación o modificación debe cortarse la energía eléctrica.
   
   

Te recomendamos revisar tu instalación eléctrica, a fin de detectar posibles riesgos que pongan en peligro tu integridad, la de tu familia y tu patrimonio.

La caída de tensión

La caída de tensión es un fenómeno que se presenta en los conductores eléctricos cuando alimentan una carga a cierta distancia del punto de alimentación. Esto quiere decir que cuando se suministra energía eléctrica a una distancia considerable, la tensión en el punto de conexión de alimentación y la tensión en el punto de conexión en la carga son diferentes.

La caída de tensión puede presentarse del transformador a la vivienda, y en ésta, del punto más cercano al punto más alejado del interruptor principal.

Una forma sencilla de determinar la caída es medir con un multímetro la tensión en el contacto que esté más cerca del interruptor principal de una vivienda, y después hacer la misma medición en el contacto más alejado.

Notaremos que la tensión es mayor en el lugar más cercano al interruptor principal que en el más alejado. Hay que considerar que la tensión varía constantemente, por lo que a veces es necesario promediarla. Si sucede lo contrario, se debe a alguna equivocación en las lecturas o a una instalación incorrecta.

Si la diferencia es grande (10 ó 15 V), habrá problemas en los equipos o electrodomésticos que estén instalados; por el contrario, si la diferencia es pequeña (2 ó 3 V), la instalación será confiable y eficiente.

En las instalaciones eléctricas residenciales bien hechas, la diferencia entre los voltajes no debe exceder los 2 ó 3 V desde la entrada de la vivienda hasta la última habitación. Habrá viviendas pequeñas en las que la tensión sea la misma en estos dos puntos. Actualmente, la compañía suministradora de electricidad debería proporcionar una tensión de alimentación de 120 V. En realidad esto no ocurre a menos que el transformador que alimenta la zona esté frente a nuestra casa.

Este transformador, que es el alimentador general para un conjunto de viviendas, regularmente se ubica a 10, 20, 30, 50, 80 ó más metros, por lo que se recurre a líneas de distribución, aéreas o subterráneas, que llevan la energía eléctrica a todas las viviendas, utilizando conductores eléctricos colocados en postes, o bien, tuberías especiales de polietileno cuando las líneas de distribución son subterráneas en las grandes ciudades.

En cualquier caso hay conductores eléctricos que van del transformador a una vivienda.

Si la distancia entre el transformador y la vivienda es muy grande, el conductor utilizado para hacer llegar la energía eléctrica también será muy extenso así que existirá una mayor caída de tensión.

Todos los aparatos eléctricos están diseñados para funcionar a tensiones ligeramente inferiores o superiores a la que se especifica en la placa de datos.

Si un aparato estuviera conectado al contacto más alejado del interruptor principal de la vivienda con una tensión de 100 V, éste no funcionaría óptimamente; por ejemplo, si se tratara de una lámpara, la intensidad luminosa sería menor aunque no se percibiría a simple vista; si se tratara de un aparato que tuviera motor, el rendimiento de éste sería menor y podría incluso detenerse o sobrecalentarse (esto se explicará más adelante); y si se tratara de una televisión tipo TRC, la imagen se reduciría en la pantalla.

Sin embargo, con las cargas eléctricas que realizan un trabajo, es decir, que necesitan cierta cantidad de energía entregada a la carga, la condición es especial. Por ejemplo, una cafetera eléctrica necesita cierta cantidad de energía para que el agua alcance el punto de ebullición en un tiempo determinado.

Si las especificaciones técnicas para una cafetera eléctrica son 127 V~ 1200 W de tensión y de potencia nominal respectivamente, el valor de la resistencia total del aparato se define de la siguiente manera:

Donde:
P= Potencia eléctrica en watts
E= Tensión eléctrica en volts
R= Resistencia
f.p.= Factor de potencia
Nota. El factor de potencia para elementos resistivos es la unidad.

Sustituyendo la corriente de la ley de Ohm en la de Watt, se tiene:

Despejando R se obtiene:

Ver también: 5 pasos para realizar la medición de tensión eléctrica con un multímetro.

Con los datos del ejemplo:

Una vez determinada la resistencia de la cafetera con base en los datos de placa (que según el fabricante son las condiciones óptimas de operación), comparemos la potencia consumida con una tensión menor a la indicada en la placa de datos.

La potencia a 127 V es 1200 W.

Si tenemos una tensión real de 115 V, la potencia disminuye dado que

Lo cual nos indica que la potencia a 115 V es 18% menor que la potencia a 127 V. Esta reducción en la potencia debida a una tensión menor que la nominal repercutirá en un tiempo mayor de operación de la cafetera.

Retomando el tema del motor eléctrico, si tenemos un molino de café, la fuerza o torque necesarios para triturar determinada cantidad de grano depende directamente de la potencia eléctrica suministrada al motor.

La ley de Watt mencionada anteriormente fue P = E x I x f.p. Para el torque del motor es P = T x K donde:
P= Potencia en watts
E= Tensión en volts
I= Corriente en amperes
f .p. = factor de potencia
T= Torque o fuerza del motor en newton-metros [Nm]
K= Eficiencia del motor/9550

Igualando ambas expresiones tenemos la siguiente relación:

Por lo tanto el torque es:

En este caso resulta evidente que la fuerza del motor varía directamente con respecto a la tensión E. Si la tensión es la nominal, se tendrá el torque nominal; si la tensión se reduce, el torque disminuye y la corriente demandada aumenta provocando calentamiento en los conductores de alimentación, los devanados del motor se sobrecalientan, es decir, el sistema eléctrico se vuelve inestable llegando al punto de accionar la protección contra sobrecorriente. Si las protecciones no están bien dimensionadas o la coordinación de protecciones no es correcta, el sistema eléctrico puede llegar incluso a generar un incendio.

Cuando hay caídas de tensión importantes, se recomienda dimensionar nuevamente la instalación eléctrica antes de que ocurra un problema más grande.

Dos maneras de solucionar este problema son:

1. Cambiar los conductores por unos de mayor calibre.

2. Dividir la carga en varios circuitos.

Recuerda que la caída de tensión puede ser:

1. Del transformador a la vivienda
   


2. Del punto más cercano al punto más alejado del interruptor principal dentro de la vivienda, debido a que las longitudes del conductor se van incrementando.

En conclusión se puede decir que para una determinada corriente eléctrica, a mayor longitud del conductor, mayor resistencia, por lo tanto mayor caída de tensión.

Pasado y presente de la Fibra óptica

La creación de la fibra óptica ha permitido grandes adelantos en el campo de las comunicaciones. Tan sólo en México, el par de hilos propiedad de CFE tiene la capacidad para permitir 50 millones de llamadas simultáneas. Pero su invención no ha sido fácil, es el trabajo de muchos investigadores y la realización de ideas visionarias.

La fibra óptica es utilizada para la transmisión de imágenes e información, y precisamente porque es la base de la nueva tecnología de la comunicación, influye en nuestra vida cotidiana.

La fibra óptica es un filamento cilíndrico transparente, fabricado en vidrio, que posee la propiedad de propagar las ondas electromagnéticas colocadas en el espectro visible.

La comunicación entre dispositivos electrónicos se realiza a través de ondas electromagnéticas.
Cuanto mayor es la frecuencia de la onda, mayor es la cantidad de información que puede ser transmitida. Dado que la luz es también una onda electromagnética, cuya frecuencia es muy elevada, el flujo de información que transporta es, consecuentemente, muy superior al que se obtendría utilizando otros tipos de ondas.

Las fibras ópticas están formadas por dos elementos: un núcleo cilíndrico y una funda envolvente, denominada vaina. Ambos componentes se fabrican en vidrio, aunque siguiendo procesos distintos, puesto que es necesario que el índice de refracción difiera en uno y otro. El núcleo está formado por el vidrio más puro. Por éste viaja la luz. El revestimiento impide su propagación al interior del cable dirigiéndola sin distorsiones incluso en curvas. De este modo, la velocidad a la que viajan las ondas es distinta en el núcleo y en la vaina. La mezcla del vidrio con materiales impuros determina las variaciones en el índice de refracción, éste consiste en que cuando un haz de luz que se propaga por un medio ingresa a otro distinto, una parte del haz se refleja mientras que la otra sufre una refracción, es decir un cambio de dirección del haz. Para esto se utiliza el llamado índice de refracción del material, que nos servirá para calcular la diferencia entre el ángulo de incidencia y el de refracción del haz (antes y después de ingresar al nuevo material). El índice de refracción del material con el que está fabricada caracteriza a la fibra.

El diámetro de una fibra óptica oscila entre los 10 y los 100 micrómetros (un micrómetro equivale a la millonésima parte de un metro); la unión de fibras ópticas determina la formación de haces que pueden ser rígidos o flexibles, y transmitir tanto la luz como imágenes o informaciones, dependiendo de las aplicaciones. Han sido mejoradas para llevar varias longitudes de onda de la luz en la misma fibra, lo que incrementa enormemente su capacidad de comunicación.

Ventajas

1. Las principales ventajas de este conductor son su reducido grosor y la gran efectividad que demuestra en la transmisión de datos.


2. No sufre alteraciones electromagnéticas (contrariamente a lo que les sucede a los cables convencionales de cobre).


3. Pueden incluirse en un cable contenedor muchísimas fibras ópticas sin pérdidas en la transmisión aunque la conexión esté separada por decenas de kilómetros.


4. Como el medio para transmitir los datos es la luz, permite una mayor velocidad en la transmisión a larga distancia.


5. Hay de diferentes grosores, desde el equivalente a un cabello humano hasta unas 10 veces más delgado.

Aplicaciones

1. En medicina, hizo posible la invención del endoscopio, que permite iluminar, en cirugías, zonas pequeñas en el interior del cuerpo humano.


2. En la industria y la mecánica brindó las mismas posibilidades de iluminación que en la medicina: facilitó la llegada a lugares difíciles como turbinas o artefactos con zonas oscuras.


3. En las telecomunicaciones aumentó las velocidades y la calidad de llamadas telefónicas, internet y otras formas de conexiones. Une continentes con cables transoceánicos.


4. Aparecen fibras ópticas en diferentes objetos de decoración, como árboles de navidad.


5. En algunas edificaciones se diseñan originales alternativas de iluminación, lo que permite un bajo consumo de energía.


6. Los cables de fibra óptica también se utilizan como sensores en la medición de temperatura, presión, tensión y también en sismos.

En 1964 Stewart Miller, de los Laboratorios Bell, dedujo maneras detalladas de demostrar el potencial del cristal como medio eficaz de transmisión a larga distancia. Aunque en la industria y en la medicina ya se utilizaban filamentos delgados como el pelo para transportar luz a distancias cortas y a lugares que de otra forma serían inaccesibles, la luz perdía normalmente hasta el 99% de su intensidad al atravesar distancias tan cortas como 9 m.

Ver también: Conceptos básicos de nanotecnología

En 1966, Charles Kao y George Hockham, de los Laboratorios de Standard Telecommunications en Inglaterra, afirmaron que se podía disponer de fibras de transparencia mucho mayor. En un artículo demostraron que las grandes pérdidas características de las fibras existentes se debían a impurezas diminutas presentes en el cristal, principalmente agua y metales, en lugar de las limitaciones propias del cristal. Pronosticaron que la pérdida de la luz en las fibras podría disminuir enormemente de 1000 decibelios a menos de 20 decibelios por kilómetro. Con esta mejora, se podrían colocar amplificadores para aumentar la señal luminosa a intervalos de kilómetros, en lugar de metros, a distancias comparables a las de los repetidores que amplificaban las señales débiles en las líneas telefónicas convencionales.

El artículo estimuló a una serie de investigadores para producir fibras de baja pérdida. El gran avance se produjo en 1970 en Corning Glass Works, cuando Donald Keck, Peter Schultz y Robert Maurer lograron fabricar con éxito una fibra óptica de cientos de metros de largo con la claridad cristalina que Kao y Hockham habían propuesto. Poco después, Panish y Hayashi, de los Laboratorios Bell, mostraron un láser de semiconductores que podía funcionar continuamente a temperatura ambiente, y John MacChesney y sus colaboradores, también de los Laboratorios Bell, desarrollaron independientemente métodos de preparación de fibras.

La primera prueba se realizó en AT&T en Atlanta en 1976. Los equipos de trabajo instalaron dos cables de fibra óptica, cada uno de los cuales medía 630 metros de largo y contenía 144 fibras, tirando de ellos a través de conductos subterráneos estándar, se requería que los cables pudieran sortear curvas cerradas. Para alivio de todos, no se rompió ninguna fibra durante la instalación, ni las curvas cerradas degradaron su rendimiento. El servicio comercial comenzó al año siguiente en Chicago, donde un sistema de fibra óptica transportaba voz, datos y señales de vídeo a través de 2.4 km de cables subterráneos que conectaban dos oficinas de conmutación de la compañía telefónica de Illinois, Bell Telephone Company.

Estas actividades marcaron un punto decisivo, pues gracias a ellas se contaba con los medios para llevar las comunicaciones de fibra óptica fuera de los laboratorios de física al campo de la ingeniería habitual. Durante la siguiente década, a medida que continuaban las investigaciones, las fibras ópticas mejoraron constantemente su transparencia.

En 1980 las mejores fibras eran tan transparentes que una señal podía atravesar 240 km de fibra antes de debilitarse hasta ser indetectable. Si los mares del mundo fuesen tan transparentes, se podría navegar por las zonas más profundas del Pacífico y observar el fondo del océano tan fácilmente como el fondo de una piscina.

Una cuestión importante en el desarrollo de la fibra ha sido el perfeccionamiento de sus métodos de fabricación, por ejemplo, el cristal de sílice puro, sin ninguna impureza de metal que absorbiese luz, se fabricaba directamente a partir de componentes de vapor, con lo que se evitaba la contaminación resultante del uso convencional de los crisoles de fundición.

No obstante, un sistema de comunicaciones de nivel comercial necesitaba algo más que una buena fibra. Los láseres todavía no eran muy fiables y fallaban tras unas cuantas horas de funcionamiento. Además, aún no existía ninguna forma económica de producir láseres fiables en las cantidades requeridas.

Una vez más, era necesario recurrir al trabajo del laboratorio de investigación. Dos investigadores de los Laboratorios Bell, J.R. Arthur y A.Y. Cho, idearon un método diferente de desarrollo de cristales, llamado epitaxia de rayo molecular o MBE (del inglés Molecular-Beam Epitaxy). Epitaxia es el desarrollo de cristales de un mineral sobre la superficie de los cristales de otro mineral y el método MBE era tan preciso que permitía colocar una capa de material semiconductor de espesor medido en átomos. Al reducir los electrones y la luz que emitían, esta capa extremadamente fina demostró su gran eficacia para generar la actividad del láser a la vez que se utilizaba menos corriente eléctrica y, mejor aún, los nuevos dispositivos de MBE consiguieron tener una vida útil de 1 000 000 de horas.

En los primeros sistemas de fibra óptica, los amplificadores para regenerar señales débiles constituían un cuello de botella. Pero en 1985, en la Universidad de Southampton en Inglaterra, un físico llamado S.B. Poole descubrió una solución. Añadiendo una cantidad pequeña del elemento erbio al cristal utilizado en las fibras ópticas se podía construir un amplificador completamente óptico.

En 1988 se tendió el primer cable submarino entre Estados Unidos y Europa.

En 1991, los investigadores de los Laboratorios Bell demostraron que un sistema completamente óptico tendría una capacidad de transporte aproximadamente cien veces superior a la que se podía lograr con amplificadores electrónicos. Los primeros cables totalmente ópticos comenzaron a funcionar en 1996 a través del Atlántico y en el Pacífico.

El premio Nóbel de Física 2009 fue otorgado al físico chino Charles Kao. "Nadie en su sano juicio pensó que se podría enviar una señal a través del cristal", dijo el historiador Robert Colburn, que entrevistó a Kao para el IEEE en 2004. "Kao desafió el saber convencional de la época prediciendo que se podría hacer el cristal lo suficientemente puro. La gente decía: 'No se puede ver a través de un vidrio de un pie de espesor, mucho menos en uno de mil kilómetros de largo.'"

A pesar de todo, Kao perseveró en su teoría, y cuatro años más tarde, estas fibras se producían por Corning, en el estado de Nueva York. Hoy en día las fibras ópticas transmiten datos a velocidades asombrosas. Bell Labs rompió el récord de transmisión vía fibra óptica, enviando el equivalente de 400 DVD por segundo a 7000 kilómetros, superando a los cables submarinos comerciales por un factor de 10. Sin la tecnología desarrollada por Kao no existiría internet ni las comunicaciones telefónicas en la magnitud y a los precios que las tenemos en la actualidad.

En México hubo una licitación por la concesión del par de hilos de fibra óptica oscura propiedad de CFE, el cual tiene capacidad suficiente para absorber la demanda de servicios de telecomunicaciones del país por los próximos diez años.

De acuerdo con el director de estudios en regulación del ITAM, Ramiro Tovar Landa, el par de hilos de fibra oscura es suficiente para transmitir 800 megabits por segundo (Mbps). Esa capacidad es equivalente a cursar 50 millones de llamadas telefónicas simultáneas o soportar 400 000 enlaces dedicados, que permiten sostener conexiones permanentes a internet.

En la actualidad se han colocado más de 1000 millones de kilómetros de fibra óptica en todo el mundo, lo que, si se los uniera, equivaldría a dar 25 000 vueltas al mundo. Las fibras ópticas de vidrio cargan con casi la totalidad del tránsito de comunicaciones telefónicas y de datos en el mundo.

Indiscutiblemente, el progreso ha sido notable y rápido. Sin embargo, se vislumbran avances aún más impresionantes en el horizonte. Aunque los sistemas de fibra óptica actuales funcionan como líneas troncales, transportando un gran número de canales de voz y datos entre centrales telefónicas, los especialistas de la industria hablan con pesar de la "última milla": desde la centralita hasta los hogares. El sistema telefónico actual atraviesa esta última milla con equipos de hilo de cobre convencionales, que proporcionan buenas conexiones de voz, pero todavía no están capacitados para transportar grandes cantidades de datos a gran velocidad.

Acerca de fibra óptica experimental, varias que contienen cristales fotónicos y otras estructuras inusuales prometen enviar aún más datos a través de internet. Los cristales fotónicos, por ejemplo, redirigen la luz mucho más rápido que las fibras ópticas, haciendo posible la utilización de cristales para la orientación de la luz dentro de los microchips (fotónicos), lo que aumentaría la capacidad de cómputo de los mismos.

7 pasos para el cálculo de circuitos derivados en un proyecto eléctrico

Antes de comenzar con la explicación del método de cálculo de los circuitos derivados en las instalaciones eléctricas residenciales, revisaremos algunas definiciones que da la NOM-001-SEDE vigente en su Art. 100:

Circuito derivado: conductor o conductores de un circuito desde el dispositivo final de sobrecorriente (interruptor automático) que protege a ese circuito hasta la o las salidas finales de utilización.

Circuito derivado de uso general: circuito derivado que alimenta a diversas salidas para alumbrado y electrodomésticos.

Circuito derivado individual: circuito derivado que alimenta a un solo equipo de utilización (conductores de un circuito que alimentan la carga de un solo equipo conocido y considerado de alto consumo, como hornos de microondas, lavadoras o equipo de bombeo). Este tipo de circuitos también se conocen como circuitos para salidas especiales.

1. Determinación del número de circuitos derivados

Para nuestro caso, llamaremos circuito derivado a cada par de conductores, uno de línea activa (o "línea" a secas), procedente de un interruptor automático del centro de carga, y el otro neutro, procedente de la barra de neutros del mismo centro de carga que alimenta a los circuitos de alumbrado; además es necesario agregar un tercer conductor de puesta a tierra, en este caso del mismo calibre (consultar Tabla 250-95 de la NOM-001-SEDE vigente), que procede de su respectiva barra, para los circuitos de receptáculos o contactos.

 Supongamos que se tiene una instalación residencial con la siguiente características:

• El área habitable de la vivienda es de 90 m².
• Una lavadora de ropa con motor de 3/4 HP, 120 V, 11.5 A
• Un calentador eléctrico de 2000 W, 120 V, 12 A

Procedemos a determinar la cantidad de circuitos derivados, siguiendo los criterios siguientes:

Circuitos derivados de uso general: De acuerdo a la Tabla 220-12 de la NOM-001-SEDE vigente, para una vivienda se toma como base la carga unitaria de 33 VA/m², valor que se multiplica por el área habitable de la misma: 33 VA/m² x 90 m² =  2970 VA. Según el Artículo 220-52(a) de la NOM, cada circuito derivado de alumbrado y contactos de uso general no deberá ser mayor a 1500 VA. De lo anterior se deduce que por lo menos debemos tener dos circuitos para alumbrado y contactos de uso general.

Circuitos derivados para la cocina: En la cocina debe haber al menos dos circuitos de 20 amperes para aparatos pequeños. Estos circuitos no deben tener otras salidas.

Circuito derivado para la lavadora: Se debe suministrar un circuito derivado de 20 amperes para alimentar la salida de contacto para la lavadora. Este circuito no debe tener otras salidas

Circuitos derivados individuales: De las definiciones anteriores se deduce que las salidas para la bomba de agua y el calentador deben ser consideradas como salidas especiales y deben contar con circuitos derivados individuales, ya que sobresalen del resto de la instalación por su consumo individual.

Se concluye que los circuitos derivados individuales y de alumbrado y uso general quedarán:

• 2 circuitos derivados de 15 amperes para alumbrado y contactos de uso general.


• 2 circuitos derivados de 20 amperes para contactos en la cocina.


• 1 circuito derivado de 20 amperes para la lavadora.


• 1 circuito derivado individual de 20 amperes para el calentador eléctrico.

Entonces será necesario un centro de carga de por lo menos 8 interruptores automáticos, suponiendo que se trata de una construcción de un solo nivel. En caso de que fueran 2 niveles, conviene instalar un centro de carga por nivel con la cantidad necesaria de interruptores automáticos.

2. Cálculo de la capacidad de los Interruptores automáticos

El valor nominal del interruptor automático debe corresponderse con el valor máximo de corriente eléctrica que soporta el cable que protege. No se permite utilizar un conductor con capacidad de corriente menor al valor de protección (interruptor automático o fusible), ya que ésta dejaría de cumplir con su misión.

De acuerdo con lo anterior, para los dos circuitos derivados de 15 amperes para alumbrado y contactos de uso general se usarán interruptores automáticos de 15 A. Para los circuitos derivados de cocina y lavadora la NOM establece que deberán ser circuitos de 20 A. El circuito derivado de 20 amperas para el calentador eléctrico también se protegerá con un interruptor automático de 20 A.

3. Cálculo de los conductores de los circuitos derivados

Los conductores de un circuito derivado o de un alimentador se determinan con base en la Tabla 310-16 de la NOM, pero es necesario considerar los diferentes factores de corrección:

• Factor de corrección por temperatura (ver Tabla 310-16)


• Factor de corrección por agrupamiento (ver Tabla 310-15 g)


• Factor de corrección por arranque (del 125% al 200% de la corriente nominal de la tabla 430-148, aplicable sólo a motores)

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

4. Cálculo de caída de tensión: aplicable en circuitos derivados con longitudes mayores a 20 m entre el centro de carga y la carga; o en circuitos alimentadores cuando existen más de 20 m entre el interruptor de la acometida y el centro de carga. Regla práctica: agrega un calibre por cada 20 m de distancia.

Según la NOM, el calibre mínimo para utilizar en circuitos derivados es 14 AWG, el cual usaremos para los circuitos derivados de 15 amperes para alumbrado y contactos de uso general. Para los circuitos derivados de 20 amperes para la cocina, la lavadora y el circuito individual para el calentador eléctrico, se debe usar un conductor calibre 12 AWG, tanto para conductores portadores de corriente (cable de fase y neutro) como para el conductor de puesta a tierraya que usar uno más delgado puede ser riesgoso por el calentamiento que ocasiona el paso de la corriente que, en caso severo, puede provocar un incendio.

5. Cálculo de las canalizaciones

Las canalizaciones se determinan sumando las áreas o secciones transversales de los conductores con todo y aislamiento, respetando el Factor de relleno correspondiente, así como los factores de corrección aplicables, esto se hace en cada tramo de la instalación, ya que el número de conductores y calibres suelen ser diferentes. Por ejemplo, si en una sección de la instalación eléctrica se requieren 8 conductores calibre 12 AWG con aislamiento THHW–LS y un conductor desnudo calibre 12 AWG, buscamos en la Tabla 10-5 de la NOM en las filas del tipo de aislamiento antes mencionado y vemos que el conductor calibre 12 AWG tiene una sección de 11.7 mm². Entonces multiplicamos este valor por el número de conductores, que en este caso es 8, y obtenemos un valor de 93.6 mm²; asimismo, agregamos la sección del conductor calibre 12 desnudo, que es de 3.31 mm², con lo que obtenemos un valor total de 96.91 mm². Este último valor obtenido representa la suma de las secciones transversales de todos los conductores que serán alojados en la canalización, para determinarla buscamos un valor igual o mayor a 96.91 mm² en la Tabla 10-4 de la NOM en la columna del 40%, que es el factor de relleno aplicable a 3 o más conductores y obtenemos que le corresponde el valor de 137 mm², correspondiente al tubo de 21 mm (3/4").

Una sugerencia es utilizar tubo conduit y registros de 3/4" por losas (si la cantidad de conductores lo amerita, es válido meter doble manguera), y para las bajadas a contactos y apagadores utiliza tubo conduit de 1/2". Los apagadores deben instalarse a 1.20 m y los contactos a una altura entre 30 y 40 cm del piso terminado.

6. Cuadro de cargas

El orden de los circuitos parecería aleatorio, pero es el resultado de varios ensayos hasta lograr un balanceo de fases lo más perfecto posible.

7. Diagrama unifilar

El factor de relleno (parte II)

Para tus instalaciones eléctricas residenciales siempre debes tomar en cuenta el Factor de relleno. De esa manera podrás preservar la seguridad mediante el uso adecuado de la tubería conduit.

El Factor de relleno (Fr) es el porcentaje de área transversal disponible en la tubería conduit, que se permite ocupar a la suma de las áreas de los conductores que van dentro. Su función es permitir el fácil acceso dentro del tubo conduit y a la vez que reservar un espacio para la ventilación de los conductores y evitar el calentamiento excesivo.

Actualmente es muy común encontrar instalaciones donde el tubo conduit instalado está saturado con conductores, es decir, no se ha respetado el Fr, lo que está en contra de lo establecido por la NOM-001-SEDE vigente en su capítulo 10 y crea una condición insegura para la instalación y sus usuarios. El área de los conductores no debe sobrepasar el Fr para cada medida de tubo conduit.

A continuación te presentamos una tabla que contienen el número máximo de conductores y cables de artefactos en tubo conduit, según la Tabla 10-1, Capítulo 10 de la NOM 001-SEDE vigente, tomando en cuenta un porcentaje de ocupación del 40%.

Tabla 5.- Número máximo de conductores y cables de artefactos en tubos conduit según la Tabla 10-1, Capítulo 10 de la NOM 001-SEDE vigente

También te daremos dos ejemplos, uno con conductores del mismo calibre y el otro con diferentes calibres. Para éste último haremos primero un cálculo rápido ocupando la tabla, como el que harías en tu trabajo cotidiano, y después te mostraremos la comprobación.

La tabla nos dan el número máximo de conductores según las distintas medidas de los tubos cuando todos los conductores son del mismo calibre, si el número de cables que quieres introducir no se halla especificado, significa que debes utilizar el tubo conduit inmediato superior, por ejemplo, si quieres introducir 6 cables THW calibre 12 AWG en un tubo conduit, al ver la tabla encuentras 4 y 9 para 1/2" y 3/4" respectivamente, por ello debes escoger la medida 3/4".

Ahora hagamos un ejemplo donde los conductores tengan distinto calibre: supongamos que vamos a utilizar 4 cables calibre 12 AWG, 3 calibre 10 AWG y 2 calibre 8 AWG, todos tipo THW. ¿Qué diámetro de tubo conduit ocuparías? Las tablas llevan implícito el cálculo de Fr, es decir, cuando te damos el número máximo de conductores para cada medida de tubo conduit, se respeta el área disponible para los conductores establecida por la NOM.

Consideraremos primero siempre los cables que ocupan el mayor espacio: los 3 cables del 8 ocupan casi el total de un tubo de 3/4", por lo que seleccionaremos el tubo de 1”.

Ver también: El factor de relleno (parte I)

Al de 1" vemos que caben:

• 7 cables del calibre 8, es decir que si sólo meteremos 2, nos queda poco más que el 50% del área disponible del tubo,


• del calibre 12 caben 16, sólo introduciremos 4, una cuarta parte del espacio disponible, o sea, 25%, y


• del calibre 10 caben 12, otra cuarta parte del espacio disponible, o sea otro 25%,


• si sumamos 50% del primero, 25% del segundo y 25% del tercero nos da un 100%.

Por lo tanto, el tubo conduit de 1" es el adecuado para alojar estos conductores respetando el Fr.

Ahora hagamos la comprobación como lo establece la NOM, con medidas exactas:

Vamos a la tabla 4, en la sección para los cables THW localizamos en la columna de área los valores para los calibres del ejemplo, los cuales son: 12.32, 16.40 y 29.70 mm² para los calibres 12, 10 y 8 respectivamente.

• Multiplicamos estas áreas unitarias por el número de conductores y se obtiene 49.28, 49.20 y 59.40 mm²; respectivamente, que al sumarlas dan 157.88 mm².


• Finalmente en la tabla 2, vemos que en el renglón de 1”, en la columna de Fr para más de dos conductores (Fr=40%), está permitida un área de hasta 171 mm² para este tubo.

Como los conductores ocupan 157.88 mm² y la NOM permite hasta 171 mm² el tubo conduit de 1" es el adecuado. Con esto comprobamos que nuestro cálculo rápido estaba en lo correcto.

Algunos casos son más fáciles que otros, pero una vez que comiences a utilizar las tablas verás que te sirven para cualquier combinación que requieras.