¿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. ¿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. 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 casahabitación 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.
Conector opresor Derivación de nudo doble Derivación final. Nudo.
Conector o Regleta
Capuchón
Conexiones soldables
Derivación de nudo sencillo Empalme Recto Britania 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 medir el local, utiliza líneas auxiliares de manera.
quieres evitar la siguiente
Los números 1 y 2 de la figura te indican primeras líneas auxiliares que debes se obtienen por consecuencia.
cuales son las trazar, las demás
Observa las zonas en amarillo, ello te tengas una idea acerca de la distribución
permite que de la luz.
Obviamente este método te sirve para número de lámparas pero siempre de 2
colocar cualquier en 2.
Si vas a colocar 2 lámparas en físico, te tomes medidas, resulta más fácil o que trazar y ver el montón de rayas en el residencia.
recomiendo que menos enredoso techo de la
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 = (20×5,00010×6,000+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 coordenadoNota. 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 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 2 es: S=(4*L*Ic)/(Vn*e%) mm 2 Bifásica: S=(2*L*Ic)/(Vn*e%) mm 2 Trifásica: S=(2*L*Ic)/(Vf*e%) mm 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: 2
2
Distancia = √ (4 +8 ) = √ (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 electrónicaslas 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.
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.
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 operaciónresulta 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), doblatubos 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 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 NOM001-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. 2
De la tabla 220-3.b elegimos ―tiendas‖. El nivel de iluminación requerido es de 30 VA/mt , por lo tanto: 2
2
((10)(20)m )(30 VA/m )=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: 2
2
((10)(20)m )(19 VA/m )=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.
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; CCircuito 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. 2 3. Cable de cobre THW calibre 8.367 mm (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.
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8. Alambre o cable de cobre calibre 8.367 mm (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.
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. 2 3. Cable de cobre THW calibre 8.367 mm (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. 2 8. Alambre o cable de cobre calibre 8.367 mm (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 acometidade 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 758232-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 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 mm 2 (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 2 proporcionalmente según el área en mm 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… 2
Excepción 1: Un conductor de puesta a tierra de equipo no debe ser menor que 0,824 mm (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.
http://cursosdeelectricidad.blogspot.com/2008/06/tema-53-ahorro-de-energa-elctrica.html
