CALCULOS DE DEMANDA PARA INSTALACIONES COMERCIALES E INDUSTRIALES

Hernando Arias Marín I.E.

Las instalaciones comerciales e industriales tales como oficinas, bancos, tiendas o almacenes,

restaurantes, talleres, refinerías y otras plantas industriales tienen diversas cargas eléctricas.

Estas cargas son consideradas como continuas o no continuas, y factores de demanda, bajo

ciertas circunstancias son permitidas. Carga continua es definida en el artículo 100 del NEC,

como aquella carga cuya máxima corriente se presente durante tres horas o más

continuamente.

El Factor de Demanda (Fd) se define como la relación entre la máxima demanda y la carga

total instalada, o simplemente un factor que se aplica a la carga y es menor al 100% (o a 1).

INSTALACIONES COMERCIALES E INDUSTRIALES

Las cargas son calculadas en base al tipo de uso y de los requerimientos del equipo servido.

Sea por la forma normal o la opcional los cálculos se usan para cuantificar las cargas en

voltiamperios (VA) o amperios para dimensionar los alimentadores y conductores asociados

a los equipos servidos. Como iluminación, toma corrientes normales y especiales de acuerdo

a los equipos utilizados en al instalación.

El ejemplo siguiente presenta la forma de organizar las cargas en siete categorías basadas en

su uso o aplicación y de acuerdo a los requerimientos de la NTC 2050 o NEC.

1. Cargas de iluminación

2. Cargas de fuerza (tomas)

3. Cargas de fuerza especiales 8tomas especiales)

4. Cargas de moto-compresores herméticos

5. Cargas de motores

6. Cargas de calefacción o de aire acondicionado

7. La carga del motor más grande

Carga No 1 - Iluminación

Las cargas de iluminación se consideran como continuas o no continuas y para algunos casos

especiales el código permite el uso de un factor de demanda. Para sistemas a 600 voltios o

menos los requerimientos sobre cargas continuas están localizados en las secciones 210.19 y

210.20 para circuitos ramales, secciones 215.2 y 215.3 para alimentadores y sección 230.42

para conductores de acometida. Por ejemplo, la carga general de iluminación para un edificio

de oficinas de 1000 m² es de 22000 VA (1000x22 VA) tabla 220-3b. Los 22000 VA son

incrementados un 25% ya que las cargas son continuas 22000x1.25 = 27500 VA. Las otras

cargas se calcularán de acuerdo a su uso.

Carga No 2 – Tomas

La carga de tomas es la segunda carga a considerar, esta carga se divide en dos subgrupos:

1. Salidas de tomas de aplicación general

2. Salidas de tomas múltiple (ensambladas de fábrica)

Se debe determinar si el uso de los tomas es continuo o no continuo. Por ejemplo el cálculo

para 100 salidas de tomas continuos es 22500 VA (100x180 VA x1.25 = 22500 VA).

Sí los 100 tomas son considerados carga no continua, la carga es de 18000 VA (100x180VA =

18000 VA). Aplicando el factor de demanda de la tabla 220.44 entonces tenemos que:

De 220.13

100 tomas x 180 VA = 18000 VA

Usando la tabla 220.13

18000 VA -10000 VA = 8000 VA

8000 VAx50% = 4000 VA

La carga total es de 10000+4000= 14000 VA

Carga No 3 Salidas de tomas especiales

La cargas de tomas especiales es el tercer tipo de cargas a ser consideradas para el propósito

de calculo y dimensionamiento de acometidas y alimentadores y sus protecciones de sobre

corriente, la carga debe ser clasificada como continua o no continua y cuando sea permitido

usar factores de demanda como se especifica en el art. 220 del NEC o NTC 2050.

Por ejemplo, para un proceso continuo con una carga de 2400VA, la carga calculada es de

3000 VA = (1.25x2400VA).

Carga No 4 - Compresor con motor de refrigeración hermético

Si es instalada, esta carga es el cuarto tipo de carga a ser considerada y se calcula

multiplicando la carga plena del moto - compresor por el 125%, como lo describe el art.

440.32 y aplicando el art. 440.34 donde más de una unidad es presente. Por ejemplo: si la

carga del compresor es de 37300 VA, multiplicando este valor por 1,25; la carga del equipo es

46625 VA.

Carga No 5 – Motores

Los motores son la quinta carga a ser calculada. Los VA de cada motor son convertidos desde

la corriente de plena carga (FLA) de las tablas 430.248 (148)* para motores monofásicos o de

la tabla 430.250 (150)* para los motores trifásicos y multiplicando este valor por la tensión de

alimentación. * Los números entre paréntesis corresponden a la NTC 2050, los iniciales al NEC 2008.

Por ejemplo: para un motor a 460V trifásico de 50 HP, la FLA = 65 Amps a su vez =

65x480Vx1.732 VA (el voltaje asumido según el art. 220.5 (220.2) si la tensión de alimentación

no esta definida) el resultado es = 54038.4 VA

Nota: todos los motores para el cálculo deben ser convertidos a VA de esta manera. En

situaciones donde hay más de un motor el artículo 430.24 provee los requerimientos para el

cálculo de los VA de motores totales conectados.

Carga No 6 – Calefacción o aire acondicionado

Cargas de calefacción o aire acondicionado son las número seis a ser consideradas en su

cálculo. Usando los cálculos estándar (parte III del art. 220) estas cargas son referidas como

cargas no coincidentes por el art. 220.60 (220.21). Usando este método de cálculo, la carga de

calefacción o de aire acondicionado es comparada y la más grande en VA es usada en el

cálculo total de carga. La carga más pequeña se puede no tener en cuenta. Por ejemplo:

En una instalación con una unidad de 10000 VA de calefacción y una unidad de aire

acondicionado de 3500 VA, la unidad de calefacción es seleccionada sobre la de aire

acondicionado para efectos del cálculo de carga general.

Igualmente cuando se consideren cargas no coincidentes se procede de igual manera.

Carga No 7 – Carga del motor más grande

La carga del motor más grande es la séptima carga a considerar. El motor más grande de las

cargas de motores listadas en las cargas cuarta, quinta o sexta de nuestra consideración.

Igualmente los VA del motor se calcularán como se explicó anteriormente de acuerdo a los

artículos 220.50 y 430.24 los VA resultantes se multiplican por 1,25.

Por ejemplo: de la quinta carga considera en este escrito, el motor mayor es de 54038.4 VA; al

incrementarse en un 25% la carga adicional a considerar es de 13509.6 VA.

Cálculo total de carga en VA

Para calcular la carga total de los siete puntos anteriores, entonces tenemos que:

Carga 1: 27500 VA

Carga 2: 14000 VA

Carga 3: 3000 VA

Carga 4: 46625 VA

Carga 5: 54038.4 VA

Carga 6: 10000 VA

Carga 7: 13509.6 VA

Total VA: 168669.4 VA

Conclusión: Siguiendo los pasos descritos podemos organizar las cargas para determinar el

dimensionamiento de los alimentadores y acometidas generales de una instalación.

Debemos tener en cuenta que además de las cargas no coincidentes , podemos aplicar

Factores de Demanda basados en el conocimiento claro de cómo trabajan las cargas; el

ejemplo presentado es muy general y será cada ingeniero responsable al calcular la demanda

general de un proyecto o instalación con un criterio técnico claro y aplicando la normatividad

establecida .

Entonces basados en el sistema de alimentación y su tensión, los VA calculados son usados

para determinar la ampacidad de los conductores del alimentador y la acometida y

dimensionar los equipos de protección de sobre corriente respectivos.

Bibliografia:

Commercial and industrial Calculations by James G. Stallcup (Chair of the Committee EECA, a

principal member of the 70E Committee, Past President of the Electrical Section of NFPA, and

d Former Chair of NEC Code).

NFPA- NATIONAL ELECTRIC CODE 2008 EDITION

NTC 2050 Primera actualización 11/1998