TEMA 26. Cálculo del calibre de los alimentadores principales por el método de Caída de Tensión.

Este método es muy útil sobre todo cuando se trata de grandes instalaciones eléctricas, me refiero

a las del tipo Comercial e Industrial, para los casos de instalaciones residenciales comunes con el

método de corrientes es suficiente.

Si la instalación es monofásica la fórmula a utilizar

es: S=(4*L*Ic)/(Vn*e%) mm2 

Bifásica: S=(2*L*Ic)/(Vn*e%) mm2 

Trifásica: S=(2*L*Ic)/(Vf*e%) mm2

En donde:

S se denomina Sección Transversal o Área del

conductor.

Vn es Voltaje entre Fase y Neutro, 127 Volts.

Vf es Voltaje entre Fase y Fase, 220 Volts (Sistemas trifásicos).

e% es el Porcentaje de Caída de tensión (no debe ser mayor al 3% según 210-19 NOTA 4 de la

NOM-001-SEDE-2005),

e% = (e)*(100/Vn)

Puedes aplicar el siguiente criterio con suficiente aproximación. Si la distancia entre el interruptor

principal y el centro de carga es aproximadamente de 40 Mts; entonces e%=1 (no afecta). Si la

distancia es mayor de 40 Mts hasta 80 Mts, entonces e%=2. Mayor de 80 Mts. hasta donde

alcances el 3% que marca la NOM-001-SEDE-2005 del valor del voltaje que tengas en el

Interruptor Principal.

e se denomina caída de tensión entre fase y neutro.

Ic es la ya conocida Corriente Corregida, para calcularla sigue el mismo procedimiento del método

de corrientes en donde: I=P/(Vn*f.p.)Amps, e Ic=I*f.d. Igual puedes considerar un f.p. de 0.9 y

un f.d. de 0.7

Ocasionalmente puedes utilizar ambos métodos para realizar el mismo cálculo y por lo regular da

el mismo resultado, a veces por caída de tensión resulta mayor el calibre del conductor.

Veamos el ejemplo del tema anterior (Tema 25, P.3)…

Recuerda que: Cada policontacto en muros incluye

2 tomas de corriente de 180 Watts cada una. La

motobomba es de ¾ H.P., 580 Watts. Las

lámparas son de 100 y de 60 Watts (el símbolo

mayor representa las de 100 W). Las luminarias

ubicadas al centro de la instalación tienen 4

lámparas de 60 Watts cada una. Además debemos

incluir 3 arbotantes intemperie colocados al frente

del comercio de 150 Watts cada uno, lo que nos da

un gran total para la potencia de: 9,130

Watts, resulta pues un sistema Bifásico

Aunque el cálculo lo vamos a hacer por el método

de Caída de Tensión de todas maneras debemos

utilizar el método de Corrientes para conocer la

corriente corregida. Por lo tanto, aplicando la

fórmula decorrientes para sistemas Bifásicos.

I = P/(2*Vn*f.p.) = 9,130/(2*127*0.9) = 39.93 Amp.

Ic = I*f.d. = 39.93*0.7 = 27.95 Amp.

Este ya es un resultado que nos permite saber el calibre del conductor que va del Interruptor

Principal hasta el Centro de Carga. Si quisiéramos concluir ahí el problema, entonces podríamos

seleccionar Alambre CONOFLAM* 75ºC (instalación oculta) por lo que de acuerdo a las tablas

resultan:

2 conductores, para las Fases Cal. 10 y un conductor Neutro Cal. 8 (un calibre mayor debido

a que será común a ambas fases).

Pero si continuamos el procedimiento hasta concluirlo por el método de Caída de Tensión

haríamos lo siguiente:

Aplicando el Teorema de Pitágoras para calcular la distancia en línea recta del Interruptor

Principal al centro de Carga queda:

Distancia = √ (42+82) = √ (16+64) = √ 80 = 8.94 Mts.

Luego utilizando S=(2*L*Ic)/(Vn*e%) para sistemas Bifásicos resulta:

S=(2*L*Ic)/(Vn*e%)=((2)(8.94)(27.95)/((127)(1))=3.93 mm²

Considerando 3.93 mm² buscando en la tabla correspondiente para Alambre CONOFLAM

encontramos que:

El calibre 12 tiene 3.31 mm², el 10 tiene 5.26 mm², y el 8 tiene 8.37 mm², por lo tanto el que más se

acerca -hacia arriba- es el calibre 10, por lo cual seleccionamos: 2 conductores de alambre

CONOFLAM calibre 10 para las fases y uno calibre 8 para el neutro.

O sea que… el resultado es el mismo con ambos métodos. Aunque como ya lo dije, muchas

veces con el método de caída de tensión resulta un calibre mayor, sobre todo en los casos en los

que el método de corrientes arroja resultados ajustados.

Ahora bien, ¿de que calibre debe ser el alimentador que va desde el Kilowatthorímetro hasta

el Interruptor Principal?

Tienes dos opciones al respecto:

1. Ponerlo del mismo calibre de los conductores que van del Interruptor Principal al Centro

de Carga, o bien,

2. Aumentar un calibre, en cuyo caso quedarían: 2 Fases en Cal. 8 y un Neutro Cal. 6

¿Cuál de las dos opciones es la mejor en este caso? Por seguridad la segunda y por economía la

primera. Si la distancia entre ambos dispositivos (KWatthorímetro e Interruptor Principal) fuera

mayor (aproximadamente unos 20 Mts.) definitivamente tendrías que aumentar un calibre.

Siempre, siempre, siempre, debes tener bien presente la distancia que hay de un punto a

otro para alimentar con energía eléctrica, si ésta es considerable, habrá caída de tensión.

En lo personal utilizo casi siempre el Método de Corrientes para cualquier instalación eléctrica y el

de Caída de Tensión para comprobación o en cálculos grandes.

* Puedes utilizar cualquier marca conocida de conductor eléctrico y salvo pequeñas diferencias el

resultado es el mismo. No te recomiendo utilizar “clones” de conductores (Made In… quien sabe

donde), o a veces sin marca.

Monofasico A = (4 * L * I)/ (En * e%) 

Area del conductor en mm2 L = distancia del circuito mas larga I= corriente que consume la carga En = voltaje nominal de la carga e% = caida de tensión (maxima el 3%) Aunque hay otras donde se involucran otros criterios pero estas son las mas sencillas y faciles de entender Trifasica 

A= (2*raiz2 3 * L * I)/ (Ef * e%) 

Area del conductor en mm2 

L = distancia del circuito mas larga I= corriente que consume la carga Ef = voltaje de fase( voltaje nominal / raiz2 3) e% = caida de tensión (maxima el 3%) 

Esta parte del cálculo es tan importante como la anterior, como ya se ha explicado anteriormente, en los conductores se producen una serie de pérdidas, que de ser excesivas, pueden generar un mal funcionamiento de la instalación.

El REBT, establece lo siguiente: para instalaciones interiores o receptoras (nuestro caso), no deberán superarse en ningún caso los siguientes valores de caída de tensión: 3% de la tensión nominal para receptores de alumbrado. 5% para receptores de fuerza motriz (todo aquello que no es alumbrado).

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Siguiendo esto sabemos que el valor máximo de caída de tensión que podremos tener en nuestra instalación será:

Una vez hecho esto, será necesario aplicar la siguiente fórmula:

Para instalaciones monofásicas:

Donde:

u= caída de tensión producida en voltios.

P= potencia consumida en vatios.

L= longitud de la línea en metros.

e= conductividad del material (56 cobre, 35 aluminio).

V= tensión nominal de la línea en voltios.

S= sección de la línea en milímetros cuadrados.

Para instalaciones trifásicas:

 

Para nuestra línea, la expresión quedaría así:

Como vemos, la caída de tensión que se produce, es menor de 20V, por lo que la línea estaría bien dimensionada con 10mm2, en caso de que la caída hubiera superado los 20V, habría que coger la siguiente sección, en este caso 16mm2, y repetir el cálculo, así hasta que el valor baje de el máximo permitido.