CALCULO DEL ALIMENTADOR (SISTEMA MONOFASICO)
En esta ocasión vamos hablar de cómo calcular el alimentador de una instalación eléctrica, lo vamos a obtener usando la Ley de Watt, solo que, al resultado final, se le tiene que aplicar un Factor, llamado Factor de Demanda, este puede ser de dos formas, la primera forma es: con base en la experiencia y la segunda forma es, con base en la NOM-001-SEDE-2012 específicamente con la TABLA 220-42.
Para empezar definamos que es, el “circuito alimentador”, lo define la NOM-001-SEDE-2012 en su artículo 100 como “Todos los conductores de un circuito entre el equipo de acometida o la fuente de un sistema derivado separado u otra fuente de alimentación y el dispositivo final de protección contra sobrecorriente del circuito derivado” esto se traduce como los cables que están entre el interruptor principal y la parte de arriba del interruptor termomagnetico, abajo adjunto una imagen de un diagrama unifilar, para que se comprenda mejor.
El alimentador proporciona toda la energía a la instalación eléctrica, si este se corta o se interrumpe, toda la instalación eléctrica se queda sin energía, también si no está bien calculado y seleccionado se puede calentar en exceso y puede provocar un accidente. El tema central es, como calcular y seleccionarlo? Para eso tenemos que ver un ejemplo:
Calcule el alimentador de una vivienda que tiene una carga instalada de 5,000 VA, el voltaje de alimentación es de 127 volts y el factor de potencia es de 0.9. Considerar un factor de demanda.
Lo que tenemos que hacer primero es identificar la carga total, en este caso será de 5000 VA (sin tomar en cuenta un factor de demanda o un factor de demanda igual al 100%) y después calcular la corriente eléctrica con la Ley de Watt… I=P/(V*F.P.)
Aplicamos la formula
I= P / ( V x F.P.)
I = 5000 VA / (127 Volts x 0.9)
I = 5000 / 114.3
I = 43.74 Amperes
Con base en la subsección 220-5(b) del NOM-001-SEDE-2012, podemos redondear la fracción decimal al ampere entero más cercano, en este caso como es mayor a 0.5, el redondeo es hacia arriba, por lo tanto, la corriente queda en 44 Amperes.
Podríamos pensar que ya tenemos la corriente eléctrica final, pero aún falta aplicar el factor de demanda, la corriente de 44 Amperes indica que la carga está funcionando al 100%, que quiere decir esto, que todos los aparatos eléctricos están funcionando al mismo tiempo y a su máxima potencia, lo cual es raro que pase en una vivienda, es raro que mientras usan la plancha, también usen el exprimidor de jugos eléctrico, el compresor del refrigerador esté funcionando en ese instante, la televisión este encendida y la lavadora este en marcha, mientras todas las luces de la casa están funcionando, por lo tanto se aplica un factor de demanda (F.D.). La forma más común de aplicar el FD por la mayoría de los electricistas, es determinar si la instalación tendrá mucha actividad en cuestión de cómo usan sus equipos eléctricos, entonces pueden colocarle un número que va de 0.75 hasta 1, si la instalación tiene poca actividad va de 0.75 a 0.5, estos valores son un aproximado de los que han usado a lo largo del tiempo, suena muy sencillo, pero ha funcionado muy bien.
La otra forma, que es la forma más correcta, es usando la TABLA 220-42 de la NOM-001-SEDE-2012, vienen algunas tablas donde se marcan los factores de demanda (F.D.), hay factores de demanda para secadoras domesticas de ropa (tabla 220-54), para estufas eléctricas domesticas (tabla 220-55), entre otras tablas, en nuestro caso la tabla que nos indica cómo aplicar el factor de demanda es la TABLA 220-42. La dejo a continuación:
El procedimiento para obtener la corriente final, es sencillo, solamente son 2 pasos (en los 2 casos):
1 PASO – Calculamos la carga demanda
2 PASO – Calculamos la corriente demanda
EMPECEMOS
Apliquemos los pasos con la primera forma usando el FD con base en la experiencia
PRIMER PASO. Multiplicamos toda nuestra carga por el FD, en este caso definimos un FD de poca actividad, entonces le asignamos el número 0.6.
Carga demandada = Carga total x Factor de Demanda
Carga demandada = 5000 VA x 0.6
Carga demandada= 3000 VA
SEGUNDO PASO. Ahora calculamos la corriente demandada con la ley de Watt.
Id= Carga demandada / ( V x F.P.)
Id= 3000 VA / (127 Volts x 0.9)
Id= 3000 / 114.3
Id= 26.24 A, aplicando la subsección 220-5(b) queda en 26 Amperes.
PASEMOS CON LA SEGUNDA FORMA, CON BASE EN LA NOM
Apliquemos los pasos con la segunda forma usando el FD con base en la TABLA 220-42 de la NOM-001-SEDE-2012.
PRIMER PASO. Calculamos la carga demandada, usando la tabla 220-42. Aquí primero dividimos la carga eléctrica en dos partes, los primeros 3000 VA, se le aplica un factor de demanda de 100%, después los otros 2000 VA restantes, se le aplica un factor de demanda de 35%.
Carga 1= 3000 VA x 1 = 3000 VA
Carga 2= 2000 VA x 0.35 = 700 VA
Carga total = 3000+700
Carga total= 3700 VA
SEGUNDO PASO. Ahora aplicamos la ley de Watt para calcular la corriente demandada.
I= Carga demandada / ( V x F.P.)
I = 3700 VA / (127 Volts x 0.9)
I = 3700 / 114.3
I = 32.37 Amperes, aplicando la subsección 220-5(b) queda en 32 Amperes.
Podemos notar que la corriente que se obtiene con la segunda forma con base en la NOM, es una corriente más alta, con esto lo que estamos haciendo es asegurar un calibre de conductor más grueso, porque estamos tomando más carga que se usara de manera regular al mismo tiempo. Podríamos decir que usando el factor de demanda que nos marca la NOM, nos brinda mayor seguridad en la selección de nuestro conductor eléctrico.
VEAMOS UN SEGUNDO EJEMPLO
Calcule el alimentador de una vivienda que tiene una carga instalada de 8,000 VA, el voltaje de alimentación es de 127 volts y el factor de potencia es de 0.9. Considerar un factor de demanda.
PRIMERA
Apliquemos los pasos con la primera forma usando el FD con base en la experiencia.
PRIMER PASO.
Carga demandada = Carga total x Factor de Demanda
Carga demandada = 8000 VA x 0.6
Carga demandada= 4800 VA
SEGUNDO PASO.
Id= Carga demandada / ( V x F.P.)
Id= 4800 VA / (127 Volts x 0.9)
Id= 4800 / 114.3
Id= 41.99 A, aplicando la subsección 220-5(b) queda en 42 Amperes.
SEGUNDA
Apliquemos los pasos con la segunda forma usando el FD con base en la TABLA 220-42 de la NOM-001-SEDE-2012.
PRIMER PASO.
Carga 1= 3000 VA x 1 = 3000 VA
Carga 2= 5000 VA x 0.35 = 1750 VA
Carga total = 3000+1750
Carga total= 4750 VA
SEGUNDO PASO.
I= Carga demandada / ( V x F.P.)
I = 4750 VA / (127 Volts x 0.9)
I = 4750 / 114.3
I = 41.55 Amperes, aplicando la subsección 220-5(b) queda en 42 Amperes.
CONCLUSIÓN
Podemos notar que la corriente ahora es igual, calculándola de las dos formas, podemos deducir entonces que, no siempre usando la tabla de la NOM, conseguiremos una corriente más alta. Lo mejor es siempre considerar valores más altos, aunque eso suponga un mayor gasto, la seguridad lo vale, las instalaciones eléctricas son costosas, recordemos que el numeral 4.2.6 menciona en su NOTA, que es deseable que las secciones transversales de los conductores, sean más grandes que las requeridas, en al área de la construcción la obra civil es la más cara, después la segunda más cara es la obra eléctrica.
Debemos recordar y tener presente siempre, que la naturaleza de la electricidad es peligrosa, por eso siempre es deseable tener valores mayores a los que nos arrojan las tablas o nuestros cálculos, la NOM siempre exigirá lo mínimo indispensable para garantizar la seguridad, aunque a veces nos parezca que pide mucho, realmente está pidiendo lo mínimo necesario.