TEMA 1. Concepto general de: INSTALACIÓN ELÉCTRICA RESIDENCIAL.

¿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:

Esquema de una I.E.R.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.

TEMA 2. 10 Formas de producir “Cortos Circuitos” en Instalaciones Eléctricas.

¿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.

TEMA 3. Calibres de conductores eléctricos utilizados comúnmente en Instalaciones que no rebasan los 5,000 Watts.

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 casa-habitación 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.

Empalmes, uniones y/o derivacionesUno 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.

Derivación de nudo doble

Derivación de nudo doble

Derivación Final Nudo

Derivación final. Nudo.

Conector opresor

Conector opresor

Conector o Regleta

Conector o Regleta

Conectores tipo capuchón

Capuchón

Conexiones soldables

Conexiones soldables

Empalme Recto Britania

Empalme Recto Britania

Derivación Nudo Sencillo

Derivación de nudo sencillo

Derivación de Antena

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.

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”.

Apagadores de escalera.

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.

ApagadorUno 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).

Multimetro y testerCon 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.

Apagador y contacto2. 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.

Factor de Correccción Por Agrupamiento

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.

ParaleloCuando 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.

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.

4 vias o de paso

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.

Sâolos

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.

Conectando un contacto...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”).

Contactos...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.

Otra versión de lo mismo la encuentras aquí.

TEMA 19. Forma correcta de conectar un conductor al tornillo de un dispositivo.

Los pequeños detalles hacen una buena instalación.

Apriete correcto de un cable a un tornillo...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?

Conectando una lámpara incandescente.

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.

Comparación entre conductores...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.