Guía de diseño eléctrico para una casa o apartamento (vivienda)

En esta guía mostrare mediante un ejemplo practico que cargas se deben tener en cuenta y como se deben aplicar los factores de demanda de los equipos eléctricos residenciales.

El diseño eléctrico de una casa o vivienda esta divido en muchos temas, como los cálculos, el cableado, la normatividad, etc., por lo tanto la persona encargada de hacerlo deberá tener la competencia y experiencia para poder realizarlo bien.

En este articulo mostrare como se deben realizar los cálculos eléctricos de acuerdo al Reglamento Retie y Normas NTC2050/NEC.

Se recomienda leer el siguiente articulo, antes de continuar: Criterios de diseño eléctrico

El reglamento Retie, NTC2050 y NEC es aplicable para Colombia y Estados Unidos respectivamente sin embargo se puede tener de referencia para el diseño en otros países debido a que en estas prima la seguridad y correcta instalación eléctrica.

Ejemplo de diseño eléctrico: Casa de 100m² (240v-120v) con estufa, lavaplatos eléctrico, compactador de basura, calentador de agua, plancha y lavadora:

1. Calculo circuito de alumbrado y tomas de uso general:

32VA/m² x100m²=3200Va, Se asignan 32VA/m² según la tabla 220-3 de la NTC2050 y se multiplica por el área de la casa, todas las salidas de alumbrado y tomas de uso general están dentro de este calculo, no se incluyen las cargas especificas (Hornos, calentadores, microondas, lavadora, secadora, plancha, A.A, pequeños artefactos de cocina, baño etc).

La NTC2050 no exige un numero de salidas en particular para el diseño eléctrico por tanto se recomienda 10 salidas protegidas con un breaker de 15A y 13 salidas si se utiliza un breaker de 20A, en cualquiera de los anteriores casos se estima una carga por toma de mínimo 180va. Tener en cuenta que si se sabe la carga de los equipos conectados, cada toma se debe calcular en base a esto, debido a que el criterio base es la carga.

Tendremos entonces 3200va/120volt=26.6Amp, se debe multiplicar este ultimo valor por un factor de seguridad de 125% lo que nos da: 26.6AmpX1.25=33,3Amp lo que equivale a dos protecciones de : 1x20A y 1x15A.

Potencia Alumbrado y tomas de uso general: 3200va.

2. Circuitos para pequeños artefactos:

Debe existir uno o mas circuitos ramales de 20A para pequeños artefactos para todas las salidas de tomacorrientes especificadas en el articulo 210-52 de la NTC2050 ver imagen:

Esta carga debe ser de no menos de 1500va por circuito.
El toma de la nevera debe estar en un circuito de proposito general  o circuito especial independiente.

Tendremos entonces 2 circuitos como se muestra en la figura, multiplicados por la carga que exige la NTC2050:

2x1500va=3000va. De acuerdo con las exigencias de la norma serian 2 circuitos de 20A. Dos breaker de 1x20Amp.

Potencia de pequeños artefactos: 3000va

3. Circuito de lavandería y planchado:

Debe existir por lo menos un circuito ramal de 20 amperios para conectar la plancha y la lavadora siempre y cuando no exista la probabilidad de simultaneidad entre estos aparatos. Este circuito no debe tener otras salidas.

Esta carga debe ser de no menos de 1500va por circuito.

De acuerdo a lo anterior se tendria un circuito para la plancha y la lavadora el cual seria de 1x1500va=1500va. Por tanto se requera 1 breaker de 1x20Amp.

Potencia de lavanderia y planchado: 1500va.

ANTES DE CONTINUAR REALIZAREMOS EL CALCULO DE DEMANDA DE LO QUE LLEVAMOS:

CARGA INSTALADA HASTA EL MOMENTO: 3200VA+3000VA+1500VA= 7700VA
LA CARGA DEMANDADA SERIA (TABLA 220-11 DE NTC2050):

PRIMEROS 3000VA AL 100%    ——–  3000VA

RESTO DE CARGA  AL 35%     ——–   1645VA

TOTAL CARGA DEMANDADA HASTA AHORA : 4645VA

4. Calculo circuito para estufa

Asumiremos una estufa de 3500va, que deacuerdo  a la tabla 220-19 columna C), el factor de demanda es de 80%, por tanto la carga demandada seria: 3500vaX80%=2800va.  Comunmente es conectada a 240v. Teniendo en cuenta un factor de seguridad de 125% calculamos:

I=(2800vaX1.25)/240v=14.5A, Utilizamos proteccion de 2x15A.

Potencia del circuito para estufa: 2800va.

5. Calculo circuito para equipos especiales

Lavaplatos 1200va, comunmente conectado a 120v. Teniendo encuenta un factor de seguridad de 125% calculamos:

I=(1200vaX1.25)/120v=12.5A, Utilizamos proteccion de 1x15A.

Compactador de basura 800va, comunmente conectado a 120v. Teniendo encuenta un factor de seguridad de 125% calculamos:

I=(800vaX1.25)/120v=8.3A, Utilizamos proteccion de 1x15A.

Calentador de agua 2000va, conectado comunmente a 240v. Se debe tener en cuenta que para tanques de capacidad menor a 454lt, la potencia nominal sera aumentada en 125%, por tanto:

I=(2000vaX1.25)/240v= 10.4A, Utilizaremos proteccion de 2x15A.

En total en equipos especiales hay : 4000va, debido a que son menos de cuatro equipos se debe aplicar una demanda de 100%, si fuesen mas de 4 se aplicaria una demanda de 75%.

Potencia del circuito para equipos especiales: 4000va.

EN TOTAL LA CARGA DEMANDADA SERIA: 4645VA+2800VA+4000VA= 11445VA  A  240V

Video de como realizar un diseño eléctrico

En este primer vídeo en particular muestro como se debe realizar el diseño y distribución de tomacorrientes en áreas de una casa o vivienda como: cocina, garaje, estudio, alcobas, sala, comedor, jardín etc, todo ello de acuerdo a la norma NTC2050, NEC, NFPA 70, el Retie y criterios propios de ingeniería.

También muestro como dejar el plano arquitectónico para empezar a realizar la distribución de tomacorrientes en cada área de la casa. Este es el primero de seis videos en los cuales pretendo mostrar como realizar el diseño eléctrico de toma corrientes,  iluminación y comunicaciones para una casa o vivienda.

TABLAS

Tabla 220-3.b).  Cargas de alumbrado general por tipo de ocupación

* Todas las salidas de tomacorriente de uso general de 20 A nominales o menos en unidades de vivienda unifamiliares, bifamiliares y multifamiliares y en las habitaciones de los de hoteles y moteles [excepto las conectadas a los circuitos de tomacorrientes especificados en el Artículo 220-4.b) y c)], se deben considerar como salidas para alumbrado general y en tales salidas no serán necesarios cálculos para cargas adicionales.

**Además se debe incluir una carga unitaria de 10 VA por metro cuadrado para salidas de tomacorriente de uso general cuando no se sepa el número real de este tipo de salidas de tomacorriente.

Tabla 220-11. Factores de demanda para alimentadores de cargas de alumbrado

Los factores de demanda de esta Tabla no se aplican a la carga calculada de los alimentadores a las zonas de hospitales, hoteles y moteles en las que es posible que se deba utilizar toda la iluminación al mismo tiempo, como quirófanos, comedores y salas de baile.

Tabla 220-19. Factores de demanda para estufas eléctricas domésticas, hornos de pared, estufas de sobreponer y otros electrodomésticos de cocina de más de 1,75 kW nominales. (La columna Ase debe aplicaren todos los casos, excepto los recogidos en la Nota 3).

Notas a la tabla:

1) Todas las estufas de más de 12 kW hasta 27 kW tienen el mismo valor nominal. Para las estufas individuales de más de 12 kW pero no más de 27 kW, se debe aumentar la demanda máxima de la columna A un 5 % por cada kW
adicional o fracción, por encima de los 12 kW.

2) Las estufas de más de 8,75 kW hasta 27 kW son de distinto valor nominal. Para las estufas con potencia individual de más de 8,75 kW y de distinto valor nominal pero que no superen los 27 kW, se debe calcular un valor nominal medio
sumando los valores nominales de todas las estufas para obtener la carga total conectada (poniendo 12 kW por cada
estufa de menos de 12 kW) y dividiendo el total por el número de estufas. Después se debe aumentar la demanda
máxima de la columna A un 5 % por cada kW o fracción que exceda de 12 kW.

3) De más de 1,75 kW hasta 8,75 kW. En lugar del método de la columna A, se permite añadir la potencia nominal de
todos los artefactos electrodomésticos de más de 1,75 kW nominales pero no más de 8,75 kW y multiplicar la suma
por los factores de demanda de las columnas B o C, según el número de artefactos. Cuando la potencia nominal de
los artefactos electrodomésticos corresponda a las columnas B y C, se deben aplicar los factores de demanda de
cada columna a los artefactos de esa columna y sumar los resultados.

4) Carga del circuito ramal: se permite calcular la carga del circuito ramal de una estufa según la Tabla 220-19. La carga del circuito de un horno de pared o una estufa en mostrador debe ser el valor de la placa de características del artefacto. La carga de un circuito ramal de una estufa de sobreponer y no más de dos hornos de pared, conectados
todos al mismo ramal y situados en la misma cocina, se debe calcular sumando los valores de la placa de
características de cada artefacto y considerando ese total como equivalente a una estufa.

5) Esta Tabla se aplica también a artefactos electrodomésticos de cocina de más de 1,75 kW utilizados en programas educativos.