En este articulo se mostrara la cantidad mínima de circuitos ramales que debe tener una vivienda, con ejemplos de calculo y calculadora.
Se explica como se diseña cada circuito ramal y que se debe incluir (Circuitos de iluminación y tomacorrientes, Circuito de pequeños electrodomésticos, lavandería, baño, garaje etc)
Se aclarara que tomacorrientes en cada circuito deberá ser GFCI, donde se deben ubicar y a que distancia, las excepciones, cuales deben ser circuitos ramales independientes y que potencia deberá tener cada uno.
Se responderán algunas inquietudes comunes y se explicara el articulo 210.11 de la NEC/NFPA70/NTC2050 que informa los circuitos ramales requeridos en una unidad de vivienda, además se aclarara punto a punto los artículos y subarticulos.
A través del articulo encontraras tablas, ejemplos, imágenes, notas explicativas y aclaratorias, que ayudan a entender fácilmente esta sección 210.11 de la NEC/NFPA70/NTC2050.
En negro se presenta la interpretación de la NEC de ingles a español, si bien se ha buscado hacer una interpretación muy buena se debe tener presente que esta no es una interpretación oficial de la NFPA.
En azul se muestra la explicación e interpretación de los electricistas colaboradores de la pagina, si bien se ha intentado explicar de la manera mas clara posible e inclusive con imágenes, notas, tablas etc estas no son explicaciones o imágenes oficiales de la NFPA.
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Cantidad y tipo de circuitos ramales requeridos en una vivienda (Articulo 210.11)
Deben proporcionarse circuitos ramales para iluminación y para electrodomésticos, incluidos electrodomésticos motorizados, para suministrar las cargas calculadas de acuerdo con 220.10.
Además, se deben proporcionar circuitos ramales para cargas específicas no cubiertas por 220.10 cuando se requiera en otro lugar de este Código y para cargas de unidades de vivienda según se especifica en 210.11 (C).
Cantidad o número de circuitos ramales generales en una vivienda (Articulo 210.11 (A)).
El número mínimo de circuitos ramales se determinará a partir de la carga total calculada y del calibre o la capacidad nominal de los circuitos utilizados. En todas las instalaciones, el número de circuitos debe ser suficiente para suministrar potencia a la carga instalada.
En ningún caso la carga de ningún circuito debe exceder el máximo especificado por 220.18.
Ejemplo de calculo de circuitos ramales o derivados generales
La regla de la sección 210.11 (A) requiere que el número mínimo requerido de circuitos ramales o derivados se determine del total de la carga calculada, como se cubre en 220.10, y de la clasificación de carga de los circuitos ramales o derivados utilizados.
Por ejemplo, un circuito ramal o derivado de 2 hilos (Fase y Neutro) de 15 A, 120 V tiene una capacidad en potencia de 15 A por 120 V, o 1800 VA. Si la carga es resistiva, como iluminación incandescente o calentadores eléctricos, esa capacidad es de 1800 W.
Ahora si tenemos por ejemplo una carga total de iluminación de 3600 VA, requeriremos exactamente… dos circuitos de 15 A, 120-V, siempre que la carga en el circuito no sea una carga «continua» (una que opere constantemente durante 3 horas o más). Lo anterior debido a que la sección 210.19(A) requiere que los circuitos ramales o derivados que alimentan una carga continua se carguen a no más del 80 por ciento del amperaje del circuito ramal o derivado, si la carga anterior de 3600 VA fuera una carga continua, no podría ser alimentada por dos circuitos de 15A a 120 V cargados a plena capacidad.
Una carga continua de 3600 VA podría ser alimentada por tres circuitos de 15 A y 120 V, divididos de tal manera que ningún circuito tenga una carga de más del 80 % de la potencia de los circuitos o 2880 VA. Si se utilizan circuitos de 20 A y 120 V, estos al cargarlos al 80% dan lo siguiente: 20×120 =2400 x 80% = 1920 VA c/u, con una carga total de 3840VA, por lo tanto se puede dividir entre dos de 20 A, 120 VA.
Los ejemplos aquí usan 120 V y no 115 o 110 V porque 120 V es el voltaje estándar que se requiere para los cálculos de carga en 220.5(A).
Ejemplo de calculo de numero de circuitos ramales necesarios en una vivienda según Art. 210.11 (A)
Ejemplo de calculo:
El número mínimo de circuitos ramales de iluminación general y tomacorrientes o receptáculos de uso general se debe determinar dividiendo la carga total calculada en amperios entre el amperaje nominal de los circuitos utilizados.
Ejemplo: Cuantos circuitos ramales de 15 o 20Amperios, a 120V se requieren para iluminación y tomacorrientes de uso general para una casa de 86,5mts cuadrados.
Paso 1. Determinar la carga total en VA:
VA=86,5m²x33VA(De tabla 220.12)
VA=2854VA
Paso 2. Determinar los amperios:
Amperios=VA/Voltaje
Amperios=2854VA/120V
Amperios=23,78Amperios
Paso 3. Determinar el numero de circuitos ramales:
Cantidad de circuitos ramales de 15A=23,78/15=1,5circuitos
Cantidad de circuitos ramales de 15A=2 circuitos, se aproxima al múltiplo superior.
Nota: No hay límite para la cantidad de receptáculos o tomacorrientes permitidos en un circuito de una unidad de vivienda.
Carga distribuida uniformemente entre circuitos ramales (Articulo 210.11 (B))
Cuando la carga se calcule con base en voltioamperios por metro cuadrado, el sistema de alambrado hasta e inclusive el del (los) tablero(s) de distribución del circuito ramal, se debe suministrar para servir como mínimo a la carga calculada.
Esta carga debe estar distribuida uniformemente entre los circuitos ramales con salida múltiple dentro del (los) tablero(s) de distribución. Sólo es necesario instalar los dispositivos de protección contra sobrecorriente de los circuitos ramales y los circuitos para servir la carga conectada.
Calculo de alimentadores y porcentaje de desequilibrio, con aclaración del articulo Art. 210.11 (B)
Si la carga se calcula en VA/m², se debe proporcionar el sistema de cableado para servir a la carga calculada, con las cargas distribuidas uniformemente entre los circuitos ramales en el tablero eléctrico.
Ejemplo calculo de VA/m2 en oficina garantizando cumplimiento de Art. 210.11 (B)
Para un área de oficinas de 200 × 300 pies en dos pisos, se debe seleccionar un panel de circuitos ramales o derivados y alimentador trifásico de 4 hilos de 480/277 V para suministrar iluminación HID a 277 V que funcionará continuamente (3 horas o más). La carga conectada continua real de placa característica de todas las luminarias es de 120 kVA. ¿Cuál es el tamaño mínimo de los conductores de alimentación y la clasificación en amperaje del tablero que debe usarse para satisfacer la Sec. 210.11 (B)?
200piesx300piesx2pisos=120000pies2
120000×1.3VA (Tabla 220.12)=156000VA
La carga mínima calculada para el alimentador de iluminación es:
156.000 VA ÷ [(480 V)(1,732)] = 188 A por fase
La carga de iluminación conectada real para el área, calculada a partir del diseño de iluminación, es de 120 000 VA ÷ [(480 V)(1,732)] = 144 A por fase
El tamaño del alimentador y del tablero debe basarse en 188 A, y no en 144 A, para cumplir con la sección 210.11(B). El siguiente paso es correlacionar las reglas de la Sec. 210.11(A) y (B) con los de 220.40.
La regla de 220.40 requiere que un alimentador sea dimensionado para la “carga calculada” según lo determinado por las partes II, III y IV en el art. 220. Debido a que se supone que toda la carga de iluminación funciona continuamente en este tipo de ocupación, el alimentador para suministrar la carga continua calculada de 188 A debe tener una ampacidad al menos igual a esa carga por 1,25 de acuerdo con 215.2(A)(1). )(a). Sin embargo, la tabla 220.12 se modificó por completo para el NEC 2020 y ahora incluye los factores necesarios para la carga continua. En este caso, no se requiere más multiplicación.
Tenga en cuenta que las asignaciones de carga continua no son para el cable, cuya ampacidad es, por definición, una capacidad de transporte de corriente continua expresada en amperios. El 125% es para… el circuit breaker CB (Protección de sobrecorriente) convencional, que requiere el efecto disipador de calor del cable que esta atornillado a él. Por lo tanto, 215.2(A)(1)(a) asegura que en cualquier cálculo de carga bajo condiciones de carga continua, se construirá una capacidad fantasma en el tamaño del alimentador.
Además, 110.14(C)(1)(b) exige que las terminaciones del interruptor automático se realicen en función de los tamaños de cable evaluados en la columna de 75 °C de la tabla 310.15(B)(16) (Anteriormente la tabla 310-16). Esto es así siempre que se use un CB o un interruptor con fusible que no esté en la lista de UL para operación continua al 100 por ciento de la clasificación, como se requiere en 215.3.
Finalmente, dado que este alimentador trifásico de 4 hilos alimentará predominantemente iluminación de descarga eléctrica con un fuerte contenido de armónicos triples, 310.15(E)(3) requerirá que el neutro se cuente como portador de corriente, y con cuatro hilos que lleven corriente en la misma canalización, 310.15(C)(1) impondrá un factor de reducción del 80 por ciento en los conductores de alimentación para el calentamiento mutuo del conductor. En conclusión el alimentador quedara calculado así:
188 A × 1.25 = 235 A.
Suponiendo que se use un dispositivo de protección que no tenga una certificación para uso al 100 por ciento, el dispositivo contra sobrecorriente debe tener una capacidad de amperaje no inferior a 1,25 × 188 A, o 235 A, lo que requiere un disyuntor o fusibles estándar de 250 A (la clasificación estándar superior a 235 A) .
Aunque los conductores de alimentación con una ampacidad de 235 A cumplirían con la regla de 215.2(A)(1)(a) y serían adecuados para la carga, es posible que no estén debidamente protegidos (240.4) por un dispositivo de 250 A.
Usando la 310.15(B)(16) (Anteriormente la tabla 310-16), el tamaño más pequeño del conductor de alimentación que estaría protegido por una protección de 250 A después de una reducción del 80 por ciento del amperaje por agrupación de conductores portadores de corriente, seria el cable de 250 kcmil THHN o XHHW, con un valor de 255 A en la columna de 75 °C y una Ampacidad a 90 °C de 290 A antes de la reducción por cantidad de conductores portadores de corriente (290 A × 0,8 = 232 A después de la reducción por cantidad de conductores).
Recuerde: Para satisfacer 215.2(A)(1)(a), se usa la columna de 75°C. Y, cuando se utilicen conductores aislados para 90 °C, se puede aplicar cualquier «reducción de amperaje por conductores» necesaria contra el valor de ampacidad que se muestra en la columna de 90 °C en la 310.15(B)(16) (Anteriormente la tabla 310-16).
No esta escrito el porcentaje de desequilibrio entre los circuitos ramales en la NEC, sin embargo un bien criterio técnico es mantener el desequilibrio entre 5% y 10%
Áreas que requieren circuito ramales independientes en Unidades de vivienda (Articulo 210.11 (C))
(1) Circuitos ramales de pequeños electrodomésticos o artefactos de cocina.
Además del número de circuitos ramales requeridos por otras partes de esta sección, se deben proporcionar dos o más circuitos ramales de pequeños aparatos de 20 amperios para todas las salidas de receptáculo especificadas por 210.52 (B). Ver figura 1.
¿Se puede utilizar un tomacorriente de 15A en un circuito ramal de 20A?, ¿Se puede conectar al circuito de cocina otras cargas?, ¿El circuito de cocina puede ser multiple? , ejemplos e imágenes:
1. Un receptáculo o tomacorriente de 15A, 125V se puede utilizar con un circuito de 20A, ver: Tabla 210.21(B)(3).
2. No se permite que los circuitos ramales de pequeños artefactos tengas conectadas otras salidas de tomacorrientes o receptáculos de iluminación diferentes a los especificados para este circuito. (Según 210.52 (B)).
3. Los dos circuitos ramales de pequeños artefactos de 20 A se pueden suministrar mediante un circuito de múltiples hilos de 3 hilos 8 (2 líneas + 1 Neutro) o mediante dos circuitos separados de 120 V. (Según 210.4(A)).
Figura 1. Circuitos ramales requeridos en cocina
(2) Circuitos ramales de lavandería.
Además del número de circuitos ramales requeridos por otras partes de esta sección, se debe proporcionar al menos un circuito ramal adicional de 20 amperios para suministrar a la(s) salida(s) de receptaculos o tomacorrientes de lavado requerida por 210.52 (F). Este circuito no tendrá otras salidas diferentes a las de la lavandería. Ver figura 2 y Figura 3.
¿El toma de la lavandería deberá ser GFCI?, ¿Se puede conectar otros equipos al circuito de lavandería?. Aclaración con imágenes y ejemplos de la instalación del circuito de lavandería
El circuito de la lavandería no deberá tener tomacorrientes o receptáculos eléctricos diferentes a los de la lavandería, incluso no se podrá incluir en este circuito el de la iluminación de la lavandería.
El circuito de la lavandería puede conectar varios tomacorrientes en el área de la lavandería.
Figura 2. Un circuito mínimo para la lavandería, independiente de todas las salidas eléctricas de la casa.
Se requiere el circuito ramal de lavandería de 20A, 120v, incluso si el equipo de lavandería instalado es una lavadora/secadora combinada de 30a, 230v. Ver figura 3.
Figura 3. El circuito de 20A para la lavandería siempre deberá instalarse.
Como lo vimos en el articulo anterior un receptáculo o tomacorriente de 15A, 125V se puede utilizar con un circuito de 20A, ver: Tabla 210.21(B)(3).
La(s) salida(s) eléctrica(s) de 15A o 20A, 125V requerida por este articulo para la lavandería debe ser GFCI.
(3) Circuitos de baño.
Además del número de circuitos ramales requeridos por otras partes de esta sección, se debe proporcionar al menos un circuito ramal de 120 voltios y 20 amperios para abastecer el (los) tomacorriente (s) del baño. Tales circuitos no tendrán otras salidas eléctricas conectadas. Figura 4
EXCEPCIÓN: Cuando un circuito de 20 A alimenta a un solo cuarto de baño, debe permitirse que las salidas para otros equipos dentro del mismo cuarto de baño sean alimentadas de acuerdo con las secciones 210.23(A)(1) y (A)(2).
¿Se puede utilizar un circuito de baño para alimentar varios baños?, ¿El circuito del baño puede alimentar otras cargas?, estas y otras inquietudes serán resueltas, se incluyen imágenes:
No es necesario instalar un ramal de 20 amperios para los receptáculos o tomacorrientes en cada baño independiente. Un solo circuito puede abastecer a más de un baño.Ver figura 4:
Figura 4. el circuito del baño debe ser independiente.
La salida eléctrica del baño debe ser GFCI.
Un solo circuito ramal de 20A, 120v puede abastecer a todos los tomacorrientes en un solo baño, siempre y cuando ninguna carga tenga un amperaje de más de 10A. (Articulo 210.23(A)). Ver figura 5.
Por lo tanto se puede conectar una luminaria, un ventilador de techo o un ventilador de baño al circuito ramal de 20A, 120V que suministra potencia a un baño.
Figura 5. Conexión de varias salidas eléctricas en baños que no excedan los 10A.
(4) Circuitos ramales para garaje.
Además del número de circuitos ramales requeridos por otras partes de esta sección, se debe instalar al menos un circuito ramal de 120 voltios y 20 amperios para suministrar tomacorrientes en garajes adjuntos y en garajes separados con energía eléctrica. Este circuito no tendrá otras salidas eléctricas. Ver figura 6.
Excepción: Se debe permitir que este circuito suministre potencia a tomacorrientes al aire libre fácilmente accesibles.
¿El circuito del garaje debe ser independiente?, ¿La puerta del garaje puede estar en el mismo circuito de garaje?, estas y otras inquietudes se aclaran a continuación, se incluyen imágenes
Se requiere que los receptáculos o tomacorrientes de los garajes estén en un circuito separado de 20 A, las luces del garaje no pueden estar en el mismo circuito de los receptáculos o tomacorrientes del garaje. La puerta del garaje puede estar en el circuito de los tomacorrientes o receptáculos del garaje.
Las salidas de tomacorrientes exteriores fácilmente accesibles (no las tomas de iluminación) pueden ser conectadas al circuito ramal de los tomacorrientes del garaje de 20A, 120V.
Figura 6. Conexión de varias salidas eléctricas en baños que no excedan los 10A.