La cantidad de conductores que pueden ser instalados en una tubería eléctrica depende de varios factores, incluyendo el tipo y tamaño de la tubería, el tamaño y número de los conductores, el tipo de aislamiento y el método de instalación.
En general, la National Electrical Code (NEC) establece una serie de criterios para determinar la cantidad de conductores admisibles en una tubería eléctrica. Uno de los métodos comunes es la tabla de llenado de conductores de la NEC, que indica la cantidad de conductores permitidos en función del tamaño de la tubería y los tamaños de los conductores, específicamente en relación al área de llenado.
En la Tabla 1, del capitulo 9 de la NEC, se indica los porcentajes de llenado de la tubería a respetar por cantidad de cables(ver imagen).
Otro factor importante a considerar es la cantidad de calor generado por los conductores, lo cual afecta la capacidad de corriente de los cables ya que la tubería no puede disipar tanto calor. Por lo tanto, la corriente eléctrica que se va a transportar también es un factor a considerar para determinar la cantidad de conductores admisibles.
Es importante revisar la normativa local, ya que los porcentajes indicados difieren en cada país. Por ejemplo en la normativa Chilena en el RIC n°4, tabla N°4.21 llamada “Porcentaje de sección transversal de la tubería ocupada por los conductores”, se indica (ver imagen):
En el caso de la normativa mexicana, el número de conductores no debe exceder el porcentaje de ocupación permitido especificado en la Tabla 1, Capítulo 10, de la NOM-001-SEDE.
Otro ejemplo es el caso de Colombia, la NTC 2050 en su capítulo 9, al igual que México han tomados los valores de la NEC. Ver imagen.
En el caso de Perú tiene algunas diferencias, en el Código Nacional de Electricidad – Utilización, se indica la tabla 8 “Máximo porcentaje de llenado de conductos y tuberías eléctricas”
Ahora vamos a ver un ejemplo, con tubería tipo Conduit que se utiliza comúnmente en este tipo de instalaciones eléctricas. Para calcular el diámetro de la tubería necesaria, se debe conocer los diámetros de las tuberías y los cables. Existe una tabla que muestra los diámetros de las tuberías en pulgadas y en milímetros en la NEC, y los diámetros de los cables ideal obtener esta información según catálogo.
Con la ecuación que se proporciona en la imagen siguiente, se puede calcular el área de los tubos y el área de los cables.
Con esta información, se puede determinar qué diámetro de tubería utilizar para cumplir técnicamente con la ocupación del ducto con una cantidad determinada de cables eléctricos.
Por ejemplo, si se necesitan instalar 9 cables de número 8AWG, se debe multiplicar la cantidad de cables por el área de cada cable para obtener el área total de los cables. A continuación, se debe dividir el área total de los cables por el área del tubo para determinar si se cumple con la ocupación técnica. En la NEC, la norma indica que si se tienen más de 2 cables, la ocupación no puede superar el 40%. Si se supera este porcentaje, se deberá utilizar una tubería de mayor diámetro.
Para saber qué diámetro de tubería utilizar, se puede utilizar una ecuación que permite calcular el área total de los cables. Si se multiplica esta área por 2, se obtiene el área necesaria para cumplir técnicamente. Si el diámetro de la tubería cumple con este requisito, se puede utilizar en la instalación eléctrica. También se puede utilizar una hoja de cálculo de Excel para realizar los cálculos de manera más fácil, pero aquí en IEO se ha desarrollado una aplicación web que realiza rápidamente los cálculos de cables y porcentajes en tuberías eléctricas (Herramienta web cálculo de Cables en tubería eléctrica).
Si tenemos un sistema alimentado con de 3 fases con cable de cobre THHN calibre 2 AWG y una tierra de cobre THHN calibre 4 AWG, ¿Qué tamaño mínimo de tubería de PVC schedule 80 se puede utilizar?
Veamos las tablas, de referencia Tabla N°5 de NOM-001-SEDE, para obtener el área de la sección transversal de cada conductor:
Ahora sumamos el área de los 4 cables que consiste en 3 fases + 1 tierra.
Son 4 conductores (3 fases y la tierra). Por la normativa NOM-001-SEDE, al ser más de dos conductores, solo podemos utilizar el 40 % del área disponible de la tubería.
Debemos seleccionar una tubería cuyo 40% de área disponible sea igual o superior a 277,29 mm². Descartamos tuberías con área disponible inferior a este valor.
Por lo tanto, de la tabla Artículo 352 – Tubo conduit rígido de PVC (PVC) - Cédula 80 , la tubería inmediata superior al valor que necesitamos es la tubería de 1 1/4” (pulgada y cuarto) ya que su 40% de área disponible es de 320 mm².
Respuesta: Se necesita usar una tubería PVC Cédula 80 de 1 1/4” (35mm).
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