una ayudita para las instalaciones en su casa
Introducción
Se entiende por instalación eléctrica al conjunto integrado por canalizaciones, estructuras, conductores, accesorios y dispositivos que permiten el suministro de energía eléctrica desde las centrales generadoras hasta el centro de consumo, para alimentar a las máquinas, aparatos que la demanden para su funcionamiento. Para que una instalación eléctrica sea considerada como segura, eficiente se requiere que los productos empleados en ella estén aprobados por las autoridades competentes, que esté diseñada para las tensiones nominales de operación, que los conductores, sus aislamientos cumplan con lo especificado, que se considere el uso que se dará a la instalación, el tipo de ambiente en que se encontrará.
OBJETIVO
En una instalación eléctrica es la de cumplir con los requerimientos planteados durante el proyecto de la misma, tendientes a proporcionar el servicio eficiente que satisfaga la demanda de los aparatos que deberán ser alimentados con energía eléctrica. Las condiciones a considerar en una instalación eléctrica son:
Seguridad contra accidentes e incendios: La presencia de la energía eléctrica significa un riesgo para el humano, así como, la de los bienes materiales.
Eficiencia y economía: Se debe conciliar lo técnico con lo económico
Accesibilidad y distribución: Es necesario ubicar adecuadamente cada parte integrante de la instalación eléctrica, sin perder de vista la funcionalidad, la estética.
Mantenimiento: Con el fin de que una instalación eléctrica aproveche al máximo su vida útil, resulta indispensable considerar una labor de mantenimiento preventivo adecuada
¿Cómo hacer el cálculo de la sección de los cables en una instalación eléctrica?
Esto hace que si vamos a comprar unos cables para electricidad de consumo, nos ofrezcan cables de 1.5, 2.5, 4, 6, 10, mm2, ya que éstos son las secciones normalizadas. Tabla de conversión de sección (mm) a diámetro (mm).
Después de tener claro que los cables se clasifican en función de su sección, lo primero a tener siempre en cuenta en el cálculo de la sección de cables que necesitamos, es que se tienen que dimensionar o calcular en función del consumo en amperios que va a circular por estos cables. Esto implica, que si la dimensión de los cables es inferior a la necesaria se pueden calentar, por tanto actuar como resistencias, lo que haría que parte de la potencia captada se perdiera en la instalación en forma de calor.
El cableado de tensión continua (12 Vcc) es el que es más importante calcular su sección, ya que con una misma potencia, para tensiones más pequeñas las intensidades son mayores, por tanto necesitaremos cables más "gordos" que para tensiones mayores.
A continuación pongo una tabla donde se puede observar la intensidad máxima en función de la sección del cable (de cobre), la potencia a que corresponde esa intensidad máxima, en función de la tensión de trabajo que tengamos:
En la tabla anterior se tiene que tener en cuenta que se habla de máximos, en la instalación que queramos hacer, no tendríamos que calcular los cables para que funcione gran parte del tiempo al máximo de su capacidad, sino solo en momentos puntuales, el resto del tiempo, que trabajen siempre por debajo de estos valores. Una recomendación muy buena para una instalación basada en la producción de electricidad mediante energías renovables, es que después de hacer los cálculos, utilicemos cables de una sección superior, que aunque esto producirá un aumento de coste a la hora de comprar los cables, puede evitar problemas futuros, además reducirá considerablemente las pérdidas de energía debidas a la instalación de cableado.
Desarrollo del proyecto
Por corriente.
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Por caía de tensión.
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W = Carga instalada (watts)
I = Corriente eléctrica (amperes)
VFN = Voltaje de fase a neutro (volts)
Cos = Factor de potencia (0.9 en este proyecto)
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S = Área del conductor (mm2).
L = Longitud del conductor (m).
%e = Porcentaje de caída de tensión permitida (3% máx.).
VFN = Voltaje entre fase y neutro (volts).
I = Corriente demandada (amperes).
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Formulario referente a la instalación, para un sistema bifásico (2F-2H).
Por corriente.
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Por caída de tensión.
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W = Carga instalada (watts)
I = Corriente eléctrica (amperes)
VF = Voltaje de fase a fase (volts)
cos = Factor de potencia
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S = Área del conductor (mm2).
L = Longitud del conductor (m).
%e = Porcentaje de caída de tensión permitida (3% máx.).
VF = Voltaje entre fase y fase (volts).
I = Corriente demandada (amperes).
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Para el desbalanceo entre fases.
% De desbalanceo = (Fase mayor - Fase menor)/ (Fase mayor)*100
MATERIAL A UTILIZAR.
Para la instalación eléctrica de la casa-habitación se necesitará el siguiente material:
- 31 bombillos incandescentes de 100 W.
- 1 Lámpara incandescente de 75 W.
- 2 Lámparas incandescentes de 60 W.
- 4 Lámparas fluorescentes "circular light" de 32 W.
- 15 Contactos dobles de 300 W.
- 12 toma corrientes de 15 W.
- 1 Aire acondicionado de 1500 W.
- 1 Ventilador de techo de 125 W.
- 1 Motor de ¼ hp (186.4249 W).
Con todos los elementos antes listados nuestra instalación va a contar con una carga total de 193.977W. Así que utilizaremos un sistema bifásico (2F-3H) para la alimentación de nuestra vivienda.
ESQUEMA DE TABLEROS Y ALIMENTADORES.
Precio por Kwatt: 108.18
Moneda: Pesos
Impuestos (%): $2400
Número de decimales: 0
Periodo de cálculo: por hora
cantidad
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Aparato
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Tipo o marca
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Fiabilidad
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consumo apagado
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consumo en stand by
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Consumo encendido
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consumo encendido dinero
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39
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bombillos
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philips
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100%
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0w
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101w
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13.22 pesos
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6
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tv
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Led 42 pulgadas LG
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77%
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0w
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236w
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30.89 pesos
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4
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Minicomponente
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Lg cm 4430
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77%
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0w
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186w
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24.18 pesos
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3
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Ducha eléctrica
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philips
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70%
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30w
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430w
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56.89 pesos
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4
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Lavadora
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Whirlpool
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70%
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0w
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1500w
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120.9 pesos
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3
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DVD
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LG
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70%
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0w
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20w
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2,33pesos
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2
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Computador de escritorio
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ACER
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70%
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0w
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500w
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70pesos
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Total
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30w
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2973w
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318,41pesos
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Diseño de infraestructura
Primero Esquema de la instalación eléctrica.
Se dibuja un croquis esquemático general de la vivienda, señalando en cada estancia donde se desea situar los puntos de luz, los interruptores, los enchufes. Luego con un rotulador de un color se unen todos los enchufes normales en una línea hasta llegar a la puerta de entrada de la vivienda. Con otro color se unen los enchufes de gran potencia, que son los destinados a los principales electrodomésticos de la casa: el horno, la lavadora y la encimera, en la cocina; el secador, en el baño. Estas líneas se juntan en un punto al lado de la puerta de entrada, que es donde se situará el cuadro eléctrico, con su interruptor general, un pequeño interruptor automático para cada línea.
Segundo
El trazado de cables eléctricos puede hacerse superficial o empotrado. Hacerlo empotrado queda mejor, pero requiere trabajos de albañilería, abriendo regatas por todas las paredes, introduciendo los cables, luego tapándose con yeso. Esto obliga a pintar toda la vivienda al final. El cableado superficial se puede hacer pasar por rincones discretos, junto al zócalo, subir junto a los marcos de puertas. También puede discurrir por dentro de canaletas decorativas de plástico. Se fabrican en varios tamaños, colores, para adaptar a diversos tonos de pintado de paredes, techos.
Tercero
Se procede a la colocación de todos los enchufes e interruptores en los lugares deseados. Para que resulte cómodo, los interruptores se colocan a 90 cm. del suelo, los enchufes a 15 cm. del suelo. En cada dormitorio individual conviene poner dos interruptores, uno junto a la puerta de entrada, otro junto a la mesita de noche, dos enchufes. En el salón comedor conviene colocar un interruptor, cinco enchufes, en previsión de una lámpara de pié, el televisor, la cadena de música, una estufa, otro libre. En la cocina debe colocarse un interruptor y cuatro enchufes, uno para la lavadora, otro para el horno, otro para el lavavajillas, otro para la nevera, además dos enchufes sobre la encimera de la cocina, para pequeños electrodomésticos como el microondas o la cafetera. En el baño debe colocarse un interruptor, dos enchufes, en previsión de una estufa de baño, de enchufe para el secador de pelo. Estos enchufes deben estar junto al lavabo, a una distancia suficiente de la bañera, para evitar accidentes.
Cuarto
Se coloca el cableado, cada cable desde su pequeño interruptor del cuadro eléctrico, según el esquema eléctrico. Se conectan todos los interruptores, enchufes a su línea correspondiente.
Quinto
Se coloca el cableado de cada habitación, desde el interruptor al punto de luz correspondiente, que puede ser un aplique de pared o una lámpara de techo.
Primero
Circuitos derivados y diagramas eléctricos
El propósito de una instalación es distribuir la electricidad a todos los equipos eléctricos conectados a la misma de la forma eficiente, segura, ordenada posible. Para lograr estos objetivos, los elementos de una instalación se agrupan en circuitos individuales llamados circuitos derivados. Los circuitos derivados son el punto de partida del diseño de cualquier instalación eléctrica moderna.
Circuitos eléctricos de una casa
Las compañías de electricidad suministran energía eléctrica a los hogares individuales a través de líneas aéreas o subterráneas llamadas acometidas o cables alimentadores que llevan la electricidad desde el transformador de distribución más cercano al sistema eléctrico de una casa.
Se llama acometida en las instalaciones eléctricas a la derivación desde la red de distribución de la empresa suministradora (también llamada de servicio eléctrico) hacia la edificación o propiedad donde se hará uso de la energía eléctrica (normalmente conocido como usuario). Las acometidas en baja tensión (de 0 a 600/1000 Volts dependiendo del país) finalizan en la denominada caja general de protección mientras que las acometidas en alta tensión (a tensión mayor de 600/1000 Volts) finalizan en un Centro de Transformación del usuario, donde se define como el comienzo de las instalaciones internas o del usuario.
La acometida normal para una vivienda unifamiliar es monofásica, a tres hilos, uno para la fase o activo, otro para el neutro y el tercero para la tierra, a 230 voltios. En el caso de un edificio de varias viviendas la acometida normal será trifásica, de cuatro hilos, tres para las fases, uno para el neutro, la tierra debe tenerse en la misma instalación del usuario, siendo en este caso la tensión entre las fases 220/400 V y de 127/230 V entre fase y neutro dependiendo del país. Si la acometida es para una industria o una gran zona comercial esta será normalmente en Media o Alta tensión, por ejemplo a 5 kV o mayor según la zona o país, a tres hilos, uno para cada fase, el neutro se obtiene del secundario del transformador del usuario y la tierra de su instalación.
Las acometidas eléctricas se clasifican por dos criterios básicos
Esquema básico de una acometida eléctrica monofásica aérea en Baja Tensión.
- Según la Tensión:
- Baja Tensión; 127 V, 200 V, 550 V, en general se consideran los límites superiores en 600 o 1000 Volts dependiendo del país y su normatividad interna.
- Alta Tensión 5 kV, 25 kV 40 kV, en general se considera el límite inferior en mayor a 600 o 1000 volts según la normatividad del país.
- Forma de acometida.
- Acometida aérea, cuando la entrada de cables del suministrador se da por lo alto de la construcción, normalmente por medio de una mufa y tubo, desde un poste de la red de suministro, en alta tensión los cables del suministro suelen ser llevados al usuario por tuberías enterradas para minimizar los peligros desde las redes aéreas de la empresa suministradora, pero cuando son aéreas es usual el uso de pórticos o torres.
- Acometida subterránea, cuando la entrada de cables del suministrador se da por debajo de la construcción, desde un registro o pozo de visita de la red de suministro.
Una instalación con cable alimentador subterráneo. El tipo de servicio recibido (aéreo o subterráneo) depende de factores técnicos, económicos y geográficos.
El sistema eléctrico residencial típico con alimentación aérea consta básicamente de una acometida, un medidor, un panel de entrada del servicio, un centro de distribución y una serie de circuitos individuales llamados circuitos derivados. Estos últimos son los que alimentan, finalmente, los diferentes elementos eléctricos de la vivienda.
El centro de distribución puede ser parte del panel de entrada del servicio, como en este caso, uno o más subpaneles partes de la edificación. La parte del sistema que se extiende desde el exterior de la casa, hasta las líneas de distribución más cercanas, se denomina generalmente ramal o línea de acometida. En el caso de un servicio de distribución aéreo, los conductores del ramal de acometida provienen directamente del poste más próximo, discurren por encima de las edificaciones o sobre apoyos fijados en las fachadas. En el caso de servicio subterráneo, puede provenir de un transformador montado en una base de concreto a nivel del piso o en una bóveda bajo tierra, o de un poste.
El número de conductores del ramal de acometida depende del número de fases contratadas para la vivienda, de las características e importancia del suministro. Actualmente, la mayoría de instalaciones residenciales utilizan acometidas monofásicas o trifásicas. Las primeras constan de tres conductores (dos fases y un neutro).
El sistema monofásico de tres conductores, el más comúnmente utilizado en casas de habitación, proporciona dos tensiones de servicio, digamos 120v y 240v. La tensión menor (120) se obtiene entre cualquiera de las fases y el neutro, la tensión mayor (240v) entre las dos fases. La primera se utiliza para alimentar equipos electrónicos de bajo consumo como televisores, computadores, equipos de sonido, electrodomésticos pequeños, la segunda para alimentar equipos grandes como estufas, lavadoras, secadoras, sistemas de aire acondicionado.
El sistema trifásico de cuatro conductores, muy utilizado en edificios, fábricas, hospitales, suministra también dos tensiones de servicio diferente, generalmente 120v y 208v, pero es mucho más flexible. Un sistema de este tipo, puede alimentar circuitos de cuatro conductores de 120/208v, circuitos de tres conductores de 120/208v, circuitos de tres conductores de 208v, circuitos de dos conductores de 208v, circuitos de dos conductores de 120v. Casi todas las redes de distribución públicas modernas son de este tipo.
En Europa, algunos países de América latina como Argentina y Chile se utilizan el sistema trifásico de 220/380v. Este tipo de red proporciona 380v entre cualquier par de fases, 220 v entre cualquier fase, el neutro. Por consiguiente, en el interior de las edificaciones pueden tenerse de dos tipos de voltajes de servicio, utilizándose el de 220v para enchufes e iluminación, el de 380v para aparatos de gran consumo como hornos, máquinas-herramientas.
La mayoría de acometidas aéreas utilizan cable triplex, constituido por dos conductores aislados trenzados alrededor de un conductor desnudo que les sirve de soporte. Este último corresponde el neutro, los dos primeros a las fases. Una vez que la instalación eléctrica de una casa ha sido completamente alambrada e inspeccionada, la compañía de energía eléctrica conecta la línea de acometida al cable de entrada, encargado de llevar la electricidad al interior de la vivienda.
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