Calculadora de ocupación y llenado tubería eléctrica: PVC, EMT, IMC, RMC, SCH 80, SCH40¡¡¡ PREMIUM !!!

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El llenado u ocupación de tuberías, es la cantidad de área de la sección transversal de un tubo ocupado o llenado por un conductor o varios conductores.

La ocupación o llenado se basa en el diámetro exterior del cable y el diámetro interior de la tubería.

Determinar el llenado de los tubos con cables es fundamental para cumplir con los requisitos del Código Eléctrico Nacional (NEC/NFPA70/NTC2050) .

No hacer esto correctamente puede conducir a un recableado costoso o lento, y posiblemente a una instalación eléctrica peligrosa.

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Con esta calculadora podrás calcular automáticamente la capacidad de ocupación de diferentes tuberías con diferentes tipos de cables:

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Video ejemplos de calculo de ocupación de tubería eléctrica

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Ejemplo 1. Digamos que tiene estos tipos y cantidades de conductores:

Numero de conductores Tipo de aislamiento calibre
4 THHN 8 AWG
2 THW 4 AWG

Y los deseas ingresar por un tubo PVC. ¿Que tamaño de tubo PVC se requiere?

Ejemplo 2. Que tamaño de tubería RMC se requiere para un alimentador de 3 No 1/0 (F) + 1 No 2(N) + 1No 4 (T)  THWN-2

Numero de conductores Tipo de aislamiento calibre
3 THWN-2 1/0 AWG
1 THWN-2 2 AWG
1 THWN-2 4 AWG

Ejemplo 3. Que tamaño de tubería tipo “niple” EMT se requiere para un alimentador de 6 No 2/0 (F) + 2 No 2/0(N) + 2No 2 (T)  RHW-2

Numero de conductores Tipo de aislamiento calibre
6 RHW-2 2/0 AWG
2 RHW-2 2/0 AWG
2 RHW-2 2 AWG

Parámetros de la calculadora de ocupación para diferentes tipos de tubería eléctrica:

Tipos de aislamiento de conductores:

El tipo de aislamiento en los conductores es diferente de acuerdo a cada necesidad, por ello siempre debe  asegurarse de utilizar los cables adecuados para cada aplicación.

Por ejemplo, no use THHN en lugares mojados; debido a que este esta clasificado solo para lugares secos y húmedos (Los lugares mojados son diferentes a los húmedos).

A continuación, se muestran los tipos más comunes de aislamiento, sin embargo en la calculadora se encuentran todos los tipos definidos en el NEC/NFPA70/NTC2050.

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Conductor Características Aplicaciones Típicas
THHW Clasificado 167 ° F para lugares mojados y 90 ° C para lugares secos
Sin revestimientos exteriores en su aislamiento
Entrada de servicio, alimentadores y ramales para instalaciones permanentes
THHN Clasificación de 194 ° F para lugares secos y húmedos
Chaqueta de nailon sobre su aislamiento
Máquinas herramientas
Circuitos de control
Electrodomésticos
THWN Clasificación de 167 ° F para lugares secos y húmedos
Chaqueta de nailon sobre su aislamiento
Conductos
Máquinas herramientas
Circuitos controlados
Cableado de uso general
XHHW Clasificado 167 ° F para lugares mojados y 194 ° F para lugares secos y húmedos
Sin revestimiento exterior en su aislamiento
Cableado del edificio
Conduit
Alimentador y cableado del circuito
THW Clasificado 167 ° F para lugares secos y mojados. Cableado del edificio
Circuitos de alimentación y ramales
Distribución industrial secundaria interna

Cantidad de conductores:

En este apartado se debe ingresar la cantidad de conductores que viajaran por la tubería eléctrica, es importante tener presente que se deben incluir también los neutros y las tierras.

Calibre de los conductores:

Se debe contar con el calibre de los conductores que ocuparan la tubería, este calibre se puede escoger desde el No 18 AWG hasta el 2000 kCMIL.

Tener presente que algunos aislamientos no están disponibles para algunos cables, por ejemplo en el calibre 16 AWG no esta disponible el aislamiento THHN, según las tablas de la NEC/NFPA70/NTC2050.

Tipo de tubería:

En esta parte de la calculadora de tubería eléctrica, puedes escoger el tipo de tubo que utilizaras para proteger y proporcionar una ruta para conductores de cableado eléctrico.

Una tubería eléctrica es un conducto en el que se alojan cables eléctricos para una variedad de aplicaciones estructurales o de construcción. La tubería tipo conduit protege los cables, así como a cualquier persona que pueda acercarse a ellos. El Código Eléctrico NEC/NFPA70/NTC2050 y los códigos de construcción locales determinan si se debe usar una tubería en una instalación determinada, así como qué tipo de tubería se debe usar.

Hay muchos tipos diferentes de tubería, en la calculadora tenemos todos los tipos definidos por el NEC/NFPA70/NTC2050. En la próxima tabla definiremos algunos de los tipos mas comunes:

Tubería Características Aplicaciones Típicas
RMC La tubería de metal rígido (RMC) tiene una pared gruesa y está construido de aluminio o acero galvanizado. Esta variedad es uno de los tipos de conductos más resistentes que se utilizan en muchas aplicaciones industriales y exteriores.
IMC La tubería IMC de metal intermedio (IMC) es un tipo de tubo rígido clasificado para exposición al aire libre y está diseñado para proteger cables y conductores eléctricos aislados. Ofrece la misma protección que la tubería metálica rígida, pero es una opción más económica para proyectos en los que el costo es un problema.
PVC El conducto de cloruro de polivinilo (PVC) es el tipo más popular de conducto no metálico y tiene varias ventajas:
  • Versátil y fácil de instalar.
  • Por lo general, menos costoso que otras opciones.
  • Ligero
  • Disponible en una variedad de espesores de pared
  • Funciona bien en hormigón y subterráneo.
A pesar de sus muchas ventajas en otras aplicaciones, no se recomienda el uso de conductos de PVC en áreas con exposición directa a la luz solar. La luz solar puede degradar el material con el tiempo.
Conducto no metálico hermético a líquidos (LFNC) Este tipo de conducto debe usarse junto con accesorios herméticos a líquidos. El conducto no metálico hermético a líquidos está diseñado para su uso en entornos donde la humedad podría convertirse en un problema.
EMT La tubería metálica eléctrica (EMT) está hecha de acero revestido o aluminio y es una opción más económica y de paredes más delgadas que otros conductos. Este tipo de conducto no ofrece la misma protección que el conducto de metal rígido, pero es más liviano y se puede combinar con accesorios de conducto, lo que elimina la necesidad de roscar. El EMT también se puede doblar para darle forma usando una herramienta especial para adaptarse a las obstrucciones o seguir la forma de la instalación.

Tamaño de la tubería:

En esta sección puedes escoger el tamaño de la tubería que estaría entre 1/2″ y 6″, al igual que el cableado el tipo de material constructivo del tubo limita el tamaño, según la norma  NEC/NFPA70/NTC2050.

Como se diseña y realiza la instalación eléctrica de los ascensores según NEC/NFPA70/NTC2050. !!! PREMIUM !!!

Por ejemplo la tubería EMT tiene el limite hasta un tamaño de 4″, si se requiere una tubería mas grande se deberá usar RMC que tiene un limite hasta 6″.

Interconexión “niple”:

Un “niple” es una sección de conducto que tiene 24” (60cm) o menos de longitud y se usa para permitir la instalación de conductores entre cajas, gabinetes o envolventes similares. Si estas requiriendo la ocupación en un “niple” debes poner en la calculadora la opción “si”, de lo contrario seria dejarlo en “no”.

niples

Principales factores para el calculo de la ocupación de tubería eléctrica:

  1. Tipo de aislamiento del cableado que se desea usar (THHN, THWN, RHW, XHHW, TFFN etc).
  2. Número de cables en la tubería.
  3. Tipo de tubería (PVC, IMC, RMC etc).
  4. Tamaño de la tubería (1/2″, 3/4″, 1″, 1 1/2″ etc).

Pasos para el calculo de ocupación de una tubería eléctrica

Paso 1 (Escoger aislamiento, calibre y cantidad):

Se debe definir el tipo de aislamiento que contendrá la tubería y la cantidad  de cables que tendrán con su respectivo calibre.

Paso 2 (Escoger tubo y tamaño):

Escoger el tipo de tubería que se utilizara, con su respectivo tamaño. Si se utilizara “niples” se debe escoger la variable “si”, de lo contrario dejarlo en “no”.

Tabla de ocupación de tuberías eléctricas

La tabla utilizada para el cálculo de ocupación de los ductos y tubos es la del capítulo 9, Tabla 1 de la NEC:

Tabla 1. Porcentaje de llenado de ductos y tuberías de acuerdo al número de cables
No de conductores y/o cables Área trasversal (%)
1 53
2 31
Más de 2 40

Información relevante utilizada en la calculadora de ocupación o llenado de tuberías eléctricas

Nota: La próxima información está incluida en los cálculos anteriores, sin embargo es bueno leerlo para comprender en detalle cómo se realizaron los cálculos y que se debe tener en cuenta en la instalación.

1. Los conductores de conexión a tierra o de unión equipotencial, cuando estén instalados, se incluirán al calcular el ducto o el llenado de la tubería. Las dimensiones reales de la puesta a tierra del equipo o del conductor de conexión (aislado o desnudo) se deben usar en el cálculo, según Nota 3 de las tablas del capítulo 9.

Todos los conductores aislados, cubiertos y desnudos ocupan espacio dentro de un ducto o tubería. Por lo tanto, todos los conductores instalados deben incluirse en el cálculo del llenado de la canalización, incluidos los conductores que no llevan corriente, como los conductores de puesta a tierra de los equipos, los conductores de conexión y los puentes de unión.

Como calcular el conductor de puesta a tierra que viene desde la malla de puesta a tierra hasta el transformador o tablero principal.

2. En que consiste la relación de atasco: (según Nota 2 de la tabla 1 NEC ).

“Al tirar de tres conductores o cables en un ducto o tubería, la relación del diámetro interior del ducto o tubería con el diámetro exterior del conductor, NO debe estar entre 2,8 y 3,2, debido a que se puede producir un atasco. Si bien puede producirse un atasco al tirar de cuatro o más conductores o cables en un ducto o tubería, es muy baja la probabilidad de que esto suceda.”

Esta nota advierte sobre otro posible problema asociado con el arrastre de conductores dentro del ducto o tubería.

El atascamiento del conductor puede ocurrir durante la instalación o extracción de los conductores en un ducto, incluso si se mantienen tolerancias de llenado del 40 por ciento. Durante la instalación de tres conductores o cables en la tubería, un conductor podría deslizarse entre los otros dos conductores.

Es más probable que esto ocurra en las curvas, donde el ducto o tubería puede ser ligeramente ovalado, debido a esto un conductor puede deslizarse entre los otros dos y causar un atasco cuando los conductores salen de la curva.

En una recta, suponiendo que no hay variación en el diámetro interno del Tubo o en el diámetro exterior de un conductor, un cable generalmente no puede deslizarse entre los otros dos, porque el total de los diámetros externos de los conductores es mayor que el diámetro interno de la tubería. Sin embargo, en una curva, el diámetro interno del ducto o tubería puede aumentar debido a la flexión, particularmente en tubos, lo que permite que el conductor intermedio sea empujado entre los dos conductores externos. A medida que los conductores salen de la curva y la tubería vuelve a su forma normal, con lo cual los conductores pueden atascarse.

Esto también puede ocurrir en tramos rectos donde la relación entre el diámetro interno del ducto o tubería y el del conductor se aproxima a 3. Un ejemplo es el siguiente:

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3. Cuando se instalan niples de ductos o tubos con una longitud máxima que no exceda 600 mm (24 in) entre cajas, gabinetes y recintos similares, se permitirá que los niples se llenen al 60 por ciento de su área total de la sección transversal, y los factores de ajuste de la tabla 310.15 ( B) (3) (a) no es necesario que se apliquen a esta condición, según Nota 4 de las tablas del capitulo 9.

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4. Otros tipos de cables: Para conductores no incluidos en el Capítulo 9, como cables multiconductores y cables de fibra óptica, se deben usar las dimensiones reales.

5. Nota informativa n. ° 1 de la tabla 1 (NEC ): “la Tabla 1 se basa en las condiciones comunes de cableado y alineación adecuados de los conductores, donde la longitud del cableado y el número de curvas se encuentran dentro de los límites razonables”.

Se debe reconocer que, para ciertas condiciones, se debe considerar un ducto o tubería de mayor tamaño para una menor ocupación.

La Tabla 1 establece el llenado máximo permitido para un ducto circular y varios tipos de tubería. Esta nota informa que factores como la longitud del cableado o el número y el radio total de las curvas pueden aumentar la dificultad para instalar los conductores en el ducto y en casos extremos podría dañar el aislamiento del conductor.

Para mitigar dichos efectos adversos y facilitar la instalación de los conductores en el ducto o tubería, se recomienda que cuando se prevea una instalación difícil, no se instale la cantidad máxima de conductores permitidos, o que el tamaño del ducto o tubería sea aumentado por al menos un tamaño comercial mayor que el mínimo requerido por el NEC .

Para el cálculo de ocupación se utilizaron también las tablas 4 y 5, que son las tablas que informan las áreas y diámetros de la tubería y cables comerciales.

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