El llenado de una caja eléctrica para aparatos (tomacorrientes, suiches etc) no solo depende de la cantidad de cables en la caja, sino también del volumen total de los conductores, dispositivos y accesorios dentro de ella.

Cada caja tiene una cantidad específica de espacio disponible para conductores, dispositivos y accesorios, a eso lo llamamos el volumen de la caja.

En este articulo se muestran las tablas que se deben utilizar para el calculo de llenado y ocupación de las cajas de aparatos eléctricos, además de la explicación de como se calcula el tamaño con ejemplos e imágenes que aclaran los cálculos.

Si deseas realizar el calculo de ocupación de una caja de aparatos eléctrica automáticamente puedes utilizar la: Calculadora tamaño de caja eléctrica de aparatos y dispositivos (Tomacorrientes, suiches etc)

Nota: Recordar que las cajas de aparatos son diferente a las cajas de paso.

Cálculo de volumen de una caja eléctrica sin dispositivos como tomocarrientes o suiches

La tabla 314.16 (A) parece simplificar el calculo del volumen de una caja, pero no se emocione demasiado. Puede usar la Tabla 314.16 (A) solo si la caja no contiene interruptores, receptáculos o tomacorrientes, accesorios de luminarias, abrazaderas de cable internas o conductores de puesta a tierra.

Las condiciones mencionadas anteriormente son casos poco comunes y solo se presentan en cajas de cables sin equipos eléctricos, mientras que la mayoría de cajas eléctricas contienen diferentes tipos de dispositivos no solo cables.

Cuando todos los conductores en una caja de distribución son del mismo tamaño (el aislamiento no importa) se puede usar la Tabla 314.16 (A). Esta se puede usar para:

(1) Determinar la cantidad de conductores permitidos en la caja de distribución.
(2) Determinar el tamaño de la caja requerida para un número dado de conductores.

Ejemplo de calculo de tamaño de caja eléctrica sin dispositivos como tomacorrientes, suiches etc

Como calcular el volumen de llenado de una caja eléctrica con elementos (Tomacorrientes, interruptores etc)

Calcular el volumen que ocupan los conductores es una cuestión de sumar los volúmenes de llenado de estos individualmente y los volúmenes equivalentes de los demás accesorios y elementos como tomacorrientes, interruptores etc, hay cinco tipos de volúmenes equivalentes, tener presente que la NEC/NFPA70/NTC2050 lleva el volumen de los tomacorrientes, interruptores y otros elementos a equivalentes en conductores según la Tabla 314.16 (B).

De acuerdo con lo que dice el articulo 314.16 (B), para calcular el volumen total de una caja se debe calcular cada uno de los siguientes cinco volúmenes equivalentes de conductores:

(1) Volumen del conductor. Cada conductor ininterrumpido que pasa por una caja y cada conductor que termina en una caja se cuenta como un volumen de un solo conductor de acuerdo con la Tabla 314.16 (B),ver la siguiente imagen:

(5) Volumen del conductor de puesta a tierra. Todos los conductores de puesta a tierra en una caja cuentan como un volumen de un solo conductor de acuerdo con la Tabla 314.16 (B), basado en el conductor de puesta a tierra  más grande que ingresa a la caja.

Los conductores de puesta a tierra de equipos aislados para receptáculos que tienen terminales de puesta a tierra aislados (receptáculos a tierra aislados) [250.146 (D)] cuentan como un volumen de un solo conductor de acuerdo con la Tabla 314.16 (B), ver la siguiente imagen:

Pasos para determinar el volumen necesario de una caja eléctrica

• Paso 1: Determine el número y tamaño de conductores equivalentes en la caja.
• Paso 2: Determine el volumen de los conductores equivalentes de la tabla 314.16 (B).
• Paso 3: Dimensione la caja usando la Tabla 314.16 (A).

Ejemplo 1 de calculo del volumen, llenado y cantidad de conductores en una caja eléctrica como la de la imagen:

¿Cuál es el volumen de los conductores de la caja eléctrica de la figura anterior?

Cada 14 AWG cuenta como 32.8 cm cúbicos [Tabla 314.16 (B)].
11 conductores x 32.8 cm cúbicos = 360.8 cm cúbicos.

El mínimo requerido para este ejemplo es una caja cuadrada de 100 mm por 54 mm.

Ejemplo 2 de calculo del volumen, llenado y cantidad de conductores en una caja eléctrica

¿Cuál es la caja cuadrada mínima requerido para 3 cables de entrada No 14 AWG que terminan en un interruptor de 3 vías y 2 cables No 12 que terminan en un receptáculo o tomacorriente?. La caja tiene abrazaderas de cable instaladas internamente ( Es el mismo ejemplo anterior cambiando los dos cables de entrada del tomacorriente por No 12 AWG ).

Paso 1: Determine el número de conductores de cada tamaño.

Paso 3: Seleccione la caja de salida de la Tabla 314.16 (A).

100 × 54 mm cuadrados, 457 cm cúbicos cumple con los requisitos mínimos de cm cúbicos.

Recomendaciones finales

A veces, se tiene una caja existente y necesita asegurarse de no llenarla en exceso. Este podría ser fácilmente el caso durante un trabajo de remodelación/actualización, o después de una orden de cambio en una nueva construcción.

Otras veces, usted sabe cuántos conductores irán en un tramo determinado y debe asegurarse de instalar una caja lo suficientemente grande. De cualquier manera debe calcular el volumen de la caja y el volumen de los conductores. Sin embargo, puede resumir todo el proceso de esta manera:

Pero recuerde:

El cálculo del volumen de la caja es cuestión de sumar los volúmenes individuales de las piezas internas [314.16 (A)].

Calcular el volumen del conductor es cuestión de sumar los volúmenes equivalentes de los equipos individuales [314.16 (B) (1) a (5)].

Si el llenado de la caja excede el volumen de la caja, entonces necesita reducir el número de conductores o usar una caja más grande.

Tenga en cuenta que estos son requisitos mínimos [90.1]. No hay ninguna penalización por usar una caja que es demasiado grande, aparte del costo adicional de esa caja en comparación con una más pequeña.

Por lo general, es más rentable en un proyecto usar una cantidad fija de tamaños de caja para aplicaciones comunes y tener unos pocos de gran tamaño, en lugar de calcular el mínimo exacto necesario en cada punto e intentar calcular una a una en la obra.