Este documento presenta la solución a un problema de cálculo de instalaciones eléctricas para una casa habitación de 300 m2. Se calcula la carga instalada total en 18,100W y la máxima demanda en 12,015W. Con estos valores se determina la sección mínima requerida para el cable alimentador principal en 10 mm2. También se realizan cálculos para circuitos derivados como cocinas, termas y alumbrado. Finalmente, se presenta un problema adicional sobre el cálculo de la resistencia de puesta a tierra de

1. Problema
Se tiene un terreno de 300 𝑚2cuyas dimensiones son L = 20m, H= 15m
en el cual se va a construir una casa habitación calificada como vivienda
de segunda categoría R3 cuya carga móvil (CM) es de 2000W con un
factor de demanda de 0.3. Según el plano de arquitectura se tiene:
- Área de terreno : 300 𝑚2
- Área techada en el primer piso : 140 𝑚2
- Área techada en el segundo piso : 100 𝑚2
- Áreas libres : 160 𝑚2
El área libre esta conformada por el jardín interior y exterior, patio, hall
de entrada y cochera.
SOLUCION

2. SOLUCION
ALUMBRADO Y TOMAS GENERALES (Tabla 3-IV)
CI1: Valor de carga que considera todo el alumbrado
y tomacorrientes para pequeñas cargas incluyen
do los accionados por motores tales como licua
doras, batidoras, etc.
CI1 = Área techada(𝑚2
)x Carga unitaria(
𝑊
𝑚2 )
CI1 = 240 𝑚2
x 25 (
𝑊
𝑚2 )= 6000 W
FACTOR RESERVA DE TOMA GENERALES DE COCINA
C I 2 = 1500W por tomacorriente de cocina
CARGA MOVILES Lustradoras, aspiradoras, etc.
C I 3 = 2000x0.3 = 600W
AREAS LIBRES jardines, patio, garaje, etc.
CI4= Área Libre x C. U. = 160 𝑚2
x 5 (
𝑊
𝑚2 ) = 800W

3. CARGAS MAYORES
COCINAS ELECTRICAS
CI5= 8000W
TERMAS
CI6 = 1200W
CARGA INSTALADA TOTAL (CIT)
CIT = CI1 + CI2 + CI3 + CI4 + CI5 + CI6
CIT = 6000W + 1500W + 600W + 800W + 8000W + 1200W = 18100W
CIT = 18,100W
CALCULO DE LA MAXIMA DEMANDA (MD)
Para el calculo de la M.D. debemos considerar cada una de las cargas y aplicarles las tablas
correspondientes dadas por el CNE y otras normas adaptables al calculo de máxima demanda.
De los 18100W le quitamos las cargas mayores que tienen su f.d. independiente, luego
sacamos los primeros 2000W de alumbrado y tomas generales y lo que queda se le plica un
f.d. = 0.35.
18100- 8000-1200—2000=6900W

4. FACTOR DE DEMANDA PARA ALUMBRADO Y TOMAS GENERALES
Tabla 3 – V
Unidades de Vivienda C.I. f.d.
primeros 2000W 100%
siguientes hasta 118000W 35%
Sobre 120,000W 25%
FACTOR DE DEMANDA PARA COCINAS ELECTRICAS : TABLA 3-VI
FACTOR DE DEAMANDA PARA DUCHAS : TABLA 3 – VII
C. I. x fd MD
M.D1 2000 x 1 2,000W
MD3 6900x0.35 2,415W
MD5 8000x0.8 6,400 W
MD6 1200x1 1,200 W
M.D. 12015 W

5. CALCULO DE LA SECCION MINIMA DEL CABLE ALIMENTADOR
MD= 12,015W
P = KVefxIefxcosø pero: P =MD
Luego: K = 3 para el Sistema Trifásico
Ief =
MD
3xVnx cosø
K = 1 para el Sist. Monofásico
Reemplazando datos:
Ief =
12015W
3x220Vx 0.9
cosø = 0.9 (para el caso de residencias)
Ief = 35.05 A
Calculo de la corriente de diseño:
Id = fsxIef fs = factor de seguridad
Id = 1.15xIef = 1.15x35.05=40.28A fs < 2.5%
Id = 40A

6. TABLA 3-IV

7. FACTORES DE DEMANDA MAXIMA (fmd)

9. Selección de la Smin del cable alimentador:
De la TABLA 4-V; escogemos el cable TW con una Ts= 60°C y 46A dado
que la corriente requerida por la máxima demanda M.D.= 12,100W es
una corriente de 40A. “La corriente nominal del conductor deber ser > a la
corriente requerida por la carga”.
Por lo tanto:Smin = 10 𝑚𝑚2 , IS= 46A TW y Ts =60°C.
MEDICION DE LA LONGITUD (L) DEL CABLE ALIMENTADOR
Distancia desde el medidor hasta el tablero general o tablero de
distribución. L = 11.30 m
Calculo de 𝜟V=
𝐾𝑥ρ𝑥𝐿𝑥𝐼𝑑
𝑆𝑚𝑖𝑛
K= 3 para un Sist. Trifásico
K = 2 para un sistema monofásico.
Luego: 𝜟V=
3𝑥0.01786𝑥11.30𝑥40
10𝑚𝑚2 = 1.39V (0.6%)< 2.5%
Confirma que el conductor de Smin= 10 𝑚𝑚2 TW-Ts=60°C es el correcto.

10. PORCENTAJE DE CAIDA DE TENSION

11. TABLA 4-V_CNE_Tomo V: CAPACIDAD DE CORRIENTE PERMISIBLE
EN AMPERES DE LOS CONDUCTORES DE COBRE AISLADOS

12. • COCINAS
C.I. = 8000W (Sistema Trifásico)
Ief =.
MD
3xVnx cosø
=
8000𝑥0.8
3x220x 1
= 16.8A
Id = 1.2x16.8A = 20.16 A = 20A
Según la tabla 4-V : Smin=4𝑚𝑚2
Is= 25 A Ts= 60° TW
MEDICION DE LA LONGITUD (L) DEL CABLE ALIMENTADOR AL CKTO
DERIVADO.- L = 6.5 m.
CALCULO DE CAIDA DE TENSION (𝜟V)
𝜟V=
𝐾𝑥ρ𝑥𝐿𝑥𝐼𝑑𝑥
𝑆𝑚𝑖𝑛
=
3𝑥0.01875𝑥6.5𝑥20
4
= 1.06V 𝜟V < 3.3V
Por lo tanto, 1.06V < 3.3V colocamos Smin = 4 𝑚𝑚2
IN= 25A - TW- Ts=
60°C
CARGAS PESADAS

13. THERMA
En este caso la longitud L del tablero de distribución al circuito derivado
puede ser largo y hay que asegurarse que la caída de voltaje 𝜟V< 1.5%
De lo contrario habrá que hacer ajustes incrementando la sección del
cable alimentador a la therma.
C.I. = 1200W Sistema Monofásico:
IN =
1200𝑊
220𝑥1
= 5.45A K =1 F.P. = 1
ID = 1.12xIN = 1.12x5.45= 6.1A
De la tabla 4-V: para 6A Smin= 0.75 𝑚𝑚2, 1 𝑚𝑚2,1.5 𝑚𝑚2 pero
el CNE prohíbe secciones de conductores menores a 2.5 𝑚𝑚2
, por lo tanto
para este caso escogemos:
Smin = 2.5 𝑚𝑚2 TW, TS=60°C IN=18A

14. CIRCUITOS DE ALUMBRADO
Cada ckto. de utilización se estima Smin= 2.5𝑚𝑚2 , IN= 18A TW, 60°C
N° AWG equivalente es el N° 14.
CIRCUITOS DE TOMAS GENERALES
Cada circuito de utilización se estima Smin = 4𝑚𝑚2, IN = 25A TW, 60°C
N° AWG equivalente es el N° 12
DIMENSIONAMIENTO DEL TABLERO DE DISTRIBUCION
ITM DE Tomas Generales : IN = 20A
ITM para Alumbrado : IN = 15A
ITM para Cocina : IN = 20A
ITM Therma : IN = 15A
ITG : IN = 40A
ID : IN = 40A

16. Problema02
Determinar la resistencia de puesta a tierra , de un conductor horizontal,
donde: L= 50 m; ρe = 100 (Ω - m ); d = 0.0022 (m) ; h= 0.6 m.
d: Diámetro del conductor. (m)
L: Longitud del conductor .(m)
h: Profundidad de enterramiento. (m)
ρe : Resistividad equivalente del terreno (Ω -m)
R: Resistencia a tierra del conductor. (Ω)
donde R:
SOLUCION
R=
100
2𝑥𝛑𝑥50
. ln(
502
0.0022𝑥0.6
)= 4.6 Ω
h

17. SIMBOLOGIA ELECTRICA NORMALIZADA

18. FIN