El cable subterráneo para un circuito residencial generalmente tiene forma de cable alimentador subterráneo (UF), que está clasificado para uso en exteriores y para enterramientos directos . El dimensionamiento de los cables, o conductores, para un cable subterráneo no es diferente al dimensionamiento de otros circuitos domésticos y, por lo general, se basa en la carga total o demanda eléctrica de los dispositivos en el circuito. Sin embargo, si la longitud del cable es larga, como suelen ser las operaciones subterráneas, es posible que necesite aumentar el tamaño del cable para tener en cuenta la caída de voltaje, una pérdida de voltaje en el circuito.
Comprender la caída de voltaje
Todos los conductores de electricidad, incluidos los cables, imponen cierta resistencia al flujo de electricidad. Un efecto de esta resistencia, también llamada impedancia, es la pérdida de voltaje. Esto se conoce como caída de tensión y se representa como un porcentaje de la tensión total suministrada en la fuente de alimentación del circuito. Si mide el voltaje de un circuito en el panel de servicio (caja de interruptores), debería obtener una lectura de alrededor de 120 voltios (para un circuito estándar). Si toma otra medida del circuito en el dispositivo más alejado desde el panel y obtiene una lectura de 114 voltios, una diferencia de 6 voltios, ese circuito tiene una caída de voltaje del 5 por ciento (5 por ciento de 120 = 6).
La caída excesiva de voltaje significa que los motores, electrodomésticos y otros dispositivos no funcionan tan rápido o eficientemente como están diseñados. Esto puede conducir a una disminución del rendimiento, desgaste innecesario e incluso fallas prematuras de los equipos eléctricos.
La caída de voltaje también es un desperdicio de electricidad porque la energía se pierde en forma de calor en lugar de ser utilizada por los dispositivos del circuito.
Causas de caída de voltaje
Como la caída de tensión es causada por la resistencia de los conductores, cuantos más conductores tenga, mayor será la caída de voltaje. Cuando se trata de cables subterráneos, cuanto más largo es el cable, más cae la tensión.
El tamaño del cable es otro factor: los alambres de diámetro más pequeño tienen más resistencia que los alambres de mayor diámetro. El cable de cobre tiene menor resistencia que el cable de aluminio, pero es probable que use cobre en cualquier caso. En estos días, el único aluminio utilizado en la mayoría de los nuevos proyectos residenciales se encuentra en los cables de entrada de servicio de la empresa. Pero es posible que vea aluminio en las tablas de caída de tensión.
La carga importa
La caída de tensión aumenta a medida que aumenta la carga en un circuito , y la sobrecarga de un circuito contribuye a una caída de tensión excesiva. En otras palabras, si coloca demasiadas cargas en un circuito y excede la capacidad de seguridad estándar del 80 por ciento (1.440 voltios para circuitos de 15 amperios, 1.920 voltios para circuitos de 20 amperios), agregará una caída innecesaria de voltaje. La solución es simple: mantener la carga total en el circuito a 80 por ciento o menos de la capacidad total. Esta condición se asume en muchos cálculos y tablas de caída de tensión.
Dimensionando los conductores
El Código Eléctrico Nacional (NEC) recomienda una caída de voltaje máxima del 3 por ciento para circuitos domésticos individuales o circuitos derivados. Este es un buen objetivo para disparar al dimensionar los conductores para un cable subterráneo. Las siguientes son las longitudes máximas de cable que puede tener y aún mantiene una caída de voltaje del 3 por ciento, para el tamaño de cable dado (AWG) y el voltaje del circuito.
Como ejemplo, para un circuito de 120 voltios, puede ejecutar hasta 50 pies de cable 14 AWG sin exceder la caída de voltaje del 3 por ciento.
Para circuitos de 120 voltios:
- 14 AWG - 50 pies
- 12 AWG - 60 pies
- 10 AWG - 64 pies
- 8 AWG - 76 pies
- 6 AWG - 94 pies
Para circuitos de 240 voltios:
- 14 AWG - 100 pies
- 12 AWG - 120 pies
- 10 AWG - 128 pies
- 8 AWG - 152 pies
- 6 AWG - 188 pies