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El porcentaje de llenado de la canalización es el área transversal total de los conductores y cables dentro de una canalización dividida por el área transversal interna de la canalización, multiplicada por 100. Bajo el marco común del National Electrical Code (NEC) Capítulo 9, el llenado máximo normal es del 53% para un conductor o cable, 31% para dos y 40% para más de dos. Un niple de canalización o tubería calificado que no exceda las 24 pulgadas puede utilizar un límite del 60%. Verifique siempre la edición del NEC adoptada por la autoridad competente (AHJ) y las notas que se aplican a la instalación.
El cálculo en sí es sencillo. La mayoría de los errores provienen de elegir el área incorrecta: usar el área de cobre del conductor en lugar del área del conductor aislado, usar el tamaño comercial nominal de la canalización como su diámetro interior, o usar un diámetro de cable genérico en lugar del diámetro exterior (OD) exacto del fabricante.
Fórmula de llenado de canalización
Para un cable o conductor redondo con diámetro exterior d:
A = π × d² ÷ 4Para varios grupos de conductores o cables:
A_total = Σ(n × A_item)El porcentaje de ocupación del conducto es:
% de ocupación = A_total ÷ A_conducto × 100Donde:
| Símbolo | Significado | Utilice |
|---|---|---|
d |
Diámetro exterior acabado | Utilizar para un cable redondo terminado cuando el fabricante proporciona el OD |
A_elemento |
Área de un conductor o cable | Utilice la tabla normativa aplicable o calcule a partir del OD verificado |
n |
Cantidad de dicho conductor o cable | Cuente cada elemento que ocupe físicamente la canalización |
A_total |
Suma de todas las áreas ocupadas | Añada cada grupo de conductores y cables |
A_conduit |
Área interna total de la canalización | Utilice el valor para el tipo de canalización y el tamaño comercial exactos |
Mantenga todas las dimensiones en la misma unidad. Si el diámetro está en pulgadas, el área resultante estará en pulgadas cuadradas. Si el diámetro está en milímetros, el área estará en milímetros cuadrados. Debido a que el llenado es una relación, cualquiera de los dos sistemas de unidades funciona si se utiliza de forma coherente.
Límites de llenado de canalizaciones según el NEC
La Tabla 1 del Capítulo 9 del NEC establece los límites porcentuales habituales utilizados en los Estados Unidos. Estos se aplican al área de sección transversal interna de la canalización, no a su número de tamaño comercial nominal.
| Contenido o condición de la canalización | Referencia de llenado máximo |
|---|---|
| Un conductor o cable | 53% |
| Dos conductores o cables | 31% |
| Más de dos conductores o cables | 40% |
| Niple de calificación no mayor a 24 in | 60% |
Estas cifras no son reglas internacionales universales. Los proyectos fuera del marco del NEC deben utilizar las normas de cableado nacionales aplicables, las especificaciones del proyecto y los requisitos de la autoridad local. Incluso en proyectos bajo el NEC, verifique todas las notas aplicables del Capítulo 9 y el artículo que rige la canalización seleccionada.
Un cable multiconductor, un cable de fibra óptica o un cordón flexible generalmente se trata como un solo conductor para fines de porcentaje de llenado. Para un cable elíptico, utilice el método de área prescrito por el código basado en su dimensión mayor en lugar de suponer que su dimensión menor es el diámetro del cable. Un conjunto de conductores aislados individuales sin una cubierta general no es automáticamente un solo cable; calcule los conductores individuales según lo requieran las normas adoptadas.
Elija el área correcta antes de calcular
El siguiente mapa de entrada evita los tres errores de cálculo más comunes.
| Elemento que se está instalando | Fuente del área correcta | No sustituya |
|---|---|---|
| Cable de construcción aislado individual, como THHN/THWN-2 | Tabla de área de conductor aislado aplicable para la edición del código adoptado y la construcción del conductor | Área de cobre desnudo según la designación AWG o mm² |
| Cable redondo multiconductor, de control, de datos, coaxial o de fibra | Diámetro exterior del cable terminado del fabricante, convertido a área | Tamaño del conductor, promedio genérico de catálogo o tamaño del conector |
| Cable elíptico o plano | Método requerido por el código aplicable, que comúnmente utiliza la dimensión mayor como diámetro circular efectivo | Diámetro menor solamente |
| EMT, RMC/GRC, PVC u otra canalización | Área interna listada para la familia de canalización y el tamaño comercial exactos | Tamaño comercial nominal tratado como diámetro interior |
Conductores individuales: utilice el área aislada listada
Una designación AWG o mm² describe el tamaño del conductor; no incluye el espesor del aislamiento instalado. Dos conductores con la misma área de cobre pueden ocupar diferentes áreas de canalización porque sus tipos de aislamiento o construcciones difieren. Para un cálculo según el NEC, utilice el valor aplicable de la Tabla 5 del Capítulo 9 u otra tabla requerida para la construcción exacta del conductor.
El Anexo C puede acelerar un cálculo cuando todos los conductores son del mismo tamaño y tipo. Cuando se mezclan tamaños de conductores o tipos de aislamiento, utilice el método de área del Capítulo 9 subyacente en lugar de seleccionar una búsqueda de mismo tamaño no relacionada.
Cables terminados: los controles de diámetro exterior (OD) del fabricante
Para un cable terminado, obtenga el diámetro exterior nominal o máximo de la hoja de datos exacta del producto. La cubierta, los blindajes, los rellenos, la armadura, el lecho y la tolerancia de fabricación determinan el espacio que ocupa el cable. Mida el cable cuando la guía de instalación lo requiera o cuando el producto real pueda diferir materialmente de un valor de planificación.
El Calculadora de llenado de conductos VIOX incluye ajustes preestablecidos comunes de diámetro exterior de cable para la planificación preliminar y permite la entrada de un diámetro exterior personalizado. Los datos del fabricante para el cable seleccionado siempre prevalecen sobre un ajuste preestablecido genérico.
Tamaño de la canalización: utilice el área interna, no la etiqueta de tamaño comercial
Un conducto de 1 pulgada no tiene un diámetro interior de 1.000 pulgadas. Las dimensiones internas difieren entre los tubos metálicos eléctricos (EMT), los conductos metálicos rígidos (RMC/GRC), el PVC Schedule 40, el PVC Schedule 80 y otras canalizaciones. Utilice la entrada de la tabla para la familia de canalización y el tamaño comercial exactos.
Cálculo paso a paso del llenado de conductos
Utilice esta secuencia para instalaciones del mismo tamaño, de tamaños mixtos o de cables terminados:
- Identifique las reglas vigentes. Registre la jurisdicción, la edición del código adoptado, el artículo de canalización y si el tramo califica para alguna condición especial, como la regla de niple.
- Enumere todo lo que se encuentra en la canalización. Registre cada tipo de conductor o cable, el aislamiento o construcción, la cantidad y la fuente de las dimensiones.
- Obtenga cada área ocupada. Utilice la tabla de conductores aplicable o calcule el área de un cable redondo a partir del diámetro exterior verificado.
- Multiplique el área por la cantidad. Realice esto por separado para cada grupo.
- Sume todos los grupos. El resultado es
A_total. - Obtenga el área interna de la canalización. Utilice el tipo y tamaño comercial exactos.
- Calcule el porcentaje de llenado. Divida
A_totalporA_conduit, luego multiplique por 100. - Aplique el límite correcto. Compare con 53%, 31%, 40%, 60% o el límite diferente requerido por las normas vigentes.
- Aumente el tamaño de la canalización si es necesario. Repita el cálculo utilizando el área interna del siguiente candidato. No redondee hacia abajo un resultado que no cumple.
- Complete las comprobaciones de ingeniería por separado. Confirme el ajuste de ampacidad, el radio de curvatura, la tensión de tracción, la presión lateral, el riesgo de atasco de cables, la separación, la puesta a tierra y los detalles de instalación.
Ejemplo práctico 1: Nueve conductores individuales del mismo tamaño
Suponga un cálculo según NEC para nueve conductores THHN de 12 AWG en EMT de 3/4 de pulgada. Para este ejemplo, los valores de tabla adoptados son:
- área de un conductor THHN de 12 AWG:
0.0133 in²; - área interna total de EMT de 3/4 de pulgada:
0.533 in²; - límite aplicable para más de dos conductores:
40%.
Paso 1: Calcular el área total de los conductores
A_total = 9 × 0.0133 = 0.1197 in²Paso 2: Calcular el porcentaje de llenado
Porcentaje de llenado = 0.1197 ÷ 0.533 × 100 = 22.5%Paso 3: Comparar con el límite
El área máxima permitida al 40% es:
A_allowed = 0.533 × 0.40 = 0.2132 in²Debido a que 0.1197 in² está por debajo de 0.2132 in², y el 22.5% está por debajo del 40%, la combinación supera el cálculo de llenado de área.
Este resultado no completa el dimensionamiento de los conductores. El número de conductores que transportan corriente puede activar un ajuste de ampacidad, y ese recuento se determina bajo reglas diferentes a las de los elementos físicos contados para el llenado de la canalización.
Ejemplo práctico 2: Un cable multiconductor utilizando el DE real
Suponga un cable multiconductor redondo con un DE publicado por el fabricante de 0.750 in instalado en un EMT de 1-1/4 pulgadas. Utilice un diámetro interior de EMT de 1.380 in para este ejemplo de geometría transparente.
Paso 1: Calcular el área del cable
A_cable = π × 0.750² ÷ 4 = 0.4418 in²Paso 2: Calcular el área de la canalización
A_conduit = π × 1.380² ÷ 4 = 1.4957 in²Paso 3: Calcular el porcentaje de llenado
Fill % = 0.4418 ÷ 1.4957 × 100 = 29.51%Un cable multiconductor se trata como un solo cable para esta comparación de porcentaje, por lo que el límite de referencia es 53%. Con un 29.51%, la combinación supera la verificación de llenado de área.
Antes de aceptar la instalación, confirme que el diámetro exterior (OD) del fabricante se aplica a la construcción exacta del cable y que las dimensiones de la canalización coinciden con la tabla vigente. Verifique también el radio de curvatura mínimo y los límites de tracción; un cable grande puede cumplir con el llenado y aun así ser difícil o inadecuado para instalar a lo largo de una ruta con varias curvas.
Ejemplo práctico 3: Diámetros exteriores de cables mixtos y la siguiente canalización adecuada
Suponga que una vía de baja tensión contiene:
- ocho cables Cat6, cada uno
0.236 inDE; - dos cables coaxiales RG6, cada uno
0.275 inDE.
Estos DE son datos de entrada de planificación para el ejemplo. Utilice las dimensiones reales de los fabricantes seleccionados para un proyecto.
Paso 1: Calcular el área de cada grupo
Un cable Cat6:
A_Cat6 = π × 0.236² ÷ 4 = 0.0437 in²Ocho cables Cat6:
8 × 0.0437 = 0.3499 in²Un cable RG6:
A_RG6 = π × 0.275² ÷ 4 = 0.0594 in²Dos cables RG6:
2 × 0.0594 = 0.1188 in²Área total ocupada:
A_total = 0.3499 + 0.1188 = 0.4687 in²Paso 2: Comprobar EMT de 1 pulgada
Utilizando un área interna de aproximadamente 0.8643 in²:
Llenado % = 0.4687 ÷ 0.8643 × 100 = 54.21%Diez cables requieren el límite de referencia de más de dos del 40%, por lo que el EMT de 1 pulgada no es adecuado.
Paso 3: Comprobar EMT de 1-1/4 pulgadas
Utilizando un área interna de aproximadamente 1.4957 in²:
Llenado % = 0.4687 ÷ 1.4957 × 100 = 31.3%El EMT de 1-1/4 pulgadas supera la verificación de llenado de área del 40%. También proporciona un mayor margen para el tendido y la capacidad futura que una canalización seleccionada exactamente en el máximo.
Este ejemplo aborda únicamente el área física. Confirme las combinaciones de cables permitidas, los requisitos de separación, el sellado cortafuegos, el soporte, el radio de curvatura y cualquier norma de sistemas de comunicación aplicable a la instalación.
Compruebe el resultado con la calculadora de llenado de conductos VIOX
Utilice la calculadora para comparar EMT, RMC/GRC, PVC Schedule 40 y PVC Schedule 80, introduzca dos grupos de cables o diámetros exteriores personalizados e identifique el primer tamaño comercial que cumple los requisitos dentro de la familia de canalizaciones seleccionada.
La calculadora es una ayuda de planificación preliminar. Verifique sus datos de entrada con las hojas de datos exactas de los cables, la edición del código adoptada, la certificación de la canalización y los requisitos de la autoridad competente (AHJ) antes de la adquisición o instalación.
Lo que un resultado de llenado correcto no demuestra
El llenado de la canalización responde a una pregunta: ¿qué porcentaje del área de la sección transversal interna de la canalización está ocupado? No demuestra que los conductores tengan la ampacidad adecuada ni que los cables puedan instalarse sin sufrir daños.
| Verificación independiente | Por qué sigue siendo necesario |
|---|---|
| Ajuste de ampacidad | La presencia de múltiples conductores que transportan corriente en una canalización puede requerir ajustes, incluso cuando el llenado físico está por debajo del límite |
| Caída de tensión | El área de la canalización no indica si la resistencia del conductor es aceptable para la carga y la longitud del tendido |
| Tensión de tracción | La longitud del cable, las curvas, la fricción, el método de tracción y la construcción del conductor determinan el esfuerzo de tracción |
| Presión lateral | Un cable puede dañarse donde la tensión de tracción actúa alrededor de una curva |
| Riesgo de atasco de cables | Tres o más cables similares pueden acuñarse en las curvas incluso por debajo del llenado máximo del área |
| Radio de curvatura mínimo | Un cable puede caber dentro de la canalización y, sin embargo, ser incapaz de seguir la ruta sin exceder su límite de curvatura |
| Separación y reglas del sistema | Los circuitos de potencia, control, comunicaciones, alarma contra incendios y fibra óptica pueden tener requisitos de tendido adicionales |
| Capacidad de reserva | Un diseño al máximo permitido por el código puede dejar poco espacio práctico para el tendido o para futuras ampliaciones |
La guía de instalación de cables de Southwire define la relación de atasco como el diámetro interior del conducto dividido por el diámetro exterior del cable e identifica una región de riesgo común para tres cables similares. Trátelo como un dato para el análisis de tracción, no como un sustituto del código aplicable, los datos del fabricante del cable o un cálculo de tracción específico para la ruta.
Para la selección de conductores más allá del área física de la trayectoria, utilice la guía VIOX para Dimensionamiento de cables según IEC, caída de tensión, reducción de capacidad y capacidad de canalización. Para cálculos de pérdidas en tramos largos, consulte la guía de caída de tensión y pérdidas en línea. Estas son tareas de diseño independientes y no deben deducirse del resultado de llenado de conductos.
Lista de verificación de verificación de llenado de conductos
Antes de aprobar el tamaño de una canalización, verifique todo lo siguiente:
- la jurisdicción del proyecto y la edición del código de cableado adoptada;
- la familia exacta de la canalización, el tamaño comercial y el área interna;
- tipo de aislamiento del conductor y área de la tabla aplicable;
- fabricante del cable terminado, número de pieza, construcción y diámetro exterior real;
- tratamiento de conjuntos multiconductores, elípticos o agrupados;
- el límite correcto de uno, dos, más de dos o boquilla de calificación;
- aritmética para cada grupo de cables y conversión de unidades;
- ajuste de ampacidad y limitaciones de temperatura del conductor;
- número de curvas, radio de curvatura, tensión de tracción, presión lateral y riesgo de atasco;
- requisitos de separación de circuitos, puesta a tierra, sellado, sellado cortafuegos y ambientales;
- margen práctico de tendido y capacidad futura planificada.
Si algún dato de entrada es incierto, no resuelva la incertidumbre redondeando hacia abajo. Obtenga los datos exactos del conductor, cable y canalización, luego repita el cálculo o utilice la calculadora de llenado de conductos VIOX para verificar la combinación revisada.
