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Utilice dos rutas de dimensionamiento diferentes. Para cajas que contienen conductores comunes de 18 a 6 AWG, la norma NEC 314.16 determina el volumen mínimo a partir de los conductores, conductores de puesta a tierra, abrazaderas, accesorios y soportes de dispositivos. Para cajas de paso o de derivación que contienen conductores aislados de 4 AWG o mayores en una canalización o tendido de cables, la norma NEC 314.28 determina las dimensiones mínimas a partir del tamaño de la canalización y la geometría de tiro. No existe un tamaño único de caja de derivación estándar que se adapte a todas las instalaciones.
| ¿Qué hay dentro de la caja? | Ruta de dimensionamiento principal | Resultado que usted calcula |
|---|---|---|
| Conductores cubiertos por las tolerancias de volumen de 18–6 AWG | Llenado de caja según NEC 314.16 | Volumen interno mínimo, generalmente en pulgadas cúbicas |
| Conductores aislados de 4 AWG o mayores en canalizaciones o tendidos de cables | Dimensionamiento de cajas de paso/derivación según NEC 314.28 | Dimensión mínima de la caja para cada dirección de tiro |
| Una combinación de condiciones o bornes de equipo | Aplique todas las reglas pertinentes | Utilice el requisito resultante más restrictivo |
Esta guía utiliza el tratamiento del NEC 2023 para sus ejemplos de llenado de cajas, debido a que las tolerancias para los conductores de puesta a tierra difieren entre los ciclos del código. Antes de utilizar cualquier resultado para diseño, permisos o inspección, verifique la edición del NEC adoptada por la autoridad competente (AHJ), las enmiendas locales, el marcado de la caja y la certificación del producto. NFPA mantiene acceso a múltiples ediciones de NFPA 70, el National Electrical Code, por lo que la última edición publicada no es automáticamente la edición vigente en la ubicación del proyecto.
Cálculo de llenado de cajas según NEC 314.16
NEC 314.16 es un cálculo de volumen. El volumen de caja requerido es la suma de las tolerancias para los conductores aislados, los conductores de puesta a tierra de equipos, las abrazaderas internas, los accesorios de soporte y los yugos de dispositivos en la caja.
La fórmula de trabajo es:
Volumen de caja requerido = llenado de conductores + llenado de abrazaderas + llenado de accesorios de soporte + llenado de dispositivos/equipos + llenado de conductores de puesta a tierra de equipos
No reduzca el cálculo a “número de cables × un valor” a menos que cada elemento contabilizado tenga la misma tolerancia y la caja no contenga dispositivos ni accesorios internos.
Paso 1: Registre cada conductor aislado
Para cada tamaño de conductor, identifique cuántos conductores deben contarse:
- Un conductor que se origina fuera de la caja y se empalma o termina dentro normalmente cuenta como uno.
- Un conductor continuo que pasa a través de la caja normalmente cuenta como uno.
- Un conductor contenido totalmente dentro de la caja generalmente no recibe una asignación de llenado de conductores bajo la regla básica de conductores.
- Los bucles o bobinas largos pueden requerir asignaciones adicionales; verifique el lenguaje exacto en la edición adoptada del NEC en lugar de tratar cada bucle interno como un conductor de derivación (pigtail).
Los conductores de tamaños mixtos conservan sus asignaciones de volumen individuales. Cuatro conductores de 14 AWG y dos conductores de 12 AWG no se calculan como seis conductores idénticos.
Paso 2: Añadir el llenado de abrazaderas internas y accesorios de soporte
Una o más abrazaderas de cable internas juntas generalmente añaden una asignación de volumen basada en el conductor más grande presente en la caja. Un conector cuyo mecanismo de sujeción está fuera de la caja no utiliza la misma asignación de abrazadera interna.
Los accesorios de soporte internos, tales como espárragos de luminarias o soportes (hickeys), también requieren una asignación bajo la regla aplicable. Identifique lo que hay realmente dentro de la caja; no añada una asignación simplemente porque un conector de cable sea visible desde el exterior.
Paso 3: Añadir el llenado del soporte del dispositivo
Cada soporte o brida que contenga un interruptor, receptáculo u otro dispositivo normalmente requiere una asignación de volumen doble basada en el conductor más grande conectado a dicho soporte. Un dispositivo más ancho que ocupe más de una caja puede requerir asignaciones adicionales según la edición adoptada.
Esta es la razón por la cual una caja de empalme vacía y una caja de dispositivo con el mismo número de conductores aislados pueden necesitar volúmenes diferentes.
Paso 4: Contar los conductores de puesta a tierra del equipo según la edición del NEC
El llenado de los conductores de puesta a tierra depende de la edición. Según el enfoque del NEC 2023 utilizado en los ejemplos a continuación:
- hasta cuatro conductores de puesta a tierra del equipo que entren en la caja utilizan una asignación de volumen basada en el conductor de puesta a tierra del equipo más grande que entra;
- cada conductor de puesta a tierra del equipo adicional que entre o puente de unión aplicable añade un cuarto de esa asignación del conductor más grande.
El atajo antiguo de que “todas las tierras juntas cuentan como una” puede subestimar el volumen requerido cuando entran más de cuatro conductores de puesta a tierra en la caja. El material de desarrollo público de la NFPA para 314.16(B)(5) llenado de conductores de puesta a tierra de equipos documenta el enfoque de la edición 2023. Utilice la redacción de la edición adoptada para el proyecto; no aplique este ejemplo a todos los ciclos del NEC.
Paso 5: Convertir cada tolerancia a volumen
Los siguientes valores son las tolerancias de volumen de conductor comunes que se muestran en la Tabla 314.16(B) del NEC. El material de desarrollo público del NEC de la NFPA también muestra la tabla de tolerancias 314.16(B) y las reglas de los componentes.
| Calibre del conductor | Volumen por tolerancia | Volumen métrico |
|---|---|---|
| 18 AWG | 1.50 in³ | 24.6 cm³ |
| 16 AWG | 1.75 in³ | 28.7 cm³ |
| 14 AWG | 2.00 in³ | 32.8 cm³ |
| 12 AWG | 2.25 in³ | 36.9 cm³ |
| 10 AWG | 2.50 in³ | 41.0 cm³ |
| 8 AWG | 3.00 in³ | 49.2 cm³ |
| 6 AWG | 5.00 in³ | 81.9 cm³ |
Para tamaños mixtos, calcule cada grupo por separado. Las abrazaderas y los accesorios de soporte utilizan el conductor más grande presente bajo su regla aplicable; el yugo de un dispositivo utiliza el conductor más grande conectado a dicho dispositivo.
Ejemplo práctico de llenado de caja: dos cables 12/2 y un receptáculo
Suponga que una caja de dispositivo contiene:
- dos cables 12/2, lo que produce cuatro conductores aislados de 12 AWG;
- una toma de corriente en un solo yugo, conectada con conductores de 12 AWG;
- abrazaderas de cable internas;
- dos conductores de puesta a tierra de equipos de 12 AWG entrando en la caja;
- sin accesorio de soporte adicional.
Utilizando el enfoque del NEC 2023:
| Componente | Conteo de tolerancia | Base de tolerancia | Volumen requerido |
|---|---|---|---|
| Cuatro conductores aislados | 4 | 2.25 in³ | 9.00 in³ |
| Abrazaderas internas | 1 | 2.25 in³ | 2.25 in³ |
| Yugo de receptáculo | 2 | 2.25 in³ | 4.50 in³ |
| Dos conductores de puesta a tierra de equipos | 1 | 2.25 in³ | 2.25 in³ |
| Total | 8 | 18.00 in³ |
El volumen mínimo calculado es 18.00 pulgadas cúbicas. El siguiente paso es no asumir que cada caja de un solo elemento proporciona 18 in³. Verifique el volumen marcado en la caja real o utilice la tabla de códigos aplicable para las dimensiones y construcción exactas de la caja. Si la caja seleccionada está marcada con 18.0 in³, cumple con el mínimo numérico en este ejemplo, pero una caja listada más grande puede facilitar el plegado de los conductores, la instalación del dispositivo y el servicio futuro.
Regla de cálculo para tamaños mixtos
Suponga que la parte del conductor aislado contiene en su lugar cuatro conductores de 14 AWG y dos conductores de 12 AWG:
- 4 × 2.00 in³ = 8.00 in³
- 2 × 2.25 in³ = 4.50 in³
El subtotal de conductores aislados es 12.50 in³. No multiplique los seis conductores por 2.25 in³. Solo las tolerancias para abrazaderas, accesorios de soporte, yugos de dispositivos y conductores de puesta a tierra utilizan su base especificada del conductor más grande.
Por qué no existe un “tamaño de caja de conexiones estándar” universal”
Existen dimensiones de caja estandarizadas y volúmenes listados, pero una descripción como de una sola unidad, cuadrada de 4 pulgadaso 100 × 100 mm no demuestra por sí misma que una caja tenga suficiente volumen útil para una instalación en particular.
El volumen útil puede cambiar con:
- la profundidad y la construcción de la caja;
- abrazaderas integrales o proyecciones internas;
- anillos de extensión o cubiertas con un volumen declarado;
- yugos y accesorios de dispositivos;
- tamaños y cantidades de conductores;
- el código nacional aplicable y la certificación del producto.
Para el llenado de cajas según el NEC, compare el requisito calculado con el volumen marcado por el fabricante o la entrada exacta en la tabla NEC aplicable. Las dimensiones en milímetros de un catálogo de productos describen el tamaño físico; no sustituyen el cálculo del código.
Dimensionamiento de cajas de tiro y de conexiones según NEC 314.28
El NEC 314.28 cambia el problema de dimensionamiento del volumen interno a las dimensiones físicas de tiro. Se aplica a cajas de tiro y de derivación y a cuerpos de conductos utilizados con conductores aislados de 4 AWG o mayores bajo su alcance establecido. El resultado depende de si los conductores realizan un tiro recto, un tiro en ángulo, un tiro en U o una disposición de empalme.
El Material de la NFPA para 314.28 establece la regla de 8× para tracción directa y el enfoque dimensional para conductores de mayor tamaño. Calcule cada pared y dirección de tracción aplicable; una única fórmula no establece automáticamente la longitud, la altura y la profundidad.
Tracción directa: 8× el tamaño de la canalización más grande
Una tracción directa entra por una pared y sale por la pared opuesta sin cambiar de dirección.
Distancia mínima en la dirección de tracción = 8 × tamaño comercial de la canalización más grande
Si la canalización más grande en una tracción directa es de tamaño comercial 2:
8 × 2 in = 16 in
Por lo tanto, la caja necesita al menos 16 pulgadas en esa dirección de tracción. Este resultado no determina las otras dimensiones de la caja ni anula los requisitos de curvatura de conductores, bornes, listado o instalación que también puedan aplicarse.
Tracción en ángulo, tracción en U o empalme: 6× más las otras canalizaciones
Para una tracción en ángulo, tracción en U o disposición de empalme aplicable, calcule a partir de cada pared y fila de canalizaciones involucrada:
Distancia mínima de pared a pared opuesta = 6 × la canalización más grande de la fila + la suma de los tamaños nominales de las otras canalizaciones en esa misma fila en la misma pared
Repita el cálculo para cada fila y pared relevante. El resultado mayor determina esa dimensión de la caja.
Cuando dos entradas de canalización contienen el mismo tendido de conductores, su espaciado también debe satisfacer el mínimo aplicable basado en seis veces el tamaño nominal de la canalización más grande. Este requisito de entrada a entrada es independiente del cálculo de pared a pared opuesta.
Ejemplo práctico de tiro recto
Dos canalizaciones de tamaño nominal 2 entran en paredes opuestas y transportan conductores aislados de 4 AWG o mayores en una tracción recta.
- Identifique la canalización más grande: 2 pulgadas.
- Aplique el multiplicador de tracción recta: 8 × 2 pulgadas.
- Longitud mínima de la caja en la dirección de la tracción: 16 pulgadas.
Registre el resultado como una dimensión controlada, no como un tamaño de caja completo:
| Dirección verificada | Tipo de tracción | Cálculo | Dimensión mínima |
|---|---|---|---|
| De pared izquierda a pared derecha | Recto | 8 × 2 in | 16 pulgadas |
La altura y la profundidad aún requieren verificación a partir del diseño completo, los conductores, los accesorios y la especificación de la envolvente.
Ejemplo práctico de tiro combinado
Suponga que las siguientes canalizaciones están en el mismo plano:
- pared izquierda: una canalización de tamaño comercial 3 y una canalización de tamaño comercial 2 en la misma fila;
- pared derecha: una canalización de tamaño comercial 2;
- pared superior: una canalización de tamaño comercial 3;
- las canalizaciones de 2 pulgadas forman un tiro recto de izquierda a derecha;
- las canalizaciones de 3 pulgadas forman un tiro en ángulo desde la pared izquierda hasta la pared superior.
Dimensión horizontal
Compruebe ambas condiciones que afectan a la dimensión de izquierda a derecha.
Tirada recta:
8 × 2 in = 16 in
Tirada en ángulo calculada desde la pared izquierda:
(6 × 3 in) + 2 in = 20 in
El resultado mayor es el que determina, por lo que la dimensión horizontal mínima es 20 pulgadas.
Dimensión vertical
Calcule desde la pared superior, que tiene una canalización de tamaño comercial 3 en la fila correspondiente:
6 × 3 in = 18 in
La dimensión vertical mínima es 18 pulgadas.
Para las dos canalizaciones de 3 pulgadas que transportan el mismo recorrido de conductores, verifique también al menos 18 pulgadas entre sus entradas utilizando la regla de espaciado 6× aplicable.
Las dimensiones frontales calculadas para este diseño simplificado son, por lo tanto, al menos 20 × 18 pulgadas. La profundidad y cualquier requisito adicional siguen siendo específicos del proyecto. Si las canalizaciones no están en la fila o plano asumido, vuelva a dibujar el diseño y recalcule cada pared en lugar de reutilizar esta respuesta.
Hoja de trabajo para el dimensionamiento de cajas de derivación
Utilice esta hoja de trabajo antes de seleccionar un gabinete.
Trayectoria A: Volumen según NEC 314.16
| Entrada | Valor del proyecto |
|---|---|
| Edición del NEC adoptada y enmiendas locales | |
| Cantidad de conductores aislados por tamaño AWG | |
| Conductores pasantes o bucles largos | |
| Abrazaderas de cable internas | |
| Accesorios de soporte internos | |
| Yugos de dispositivos y conductor conectado de mayor tamaño | |
| Entrada de conductores de puesta a tierra de equipos por tamaño | |
| Subtotal de volumen requerido para cada elemento | |
| Volumen total requerido | |
| Volumen marcado/listado de la caja | |
| Pasa: volumen de la caja ≥ volumen requerido |
Ruta B: Dimensiones NEC 314.28
| Entrada | Valor del proyecto |
|---|---|
| Edición del NEC adoptada y enmiendas locales | |
| Tamaño del conductor más grande | |
| Tamaño comercial de la canalización en cada entrada | |
| Tipo de tiro para cada tendido de conductores | |
| Resultado de tiro recto para cada eje | |
| Resultado de tracción en ángulo/U para cada pared y fila | |
| Espaciado de entrada de canalización para el mismo conductor | |
| Longitud de control máxima | |
| Altura de control máxima | |
| Profundidad requerida y otras restricciones del equipo | |
| La caja seleccionada cumple con todas las dimensiones controladas |
Verificación final antes de la selección
- Confirme si la envolvente funciona como caja de conexiones, caja de paso, caja de derivación, caja de mecanismos o más de una de estas. La guía VIOX para cajas de conexiones, cajas de paso y cajas de derivación explica ese límite funcional.
- Verifique la edición del NEC adoptada localmente; no mezcle las reglas de los conductores de puesta a tierra de diferentes ediciones.
- Compruebe el marcado real de la caja, la certificación, las dimensiones y las instrucciones del fabricante.
- Para 314.16, conserve el cálculo de volumen componente por componente.
- Para 314.28, conserve un dibujo pared por pared que muestre los tamaños comerciales de las canalizaciones y las trayectorias de los conductores.
- Aplique los requisitos de accesibilidad, soporte, cubierta, entrada y conexión equipotencial por separado. Consulte la más amplia guía de requisitos para cajas de conexiones del NEC para esos temas.
- Consulte a la AHJ o al diseñador eléctrico del proyecto para resolver disposiciones ambiguas antes de realizar el pedido o la instalación.
Una vez completado el cálculo, compare las dimensiones requeridas, el material, la configuración de entrada y el grado de protección ambiental con las opciones disponibles de fabricación de cajas de conexiones VIOX. La selección de un producto debe documentar cómo los datos de la envolvente marcados o declarados satisfacen el requisito calculado; la apariencia o el tamaño nominal de la cara no son suficientes.
Nota de seguridad y normativa: Este artículo es una referencia de ingeniería, no un sustituto del NEC adoptado, las enmiendas locales, los listados de productos, las especificaciones del proyecto o la interpretación de la AHJ. Desenergice y verifique el equipo eléctrico antes de realizar inspecciones o modificaciones, y utilice personal cualificado para trabajos regulados por el código.
