Instalaciones eléctricas entubadas: empalmes y circuitos ramales

El laboratorio de cómputo del colegio tiene diez puestos, cada uno con su computadora y su monitor, y un día el breaker se baja justo cuando todos encienden las máquinas. El profesor lo sube, se baja otra vez. Alguien dice que el breaker «está malo». Lo que está mal es el diseño: demasiados equipos en un solo circuito. Para saber por qué hay que entender cómo se arman las instalaciones eléctricas entubadas.

Una instalación entubada es aquella cuyos cables van dentro de tubos que los protegen y por donde se pueden cambiar sin romper las paredes. Es la forma normal de cablear una casa, un taller o un laboratorio.

Colores y calibres#

En la red de Costa Rica la tensión es de 120 V entre fase y neutro y de 240 V entre dos fases, a 60 Hz. Por costumbre de instalación, siguiendo el código eléctrico del país que se basa en el NEC de Estados Unidos, el cable negro y el rojo son fases, el blanco es el neutro y el verde (o el cobre desnudo) es la tierra. Respetar los colores no es decoración: quien abra la caja dentro de diez años sabrá qué tocar y qué no.

Circuito	Cable de cobre	Breaker	Carga continua máxima (80 %)
Alumbrado	AWG 14	15 A	12 A (1 440 W a 120 V)
Tomacorrientes de uso general	AWG 12	20 A	16 A (1 920 W a 120 V)
Equipos de mayor consumo (por ejemplo un calentador de agua)	AWG 10	30 A	24 A

El calibre depende de la corriente: a más corriente, cable más grueso (número AWG menor). Un cable delgado con demasiada corriente se calienta, y ese calor es la causa de muchos incendios.

La cuenta de la carga: el laboratorio de cómputo#

Ejemplo. Cada puesto del laboratorio (computadora y monitor) consume unos 200 W. Un circuito de tomacorrientes de 20 A con cable AWG 12 puede alimentar de forma continua el 80 % de su capacidad. ¿Cuántos puestos caben en un circuito? ¿Qué pasa con diez?

Solución. Capacidad del circuito: 20 A × 80 % = 16 A. A 120 V esto son 16 × 120 = 1 920 W. Con 8 puestos: 8 × 200 W = 1 600 W, o 1 600 / 120 ≈ 13,3 A. Cabe. Con diez puestos: 10 × 200 W = 2 000 W, o 2 000 / 120 ≈ 16,7 A. Supera los 16 A, y el breaker se baja en los picos de encendido. La solución es dividir en dos circuitos de cinco puestos, o en otros que se repartan la carga.

Tubos, cajas y empalmes#

Los conductores van dentro de tubería EMT (metálica), PVC o conduit flexible. Se curva el tubo con doblador, sin aplastarlo, y entre dos cajas no se suman más de 360° de curvas (cuatro curvas de 90°), porque pasar el cable por más se vuelve imposible. Los tubos no se llenan: con tres o más conductores el cable no puede ocupar más del 40 % de la sección del tubo.

Los empalmes (uniones de cable) se hacen siempre dentro de una caja accesible, nunca dentro del tubo ni escondidos en la pared. Si una unión está oculta, nadie podrá revisarla cuando se afloje y se caliente.

Empalme de rabo de cerdo#

Une dos o más conductores cuyos extremos salen hacia el mismo lado. Se pela cada punta unos 2 a 3 cm, se juntan paralelas, y con un alicate se tuercen juntas en el sentido de las manecillas del reloj, entre tres y cinco vueltas. Se corta la punta para que quede pareja y se cubre con un conector de rosca (capuchón) del tamaño correcto o con cinta aislante, siempre en el sentido en que se enrosca. Se da un tirón suave para comprobar que ningún cable se suelta.

Empalme en estrella#

Se usa cuando varios conductores llegan a un mismo punto, por ejemplo cuando de una caja salen varios ramales que deben quedar todos al mismo neutro. Los extremos pelados de todos los conductores se juntan en haz, como los rayos de una estrella, se tuercen juntos y se cubren como el anterior. Mucha gente cree que, mientras más vueltas dé, mejor queda; en cambio, un buen empalme tiene pocas vueltas parejas, y el conector hace el resto.

Circuitos de alumbrado y de tomacorrientes#

En un circuito de alumbrado simple, la fase llega al interruptor y de este va al bombillo; el neutro va directo al bombillo sin pasar por el interruptor. Así, con el interruptor abierto, el casquillo roscado del portalámpara queda al neutro y el contacto central sin tensión. Si se interrumpe el neutro en lugar de la fase, la lámpara parece apagada pero tiene tensión, y quien la cambie puede recibir un choque.

En un tomacorriente polarizado, la ranura corta es la fase (tornillo dorado), la ranura larga es el neutro (tornillo plateado) y el orificio redondo es la tierra (tornillo verde). Un error típico es invertir fase y neutro: el equipo funciona igual, pero su carcasa queda con tensión.

Los tomacorrientes de un laboratorio de cómputo van conectados a tierra, y en lugares húmedos se instalan con protección por falla a tierra (GFCI).

Localización de averías#

Ante un circuito que falla, se razona de lo simple a lo complejo y con el circuito desenergizado siempre que se pueda.

• No hay tensión en un tomacorriente. Mira si el breaker está bajado; si lo está, súbelo una vez. Si cae de inmediato, hay un cortocircuito: no lo subas más.
• Una luminaria no enciende. Prueba el bombillo, luego el interruptor y luego las conexiones de la caja. Una unión floja se reconoce por cable decolorado, aislante derretido u olor a quemado.
• El breaker cae después de un rato. Sobrecarga: demasiados equipos en el circuito, como el laboratorio del ejemplo.
• El breaker cae al instante. Cortocircuito: fase tocando neutro o tierra. Se desconecta lo que alimenta y se busca con el multímetro en continuidad, con el circuito sin energía.
• Se siente un cosquilleo en una carcasa. Revisa la tierra y la polaridad del tomacorriente con un probador.

El multímetro mide tensión con el circuito vivo (entre fase y neutro debe dar cerca de 120 V) y continuidad con el circuito apagado. No mezcles las dos: medir continuidad en un circuito energizado puede dañar el instrumento y a ti.

Seguridad al trabajar#

Antes de abrir una caja: baja el breaker del circuito, ponle una tarjeta de aviso o candado, y verifica con el multímetro, o con un detector sin contacto, que no hay tensión entre fase y neutro ni entre fase y tierra. Prueba el instrumento antes y después en un punto conocido. Trabaja con herramientas de mango aislado, calzado cerrado y sin joyas. Las instalaciones nuevas deben ser diseñadas y revisadas por profesionales colegiados en el CFIA, y lo que hagas en el colegio es práctica supervisada, no un permiso para cablear tu casa solo.

Los errores más repetidos: empalmar dentro del tubo, no dejar suficiente cable en la caja (unos 15 cm) para trabajar, cortar el neutro en el interruptor en lugar de la fase, y confiar en el color del cable sin comprobar con el instrumento, porque alguien antes pudo haber usado el color equivocado.

Para practicar, arma en un tablero de pruebas un circuito con un interruptor, un portalámpara y un tomacorriente, y haz que el profesor lo revise antes de energizarlo. Luego intenta describir en una hoja el recorrido del cable de fase y del neutro, y señala dónde pondrías el breaker.

Ponte a prueba#

¿Qué calibre de cobre y qué breaker corresponden a un circuito de tomacorrientes de uso general?#

Un circuito de 20 A se carga al 80 % de forma continua. ¿Cuántos watts admite a 120 V?#

En un circuito de alumbrado, ¿por qué el interruptor corta la fase y no el neutro?#

Un tomacorriente tiene tres conexiones. ¿A cuál va cada una?#

El breaker de un circuito se baja cada vez que lo subes. ¿Qué sospechas y qué haces?#

Fuentes#

• Ministerio de Educación Pública — Programa de estudio de Electrónica, Educación Diversificada (MEP, Costa Rica) (PDF)