Como calcular la maxima demanda para una vivienda

1. Seleccion del Conductor de Alimentación
Hacer una instalación eléctrica con conductor número 18 AWG en lugar de usar 14
AWG que riesgo involucra. !Ninguno¡.
Primero, déjeme explicarle que significa AWG. Es una medida americana que indica
el calibre de los conductores, es decir, el espesor. Lo particular de este tipo de
medida es que mientras más grande es el número, menor es el calibre o espesor
del conductor y por lo tanto menor el costo.
En el sistema de unidades que debemos usar, en nuestro País y el mayoría de los
de América Latina, los conductores deben expresarse en mm². Por lo tanto un
conductor 14 AWG es un conductor de 2.081mm² y, un conductor 16 AWG es de
1.309mm². Pero, lamentablemente, es un poco difícil comprar un conductor por
mm².
Ahora, hay conductores más delgados. El 40 AWG, por ejemplo, tiene una sección
de 0.005mm².
Muy bien. Con el conocimiento de todo lo anterior, ahora podemos preguntarnos
que conductor usar para las instalaciones de alumbrado de nuestra vivienda.
Muchas instalaciones se hacen con 14 AWG y en este artículo le voy a dar
suficientes razones para elegir uno de menor sección y, por lo tanto, de menor
costo.
Como las instalaciones de alumbrado tiene como objetivo transportar potencia para
abastecer a las lámparas ahorradoras, empezaremos hablando de ellas y
concluyendo en que conductor es el más adecuado para que funcionen de forma
correcta.
Lámparas Compactas.
En realidad, son lámparas compactas y aunque algunos no lo recuerden, tiene una
pequeña cantidad de mercurio, sustancia nociva para la salud de las
personas, así que si se deterioran algunas de ellas, no las rompa, puede contaminar
su hogar.
Muy bien, veamos lo del consumo. Una casa generalmente esta compuesta de sala,
comedor, cocina, baño y tres dormitorios, así que podemos decir que se requieren
de 7 puntos de luz o siete lámparas compactas. Ya que todos los lugares no son
iguales en área y no vamos a realizar un calculo de iluminación en este apartado,
trataremos de ser lo mas congruentes posibles.
Si consideramos 7 lámparas de 20 W. cada una, equivale a 140 W. en total. Como
la tensión nominal de estos aparatos es de 220V y es un sistema monofásicos
entonces la corriente máxima que circulará por el conductor es de 0.633 Amperios.

2. Según el catalogo de CELSA la corriente admisible para un conductor de AWG 18
(0.821 mm²) es de 9 Amperios a una temperatura de 70°C, es decir que si la
temperatura de operación es menor, su capacidad de corriente es mayor.
Según recomienda el Código Nacional de Electricidad, el conductor debe trabajar al
80% de su capacidad nominal, por lo que el conductor AWG18 debe trabajar como
máximo a 7.2 Amperios. Este valor es para conductores en tubos, que es como se
instalan estos conductores. Si fuera al aire libre la capacidad de conducción de este
tipo de conductor se incrementa hasta 13 Amperios.
Haciendo el análisis inverso, tendíamos que con este tipo de conductor podríamos
abastecer a 79 lámparas.
Claro que aún falta determinar el cálculo por caída de tensión, pero este es tan
pequeño que resulta innecesario al utilizar conductor 14 AWG, para el sistema de
alumbrado de una vivienda.
Ahora, podemos llevar el análisis al costo en energía. Si asumimos que nuestras
lámparas están encendidas desde las 6 pm hasta las 11 pm, lo cual es demasiado,
equivale a un uso del circuito de alumbrado a su máxima potencia por un tiempo
total de (5 horas)*(365 días)=1825 horas por año.
Pérdidas de energía y de dinero.
Para saber cuando se pierde de energía por calentamiento en el conductor
tendremos que saber la resistencia y eso depende de la longitud, así que vamos a
asumir que esta es de 50 metros. La resistividad del cobre es de 0.017
Ohm.mm²/m. Si este valor, lo multiplicamos por la sección del conductor que es de
0.821 mm² y lo dividimos entre la longitud de 50 metros, tendremos una
resistencia de 1.035 Ohmios.
Las perdidas por resistencia son iguales al producto de la resistencia por la
corriente al cuadrado, por lo tanto la potencia que se consume en los conductores
por calor operando a su máxima potencia es de 0.415 W.

3. Con este valor y la cantidad de horas de funcionamiento al año, podemos calcular la
energía que se consume en los conductores por calentamiento que equivale a 0.76
kWh
Considerando el costo de cada kWh=0.35 soles, las pérdidas económicas por año
equivalen a 0.266 Nuevos soles.
Seleccion del Conductor de Alimentación
Para seleccionar un conductorse deben realizar dos tipos de cálculos eléctricos. El primero por capacidad
de corriente y el segundo porcaída de tensión.
CALCULO POR CAPACIDAD DE CORRIENTE
La condición inicial e importante es tener en cuenta es que los conductores deben trabajar al 80% de su
capacidad nominal, es decir al 80% de la corriente máxima que soporta el conductor.
En el siguiente cuadro se muestran datos de algunos conductores con su corriente admisible, según datos
del fabricante CELSA. Usted puede tener acceso a todo el archivo en el catalogo de este fabricante.
Si observamos el cuadro tenemos lo siguiente:
1. El conductorde calibre 18 AWG-MCM, sección de 0.821 mm², para una instalación en tubo a una
temperatura máxima de operación de 70°C, tiene una capacidad de corriente máxima de 9 amperios.
2. El conductorde calibre 14 AWG-MCM, sección de 2.08 mm², para una instalación en tubo a una
temperatura máxima de operación de 70°C, tiene una capacidad de corriente máxima de 20 amperios.
Si usamos el conductor18 AWG para la alimentación de un circuito eléctrico, su corriente de diseño debe
ser de 0.80*9 amperios, que es igual a 7.2 amperios.
Si usamos el conductor16 AWG para la alimentación de un circuito eléctrico, su corriente de diseño debe
ser de 0.80*13 amperios, que es igual a 10.4 amperios.
Esto significa que si para la alimentación de un circuito, se necesita una corriente mayor se debe usar el
conductorde mayor sección.
¿Circuito monofásico o trifásico?
Como el conductorse selecciona por capacidad de corriente, en este primera parte, hay que calcular este
valor tomando como dato inicial la máxima demanda o máxima potencia, la tensión a la cual va operar
ese circuito y, su factor de potencia.
Para un circuito monofásico se debe usar la relación:

4. Donde P: Potencia activa medida en vatios, V: tensión en la cual va operar el circuito medido en voltios y
fp: factor de potencia que es un valor numérico menor o igual a uno.
Para un circuito trifásico se debe usarla relación:
Ejemplo1
Determinar la sección de conductorque debe utilizar, para la alimentación de un circuito cuya máxima
demanda es de 1kW. La tensión de la red a donde se conectará este circuito es de 220V monofásico con
un factor de potencia de 0.95.
Solución
La potencia máxima es de 1kW = 1000W, es decir P=1000W
La tensión en la que funcionará el circuito es de 220V, es decir V=220V
El factor de potencia es de 0.95, es decir fp=0.95
Como el circuito es monofásico, reemplazamos en la relación correspondiente y obtenemos el valor de la
corriente que debe soportarel conductor.
Para este valor de corriente seleccionamos el conductor de calibre 18 AWG (ver catalogo)
Ejemplo2
Determinar la sección de conductorque debe utilizar, para la alimentación de una vivienda cuya máxima
demanda es de 5kW. La tensión de la red a donde se conectará este circuito es de 220V monofásico con
un factor de potencia de 0.95.
Solución
La potencia máxima es de 5kW = 5000W, es decir P=5000W
La tensión en la que funcionará el circuito es de 220V, es decir V=220V
El factor de potencia es de 0.95, es decir fp=0.95
Como el circuito es monofásico, reemplazamos en la relación correspondiente y obtenemos el valor de la
corriente que debe soportarel conductor.

5. Para este valor de corriente seleccionamos el conductor de calibre 10 AWG.
Ejemplo3
Determinar la sección de conductorque debe utilizar, para la alimentación de una vivienda cuya máxima
demanda es de 5kW. La tensión de la red a donde se conectará este circuito es de 220V trifásico con un
factor de potencia de 0.95.
Solución
La potencia máxima es de 5kW = 5000W, es decir P=5000W
La tensión en la que funcionará el circuito es de 220V, es decir V=220V
El factor de potencia es de 0.95, es decir fp=0.95
Como el circuito es trifásico, reemplazamos en la relación correspondiente y obtenemos el valor de la
corriente que debe soportarel conductor.
Para este valor de corriente seleccionamos el conductor de calibre 14 AWG.
Con los resultados del ejemplo 2 y 3 puede darse cuenta de la ventaja de usar un circuito trifásico o
un circuito monofásico.
CALCULO POR CAÍDA DE TENSIÓN
Creo que su nombre correcto debe ser "disminución de tensión",para entenderlo mejor. Bueno, el término
ya esta difundido de esta forma, así que empezaré indicando que la tensión es una diferencia de potencial
entre dos puntos y se mide en voltios.
En nuestra casa, por ejemplo, la diferencia de potencial existente entre los dos conductores que hacen
funcionar nuestros artefactos es de 220 voltios, que en forma resumida se escribe 220V.
Pero esa diferencia de potencial no es constante,a lo largo de toda nuestra casa, ya que al pasar por cada
artefacto esta tensión va disminuyendo. Esta diferencia de potencia disminuye cada vez que hace
funcionar una resistencia, inductancia o capacitancia. Una licuadora, por ejemplo, esta formada por una
bobina que hace rotar unas cuchillas para disminuir el tamaño de los alimentos. Esta bobina tiene una
resistencia y una inductancia, por lo tanto la diferencia de potencia será menor después de pasarpor este
artefacto.
Ahora, un conductor,tiene una resistencia, pues es una de sus características físicas.Así que la diferencia
de potencial, también disminuirá al pasar por el conductor.Lo mismo sucederá al pasar por los contactos
de un interruptor termo magnético. En fin, disminuirá por cada componente,dispositivo o elemento que
consuma corriente y que se comporte como una resistencia, inductancia o capacitancia.
¿Cómo se calcula la caída de tensión?
Para una resistencia la disminución de la tensión es igual al producto de la corriente por la resistencia:

6. Ahora, ya sabemos que la corriente (I) se puede calcular de la potencia máxima (o máxima demanda) que
se tiene que suministrar y también del tipo de circuito si es monofásico o trifásico.
La resistencia de un conductordepende de su longitud, de su sección y del tipo de material y se puede
calcular usando la siguiente relación matemática:
Con estos datos ya es posible calcular la caída de tensión en un alimentador o conductorprincipal de un
suministro.
Ejemplo1
Determinar la caída de tensión en el conductorque se debe utilizar, para la alimentación de un circuito
cuya máxima demanda es de 1kW. La tensión de la red a donde se conectará este circuito es de 220V
monofásico con un factor de potencia de 0.95 y su longitud hasta el tablero es de 15m.
Solución
La sección del conductor,por capacidad de corriente, la hemos determinado en el Ejemplo1 y, el
resultado fue un conductor18 AWG cuya sección, según el catalogo de CELSA es de 0.821 mm2.
Ahora calculamos la resistencia del conductorpara esos 15 m, usando la resistividad del cobre de 0.017
Ahora calculamos la caída de tensión que es igual a:
Si analizamos el circuito y consideramos que a nuestro punto de suministro, que es donde esta el medidor
de energía, llega una tensión de 220V, a nuestro tablero, con una máxima demanda de 1kW, llegará 220V
- 1.48V = 218.5V
Podemos decir que este valor es aceptable, pero existe una mayor caída de tensión desde nuestro tablero
hasta cada una de los artefactos de nuestra casa, por lo que debemos ser muy rigurosos es la selección de
este conductor.
Para una mejor selección del conductorde alimentación, el código nacional de electricidad recomienda
una caída de tensión máxima del 2.5% de la tensión nominal y, 1.48 V representa el 0.7% de la tensión
nominal.
Por lo tanto,por caída de tensión seleccionamos el conductor de calibre 18 AWG.

7. Cuadro de Màxima Demanda
Los cuadros de Máxima Demanda pueden realizarse en excel si es de windows o en Libre Office Calc, si
se usa Ubuntu o Linux Mint.
Que debe contener este cuadro.
1. El Título que puede decir: Cálculo de la Máxima Demanda.
2. Dirección: Del local donde está ubicada, la casa, el negocio o la fábrica.
3. Propietario:Nombre completo del propietario y/o razón social indicando su RUC (Registro Único del
Contribuyente)
4. Relación de cargasbásicas: Se deben indicar las relacionadas con las áreas del lugar y cuya demanda
se calcula utilizando un valor de vatios por cada metro cuadrado (w/m2).
5. Relación de cargasespeciales: Se deben indicar las relacionados con equipos o dispositivos
adicionales a las cargas de alumbrado y tomacorrientes.
6. Sistema eléctrico: Esto sirve para señalar con tipo de sistema y que valor de tensión se ha calculado
nuestra máxima demanda, que para nuestro caso puede ser monofásico 200V, trifásico 380/220V.
A continuación, a manera de ejemplo, se muestra un cuadro de máxima demanda para una vivienda
unifamiliar, donde el propietario solicitó realizar el proyecto para una vivienda familiar de tres plantas.
(Por razones de privacidad, no mostramos los datos del propietario y su dirección)
Calculo de la Maxima Demanda
La Máxima Demanda de una casa equivale a la máxima potencia que va utilizar durante un tiempo de
vida util proyectada para la vivienda. Por lo tanto,su unidad de medida es el vatio y generalmente se
expresa en kW (kilo vatios o mil vatios).
Para realizar este cálculo se debe tomar en cuenta las recomendaciones del código nacional de
electricidad utilización en su sección 050 denominada "cargas de circuitos y factores de demanda",
específicamente la sección 050-200 referida a "acometidas y alimentadores para viviendas unifamiliares",
donde se establece lo siguiente:
La mínima capacidad de conducción de corriente de los conductores de acometidas o alimentadores debe
ser la mayor que resulte de la aplicación de los párrafos (a) y (b) siguientes:
(a) (i) Una carga básica de 2 500 W para los primeros 90 m2 del área de vivienda (ver Regla 050-110);
más
(ii) Una carga adicional de 1 000 W por cada 90 m2, o fracción, en exceso de los primeros 90 m2; más
(iii) Las cargas de calefacción,con los factores de demanda previstos en la Sección 270,más cualquier
carga de aire acondicionado con factorde demanda de 100%, según la Regla 050-106(4);más
(iv) Cualquiercarga de cocina eléctrica,como sigue: 6 000 W para cocina única más 40% de la cantidad
en la que la potencia de dicha cocina exceda los 12 kW; más

8. (v) Cualquiercarga de calentadoresde agua para piscinas y baños individuales o comunes; más
(vi) Cualquiercarga adicional a lasmencionadas en los párrafos (i) a (v), al 25% de su potencia
nominal,si ésta excede los 1500 W y si se ha previsto una cocina eléctrica;o al 100% de la potencia
nominal de cada una, si ésta excede los1 500 W hasta un total de 6000 W, más 25% del exceso sobre los
6 000 W, si no se ha previsto una cocina eléctrica.
(b) 40 amperes.
Lo anterior significa que si al realizar el cálculo para una vivienda unifamiliar siguiendo todo el
procedimiento descrito en la parte a y se obtiene como máxima demanda una potencia equivalente a una
carga menor de 40 amperios, se debe tomar la opcción b, pues es la mayor de ambas. Pero, si al el valor
resulta mayor de 40 amperios, debe tomarse ese valor.
Ejemplo 01
Una vivienda unifamiliar tiene una área de vivienda de 80m². Calcular su Máxima Demanda.
Solución
Según la sección 50-200-a, para los primeros 90m² se debe considerar 2500W=2.5kW.
La tensión monofásica para las viviendas es de 220V.
Entonces para 220V y una Máxima Demanda de 2.5kW, en un sistema monofásico se obtiene una
corriente de 11.36 Amperios.
Respuesta
La Máxima Demanda para la vivienda unifamiliar de 80m² es de 2.5kW, pero la mínima capacidad de
conducción de los conductores de alimentación y de la acometida debe ser de 40 Amperios que es la
mayor entre las opciones "a" y "b" indicadas y que equivale a 8.8kW.
Ejemplo 02
Una vivienda unifamiliar tiene una área de vivienda de 180m². Calcular su Máxima Demanda
considerando que estará equipada con una cocina eléctrica de 2500W y una terma de 2000W
Solución
Según la sección 50-200-a, para los primeros 90m² se debe considerar 2500W=2.5kW.
Para los siguientes 90m² se debe considerar 1000W=1.0kW
Por lo tanto la máxima demanda de la vivienda es de:
2500W (de los primeros 90m²) +
1000W (de los siguientes 90m²) +
2500W (de la cocina eléctrica) +
2000W (de la terma o calentador de agua)
TOTAL=8000W
Ahora, la tensión monofásica para las viviendas es de 220V, entonces para una Máxima Demanda de 8.0
kW, en un sistema monofásico se obtiene una corriente de 36.36 Amperios.
Respuesta
La Máxima Demanda para la vivienda unifamiliar de 180m² es de 8.0kW, pero la mínima capacidad de
conducción de los conductores de alimentación y de la acometida debe ser de 40 Amperios que es la
mayor entre las opciones "a" y "b" indicadas y que equivale a 8.8kW.
Es muy alta la máxima demanda?.
El resultado de este cálculo es, para algunas viviendas, alto. Estamos en un avance tecnológico donde los
artefactos y equipos son cada vez más eficientes, especialmente los de iluminación. Las antiguas lámparas
de 100 vatios, se han reemplazado por las lámparas ahorradoras de 10,15 y 20 vatios. Y, ahora las
lámparas con LED tiene potencias mucho menores.
Una recomendación para realizar el cálculo de sus instalaciones de forma más exacta es conocer que
artefactos formarán parte del equipamiento de su hogar y la forma como hará uso de ellos: Le mostraré
con cifras como puede dañar sus instalaciones de forma continua.
Un conductorde sección de 14AWG puede conducir, a temperatura ambiente, 25 amperios. Esto, es una
fuente de tensión de 220V y un factor de potencia unitario nos dá la posibilidad de poner a funcionar
artefactos que no superen los 5.5 kW en forma simultánea.

9. Si una vivienda tiene una calentador de agua que consume 2.5 kW, una plancha de 1 kW, una cafetera
eléctrica de 1.5 kW, un microondas de 1.2 kW y un hervidor eléctrico de 1.5 kW, entonces las razones de
tener cuidado son altas. Poner a funcionar a todas ellas juntas, resulta peligroso para el conductor,el cual
se calentará en función del tiempo que esten todos eses artefactos funcionando.
Es recomendable, que cuando la terma o calentador de agua esta funcionando,sólo uno de los demás
artefactos debe estarencendido y además algunas cargas menores como lámparas de alumbrado. Lo
seguro es no superar los 5 kW.