Capacidad de los tubos y conductos circulares para canalizaciones de BT. Ejemplos de cálculo.
La ITC-BT 21 del REBT establece el número máximo de conductores que se pueden alojar en tubos por medio de tablas y de criterios generales. Explicamos en este artículo la aplicación práctica de este contenido.
En ocasiones se insertan varios circuitos en un tubo o conducto de sección circular y surge la duda de la capacidad legal máxima y también la posibilidad técnica razonable de alojamiento de los circuitos. Si bien con carácter general sabemos que los tubos deberán tener un diámetro tal que permita un fácil alojamiento y extracción de los cables o conductores aislados, como nos indica hasta 4 veces la ITC-BT 21, parece lógico que se estableciera alguna regla o tabla que nos permita calcular la capacidad de los tubos dentro de este criterio.
Y efectivamente disponemos de tablas para diferentes casos de instalación de cables bajo tubo. Las tablas 2, 5 y 9 de la ITC-BT 21 nos facilitan los diámetros exteriores mínimos de los tubos a emplear cuando van fijados en superficie, empotrados o enterrados respectivamente. Pero en ocasiones se supera el número y/o sección de los conductores que contienen las tablas o se emplean conductores de secciones diferentes y para tal caso nos facilita una relación mínima entre la sección del tubo y la sección transversal ocupada por los conductores. Siendo tales valores:
- Tubos en canalizaciones fijas en superficie: 2,5 (hasta 5 conductores ver tabla 2 de la ITC-BT 21)
- Tubos en canalizaciones empotradas: 3 (hasta 5 conductores ver tabla 5 de la ITC-BT 21)
- Tubos enterrados: 4 (hasta 10 conductores ver tabla 9 de la ITC-BT 21)
Si llamamos f a esta relación entre la sección interior del tubo y la ocupada por los cables y D al diámetro interior de tubo a emplear tendremos que con carácter general:
Sint_tub= π·D²/4 ≥ f·(n1·π·d1²/4 + n2·π·d2²/4 + … + nn·π·dn²/4)
Siendo:
D: diámetro interior del tubo
f: coeficiente según sistema de instalación del tubo (2,5 superficial, 3 empotrado, 4 enterrado)
ni: número de conductores de sección i*
di: diámetro del cable de sección i
*Cuando hablamos de número de conductores de sección i puede tratarse de conductores unipolares o multipolares y así la sección i puede ser de cable 1×50 o 4×35 por ejemplo.
La fórmula se simplifica multiplicando ambos términos por 4 y dividiéndolos por π.
D² ≥ f·(n1·d1² + n2·d2² + … + nn·dn²)
Y extrayendo la raíz cuadrada en ambos términos y generalizando:
Si queremos obtener el diámetro mínimo exterior simplemente debemos sumar el doble del espesor del tubo al segundo término de la inecuación.
Ejemplo 1
Cálculo del tubo corrugado necesario para la instalación de 2 circuitos monofásicos con conductor de protección utilizando cable Afumex Class 750 V (AS) de 1×2,5 mm2. La canalización irá empotrada.
Cable Afumex Class 750 V (AS). Clase de reacción al fuego CPR Cca-s1b,d1,a1
Se trata del alojamiento de 6 conductores aislados y por tanto fuera de la tabla 5 de la ITC-BT 21 que sólo nos ofrece diámetros exteriores de tubo hasta 5 conductores.
Por tanto, aplicamos la fórmula que hemos desarrollado con f = 3 (canalización empotrada).
Obtenemos el diámetro exterior del Afumex Class 750 V (AS) de 1×2,5 consultado sus datos técnicos en el catálogo Prysmian de cables y accesorios para BT. ⇒ 4,1 mm
Observando la tabla vemos que el tubo normalizado a emplear será de diámetro exterior mínimo 32 mm
| Diámetro interior (mm) | 10,5 | 14 | 17 | 23 | 30 | 40 |
| Diámetro exterior (mm) | 16 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 |
Recordamos que el coeficiente de corrección por agrupamiento que se ha debido de tener en cuenta para el cálculo de la sección de los conductores ha de ser el que corresponde a la fila 1 de la tabla C.52.3 de la UNE-HD 60364-5-52. En este caso al tratarse de 2 circuitos vemos que el coeficiente de corrección es 0,8.
Ejemplo 2
Cálculo del tubo necesario para instalación enterrada de 2 cables de 5G16 y un cable de 3G6 tipo Afumex Class 1000 V (AS).
Cable Afumex Class 750 V (AS). Clase de reacción al fuego CPR Cca-s1b,d1,a1
La tabla 9 de la ITC-BT 21 del REBT recoge diámetros de tubos hasta 10 conductores pero el apartado 1.2.4. nos dice que para conductores o cables de secciones diferentes la sección interior del tubo será como mínimo igual a 4 veces la sección ocupada por los conductores. O lo que es igual, utilizar la fórmula desarrollada en este artículo con f = 4.
Obtenemos los diámetros exteriores del catálogo BT de Prysmian:
Ø5G16 = 22,2 mm
Ø3G6 = 13,6 mm
En este caso el tubo normalizado mínimo a emplear será de 90 mm de diámetro exterior.
| Diámetro interior (mm) | 30 | 37 | 47 | 58,5 | 74 | 90 | 102 |
| Diámetro exterior (mm) | 40 | 50 | 63 | 75 | 90 | 110 | 125 |
Para el cálculo de las secciones de los conductores previamente se ha debido de tener en cuenta el coeficiente de corrección por agrupamiento de 3 circuitos que igualmente se puede tomar de la primera fila de la tabla C.52.3 de la UNE-HD 60364-5-52 reproducida anteriormente ya que como vemos a la derecha abarca todas las instalaciones tipo (de la A a la F). La instalación de cables bajo tubo enterrado se corresponde con el sistema tipo D1.
Si bien por su interés recordamos que la norma francesa NF C 15-100 recoge en su tabla 52T coeficientes de corrección específicos para cables enterrados bajo tubo que además son más restrictivos que los de la tabla C.52.3. Por su interés se reproduce a continuación:
NOTA: tomamos el coeficiente de corrección por agrupamiento de 3 circuitos dado que aunque se trata de secciones distintas en el agrupamiento el apartado B.52.5 de la UNE-HD 60364-5-52 se refleja que se pueden considerar diferentes tamaños a efectos de los factores de reducción a grupos que contengan cables de secciones normalizadas de más de tres tamaños adyacentes. Es decir, como para pasar de 6 mm2 a 16 mm2 sólo damos 2 saltos de sección se pueden considerar por igual en el grupo a efectos del coeficiente de corrección por agrupamiento.
Igualmente recordamos que el REBT recoge posibilidades de varios circuitos por tubo en canalizaciones enterradas lo que se desprende de la posibilidad de instalar 10 o más conductores en el mismo tubo, algo que también es técnicamente posible. Si bien y para evitar problemas no hay que olvidar que la ITC-BT 07, a la que nos remite la ITC-BT 20 para instalaciones enterradas (pto. 2.2.3.), dice expresamente en el punto 2.1.2.: No se instalará más de un circuito por tubo.
El criterio del NEC (USA)
El National Electrical Code (NEC) es la reglamentación eléctrica estadounidense. En la tabla 1 del capítulo 9 encontramos el criterio que emplean para calcular la capacidad de los tubos y conductos de sección circular. Por sus particularidades merece la pena ser comentado, sin olvidar que el criterio a seguir en nuestro país ha de ser el explicado anteriormente.
La citada tabla establece el porcentaje máximo de llenado del tubo o conducto en función del número de cables (sean unipolares o multipolares) y no del sistema de instalación como se hace en España.
| Número de conductores | 1 | 2 | 3 o más |
| Porcentaje máx. de llenado (%) | 53 | 31 | 40 |
Estos porcentajes asumen no más de dos curvas de 90º entre puntos de tiro. Aplicando una reducción del 15 % del área total del tubo por cada singularidad de 90 º extra, o lo que sería igual, incrementar un 17, 6 % el área del tubo por cada ángulo recto del trazado extra.
Ejemplo de cálculo según el NEC
Canalización superficial bajo tubo con cables Afumex Class 750 V (AS). 2 circuitos monofásicos de 1,5 mm2 con conductor de protección y uno también monofásico de 6 mm2 con conductor de protección.
El trazado tiene 3 ángulos de 90º
Ø1,5 = 3,4 mm
Ø6 = 5,3 mm
La sección ocupada por los conductores será:
Ac = π x (6 x (3,4/2)² + 3 x (5,3/2)²) = 120,66 mm²
Al ser más de 2 conductores en la canalización aplicaría un coeficiente de llenado del 40 %. Pero como tenemos 3 ángulos rectos en el tendido debemos reducir la sección del tubo en un 15 %.
100 – 15 = 85 ⇒ debemos extraer el 85 % del 40 % de llenado máximo admisible ⇒
0,85 x 40 = 34 % (coeficiente de llenado a aplicar)
120,66 / 0,34 = 354,88 mm² (área de sección interior mínima del tubo a emplear) ⇒
Observando la tabla de tubo adecuado para montaje superficial vemos que la solución es instalar tubo de 32 mm de diámetro exterior.
| Diámetro interior (mm) | 12,5 | 16 | 20 | 27 | 34,5 | 44 |
| Diámetro exterior (mm) | 16 | 20 | 25 | 32 | 40 | 50 |
Con el criterio del REBT que no considera las curvaturas de la canalización el resultado habría sido tubo de 25 mm.
Dado que el REBT es un reglamento de mínimos, como criterio técnico es bueno tener en cuenta el criterio NEC para evitar problemas con canalizaciones sinuosas a la hora del tendido de los cables. Siempre que el resultado sea tubo de igual o mayor diámetro que el criterio REBT así como que se empleen cables extradeslizantes como los Afumex Class 750 V (AS).
La publicación On Site Guide que facilita la aplicación de la norma británica BS7671 (Requisitos para instalaciones eléctricas) provee en su apéndice 5 una guía para calcular las capacidades de tubos y conductos de sección circular y canales protectoras. Sigue un criterio distinto a los 2 anteriormente explicados considerando sólo conductores aislados termoplásticos (70 ºC) y diferenciando 2 casos posibles: tendidos rectos de hasta 3 m y tendidos rectos de más de 3 m o con curvas. Para el resto de posibilidades necesarias dirige al fabricante.
Lisardo Recio Maíllo
Product Manager
Prysmian Group
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