¿Cuántos cables caben en un conducto? Es una cuestión de normativa, no de geometría

Por qué el límite no habla de si cabe

Toma el caso por defecto de la calculadora y da la vuelta a la pregunta. Tres conductores de 12 AWG ocupan el 7,49 % de un conducto EMT de tres cuartos de pulgada. Dieciséis ocupan el 39,92 %. Incluso con dieciséis, tres quintas partes del tubo son aire — y un tramo embutido al sesenta por ciento a mano seguiría sin estar lleno en sentido de empaquetado, porque círculos dentro de un círculo no pasan de un noventa por ciento aproximado ni ordenados a la perfección, y nadie ordena cable a la perfección. La regla no habla, pues, de volumen. Habla de dos modos de fallo.

El primero es térmico. Un conductor recorrido por corriente disipa RI² en forma de calor, y ese calor tiene que salir por el aislamiento, por las cámaras de aire, por la pared del conducto y hasta la habitación. El aislamiento tiene una temperatura admisible — las dos H de THHN significan alta resistencia al calor, 90 °C en local seco — y por encima de ella endurece, se agrieta y acaba dejando de aislar. Pon un solo conductor en un tubo: radia libremente hacia mucho aire quieto. Pon nueve: los del centro quedan rodeados de otras fuentes de calor, con los exteriores entre ellos y la pared. El límite de llenado es una aproximación burda a dejar aire suficiente en el tubo para que el corazón del haz siga evacuando.

El segundo es mecánico, y es el que golpea durante la obra y no años después. Los conductores se tiran por el conducto con lubricante y, en tramos largos, con cabrestante. Cada codo multiplica la tensión necesaria en el otro extremo, y cuanto más lleno está el tubo menos puede reorganizarse el haz en el codo: se agarrota. Lo primero que cede es el aislamiento, raspado contra el canto de un manguito o un casquillo, y el daño es invisible desde ambos extremos del tramo. Un conductor con el aislamiento mordido, enterrado en una pared, es una avería esperando un invierno húmedo. El 40 % tiene tanto que ver con poder instalar el cable con seguridad como con explotarlo con seguridad.

Qué código aplica y qué valores toma de él

La herramienta es una herramienta NEC, y su título lo dice para que nadie tenga que adivinarlo. Por debajo lleva dos tablas copiadas del capítulo 9 del NEC. La tabla 4 da el área interna total de cada conducto en cada tamaño comercial, y la herramienta guarda cinco familias: EMT, PVC Cédula 40, PVC Cédula 80, metal rígido y metal intermedio, de media pulgada a cuatro pulgadas. La tabla 5 da el área aproximada de un conductor aislado, y la herramienta guarda la columna THHN y THWN del 14 AWG al 4/0. Ambos juegos se contrastaron con los valores publicados antes de escribir este artículo, y ambos coinciden.

La familia de conducto importa más de lo que se cree, porque el espesor de pared se come el sitio. Nueve conductores de 12 AWG dan un llenado del 21,80 % en metal rígido de tres cuartos de pulgada, 22,46 % en EMT, 23,56 % en PVC Cédula 40 y 29,27 % en PVC Cédula 80 — un tercio más de llenado para los mismos hilos en el mismo tamaño nominal, porque la pared más gruesa de la Cédula 80 deja un interior mucho más estrecho. El metal intermedio es el más generoso de los cinco, con 20,43 %. Ninguno incumple, pero en un tramo cerca del límite la elección del tubo es la diferencia entre cumplir y subir de medida.

53, 31 y 40 no son una serie — y con dos conductores la regla es la más estricta

Lee los tres límites en orden y algo chirría: 53 %, luego 31 %, y luego vuelve a subir a 40 %. No es un error ni una curva suave, porque los tres casos son geométricamente problemas distintos. Un solo conductor en un tubo redondo es un círculo dentro de un círculo: puede ser bastante grande antes de atascarse — de ahí el 53 %. Dos conductores lado a lado son el peor caso de atasco: pueden atravesarse en el interior en un codo y bloquearse, de ahí la caída al 31 %. A partir de tres pueden reordenarse en triángulo o en haz que rueda por el codo, y el límite se relaja al 40 %.

La calculadora elige el límite según el número de conductores que teclees, y el salto es brusco de una forma que conviene conocer. Teclea 2 y el límite mostrado es 31 %; teclea 3 y pasa a 40 % aunque el llenado real suba. El escalón atrapa también las entradas decimales: el número se redondea antes de elegir el límite, así que 2,4 conductores se trata como dos y recibe el límite del 31 %, mientras que 2,6 se trata como tres y recibe el 40 %. Y un recuento de cero pasa al 53 %, lo cual es aritméticamente coherente y prácticamente vacío: un tubo vacío no es un proyecto.

El caso del niple es el cuarto límite y el que más se abusa. Un tramo corto de conducto, de no más de veinticuatro pulgadas entre dos cajas, puede llenarse al 60 %, porque no hay tiro significativo ni, en una longitud tan corta, calentamiento significativo. Selecciónalo en la herramienta y el límite salta al 60 % sea cual sea el número de conductores. Es una tolerancia auténtica y no un resquicio: veinticinco pulgadas no es un niple, y un niple con un codo tampoco lo es.

Reducción: ocupa el espacio, pierde corriente

Esta es la parte que la calculadora no hace, y la que decide si el tramo funciona. El mismo argumento térmico que produjo el límite de llenado produce una segunda regla, más afilada: en cuanto más de tres conductores activos comparten una canalización, el código reduce la corriente admisible de todos ellos por un factor que empeora conforme sube el número. Los escalones están en el NEC 310.15(C)(1). De cuatro a seis conductores conservan el 80 % de su valor, de siete a nueve el 70 %, de diez a veinte el 50 %, y sigue bajando. Un conductor de 12 AWG THHN dado para 30 A a 90 °C lleva, pues, 24 A en un grupo de seis, 21 A en un grupo de nueve y 15 A en un grupo de dieciséis. Con dieciséis el tubo sigue cumpliendo la comprobación de llenado. Los circuitos que contiene se han quedado a la mitad.

Los dos recuentos no son el mismo recuento, y confundirlos es un error frecuente y grave. Para el límite de llenado cuenta todo conductor presente en el tubo, conductores de protección incluidos: ocupan sitio como los demás. Para la reducción de corriente solo cuentan los conductores activos: un conductor de protección nunca cuenta, y el neutro de un circuito multiconductor equilibrado generalmente tampoco, salvo si lleva corrientes armónicas. Un tubo con dieciséis conductores puede tener solo doce activos: el factor de reducción depende de los doce y el llenado de los dieciséis. Invertirlo lleva o bien a reducir un circuito que no lo necesitaba, o bien —mucho peor— a no reducir el que sí.

Hay una restricción más que mantiene honesta la aritmética. El valor a 90 °C del que parte la reducción no es la corriente que se tiene derecho a entregar: los bornes de los aparatos corrientes están homologados a 60 o 75 °C, y el circuito queda limitado por el menor de los dos valores — corriente reducida o aguante de los bornes. Aparte, los conductores de cobre pequeños están topados por su propia regla de protección contra sobreintensidades, al margen de todo esto. Consecuencia práctica: el margen que aparenta ofrecer la columna de 90 °C está ahí sobre todo para que haya algo que reducir, no para que se use.

Fuera de Estados Unidos, ninguna de estas cifras aplica

El NEC es un texto de Estados Unidos, publicado por la NFPA y adoptado estado por estado y ciudad por ciudad, con enmiendas locales. En todas partes fuera, la familia que cuenta es la IEC 60364, trasladada a cada país: NF C 15-100 en Francia, la serie DIN VDE 0100 en Alemania, el REBT en España, el RTIEBT en Portugal, la CEI 64-8 en Italia, la BS 7671 en el Reino Unido. Ninguno de esos textos contiene los números 53 / 31 / 40, ninguno tabula el llenado en pulgadas cuadradas, y las secciones de conductor van en milímetros cuadrados y no en números de calibre. El propio tubo es otra gama de producto: dimensionado por diámetro exterior según la serie EN 61386 — 16, 20, 25, 32, 40, 50, 63 mm — mientras que la serie americana es un tamaño comercial en pulgadas que no es ni el interior ni el exterior de nada en concreto.

Lo que sí se traslada es la aritmética, porque un grado de llenado no tiene unidades. Toma el diámetro interior del tubo, elévalo al cuadrado y multiplica por π/4 para el área interior. Toma el diámetro exterior de cada cable de su ficha técnica — el diámetro exterior, no la sección del conductor, porque es la cubierta la que ocupa el tubo — elévalo al cuadrado, multiplica por π/4 y suma. Divide lo segundo entre lo primero. Un tubo de 20 mm con pared de 1,5 mm tiene un interior de 17 mm y 226,98 mm² de área; nueve cables de 3,5 mm de diámetro exterior ocupan 86,59 mm², es decir un 38,15 % de llenado. Pasa esos mismos nueve cables a un tubo de 25 mm y la cifra baja al 22,78 %. El número dice algo; el límite con el que lo comparas no es el del NEC y tiene que venir del texto aplicable allí donde trabajas.

La penalización por agrupamiento existe a ambos lados del Atlántico, y esa es la parte tranquilizadora. La IEC 60364-5-52 lleva factores de reducción para circuitos agrupados en un tubo o una canaleta, tabulados por número de circuitos y no por número de conductores, y decrecen con la misma forma que los del NEC: cuantos más circuitos comparten la envolvente, menos puede llevar cada uno. Los dos sistemas discrepan en las cifras, en qué se cuenta y en el método de instalación de referencia del que parte una intensidad admisible. Coinciden por completo en la física. Si te llevas una sola idea de este artículo, llévate esa: el tubo es un problema térmico antes que un problema de espacio, en todos los países.

Lo que la calculadora no comprueba

Toma una sola sección y un solo número de conductores, que no es lo que parece un tiro real. Un circuito terminal lleva típicamente dos o tres conductores de una sección más un conductor de protección más pequeño, y una línea de alimentación suele tener un neutro reducido. No hay forma de introducir esa mezcla, así que el rodeo honesto es lanzar la herramienta para cada sección, sumar las áreas de conductor a mano y comparar el total con el mismo límite — que depende solo del número total de conductores, no de sus secciones.

Solo conoce el THHN y el THWN. Son los hilos de edificación corrientes en Estados Unidos, y por eso la herramienta puede arreglárselas con una sola tabla; pero el XHHW, el RHW, el USE y todo lo demás ocupan áreas distintas para el mismo cobre, a veces bastante más. Tampoco aplica la regla de atasco — la que dice que tres conductores de la misma sección pueden bloquearse en un codo cuando la relación entre el diámetro interior del tubo y el exterior del conductor cae en una banda estrecha en torno a tres. Y no dice nada del esfuerzo de tiro, del número de codos, del llenado de cajas, ni de si el conductor tiene la sección adecuada para la carga: otro cálculo, otra herramienta.

Preguntas frecuentes

¿El conductor de protección cuenta para el llenado?

Sí para el llenado, no para la reducción de corriente, y esa distinción es lo más útil de todo el artículo. El llenado es cuestión de área ocupada: todo lo que está en el tubo ocupa sitio, conductores de protección incluidos, desnudos o aislados, lleven o no corriente en régimen normal. La reducción es cuestión de calor generado: solo cuentan los conductores que llevan de verdad la corriente de carga; un conductor de protección solo la lleva durante un defecto, que dura milisegundos. El mismo razonamiento exime al neutro de un circuito multiconductor equilibrado, donde solo lleva el desequilibrio — con la conocida excepción de un neutro que alimenta cargas generadoras de armónicos, que sí lleva corriente y sí cuenta.

¿Por qué el límite para dos conductores es menor que para tres?

Porque dos objetos redondos en un tubo redondo son la peor disposición para el atasco, y el atasco es un problema de tiro y no de calor. Dos conductores de tamaño parecido pueden ponerse de través en un codo y calzarse atravesando el interior; una vez calzados no deslizan — cuanto más tiras, más se bloquean, y la cubierta se desgarra. Con tres o más ese calce concreto es mucho menos fácil: caen en triángulo o en haz suelto que rueda por el codo. Un conductor solo no tiene contra qué atascarse y recibe la tolerancia más generosa, el 53 %. La secuencia 53, 31, 40 no es, pues, una curva: son tres respuestas distintas a tres preguntas geométricas distintas, de ahí que la herramienta cambie de límite de golpe al variar el número.

¿Puedo usar esta herramienta para una instalación europea?

Para entender el principio, sí. Para dimensionar un tramo, no. Todo en ella es estadounidense: la serie de conductos va en tamaños comerciales en pulgadas, las áreas de conductor son las del THHN y el THWN, y los límites son los del NEC. Una instalación europea se rige por la trasposición nacional de la IEC 60364, emplea tubos dimensionados por diámetro exterior en milímetros según la serie EN 61386, y especifica el cable por sección en milímetros cuadrados. Lo que sí se traslada es el método, porque un grado de llenado es una razón y no tiene unidades: calcula el área interior de tu tubo, suma las áreas de los cables a partir de sus diámetros exteriores, y divide. Esa cifra es directamente comparable a un límite de llenado — solo que no al del NEC. Llévala al texto aplicable allí donde va el cable, y recuerda que el equivalente de la reducción existe también allí, como factores de reducción por agrupamiento en la IEC 60364-5-52.

¿Cómo trato un tiro con más de una sección de conductor?

A mano, porque la herramienta toma una sección cada vez. Lánzala una vez por sección para leer el área total de conductores de ese grupo, suma los grupos y compara la suma con el área interna del conducto. El límite no cambia con la mezcla: se elige solo por cuántos conductores hay en total, así que tres de una sección más un conductor de protección más pequeño son cuatro conductores y les toca el 40 %, sin dosificaciones. La trampa aritmética es olvidar el conductor más pequeño porque parece despreciable — en un tramo justo, el conductor de protección es a menudo justo lo que empuja un llenado al límite por encima de la raya, y es el que la gente deja fuera del recuento.

Si un tramo pasa la comprobación de llenado, ¿está bien dimensionado el conducto?

No. El llenado es una puerta entre varias, y la más fácil de pasar. Un tramo tiene además que sobrevivir al tiro, que depende de su longitud, del número y radio de sus codos y del lubricante empleado, y nada de eso entra en un porcentaje de llenado. Tiene que satisfacer la reducción de corriente para los conductores activos que contenga, lo que puede imponer una sección mayor y por tanto un tubo más grande del que sugería la comprobación de llenado. Tiene que evitar la regla de atasco si lleva exactamente tres conductores de la misma sección. Las cajas de ambos extremos tienen sus propias reglas de llenado. Y el conductor mismo tiene que estar dimensionado para su carga y su caída de tensión antes de todo esto — de ahí se diseña un tramo, y no al revés desde el tubo. Pasar la comprobación de llenado significa que el conducto no está descalificado; no que sea el correcto.