La sección de cálculos es la que más aspirantes tumba, y no porque las matemáticas sean difíciles: porque cada problema exige elegir el método correcto antes de hacer una sola operación. Un cálculo de vivienda por el método estándar y el mismo por el método opcional arrojan resultados distintos y ambos son válidos; lo que no es válido es mezclarlos. En un examen a tiempo contado, quien no reconoce de entrada qué tipo de cálculo le piden pierde el problema completo.
El armazón de un cálculo residencial es siempre el mismo. Se parte de la carga general de alumbrado y receptáculos, que se obtiene multiplicando el área habitable por un valor unitario en voltamperios por pie cuadrado. Se suman los circuitos de pequeños artefactos y el de lavandería con su valor fijo por circuito. A ese subtotal se le aplican los factores de demanda escalonados: la primera porción al cien por ciento y el resto a un porcentaje menor. Después se añaden las cargas con regla propia: la estufa con su tabla de demanda, la secadora con su mínimo, el calentador de agua y los artefactos fijos, con reducción cuando hay cuatro o más. El aire acondicionado y la calefacción no se suman entre sí: se toma el mayor de los dos. El total en voltamperios se convierte a amperios dividiendo por la tensión del sistema.
El neutro se calcula aparte y casi nunca coincide con el conductor de fase: no lo cargan las cargas puras de 240 V, y las porciones de estufa y de secadora entran reducidas. Es una de las preguntas más recurrentes del tema.
En comercio se cuentan los receptáculos con su valor unitario, las vitrinas por pie lineal, el rótulo exterior con su mínimo, y las cargas continuas se mayoran al ciento veinticinco por ciento. En edificios multifamiliares se calcula una vivienda tipo y se aplica el factor de demanda que corresponde al número de unidades. Las dos trampas clásicas: aplicar dos veces un mismo factor de demanda, y aplicar factor a una carga que el código manda contar al cien por ciento.
La caída de tensión no es, en general, un requisito obligatorio del código para circuitos ramales y alimentadores, sino una recomendación de buena práctica; pero se calcula en todos los exámenes. Las fórmulas de trabajo usan una constante de resistividad —una para el cobre y otra para el aluminio—, la longitud de ida del circuito, la corriente y el área del conductor en mils circulares. En monofásico se multiplica por dos, porque la corriente va y vuelve por dos conductores; en trifásico se multiplica por la raíz de tres. Despejar la longitud máxima admisible o el calibre mínimo a partir de una caída objetivo es el ejercicio típico, y exige cuidar dos cosas: no confundir la caída en voltios con la caída en por ciento, y no arrastrar el multiplicador equivocado al cambiar de monofásico a trifásico.
El llenado se resuelve con los porcentajes de área que fija el código según cuántos conductores van dentro, y con las áreas de conductor y de tubería que el propio código tabula. El volumen de caja se resuelve contando: cada conductor que entra y sale, los que terminan dentro, los dispositivos, los accesorios internos y los tornillos de tierra, cada uno con su asignación. Ambos son cálculos de suma, no de memoria: lo que se evalúa es que el aspirante sepa qué se cuenta, qué se cuenta doble y qué no se cuenta.
1. Una vivienda tiene 1 800 pies cuadrados habitables y el valor unitario aplicable es de 3 VA por pie cuadrado. ¿Qué carga general de alumbrado corresponde?
El art. 220.41 obtiene la carga general multiplicando el área habitable por el valor unitario indicado: 1 800 × 3 = 5 400 VA. Dividir en lugar de multiplicar da 600 VA.
2. Con 2 400 pies cuadrados habitables y 3 VA por pie cuadrado, ¿cuál es la carga general de alumbrado?
La operación es 2 400 × 3 = 7 200 VA. El valor 9 600 correspondería a un valor unitario de 4 VA por pie cuadrado, que no es el dado en el enunciado.
3. Una vivienda de 1 250 pies cuadrados se calcula con 3 VA por pie cuadrado. ¿Qué carga general resulta?
El producto es 1 250 × 3 = 3 750 VA. Los 4 167 VA resultarían de dividir el área entre 0,3, operación que no corresponde a ningún paso del cálculo.
4. ¿Qué superficie se toma para la carga general de alumbrado de una vivienda?
El art. 220.41 toma el área exterior de las plantas habitables y excluye porches abiertos, garajes y espacios no acabados que no se destinen a uso habitable.
5. Una vivienda tiene dos circuitos de pequeños artefactos, valorados en 1 500 VA cada uno. ¿Qué carga aportan?
El art. 220.52 valora cada circuito de pequeños artefactos en el valor unitario indicado: 2 × 1 500 = 3 000 VA, que se suman a la carga general antes de aplicar demanda.
6. Sumando la carga general de 7 200 VA, dos circuitos de pequeños artefactos de 1 500 VA y un circuito de lavandería de 1 500 VA, ¿cuál es el subtotal?
El subtotal antes de demanda es 7 200 + 3 000 + 1 500 = 11 700 VA. Omitir el circuito de lavandería da 10 200 VA y subestima la acometida.
7. Sobre un subtotal de 11 700 VA se aplican los factores de demanda: los primeros 3 000 VA al 100 % y el resto al 35 %. ¿Qué demanda resulta?
Se separan los tramos: 3 000 al 100 % más 8 700 × 0,35 = 3 045, total 6 045 VA. Aplicar el 35 % a todo el subtotal daría 4 095 VA e infravaloraría la carga.
8. Con un subtotal de 9 900 VA y los mismos escalones de demanda, ¿cuál es la carga de demanda?
El cálculo es 3 000 + (9 900 − 3 000) × 0,35 = 3 000 + 2 415 = 5 415 VA. El error habitual consiste en aplicar el porcentaje al total sin separar el primer tramo.
9. Un subtotal de 16 800 VA se somete a los escalones de 3 000 VA al 100 % y el resto al 35 %. ¿Qué demanda arroja?
La suma es 3 000 + 13 800 × 0,35 = 3 000 + 4 830 = 7 830 VA. Los 5 880 VA corresponden a aplicar el 35 % al subtotal completo, error muy frecuente.
10. Una estufa eléctrica de 12 kW tiene, según la tabla de demanda aplicable, una demanda de 8 kW. ¿Qué valor entra en el cálculo?
El art. 220.55 permite entrar en el cálculo con la demanda tabulada y no con la potencia de placa: en este caso 8 000 VA en lugar de los 12 000 VA nominales.
11. Dos estufas de 12 kW tienen, según el enunciado, una demanda conjunta de 11 kW. ¿Qué valor se suma al cálculo?
La demanda del art. 220.55 se aplica al conjunto de aparatos, no aparato por aparato: se suman 11 000 VA y no el doble de la demanda individual.
12. Una secadora de ropa de 4 kW se calcula con un mínimo aplicable de 5 000 VA. ¿Qué valor entra en el cálculo?
El art. 220.54 fija un mínimo de cálculo para la secadora: cuando la placa indica menos, se computa el mínimo, en este caso 5 000 VA.
13. Una secadora de 6,5 kW se calcula con el mismo mínimo de 5 000 VA. ¿Qué valor se computa?
El mínimo del art. 220.54 solo eleva el valor cuando la placa queda por debajo; con 6,5 kW se computa la potencia real de 6 500 VA.
14. Cinco artefactos fijos de 1 200 VA cada uno admiten, según el enunciado, un factor de demanda del 75 %. ¿Qué carga se computa?
El art. 220.53 aplica el factor cuando hay cuatro o más artefactos fijos: 5 × 1 200 = 6 000 y 6 000 × 0,75 = 4 500 VA.
15. Tres artefactos fijos de 1 200 VA cada uno, ¿qué carga aportan al cálculo?
El factor del art. 220.53 exige cuatro o más artefactos fijos; con tres se computa el total sin reducción: 3 × 1 200 = 3 600 VA.
16. Una vivienda tiene aire acondicionado de 5 000 VA y calefacción de 7 500 VA. ¿Qué valor entra en el cálculo?
El art. 220.60 permite computar solo la mayor de dos cargas que no funcionan simultáneamente: se toman los 7 500 VA de calefacción y se descarta el aire acondicionado.
17. Con aire acondicionado de 6 000 VA y calefacción de 4 000 VA, ¿qué valor se computa?
Se toma la mayor de las dos cargas no simultáneas conforme al art. 220.60: 6 000 VA del aire acondicionado, muy pertinente en el clima de la isla.
18. Sumando 6 045 VA de demanda de alumbrado, 8 000 VA de estufa, 5 000 VA de secadora, 4 500 VA de artefactos fijos y 7 500 VA de la mayor de las cargas climáticas, ¿cuál es el total?
La suma de los cinco términos da 31 045 VA. Omitir la carga climática deja 23 545 VA, error que subdimensiona la acometida de forma apreciable.
19. Un cálculo de vivienda arroja 31 045 VA en un sistema monofásico de 240 V. ¿Qué corriente corresponde?
La corriente es el cociente entre la carga y la tensión: 31 045 ÷ 240 = 129,35 A. Dividir por 120 daría 258,71 A y por la raíz de tres, 74,68 A.
20. Con una corriente calculada de 129,35 A, ¿qué capacidad de servicio resulta razonable?
El equipo de servicio debe admitir la carga calculada, de modo que se elige el valor normalizado inmediatamente superior; redondear a la baja dejaría el servicio por debajo del cálculo.
21. Con 6 045 VA de alumbrado, estufa de 8 000 VA al 70 % y secadora de 5 000 VA al 70 %, ¿cuál es la carga del neutro?
El art. 220.61 reduce al 70 % las porciones de estufa y secadora: 6 045 + 5 600 + 3 500 = 15 145 VA. Sumarlas al 100 % daría 19 045 VA.
22. Una carga de neutro de 15 145 VA en un sistema de 240 V, ¿a qué corriente equivale?
La corriente del neutro es 15 145 ÷ 240 = 63,10 A, sensiblemente inferior a la de fase, lo que permite en muchos casos un neutro de menor calibre.
23. ¿Qué cargas de una vivienda no aportan corriente al conductor neutro?
El art. 220.61 excluye del neutro las cargas puras de 240 V, que se conectan entre fases y no emplean el conductor puesto a tierra como retorno.
24. Por el método opcional, una vivienda con 42 000 VA de carga conectada se calcula con los primeros 10 000 VA al 100 % y el resto al 40 %. ¿Qué demanda resulta?
El art. 220.82 aplica 10 000 al 100 % más 32 000 × 0,40 = 12 800, total 22 800 VA. Aplicar el 40 % al total daría 16 800 VA y sería incorrecto.
25. Con 30 000 VA de carga conectada y los mismos escalones del método opcional, ¿cuál es la demanda?
El cálculo es 10 000 + 20 000 × 0,40 = 10 000 + 8 000 = 18 000 VA, resultado habitualmente menor que el del método estándar para la misma vivienda.
26. Una demanda de 18 000 VA por el método opcional en un sistema de 240 V, ¿qué corriente representa?
La corriente es 18 000 ÷ 240 = 75 A. Ese resultado suele quedar por debajo del que arroja el método estándar, y por eso ambos métodos no pueden mezclarse.
27. ¿Qué error conviene evitar al aplicar los métodos de cálculo de vivienda?
El art. 220 ofrece métodos alternativos completos y coherentes en sí mismos; tomar un escalón de uno y un factor del otro produce un resultado que no responde a ninguna regla.
28. ¿Qué cargas cubren los circuitos de pequeños artefactos en el cálculo?
El art. 220.52 valora los circuitos de pequeños artefactos exigidos por el art. 210.11(C)(1), que sirven las salidas de receptáculo de cocina, comedor y áreas similares.
29. ¿Cuándo puede omitirse la carga del circuito de lavandería en el cálculo?
La carga del art. 220.52(B) acompaña al circuito exigido por el art. 210.11(C)(2); si la vivienda no tiene área de lavandería ni sus salidas, no procede computarla.
30. Una encimera de 6 kW y un horno de 6 kW instalados en la misma vivienda, ¿cómo se tratan en el cálculo de demanda?
El art. 220.55 permite sumar la potencia de encimera y hornos de la misma vivienda y entrar en la tabla de demanda con esa potencia equivalente.
31. Un calentador de agua de 4 500 W se computa en el cálculo de la vivienda. ¿Qué valor se suma?
El calentador de almacenamiento se computa por su potencia de placa; la mayoración del 125 % del art. 422.13 afecta al circuito ramal, no al cálculo de la acometida.
32. Una bomba de piscina de 1,5 caballos absorbe, según su placa, 9,6 A a 240 V. ¿Qué carga aporta al cálculo?
La carga se obtiene del producto de tensión y corriente de placa: 240 × 9,6 = 2 304 VA, valor que se incorpora al cálculo como carga de motor.
33. ¿Qué particularidad tiene el mayor motor de una instalación en el cálculo de la acometida?
El art. 220.50 remite al art. 430.24, que exige añadir un porcentaje adicional sobre el motor de mayor corriente del conjunto alimentado.
34. Una vivienda tiene 900 pies cuadrados en planta baja y 750 en planta alta, ambas habitables, con 3 VA por pie cuadrado. ¿Qué carga general resulta?
Se suman las superficies habitables antes de multiplicar: (900 + 750) × 3 = 1 650 × 3 = 4 950 VA, sin descontar ninguna de las dos plantas.
35. ¿Cómo se trata un garaje anexo no acabado en el cálculo de la carga general?
El art. 220.41 excluye del área computable garajes, porches abiertos y espacios no acabados no adaptables a uso habitable, aunque tengan alguna salida instalada.