El módulo mbtal está diseñado para dimensionar la sección de conductores eléctricos de aluminio con aislamiento, considerando una tensión alterna máxima de 300V, 600V y 2000V. Este módulo es de gran utilidad en el dimensionamiento de conductores para circuitos derivados y alimentadores, especialmente en situaciones donde hay una única carga en el extremo del tablero o centro de carga.

Las características principales de este módulo son:

• Ingresar la temperatura de operación continua, exclusiva para aislamientos termoplásticos o de material PVC. 
• Dimensionar protecciones eléctricas comerciales.
• Selección del sistema de alimentación, estos pueden ser monofásico o trifásico.

La resistencia y reactancia inductiva del conductor se contemplan en este módulo, por tanto, el modelo del conductor usado este dado por la ecuación siguiente:

El módulo mbtcu usa las ecuaciones aproximadas para dimensionar la pérdida de tensión usando los parámetros de conductores de la Tabla 9 y la capacidad de corriente del conductor, esta se obtiene de la Tabla 310-15(b)(16), véase la referencia [9].

La ecuación para el cálculo de la impedancia total de un sistema monofásico tradicional de 1F-2H es la siguiente:

Y para un sistema trifásico la ecuación de impedancia total es la siguiente:

Para explorar en profundidad el contenido del módulo mbtal, le sugiero encarecidamente que vea el video 06 y que revise detenidamente los argumentos del módulo, así como el ejemplo de dimensionamiento proporcionado.

Argumentos del módulo mbtal

El módulo mbtal requiere de 16 argumentos para poder dimensionar conductores eléctricos de circuitos derivados y alimentadores. 

El módulo mbtcu requiere de 16 argumentos para poder dimensionar conductores eléctricos de circuitos derivados y alimentadores. 

1. Tensión de fase: Es la tensión de fase a neutro en voltios.
2. Tensión de línea: Es la tensión de fase a fase en voltios.
3. Corriente nominal:  Es la corriente que consume la carga en operación normal y esta debe ingresarse en amperios.
4. Conductores por fase: Son la cantidad de conductores utilizados por fase en un dimensionamiento.
5. Distancia en metros: Es la longitud del circuito alimentador o derivado que va desde el centro de carga hasta la ubicación del equipo.
6. Factor de agrupamientos: El factor varía dependiendo de la cantidad de conductores, ver referencia [9]. La tabla 310-15(b)(3)(a) muestra los factores de ajuste para más de tres conductores portadores de corriente en una canalización o cable.
7. Tubería conduit: Es el material de la tubería eléctrica metálica o no metálica. Las opciones son: [1] PVC, [2] Aluminio, [3] Acero.
8. Temperatura ambiente: Es la temperatura del lugar donde será instalado los conductores, las unidades deben ser en centígrados.
9. Pérdida de tensión de diseño: Es la tensión máxima porcentual permitida por la NOM-001. 
10. Sistema de alimentación monofásico o trifásico: Son los tipos de sistemas de alimentación más comunes en una instalación comercial o industrial, Las opciones de los sistemas son: [1] 1F-2H, [2] 2F-3H, [3] 3F-3H, [4] 3F-4H.
11. Factor de potencia: Este factor se encuentra disponible en las cargas y es adimensional.
12. Modo de resultados: Los resultados de los cálculos se pueden visualizar mediante las opciones siguientes: [1] Tabla, [2] Lista.
13. Factor de sobrecorriente: Este factor puede variar si se desea considerar un exceso de carga o una carga determinada por demanda.
14. Temperatura de operación de los conductores: Las temperaturas de operación normal se encuentran plasmadas en los aislamientos de los conductores y estas son: 60 °C, 75 °, 90 °C.
15. Factor de la protección: Es el factor que se requiere para dimensionar adecuadamente la protección, véase la referencia [9].
16. Factor del conductor:  Es el factor que se requiere para dimensionar adecuadamente el conductor en conjunto con la protección, véase la referencia [9].

Ejemplo de dimensionamiento

Se tiene un sistema monofásico de 1F-2H y se desea dimensionar por pérdida de tensión los conductores. En este cálculo se debe considerar lo siguiente:

• Temperatura ambiente máxima anual (Ciudad de México es de 27 °C), véase la Figura 8-1.
• La canalización es plástica (PVC) y en esta se alojarán los conductores para protegerlos.
• El factor de potencia de la carga de 40 A es de 0.9 en atraso. 
• La distancia del circuito es de 25 metros, esta va desde el tablero o centro de cargas hasta la carga.
• El calibre del conductor elegido para este circuito es el #4 AWG y la tensión de suministro de 120V. 

El dimensionamiento del conductor se realiza mediante el siguiente bloque de instrucciones.

from electricalwiresizes import mbtal 
mbtcu(120,220,40,1,25,1,1,27,3,1,0.9,1,1,60,1.25,1.00)

La Figura 10-2 muestra los resultados por ejecutar las líneas de código anterior, usando el intérprete Python en consola, se puede apreciar que arroja todas las constantes, ampacidades, pérdidas de tensión, ajustes de ampacidad, estado de cálculo y termomagnético para todos los conductores comerciales de material aluminio, la respuesta correcta para este dimensionamiento es el calibre #4 y la protección de 1P x 50 A debido a la pérdida de tensión de 2.235% mostrada en columna %Vd/1F, esta es menor a la pérdida de diseño del 3%. Por otra parte, el calibre #4 tiene una ampacidad a una temperatura de operación de 60 °C de 55 A, al corregir la ampacidad esta se incrementa por el descenso de la temperatura de referencia a 57.695 A, siendo mayor que la corriente nominal, para consultar la síntesis de clic en la Figura 10-2.

Es posible replicar el resultado que se muestra en la Figura 10-2 usando las ecuaciones tradicionales, esto queda fuera del objetivo del curso, si desea comprobar la pérdida de tensión use la ecuación del sistema monofásico de 1F-2H que se muestra a continuación:

El paquete calcula las diferentes constantes antes de realizar el dimensionamiento, estas sirven para obtener la pérdida de tensión de una manera más sencilla como se muestra a continuación:

En el cálculo anterior no se invirtió una cantidad considerable tiempo, esto gracias a que el programa simplifica las operaciones y muestra los resultados de una forma adecuada. El resultado de estas operaciones sencillas da como resultado la pérdida de tensión con un valor de 2.235%, menor a la perdida de diseño que es del 3%, por tanto, el conductor es adecuado para suministrar tensión a la carga y soportar la corriente eléctrica como se muestra en la Figura 10-3.

Referencias

[9] NORMA Oficial Mexicana NOM-001-SEDE-2012, Instalaciones Eléctricas (utilización), DOF, Ciudad de México, 2012. Accedido el 31 de diciembre de 2023. [En línea]. Disponible: https://www.gob.mx/cms/uploads/attachment/file/512096/NOM-001-SEDE-2012.pdf