Calculadora de Tamaño de Caja de Empalmes | Calculadora de Llenado de Caja NEC

Qué es una calculadora del tamaño de una caja de conexiones

Una calculadora del tamaño de una caja de conexiones determina cuál es la caja eléctrica más pequeña que puede contener legalmente un conjunto dado de conductores, según las reglas de volumen del Código Eléctrico Nacional (NEC). Una caja de conexiones es una envolvente de metal o plástico que protege los empalmes de conductores contra daños y fuego. El NEC, también llamado NFPA 70, establece volúmenes mínimos para que los conductores tengan espacio para doblarse, conectarse y disipar el calor de manera segura.

Cómo calcular el tamaño de una caja de conexiones (fórmula de llenado de cajas del NEC)

El artículo 314 del NEC, específicamente la tabla 314,16(B), asigna un volumen a cada conductor según su calibre. Sume los volúmenes asignados a cada conductor y, después, los correspondientes a los conductores de puesta a tierra y a cualquier dispositivo montado. El total es el volumen mínimo de la caja, en pulgadas cúbicas.

Esta calculadora utiliza la fórmula:

V = (N × Vw) + Vg + Vd

• N es el número de conductores portadores de corriente introducidos.
• Vw es el volumen asignado a cada conductor, según su calibre en American Wire Gauge, o AWG (consulte la tabla siguiente).
• Vg es una asignación adicional si se incluyen conductores de puesta a tierra, utilizando el mismo Vw. Todos los conductores de puesta a tierra de una caja cuentan juntos como una sola asignación, sin importar cuántos haya.
• Vd son dos asignaciones adicionales, que se agregan siempre que se introduzca al menos un conductor. El NEC 314,16(B)(4) exige dos asignaciones de volumen por cada dispositivo, como un interruptor o una toma de corriente, montado en la caja. Esta calculadora siempre supone que hay un dispositivo montado. Si la caja solo contiene empalmes de conductores y ningún dispositivo, el mínimo real exigido por el código es menor que el número mostrado por la calculadora.

El NEC no incorpora un margen de seguridad en esta fórmula, y esta calculadora tampoco. El resultado es el mínimo legal exacto, no un tamaño recomendado con espacio adicional. Muchos electricistas eligen una caja de un tamaño mayor que el mínimo para disponer de espacio de trabajo, pero esa elección no forma parte del cálculo.

Las entradas de canalizaciones o cables no agregan volumen según el NEC 314,16(B). Las contratuercas, boquillas y conectores que sujetan una canalización o un cable en su sitio no se contabilizan para el llenado de la caja. Esta calculadora solicita el número de entradas de canalizaciones para dibujar el diagrama de la caja, pero ese número no modifica el volumen requerido.

Esta calculadora tampoco añade volumen por las abrazaderas internas para cables. Algunas cajas tienen abrazaderas incorporadas; compruebe el volumen estampado en el interior de la caja, ya que el fabricante quizá ya haya tenido en cuenta la abrazadera.

Valores de volumen asignados por calibre de conductor según el NEC

El volumen asignado a cada conductor depende de su calibre. Un conductor más grueso, es decir, con un número AWG menor, necesita más espacio para doblarse sin dañarse.

Esta calculadora abarca desde 18 AWG hasta 6 AWG. Los conductores de 4 AWG y mayores no se dimensionan mediante el llenado de cajas en pulgadas cúbicas. El NEC 314,28 dimensiona las cajas para esos conductores más grandes según el diámetro de la canalización: un tiro recto requiere una caja de al menos ocho veces el tamaño comercial de la canalización más grande, y un tiro en ángulo o en U requiere al menos seis veces ese tamaño. Ese cálculo está fuera del alcance de esta herramienta.

Tamaños estándar de cajas de conexiones

Después de calcular el volumen requerido, la calculadora selecciona de su lista la caja más pequeña cuyo volumen estampado iguala o supera esa cifra. Solo comprueba las cajas siguientes; no interpola ni hace estimaciones.

Una caja redonda u octagonal contiene menos que una caja cuadrada de igual tamaño frontal y profundidad, porque sus paredes curvas o anguladas ocupan más espacio interior. Si el volumen requerido supera 42,0 pulgadas cúbicas, la calculadora indica que se necesita un tamaño personalizado, ya que ninguna caja de la lista es suficientemente grande.

Ejemplo resuelto

Una caja contiene cuatro conductores de 12 AWG, un conductor de puesta a tierra y una entrada de canalización (los valores predeterminados de la calculadora).

1. El volumen por conductor para 12 AWG es de 2,25 pulgadas cúbicas (36,9 cm³).
2. Cuatro conductores: 4 × 2,25 = 9,00 pulgadas cúbicas (147 cm³).
3. Se añade una asignación para el conductor de puesta a tierra: 9,00 + 2,25 = 11,25 pulgadas cúbicas (184 cm³).
4. Añada dos asignaciones para el dispositivo montado: 11,25 + (2 × 2,25) = 15,75 pulgadas cúbicas (258 cm³).
5. La entrada de canalización no agrega nada.

El volumen requerido es de 15,75 pulgadas cúbicas. La caja más pequeña de la lista que puede contener al menos ese volumen es la caja cuadrada de 4 × 1 por 1/4, con 18,0 pulgadas cúbicas (295 cm³).

Qué no incluye esta calculadora

• Conductores de 4 AWG y mayores, que el NEC dimensiona según el diámetro de la canalización y no en pulgadas cúbicas.
• Cajas con más de un dispositivo montado. Cada dispositivo adicional necesita dos asignaciones de volumen más que las agregadas por esta calculadora.
• Calibres de conductor mezclados en una misma caja. Introduzca el calibre más grande presente y cuente cada conductor, o calcule cada calibre por separado y sume los volúmenes.
• Abrazaderas internas para cables y separadores que requieren algunas cajas.
• Códigos de cableado fuera de Estados Unidos. Canadá, el Reino Unido, Australia y otros países utilizan normas diferentes.

Preguntas frecuentes

¿Qué es una caja de conexiones?

Una caja de conexiones es una envolvente que contiene empalmes y conexiones de conductores. Protege las conexiones contra daños, humedad y contacto accidental, y las mantiene accesibles para trabajos futuros.

¿Por qué la calculadora no agrega un factor de seguridad?

El llenado de cajas según el NEC se define como un mínimo exacto, no como un objetivo con un margen incorporado. La calculadora informa de ese mínimo. Muchos electricistas instalan una caja de un tamaño mayor para disponer de espacio de trabajo, pero esa decisión corresponde al instalador.

¿Las entradas de canalizaciones modifican el tamaño requerido de la caja?

No. El NEC 314,16(B) no asigna volumen a los accesorios de canalizaciones o cables, por lo que el número de entradas de canalizaciones nunca modifica el volumen requerido en esta calculadora.

¿Qué ocurre si mi caja tiene más de un interruptor o toma de corriente?

Cada dispositivo adicional agrega dos asignaciones de volumen más correspondientes al calibre de conductor más grande presente. Esta calculadora supone exactamente un dispositivo, por lo que una caja con dos dispositivos necesita más volumen del que informa la calculadora.

¿Qué ocurre si tengo conductores de dos calibres diferentes en una caja?

Calcule por separado el volumen de cada calibre y sume los resultados, o ejecute la calculadora una vez utilizando el calibre más grande para todos los conductores. El segundo método es conservador: nunca indica una caja demasiado pequeña, aunque puede recomendar una ligeramente mayor de lo necesario.

¿Puedo utilizar una caja más grande que la recomendada por la calculadora?

Sí. El NEC establece un mínimo, no un máximo. Siempre se permite una caja más grande y, a menudo, facilita la instalación y la inspección del cableado.