En seguridad electrónica estamos acostumbrados a trabajar en lo que se llama corrientes débiles, tensiones inferiores a los 50V y usualmente de corriente continua, pero cuando se trata de transportar energía a largas distancias, veremos que lo mas eficiente es hacerlo con corriente alterna,
La de Corriente Alterna vs Corriente Continua es una batalla que se libró entre Edison y Tesla por finales del siglo 19, Edison quería electrificar todo Estados Unicos con corriente continua mientras que Tesla afirmaba la corriente alterna esa la mas eficiente para su transporte a largas distancias.
Tesla fue el impulsor de la Corriente Alterna mientras Edison de la corriente continua. Tesla se Asocio con George Westinhouse Jr mientras que Edison lo hizo con J.P. Morgan, uno de los principales banqueros de la época. No era solo una guerra de tecnologías sino económica también.
Dejamos este documental que lo ilustra, Tesla vs Edison – Mentes Brillantes
Como ya sabemos, en la actualidad todo el transporte de energía a gran escala es utilizando la corriente alterna.
Dejamos en este link una vieja nota en la que desarrollamos el cálculo de caida de tensión en corriente continua
Calculo de la sección del conductor en sistemas monofásicos y trifásicos
Vemos acá la formula que nos indica la sección del conductor en función de la tensión, potencia, longitud del cableado, conductividad del conductor y caída de tensión aceptada
Sistema monofásico
S= 2 . P . L / (y . U . e)
Sistema trifásico
S= P . L / (y . U . e)
Siendo:
S= sección del conductor en mm2
P= potencia en vatios
L= longitud del cable en metros
γ= conductividad del conductor (cobre 56 o 48 y aluminio 35)
U= tensión (monofásico 220 V y trifásico 380 V)
e= caída de tensión permitida por REBT (expresada en voltios)
Puesto que en seguridad nos vamos a valer de sistemas monofásicos y el objeto de esta nota es el cálculo de la caida de tensión, vamos a despejar la e en la primera de las ecuaciones.
e= 2 . P . L / (y . U. S)
Para la conductividad usaremos la siguiente tabla
Como vemos, no es solo función del material del conductor sino de la temperatura, suponiendo un caso intermedio, que el conductor standard exigido levantará temperatura, tomaremos y=48 para el cobre a 70°C.
Ejemplo en caso práctico 1
Tomemos como ejemplo un sistema de fuentes de alimentación distribuidas que alimentarán una cantidad de 20 cámaras en una empresa.
Vamos a tomar cámaras varifocales con un infrarrojo modelo LBP60HTC200FEH con un consumo de 750mA en 12vcc.
Vamos a suponer que tiramos una linea de 150m que rodea la empresa y que ponemos una fuente independiente para cada cámara y tenderemos un cableado de 2×1.5mm2
así tenemos
P= 12v x 0.75A x 20 = 180 W, la fuente no es 100% eficiente, con lo que podemos tomar un margen del 20% en este parámetro y considerar 216W
L= 150m
y = 48
U= 220v
S= 1.5
e = 2 x 216 x 150 / (48 x 220 x 1.5) = 4.1 V
Una caída de solo 4.1VCA es algo despreciable frente a las propias fluctuaciones de la red eléctrica en Argentina.
En este caso, podemos incluso pensar en un cableado con conductores de 1mm2 y aceptar una caída de 6.15V
El calculo exacto debería contemplar la distribución de las cámaras y considerar las caidas por tramo, pero en este caso, siendo tan despresiable la caida, podemos suponer el total del consumo.
Es importante tener en cuenta también las normas de aplicación, por ejemplo en hogares, para toda la red de tomas corrientes, la norma exige una sección de conductor de 2.5mm2, mientras que para red de iluminación y teclas una sección de 1.5mm2, más allá de lo que nuestros cálculos nos indiquen y sabiendo por ejemplo en este último caso que la actual iluminación LED bajo los consumos considerablemente.
Ejemplo en caso práctico 2:
Vamos a suponer un tendido de 5 domos PTZ en el perímetro de un barrio cerrado de 1250m de perímetro. consideramos Domos PTZ de 5Mpx, con una vision laser de 180m y un zoom optico de 22x
Vamos a considerar una distribución uniforme de un domo cada 250m,
y en principio que haremos el cableado con cable de 2.5mm2
De las hojas de datos del fabricante tenemos un requerimiento de potencia de 36W por domo.
Vamos a hacer los cálculos por tramos.
| Variable | Caida 1 | Caida 2 | Caida 3 | Caida 4 | Caida 5 |
| P (Potencia W) | 180 | 144 | 108 | 72 | 36 |
| L (Longitud m) | 250 | 250 | 250 | 250 | 250 |
| y (Conductividad 48) | 48 | 48 | 48 | 48 | 48 |
| U (Tension de red en V, usualmente 220v) | 220 | 220 | 220 | 220 | 220 |
| S (Sección del conductor en mm2) | 2,5 | 2,5 | 2,5 | 2,5 | 2,5 |
| e (Caida de tensión en V) | 3,41 | 2,73 | 2,05 | 1,36 | 0,68 |
| Tension en nodo | 216,59 | 213,86 | 211,82 | 210,45 | 209,77 |
Vemos una caida aceptable del 5%
Dejamos una hoja de calculo sencilla para el calculo, haga una copia ya que esta no es editable
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