Cablear un edificio metálico es, en su mayoría, trabajo ordinario de circuitos derivados, con tres diferencias que la estructura de acero le impone. Usted pasa los conductores dentro de canalizaciones fijadas al acero en lugar de tender cables a través de las paredes, protege esos conductores en todos los puntos donde cruzan o están cerca del metal y conecta la propia estructura al sistema de puesta a tierra. Si logra estas tres cosas correctamente, el resto del trabajo seguirá las mismas reglas que en cualquier otro edificio: los cuadros eléctricos, las tomas de corriente, la iluminación y la protección GFCI responden al Código Nacional Eléctrico (NEC) y a su inspector local.
Considere lo que sigue como planificación y coordinación, no como sustituto de un electricista titulado. El trabajo debe cumplir con el código eléctrico local y, en la mayoría de los lugares, la conexión de servicio, el cuadro eléctrico y la firma final deben ser gestionados por un profesional titulado. Con este límite establecido, el trabajo sigue un orden predecible: comprender por qué la estructura cambia las cosas, planificar los circuitos antes de cerrar las paredes, elegir la canalización y el cable, montar el cuadro y ejecutar la canalización, poner a tierra y conectar el acero, y luego realizar pruebas antes de energizar.
Qué hace diferente el cableado en un edificio metálico
Una estructura de acero conduce la electricidad y presenta bordes duros y cortantes; por ello, los métodos casuales que funcionan en una construcción de madera pueden convertirse en un riesgo de descarga eléctrica o cortocircuito en un edificio metálico. En una pared de montantes, puede grapar el cable no metálico a la madera y enterrarlo en la cavidad. En cambio, sobre acero, un conductor desprotegido que roza contra el borde de una correa cortada o un orificio perforado puede dañar su aislamiento y electrificar toda la estructura.
Tres cuestiones relacionadas con el marco impulsan cada decisión que se abordará más adelante en este artículo:
- Conductividad. Las columnas, las vigas, las cerchas y las correas son todas metal unidas. Una falla que alcanza la estructura puede hacer que una gran superficie tocada por alguien quede bajo tensión, razón por la cual la puesta a tierra y la conexión tienen su propia sección más abajo.
- Aristas afiladas. Los orificios perforados o taladrados en el acero dejan rebabas. Cualquier conductor que atraviese debe contar con un casquillo, pasacables o la protección de un accesorio de conducción en ese punto.
- Condensación. Las cubiertas de acero en espacios sin aire acondicionado sudan cuando el aire caliente entra en contacto con el metal frío. La humedad se acumula en las canalizaciones y cajas situadas en zonas bajas, acelerando la corrosión en los accesorios; por ello, la elección del tipo de canalización y la clasificación de las cajas deben tener esto en cuenta.
Nada de esto hace que el edificio sea difícil de cablear. Simplemente significa que los conductores permanecen sobre la superficie del acero dentro de una canalización protectora, en lugar de estar ocultos en su interior.
Planificar los circuitos y las cargas antes de que se cierren las paredes
La instalación preliminar eléctrica en un edificio metálico debe realizarse antes de colocar los paneles interiores de revestimiento y el aislamiento, pues no es posible hacer pasar un circuito a través de una pared de acero ya terminada como sí se hace en una estructura de madera abierta. Primero identifique cada toma de corriente, interruptor, luz y equipo fijo, luego agrupe estos elementos en circuitos y decida dónde se ubicará el cuadro eléctrico. Cerrar el edificio antes de completar este paso implica volver a abrir las paredes terminadas más tarde para reparar lo que quedó oculto.
Planifique la carga teniendo en cuenta lo que realmente hace el edificio. Un granero de almacenamiento necesita poco; un taller con soldador, compresor y colector de polvo requiere circuitos dedicados dimensionados según cada motor, además de tomas de corriente de uso general. Como objetivo práctico de distribución, no como norma legal, muchos dueños de talleres colocan una toma de corriente cada 10 a 15 pies de pared y sitúan las luminarias en el techo para que el suelo quede uniformemente iluminado. El espaciado adecuado sigue dependiendo del tipo de trabajo, la altura del techo y los artefactos que elija. Si va a instalar luminarias LED de alta bahía para reducir la carga lumínica, esa elección también contribuye a la Eficiencia energética en edificios metálicos, por lo que hay que dimensionar los circuitos de iluminación teniendo en cuenta la potencia final de los luminarios.
El tiempo es tan importante como la disposición. Primero el montaje preliminar, luego la inspección, y después... Aislamiento para edificios metálicos y luego los paneles de revestimiento, en ese orden. Si la barrera de vapor y el aislamiento se instalan primero, cualquier penetración posterior del conducto corre el riesgo de romper la barrera e invitar a la condensación. En un gran edificio de vanos libres como un Hangar de aviones de acero, los trazados principales pueden extenderse a lo largo de toda la nave y alimentar la iluminación de alta bahía. La ubicación de los paneles y la ruta principal del conducto merecen entonces una atención especial antes de cerrar cualquier cosa. El cableado es solo una parte del trabajo más amplio de cómo construir un edificio de acero, y cuenta con una ranura fija en esa secuencia.
Elegir conductos y cables para una envoltura de acero
La elección del conducto en un edificio metálico supone un compromiso entre la protección mecánica, la resistencia a la humedad y si se desea que la propia canalización sirva como conductor de puesta a tierra del equipo. Tres tipos de canales cubren casi todos los trazados:
| Canalización | Mejor uso en un edificio metálico | Precauciones |
|---|---|---|
| EMT (tubo de acero) | Trazados expuestos a lo largo de cerchas y correas; pueden servir como conductor de puesta a tierra del equipo | Rebarbar los extremos cortados y apretar firmemente cada conexión para asegurar la continuidad de la puesta a tierra; puede soldarse en espacios sin climatización |
| PVC rígido | Áreas propensas a la humedad o la condensación y trazados bajo losa; no conductor | Requiere un conductor de puesta a tierra independiente instalado en el interior; se expande y contrae con la temperatura; menos resistente a impactos |
| Cable MC | Látigos cortos y flexibles desde una caja hasta un artefacto | No apto para trazados expuestos prolongados sometidos a daños físicos; respetar la separación de soportes |
Para los propios conductores, utilice cables THHN/THWN-2 individuales tirados a través de la canalización. El cable no metálico (Romex/NM-B) está diseñado para cavidades protegidas entre montantes de madera y no es adecuado para tramos expuestos sobre acero, donde una rebaba o un impacto pueden cortarlo. Como ejemplos que un electricista aún dimensiona según la carga, el cable de cobre AWG 14 se combina con un circuito de 15 amperios y el AWG 12 con uno de 20 amperios. Las cargas de motores y alimentadores requieren cables más gruesos, y en tramos largos puede ser necesario aumentar el calibre para mitigar la caída de voltaje.
Un canal de acero como el EMT puede cumplir doble función como trayectoria de puesta a tierra, lo que simplifica el tendido. Esto solo se mantiene si las uniones permanecen bien selladas, por lo que conviene realizar limpiezas precisas y utilizar conectores certificados en lugar de confiar en la suerte más adelante.
Montar el panel y pasar los conductos por la estructura
El cuadro eléctrico establece la capacidad de todo lo que sigue, por lo que debe dimensionarse según la carga real y futura del edificio y montarse en el punto donde las canalizaciones principales llegan limpiamente a la estructura. Los edificios ligeros suelen optar por un cuadro de 100 amperios; los talleres y las estructuras más grandes frecuentemente suben a 200 amperios, y dejar espacios libres en los interruptores resulta ahora más económico que cambiar el cuadro más adelante. El tamaño exacto del cuadro depende de la carga conectada y debe confirmarse mediante un cálculo de carga, no estimarse.
El conducto se apoya sobre la estructura secundaria de acero. Las cerchas y las correas son las Componentes de la estructura de edificios metálicos que se fija. Haga pasar la canalización por la pared final desde el cuadro eléctrico y luego siga a lo largo de la estructura hasta llegar a cada punto de bajada. Sostenga la canalización según lo exige el código; para EMT, esto suele implicar asegurarla a intervalos regulares a unos 3 pies de cada caja y a lo largo de toda la trayectoria, evitando así que se hunda o tire de algún conector.
En cada punto donde un conductor o una canalización atraviesa el acero es necesario proporcionar protección: una pasacables o una arandela en una penetración desnuda, o un conector adecuado donde la canalización entra en una caja. Utilice cajas clasificadas para el lugar correspondiente; seleccionar el Cajas eléctricas para edificios metálicos para zonas húmedas o expuestas es una decisión propia, tratada por separado. Dado que la estructura está diseñada y fabricada a medida, los puntos de fijación de las canalizaciones y las aberturas de entrada del servicio pueden integrarse en la estructura secundaria de acero, en lugar de perforar posteriormente los elementos principales. Coordinar esto desde el principio con quien fabrique su estructura evita que se hagan agujeros en el acero portante y le permite Póngase en contacto con nuestro equipo sobre cómo diseñar esas aberturas y puntos de fijación en la estructura de acero.
Conectar a tierra y asegurar la estructura de acero
La puesta a tierra de un edificio metálico incluye un paso que nunca es necesario en un edificio de madera: conectar directamente el acero estructural al sistema de puesta a tierra. Según el NEC, todo el metal estructural expuesto que pueda electrificarse debe estar conectado, de modo que en caso de fallo exista una vía de baja impedancia que regrese al cuadro eléctrico y active el interruptor automático, en lugar de dejar la estructura bajo tensión.
El electrodo de puesta a tierra en sí es convencional. Una configuración común utiliza una barra de puesta a tierra de 8 pies unida al bus de puesta a tierra del cuadro mediante un conductor de cobre, además de una segunda barra cuando una sola no alcanza el umbral de resistencia exigido por el código. El tamaño del electrodo y del conductor se determina según el NEC y su AHJ, por lo que cualquier cifra específica debe considerarse como un ejemplo típico que su electricista verifica, no como una regla universal. Cada toma de corriente, interruptor y luminaria lleva entonces un conductor de puesta a tierra del equipo hasta ese bus.
La canalización de acero puede servir como conductor de puesta a tierra del equipo. El NEC reconoce las canalizaciones RMC, IMC y EMT de acero como conductores de puesta a tierra del equipo, de modo que una canalización continua de acero pone a tierra lo que alimenta, siempre que las conexiones estén bien ajustadas y el sistema sea eléctricamente continuo de extremo a extremo. Una unión floja o un conector reamado pero suelto rompen esa ruta en silencio, razón por la cual la conexión de los accesorios y las terminaciones adecuadas son más importantes aquí que en un edificio donde un cable verde realiza todo el trabajo. Conecte el acero estructural, mantenga la canalización continua y la estructura conductora se convertirá en un activo de seguridad en lugar de un peligro.
Probar, inspeccionar y aprobar el montaje preliminar
Antes de energizar cualquier circuito, cada tramo debe revisarse para verificar la continuidad, la correcta puesta a tierra y la protección en cada penetración de acero. Trabaje con el sistema desenergizado, compruebe que la ruta de puesta a tierra sea continua a través de la canalización y hasta la barra de puesta a tierra, y confirme que cada penetración esté provista de pasacables o conectores. La protección GFCI suele ser obligatoria en tomas de corriente en zonas húmedas, exteriores y en áreas de taller, mientras que la protección contra fallas por arco eléctrico se aplica donde el código lo exige.
Aquí también entran en juego el permiso y la inspección. La mayoría de las jurisdicciones exigen que la instalación preliminar sea inspeccionada antes de que las paredes y el aislamiento la cubran, y muchas requieren un electricista titulado para la conexión de servicio; por ello, revise las normas locales y la autoridad competente (AHJ) antes de empezar, no después. Si alguna parte del cuadro, del servicio o de la puesta a tierra supera su experiencia, contrate a un electricista titulado para esa etapa; la conductividad de la estructura deja poco margen para improvisar.
Conclusión
Dos factores provocan la mayor parte de los re trabajos al cablear un edificio metálico, y ambos son evitables. El primero es cerrar las paredes (aislamiento, barrera de vapor, paneles de revestimiento) antes de que se inspeccione la instalación preliminar, lo que oculta problemas que luego obligan a reabrir el edificio para solucionarlos. El segundo es tratar la estructura como algo secundario: omitir la conexión del acero estructural o confiar en que las uniones sueltas de la canalización soporten la puesta a tierra.
Organice el trabajo para superar ambos desafíos. Confirme la ubicación del cuadro eléctrico y la ruta principal de la canalización respecto a la disposición de la estructura, instale y proteja la canalización, haga inspeccionar la instalación preliminar y conecte el acero antes de energizar o cubrir cualquier elemento. Realice estas tareas en orden y la estructura de acero dejará de ser un obstáculo que hay que sortear para convertirse en la columna vertebral, con canalización y puesta a tierra, sobre la cual descansa todo el sistema.
Preguntas frecuentes
¿Se puede instalar cable Romex (NM) en un edificio metálico?
El cable no metálico no es la opción adecuada para tramos expuestos en un edificio metálico. El NM-B (Romex) está diseñado para cavidades protegidas entre montantes de madera y, sobre acero expuesto, puede rozar contra rebabas y bordes afilados hasta que el aislamiento se dañe. En su lugar, utilice conductores THHN/THWN-2 individuales dentro de una canalización; si se emplea NM, debe protegerse y mantenerse alejado del contacto con la estructura, lo que generalmente anula su propósito.
¿El conducto metálico cuenta como conexión a tierra en un edificio metálico?
Sí, la canalización de acero puede servir como conductor de puesta a tierra del equipo. El NEC reconoce las canalizaciones RMC, IMC y EMT de acero como conductores de puesta a tierra del equipo, de modo que una canalización continua de acero pone a tierra los dispositivos que alimenta. El inconveniente radica en la continuidad: cada unión y conector debe estar bien ajustado, pues una sola junta floja interrumpe la ruta de puesta a tierra sin dejar señales visibles.
¿Qué tamaño de cable y de disyuntor necesita?
El tamaño del cable depende de la amperaje y la carga del circuito. Como ejemplos comunes que aún verifica un electricista, el cable de cobre AWG 14 se utiliza en circuitos de 15 amperios y el AWG 12 en circuitos de 20 amperios; para motores, alimentadores y la conexión de servicio se emplean cables más gruesos. En tramos largos puede ser necesario aumentar el calibre para reducir la caída de voltaje, por lo que cada circuito debe dimensionarse según su carga real y no aplicar un mismo calibre a todos.
¿Cómo evitar que la condensación afecte el cableado?
La condensación se controla mediante la elección del tipo de canalización, la clasificación de las cajas y el momento adecuado para instalar el aislamiento. Los edificios de acero sudan en espacios sin aire acondicionado; por ello, conviene elegir canalizaciones resistentes a la humedad en zonas húmedas, utilizar cajas clasificadas para el lugar y mantener intactos el aislamiento y la barrera de vapor terminando la instalación preliminar antes de colocarlos. Las penetraciones realizadas después de instalar la barrera suelen ser una vía común para problemas de humedad.
¿Necesita un electricista licenciado y un permiso?
La mayoría de las jurisdicciones exigen ambos requisitos al menos para parte de la obra. La conexión de servicio y el cuadro eléctrico suelen requerir la intervención de un electricista titulado, y la instalación preliminar normalmente debe ser inspeccionada antes de ser cubierta. Las normas varían según la localidad, así que confirme los requisitos de permiso e inspección con su autoridad local competente antes de comenzar.
Lecturas adicionales
- Código Nacional Eléctrico (NFPA 70) — NFPA. El código regulador de los métodos de cableado, conductos, puesta a tierra y conexión descritos aquí; la versión vigente depende de su jurisdicción.
- Los conductos de acero y el EMT han demostrado cumplir con el NEC — NEMA. Documento técnico sobre RMC, IMC y EMT de acero que funcionan como conductores de puesta a tierra del equipo según el NEC, respaldando la sección sobre puesta a tierra y conexión aquí.
- Normas eléctricas (29 CFR 1910 Subparte S) — OSHA. Requisitos de seguridad eléctrica en el lugar de trabajo aplicables a talleres y edificios metálicos comerciales, incluyendo prácticas de trabajo seguras y protección contra fallas a tierra.
