Dos contenedores circulares en un estante pueden parecer iguales desde abajo pero contener cantidades completamente diferentes de cable. Por eso, un cambio fácil de luces a menudo se convierte en una visita adicional al mayorista. El diámetro aquí suele ser el mismo número, pero es la profundidad donde se toman decisiones importantes. Hemos compilado una lista de tipos disponibles de contenedores, sus capacidades según las regulaciones de llenado de cajas NEC, y cómo la situación es diferente en el resto del mundo.
Para resumir, una caja de salida de techo redonda se identifica típicamente por el estándar norteamericano de 4” (10.2 cm) de diámetro. Sin embargo, las variaciones en términos de profundidad y volumen de la caja pueden variar mucho, desde profundidades de 0.5” para la bandeja redonda de 4” (que tiene un volumen total de 6 in3) hasta 1.5” o 2.125” (octágonos de 4”) para un volumen de 15.5 in3 o 21.5 in3 respectivamente. Una caja octagonal aún más grande de 4-11/16” (11.8 cm) tiene un volumen de 25.5, 29.5 o 42.0 in3. También están disponibles bandejas poco profundas de 3.5” (8.9 cm). Sin embargo, en el Reino Unido e Irlanda, lo mismo se llama ceiling rose que tiene un diámetro que varía de 85-90 mm, o caja común empotrada que mide 100×100×45 mm.
Un diámetro, cuatro profundidades: la familia de cajas redondas
Las cajas de techo vienen en dos variedades y varias profundidades. Los tipos pueden ser redondos (tipo bandeja o caja redonda con poca profundidad) y octagonales (tipo octagonal, que es usualmente a lo que se refieren cuando hablan de cajas redondas de techo). Hay diámetros en opciones metálicas de 3-1/2 in o 4 in para las bandejas, un diámetro de 4 in para los octágonos, y 4-11/16 in para los tipos octagonales más grandes usados en aplicaciones comerciales. Los siguientes en la línea son las cajas para ventiladores de techo y cajas para luminarias que tienen un diámetro de 5 pulgadas y 6 pulgadas respectivamente, ya que pertenecen a una clasificación diferente de productos.
La profundidad es lo que importa en cuanto a capacidad según la tabla NEC 314.16(A), y la diferencia entre un octágono de 1-1/2 pulgadas y uno de 2-1/8 pulgadas equivale a 6 pulgadas cúbicas, que es la cantidad aproximada para alojar 2.5 conductores más de calibre 14 AWG en ellas. Generalmente, esta es la diferencia entre el éxito y el fracaso en términos de verificación de llenado de caja.
| Tipo de caja | Diámetro | Profundidad | Volumen | Máx. conductores 14 AWG |
|---|---|---|---|---|
| Bandeja redonda | 4 pulg (102 mm) | 1/2 pulg (13 mm) | 6 in³ | Solo conductores, sin dispositivo |
| Octágono | 4 pulg (102 mm) | 1-1/4 pulg (32 mm) | 5 in³ | 6 |
| Octágono | 4 pulg (102 mm) | 1-1/2 pulg (38 mm) | 5 in³ | 7 |
| Octágono (clasificado para ventilador) | 4 pulg (102 mm) | 2-1/8 pulg (54 mm) | 5 in³ | 10 |
| Octágono, grande | 4-11/16 pulg (119 mm) | 1-1/4 pulg (32 mm) | 5 in³ | 11 |
| Octágono, grande | 4-11/16 pulg (119 mm) | 1-1/2 pulg (38 mm) | 5 in³ | 13 |
| Octágono, grande profundo | 4-11/16 pulg (119 mm) | 2-1/8 pulg (54 mm) | 0 in³ | 21 |
Junto a estas cajas están las no metálicas que tienen números ligeramente diferentes debido a que son moldeadas en lugar de estiradas. Por ejemplo, una caja de techo no metálica de 4 de diámetro y 2-1/4 de profundidad tendrá un volumen alrededor de 20 pulgadas cúbicas, mientras que la que tiene 2-3/4 de profundidad varía entre 18 y 20 pulgadas cúbicas, dependiendo de cómo esté moldeada y si tiene abrazaderas incorporadas. La tabla NEC no considera el uso de cajas plásticas ya que se requiere que tengan su capacidad escrita.
Por qué existen las cajas redondas y octagonales
Una caja eléctrica con forma rectangular generalmente se instala en un techo, lo que significa que la forma de la caja tiene más que ver con el diseño del accesorio. Para un accesorio de iluminación, una caja redonda u octagonal proporciona una superficie uniforme para que el dosel repose. Al usar una caja octagonal, es posible rotar el dosel y aún cubrirá la abertura de la caja. Otro beneficio es el hecho de que la caja octagonal o redonda tiene tornillos para accesorios 8-32 que se colocan en el espaciamiento estándar de 2-3/4 pulgadas o 3-1/2 pulgadas que se puede encontrar en cualquier soporte de montaje para luminarias.
La forma octagonal tiene una ventaja adicional, ya que tener lados planos permite knockouts que dirigen los cables en la dirección correcta al trabajar con rejillas de techo. Esto significa que los cables pueden entrar en la caja desde el lado más apropiado sin crear tensión en los cables.
La profundidad es el número que importa, y el llenado de la caja es cómo se verifica
Todos los cables, al pasar por la caja para conexiones, empalmes o terminaciones, ocupan espacio. Además de los cables, los dispositivos, tierras y dispositivos de sujeción también ocupan espacio. Un dispositivo se cuenta por su yugo en lugar del número de tomas que tiene, por lo que un duplex receptáculo eléctrico es una asignación de un dispositivo, no dos. De acuerdo con la Tabla 314.16(B), se debe tener en cuenta que un cable 14 AWG ocupa 2.00 cu in, mientras que un 12 AWG ocupa 2.25 cu in. El yugo cuenta como dos cables del tamaño más grande que se esté usando, todos los cables de tierra juntos cuentan como un solo cable, y los dispositivos de sujeción cuentan como otro.
Ahora tome una caja de techo real. Una caja octagonal de 4 pulgadas por 2-1/8 pulgadas tiene un volumen de 21.5 cu in. Con un solo cable 14/3 entrado y solo un cable 14/2 salido para una línea de interruptor. Así, tiene cinco conductores que llevan corriente a 2.00 cada uno, un cable de tierra a 2.00, y un dispositivo de sujeción a 2.00, sumando un total de 14 cu in, dejándole 7.5 cu in libres. Pero, ¿qué pasa si usa un cable 12 AWG y añade un atenuador en el yugo? Entonces todo el volumen sobrante se usará muy rápidamente. Los mismos cálculos que son adecuados para un colgante pueden no ser suficientes para un interruptor inteligente si la caja resulta insuficiente para el cableado utilizado.
Justo al lado de esta consideración se encuentra otra pregunta, que se refiere a la siguiente sección del vocabulario. El término “gang” se refiere a dispositivos y no a aberturas, lo que significa que incluso si hay muchos cables dentro de la caja, una caja con un atenuador ya se cuenta como un gang.
| Ítem contado | Asignación de volumen | Notes |
|---|---|---|
| Cada conductor 14 AWG | 00 cu in | Contado si termina o empalma en la caja |
| Cada conductor 12 AWG | 25 cu in | Misma regla, asignación mayor |
| Todas las tierras de equipo | 1 asignación al tamaño más grande | El NEC 2020 y posteriores añaden una asignación adicional después de cuatro |
| Cada yugo de dispositivo | 2 × conductor más grande en ese yugo | Un atenuador o GFCI cuenta como un yugo |
| Abrazaderas internas para cables | 1 asignación al tamaño más grande | Los conectores externos no requieren margen |
| Pigtails de menos de 6 pulgadas | 0 | Ambos extremos dentro de la caja |
Octágono, redondo o cuadrado: diferenciándolos a simple vista
Estudie las esquinas cuidadosamente. Una estructura octagonal verdadera presenta ocho bordes rectos y quiebres angulares en los ángulos; sin embargo, una forma redonda se llama círculo y presenta una brida poco profunda por no tener bordes planos; una caja cuadrada tiene cuatro esquinas y generalmente mide 4 × 4 pulgadas. La forma cuadrada es la que muy a menudo se confunde con la caja de techo, y no debe ser ignorada porque el volumen de la caja cuadrada de 4 pulgadas es igual a 30.3 pulgadas cúbicas, que en realidad es una vez y media más grande que un octágono con el mismo diámetro y altura.
El hardware de montaje también hace la distinción más clara. Los octágonos y bandejas hechas para techos se suministran con soportes o clavos cautivos para montar en una viga o entre vigas. Las cajas cuadradas se instalan usualmente por los lados y se usan principalmente como cajas de conexión o cajas de dispositivos de conexión junto con el anillo de barro, que también es el método para convertir una caja cuadrada en un punto de montaje redondo para la luminaria en caso de necesidad. Ahí es donde comienza la distinción entre un solo gang y multi-gang, porque un anillo de dos gang no encajará en un octágono de 4 pulgadas sin importar cómo esté dispuesto el cableado.
Clasificación para luminarias versus clasificación para ventiladores: los números de peso
La caja para luminaria debe ser capaz de soportar el peso, y también existen clasificaciones de peso aplicables. Las bandejas estándar para luminarias de techo y cajas octagonales están clasificadas solo para soportar una carga de 50 lb (22.7 kg), y explícitamente no están diseñadas para uso con ventiladores de techo a menos que se indique lo contrario. Una caja de instalación para ventilador de techo está asegurada firmemente a una viga o montada de forma segura y clasificada para soporte de ventilador, usualmente con un peso máximo de 35 lb (15.9 kg) para el peso del ventilador más 50 lb para el peso de la luminaria.
Este es uno de los errores más comunes en trabajos de techo: colocar un ventilador en una caja diseñada para una luminaria. La caja puede parecer igual y tener el mismo tamaño, pero su clasificación no es la misma, y un cableado cuidadoso no compensa el hecho de que la clasificación de soporte de peso nunca fue asignada a la caja.
Fuera de Norteamérica: tamaños métricos y la rosa de techo
En el Reino Unido e Irlanda, utilizan el mismo dispositivo conocido como rosa de techo. El tamaño estándar del loop-in es de 85 o 90 mm de diámetro y está hecho de material plástico blanco. Está regulado por BS 67, que se encarga del mecanismo de disposición de terminales y alivio de tensión, y está clasificado con una capacidad de 6 A a 250 V — una suma adecuada para un circuito de luz doméstico con alta presencia de LEDs. Las rosas de techo decorativas hechas de latón, cromo o yeso tienen diámetros que van desde 150 mm hasta 250 mm y se seleccionan según el diseño y la apariencia más que por la capacidad.
Existe otra familia de cajas que se caracterizan como cajas empotradas métricas. Una de las cajas redondas europeas puede estar marcada con 100 mm de diámetro y una medida de profundidad de 46 mm, con diez entradas para conductos de 25 mm y están etiquetadas como conformes con BS EN 60670-1 y BS EN 60670-22. Tales cajas cuadradas suelen medir 100 x 100 x 45 mm. Es la misma restricción que da forma a Formatos de placas de interruptores y tomas de corriente en el Reino Unido, que están construidos con un perfil trasero poco profundo precisamente porque las cajas detrás de ellos son poco profundas.
| Región | Parte típica | Diámetro / tamaño | Profundidad | Norma |
|---|---|---|---|---|
| EE. UU. / Canadá | Caja octagonal para techo | 4 pulg (102 mm) | 1-1/2 pulg. o 2-1/8 pulg. | NEC 314.16, NEMA OS-1 |
| EE. UU. / Canadá | Caja no metálica para techo | 4 pulg (102 mm) | 2-1/4 pulg. o 2-3/4 pulg. | NEMA OS-2, capacidad marcada |
| Reino Unido / Irlanda | Roseta de techo con conexión en bucle | 85-90 mm | Aprox. 25-30 mm | BS 67, 6 A / 250 V |
| Reino Unido / Irlanda | Roseta decorativa para techo | 150-250 mm | Dependiente del accesorio | Angulada como decorativa |
| Europa | Caja redonda empotrada de conexión | Ø 100 mm | 45-46 mm | BS EN 60670-1 / -22 |
Marcas y por qué las dimensiones difieren de todos modos
Todas las empresas que conocemos, RACO (Hubbell), Carlon (Thomas & Betts), Steel City (Eaton), Arlington, Appleton y Southwire están dispuestas a proporcionar datos dimensionales, y en el caso de los octágonos de acero sus dimensiones están prácticamente en línea con la tabla anterior ya que esta caja debe ajustarse a los doseles estándar. La excepción son las cajas moldeadas, ya que una caja de techo de PVC de 4 pulgadas desarrollada por una empresa puede tener un volumen de 20 pulg³ con una profundidad de 2.5 pulg., mientras que otra tendrá un volumen de 18 pulg³, donde la variación dependerá no del estándar, sino del grosor de las paredes de la caja, las abrazaderas integrales y el conteo de knockout.
Esta es la razón por la cual la capacidad marcada es más importante que el tamaño nominal, y esa es la razón por la que NEC 314.16(A) dicta la necesidad de marcar las cajas de menos de 100 pulg³ por su volumen. Si la marca ha sido cubierta con pintura, use herramientas de medición en su lugar: se debe medir el diámetro interno, la profundidad interna hasta la parte trasera de la caja y luego compararla con los valores publicados en el catálogo del fabricante.
Cómo dimensionar el reemplazo antes de comprar
La mejor manera de lograr una instalación exitosa es realizar cuatro mediciones y luego hacer una verificación. Comience midiendo la apertura del orificio en el techo. Esto le dará el diámetro requerido para el dosel del accesorio. Luego, mida la profundidad del orificio, usando una regla o un alambre rígido. A continuación, cuente los conductores eléctricos que ya salen de la caja de conexiones, junto con el calibre del cable. Por último, verifique el volumen o el volumen del catálogo. Con base en esta información, puede decidir si está tratando con una luz o un ventilador, y es esencial saber esto, ya que la elección dependerá del tipo de dispositivo más que de su tamaño.
En caso de reemplazar la bandeja poco profunda por una que requiera más espacio para el cableado, una caja octagonal de 4 pulgadas con 2-1/8 pulgadas proporciona 21.5 pulg³ de espacio mientras se preserva el espacio estándar para el accesorio. Si realmente se requiere más espacio, una caja de 4-11/16 pulgadas con anillo de yeso hará el trabajo.
Por qué nos importan los tamaños de las cajas cuando fabricamos interruptores y enchufes
Un contexto importante sobre la posición de GOG. Producimos dispositivos de cableado, es decir, interruptores, enchufes, atenuadores e interruptores inteligentes en cantidades mayoristas y OEM, pero no fabricamos cajas de conexiones. Sin embargo, nos interesan las dimensiones de las cajas de conexiones, porque la mayoría de las quejas de los instaladores no se refieren a un mal funcionamiento del dispositivo, sino al hecho de que el dispositivo no cabe en la caja. Los interruptores inteligentes son más profundos que los mecánicos, y los atenuadores son más profundos que los interruptores inteligentes, ya que tienen disipadores de calor bastante grandes. Una instalación con cable 12 AWG ocupa el espacio de la caja más rápido que una con cable 14 AWG.
Por lo tanto, cuando alguien nos pregunta qué atenuador elegir para una habitación con cajas de techo poco profundas, comenzamos la respuesta con el volumen. Elija primero la caja, luego el dispositivo que se ajuste a ella, el mismo orden que sugeriríamos cuando selección de dispositivos de cableado en todo un edificio, donde las profundidades de las cajas rara vez son uniformes de un piso a otro.
Preguntas frecuentes
¿Cuáles son los tamaños estándar para las cajas de empalme de techo?
El estándar reconocido para cajas de acero es la caja redonda de 4 in con fondo en forma de bandeja que tiene medio pulgada de profundidad (aproximadamente igual a 6 pulgadas cúbicas), la caja octagonal de 4 in que puede tener 1-1/2 in, 2-1/8 in y finalmente, la caja octagonal de 4-11/16 in que podría tener dimensiones de 1-1/4 in, 1-1/2 in y finalmente 2-1/8 in (con capacidades de 25.5, 29.5 y 42.0 pulgadas cúbicas). Existen equivalentes no metálicos, que tienen alrededor de 20 pulgadas cúbicas de tamaño mientras tienen 2-1/4 pulgadas de profundidad.
¿Cuál es el diámetro de una caja de empalme redonda?
4 in (102 mm) se encuentra con mayor frecuencia en sistemas electromagnéticos de inducción de techo para hogares y comercios ligeros. También hay placas de iluminación de superficie plana disponibles en tamaños de 3-1/2 in (89 mm). Las cajas octagonales comerciales más grandes miden 4-11/16 in (119 mm), mientras que las instalaciones más pesadas pueden utilizar cajas de tamaño 5 in y 6 in. El estándar métrico para cajas circulares es Ø 100 mm.
¿Cuáles son las dimensiones estándar de una caja de techo?
La dimensión corresponde al producto del diámetro y la profundidad, pero la profundidad sería variable. Por lo tanto, existen octágonos de 4 x 1.5″, 4 x 2.125″, así como 4.6875 x 2.125″ para contener 15.5, 21.5 y 42.0 pulgadas cúbicas respectivamente. Siempre proporcione ambas cifras, porque decir que “es una caja de 4 pulgadas” no indica cuánto cable puede contener.
¿Se puede montar un ventilador de techo en una caja de techo redonda?
Siempre que se utilice la caja clasificada. Las cajas octagonales estándar y los modelos actualmente estándar están clasificados para accesorios de hasta 50 lbs (22.7 kg), lo que significa que no son adecuados para instalaciones de ventiladores. Las cajas clasificadas para ventiladores están diseñadas para ser reforzadas y soportar sus propias clasificaciones para ventiladores y accesorios, así que asegúrese de verificar las etiquetas antes de instalar cualquier accesorio de techo.
¿Cómo encuentro el volumen si la caja no está marcada?
Puede tomar una medida del diámetro interno y de la profundidad interna y luego buscar esto en el catálogo del fabricante; es el mismo diámetro de 4 in, que está presente en varias profundidades, y los volúmenes no resultan de las mediciones hechas desde el exterior. Las cajas no metálicas normalmente están marcadas, por lo que una marca faltante suele sugerir pintura, y luego un raspado rápido en la superficie interior generalmente la revela.
Referencias
- NFPA — NFPA 70 National Electrical Code, Artículo 314 Cajas de salida, dispositivos, tiraje y empalme
- NEMA — OS-2 Cajas de salida no metálicas, cajas para dispositivos, cubiertas y soportes para cajas
- NEMA — OS-1 Cajas de salida y soportes de chapa de acero
- UL Solutions — UL 514A Cajas de salida metálicas
- BSI — BS 67 Especificación para rosas de techo
- Hubbell RACO — Datos del catálogo de cajas y cubiertas de acero
- Carlon — Tablas de capacidad de cajas no metálicas
Conclusión
Las cajas de salida de techo redondas regulares miden 4 pulgadas de diámetro y la clave de esto es su profundidad. La bandeja de media pulgada permite ajustes solo para luminarias y elementos de menor importancia; el octágono de 1 1/2 pulgada tiene un volumen de 15.5 pulgadas cúbicas y es apropiado para instalaciones de colgantes y downlights; el octágono estándar que mide 2 1/8 pulgadas es bueno para 21.5 pulgadas cúbicas y generalmente se aplica al instalar un ventilador y posiblemente cualquier dispositivo IoT, y las cajas de 4-11/16 con un volumen máximo de 42.0 pulgadas cúbicas son necesarias cuando una salida de techo se convierte en una caja de conexiones. Seleccione una caja para comenzar, determine el número de cables dentro de ella, indique si tiene una luminaria o un ventilador a mano y solo entonces elija una caja adecuada. Realizar estos pasos en ese orden es la razón por la cual algunas instalaciones en techo no duran más de 20 minutos mientras que otras requieren tres intentos.
