Introducción al esquema multifilar

El esquema multifilar representa la modalidad de dibujo técnico electrotécnico más exhaustiva y descriptiva para la ejecución de montajes y el mantenimiento físico de cuadros y automatismos. A diferencia de los esquemas unifilares, que agrupan conductores o fases en un único trazo para simplificar la lectura general de bloques de distribución, el esquema multifilar detalla todos y cada uno de los conductores físicos que intervienen en la instalación. Esto incluye la representación pormenorizada de las fases individuales, el neutro y el conductor de protección a tierra, dibujando cada hilo como una línea independiente con su respectiva numeración, bornas y simbología de conexionado.

Este nivel de desglose resulta imprescindible para el operario instalador en el taller de cuadros. Permite comprender el recorrido real del cobre dentro de las canaletas protectoras, localizar los puntos de derivación en regletas de bornes, e identificar la polaridad de las conexiones de los receptores. En la lectura de un esquema multifilar no existen ambigüedades respecto a qué fase se conecta a qué borne del contactor o del motor, reduciendo de forma sustancial los errores de cableado durante la fase de montaje y agilizando la diagnosis de fallos de aislamiento o fallos de fase durante el mantenimiento.

Estructuración física y representación detallada de conductores

En el trazado de un plano multifilar, cada conductor se identifica mediante etiquetas normalizadas y convenciones cromáticas estrictas, alineadas con la norma UNE-EN 60446 / IEC 60446 para garantizar la seguridad del personal instalador. La representación esquemática del sistema de conductores de potencia y distribución comprende las siguientes líneas independientes:

1. Conductores de fase (L1, L2, L3): En corriente alterna trifásica, se dibujan tres líneas paralelas e independientes. La norma asocia el color marrón a la fase 1 ($L1$), negro a la fase 2 ($L2$) y gris a la fase 3 ($L3$). En el esquema multifilar se muestra claramente cómo las tres fases entran por los terminales superiores de los elementos de corte ($1, 3, 5$) y salen por los inferiores ($2, 4, 6$).

2. Conductor neutro (N): Se representa con una línea continua e independiente codificada en color azul claro. Es el retorno común para cargas monofásicas y circuitos de control que no utilicen transformador de aislamiento. Su trazado multifilar evita la confusión común de conectarlo a bornes de tierra.

3. Conductor de protección (PE - Puesta a Tierra): Se dibuja mediante líneas discontinuas o trazos combinados específicos, codificado en color verde y amarillo. En el plano multifilar se debe trazar su recorrido desde la barra general de tierra del cuadro hasta las carcasas metálicas de los motores, armarios y regletas de bornes, asegurando la continuidad del lazo de protección.

La correcta conexión y dibujo del conductor PE es vital para el cumplimiento de las medidas de protección contra contactos indirectos por corte automático de la alimentación, descritas en la instrucción ITC-BT-18 del REBT.

Trazado de automatismos y cableado físico en armarios

El esquema multifilar no se limita a mostrar la lógica de funcionamiento (como haría un esquema de principio), sino que refleja de manera fiel la disposición física y conexionado de la aparamenta. Para lograr esto, incluye de forma obligatoria las regletas de bornes (comúnmente etiquetadas como $X1, X2$, etc.). Las regletas actúan como la frontera de cableado entre los elementos internos del armario (contactores, disyuntores, relés) y los elementos periféricos externos (motores instalados en máquinas, pulsadores en consolas remotas, sensores de campo).

En el plano multifilar, cada cable que sale del armario hacia el exterior se interrumpe simbólicamente en un círculo o rectángulo numerado de la regleta. Esto facilita:

  • El etiquetado de conductores: Cada extremo de conductor recibe un número de cable único que coincide en el plano y en el armario mediante anillas plásticas.
  • La separación de señales: Se dibuja de forma separada la regleta de fuerza (donde se conectan cables de gran sección para los motores) de la regleta de maniobra (destinada a señales de control e instrumentación de baja potencia).
  • La verificación de secciones: Al trazar individualmente cada hilo, el proyectista calcula la sección requerida basándose en la intensidad de corriente de la rama y la longitud, evitando errores por infradimensionamiento de conductores individuales.
Figura: Trazado pormenorizado de conductores en esquema multifilar de potencia. Fuente: Generada para fines educativos / Licencia: CC BY-NC-SA

Comparativa: Esquema multifilar frente a esquema unifilar

Para comprender la aplicación óptima de cada tipo de plano, es fundamental contrastar el esquema multifilar con el unifilar. Mientras que el esquema unifilar es una representación simplificada de conjunto (muy útil en planos generales de distribución de potencia donde se dibuja una sola línea cruzada con trazos transversales que indican el número de conductores), el esquema multifilar proporciona la radiografía completa del conexionado físico. La siguiente tabla resume las diferencias operativas:

Parámetro Esquema Unifilar Esquema Multifilar
Representación de fases Una única línea con trazos oblicuos auxiliares indicativos. Líneas individuales e independientes para L1, L2, L3, N y PE.
Uso principal Cálculo global de potencias, distribución de planta y acometidas. Cableado físico en taller, etiquetado de hilos y detección de averías.
Detalle de bornes Omitido o indicado a nivel de bloques conceptuales. Representación exacta de bornas X y terminales del aparato.

La combinación de ambos esquemas en el dossier técnico de un proyecto eléctrico asegura una visión completa del diseño, abarcando desde la jerarquía de las protecciones (unifilar) hasta la ejecución artesanal del cuadro (multifilar).

Figura: Aplicación del esquema multifilar en el cableado físico y verificación de bornes en taller. Fuente: Generada para fines educativos / Licencia: CC BY-NC-SA
🐍 Código Python: Cálculo Multifilar de Caída de Tensión y Secciones por Fase


# Script para simular el cálculo de caída de tensión en una línea trifásica multifilar.

# Verifica que el conductor L y el conductor PE cumplan con los límites del REBT.



def calcular_linea_multifilar(potencia_w, longitud_m, tension_linea=400, seccion_mm2=6):

    # Conductividad del cobre a 70ºC de temperatura de trabajo reglamentaria

    conductividad_cobre = 48.47

    

    # Cálculo de la intensidad de línea para carga trifásica equilibrada (cos phi = 0.85)

    cos_phi = 0.85

    i_linea = potencia_w / (1.732 * tension_linea * cos_phi)

    

    # Caída de tensión en voltios para una línea trifásica (fórmula multifilar de potencia activa)

    caida_v = (potencia_w * longitud_m) / (conductividad_cobre * seccion_mm2 * tension_linea)

    caida_porcentaje = (caida_v / tension_linea) * 100

    

    # Sección del conductor de protección PE (criterio simplificado REBT: igual a fase si Sfase <= 16 mm2)

    seccion_pe = seccion_mm2

    

    print(f"? COMPROBACIÓN MULTIFILAR DE LÍNEA TRIFÁSICA:")

    print("=" * 65)

    print(f"💡 Potencia de Carga: {potencia_w / 1000:.2f} kW (Trifásica)")

    print(f"💡 Corriente que circula por fase (L1, L2, L3): {i_linea:.2f} A")

    print(f"💡 Sección configurada para las fases: {seccion_mm2} mm²")

    print(f"💡 Sección configurada para el Neutro y PE: {seccion_pe} mm²")

    print("-" * 65)

    print(f"💡 Caída de Tensión Calculada: {caida_v:.2f} V")

    print(f"💡 Caída de Tensión Relativa: {caida_porcentaje:.2f} %")

    

    if caida_porcentaje > 3.0:

         print("? ADVERTENCIA: La caída de tensión supera el límite del 3.0% para receptores.")

    else:

         print("? CONFORMIDAD: La caída de tensión se encuentra dentro de los márgenes admisibles.")

    print("=" * 65)



# Ejecución para 15 kW de carga con cable de 6 mm2 a lo largo de 100 metros

calcular_linea_multifilar(potencia_w=15000, longitud_m=100, seccion_mm2=6)

Este código simula los cálculos asociados al trazado multifilar de potencia según directrices de caída de tensión.

💡 Cálculo de secciones y caída de tensión: El cálculo preciso de la sección de conductor y el porcentaje de caída de tensión en función del tipo de línea se puede realizar en la calculadora técnica: Abrir Módulo de Cálculo de Secciones en REBT Calc.

🔧 Laboratorio Práctico: Verificación de Caída de Tensión Multifilar

Se diseña la alimentación multifilar trifásica de una bomba industrial de 15 kW con una longitud de línea de 100 metros. El cable de cobre discurre en canaleta protectora junto a otros circuitos. El proyectista propone inicialmente un conductor de 6 mm². Se requiere calcular el porcentaje exacto de caída de tensión utilizando la calculadora y dictaminar la validez de la sección propuesta:

  1. Abre el módulo de Cálculo de Secciones en la calculadora REBT Calc.
  2. Introduce los parámetros del circuito trifásico:
    • Potencia Activa: Introduce 15000 W (15 kW).
    • Tensión de Alimentación: Configura a 400 V.
    • Longitud de la Línea: Introduce 100 metros.
    • Cos phi (Factor de Potencia): Ajusta a 0,85.
    • Material del Conductor: Cobre (conductividad a 70ºC).
    • Sección Propuesta: Selecciona 6 mm².
  3. Obtén el porcentaje resultante de caída de tensión en la línea ($3,22\%$).
  4. Verifica si el valor excede el límite máximo recomendado del $3\%$ establecido por el REBT para instalaciones interiores de receptores.
📂 Abrir Módulo de Secciones en REBT Calc

Pregunta de Laboratorio:

Al simular el caso en la calculadora, ¿cuál es el porcentaje de caída de tensión para el cable de 6 mm² y cumple el límite reglamentario del 3%?

📋 Caso Práctico: Identificación multifilar

Contexto: En la elaboración de un plano para la interconexión de un armario con un variador de frecuencia y un motor trifásico blindado.

Pregunta: ¿Qué objetivo tiene la representación detallada de conductores independientes en el esquema multifilar?

📋 Caso Práctico: Marcado y Designación

Contexto: Estás cableando la acometida trifásica de entrada a un armario según la nomenclatura de un plano multifilar europeo.

Pregunta: ¿Cuál es el rotulado normalizado que se asocia a cada conductor de la línea de acometida general del automatismo?

📋 Caso Práctico: Diagnóstico y Taller

Contexto: Durante el mantenimiento correctivo de una cinta transportadora que presenta una desconexión por cortocircuito intermitente.

Pregunta: ¿Cuál es el principal beneficio de utilizar un esquema multifilar para localizar fallos físicos en comparación con un esquema unifilar?