Diagrama Unifilar

Generalmente, el diagrama unifilar sirve para visualizar la instalación de un sistema eléctrico de manera sencilla, por eso es común utilizarlo como un plano donde se pueda evaluar rápidamente, cuáles son las posibles áreas afectadas durante alguna falla, o identificar el origen de la misma.

Igualmente, este tipo de esquema funciona cuando se inicia la construcción de un circuito o el cableado principal de alguna propiedad, porque hace el papel de guía gráfica para su elaboración.

Ahora bien, observemos a fondo todos los detalles acerca de qué es un diagrama unifilar, cuáles son sus elementos, su simbología y cómo diseñarlo.

¿Qué es un diagrama o esquema unifilar?

El diagrama unifilar es un plano que grafica los conductores (cables) de una instalación eléctrica, a través de una sola línea, es decir, tanto los positivos (fases), como los negativos (neutros), además de mostrar cada componente del sistema y la potencia distribuida a través del mismo.

Se trata de una versión simplificada de la red eléctrica de algún inmueble, para poder identificar fallas o planificar maniobras de emergencia, control o modificaciones.

En definitiva, es la herramienta esencial de los ingenieros electricistas y el personal de mantenimiento perteneciente a la misma área.

Aun así, el esquema unifilar depende de una simbología específica y muestra una serie de elementos para facilitar su lectura.

Elementos

Entre los elementos que normalmente aparecen dentro del diagrama unifilar, suelen destacar algunos como los siguientes:

• Cuadro eléctrico: comúnmente es un polígono rectangular dibujado con una línea de trazos discontinuos, en cuyo interior se incluyen los componentes del sistema eléctrico, desde la fuente de energía y los circuitos, hasta los equipos instalados, todos, además, representados por símbolos que ayudan a distinguirlos mejor.

 También se suele colocar una etiqueta en el margen inferior derecho del cuadro, para poder identificarlo.

• El circuito eléctrico: en esta clase de esquema, se representa mediante una sola rama o línea con dos extremos, uno superior y otro inferior.

 El del lado de arriba puede marcar el comienzo del circuito o simplemente ser la continuación de uno anterior, mientras el del lado de abajo, posiblemente se conecte con sistemas adicionales o algún tipo de receptor (aparato).

• Aparamenta de protección o de maniobra: son los componentes destinados a la protección, o a las maniobras para cortar la energía cuando ocurren sobrecargas en el circuito eléctrico.

 En el diagrama unifilar también se distinguen mediante su propia simbología, y suelen ser interruptores, relés, u otros tipos de protectores.

• Número y características de los conductores: se identifican por medio de líneas inclinadas que interceptan la rama del circuito. Cada uno de estos trazos oblicuos equivale a una fase, es decir, un conductor positivo, pero sin incluir el neutro o tierra.

 Esto significa que podemos encontrar dos líneas inclinadas correspondientes a circuitos monofásicos (una sola fase); tres trazos para los trifásicos sin neutro (tres fases); y cuatro en los casos de aquellos trifásicos con neutro (tres fases + el neutro).

Con respecto a las características de los conductores de electricidad, estas se indican junto a cada uno de ellos en el lugar de la rama donde estén ubicados, al igual que otras particularidades como la sección del circuito a la cual pertenecen, su tipo de material, el nivel de aislamiento y demás datos relacionados.

• Receptores eléctricos: son todos los aparatos que se conectan a la rama inferior del circuito para recibir energía, como, por ejemplo, computadoras, motores, lámparas, tomas de corriente, televisores, entre otros.

 Todos estos receptores cuentan con su propia simbología, pero se les asigna un único símbolo a los grupos de aquellos que sean iguales.

Por supuesto, debajo de ellos se suelen aclarar datos como la cantidad exacta de aparatos idénticos que hay, la potencia de cálculo general o la caída de tensión eléctrica de la línea en el circuito.

Simbología

Comúnmente, los símbolos presentes en los esquemas unifilares son para identificar elementos como interruptores, conductores, tomas de corriente, puntos de luz (lámparas), fusibles, cocinas eléctricas, lavadoras, neveras, cajas de registro y de protección, entre muchos más, tal como se muestra en la siguiente imagen:

¿Cómo elaborar un esquema unifilar?

Para elaborar un esquema unifilar, debemos definir el tipo de estructura en la cual se va a hacer la instalación, por ejemplo, una vivienda, una subestación eléctrica o una industria, pues dependiendo de ello, sabremos qué símbolos utilizar y cómo deducir cálculos importantes, pero en términos generales, necesitaremos agregar los siguientes datos:

• Superficie de la estructura: calculada en metros cuadrados antes de comenzar a dibujar el plano.
• Carga total: calculada en base a todos los componentes que integrarán el circuito, es decir, aquellos que supongan cualquier tipo de resistencia para el flujo de la corriente. Este paso debe hacerse antes de aplicar los respectivos factores de demanda.
• Factores de demanda: calculada en valores porcentuales. Corresponde a la potencia eléctrica que requiere una carga para poder funcionar, la cual toma del amperaje total emitido por la fuente o alimentador del sistema.
• Carga total con los factores de demanda: valores absolutos calculados en el circuito completo.
• Características de los conductores eléctricos: tipo, longitud y tamaño nominal de cada uno de ellos.

Considerando toda esta información, podemos comenzar a diseñar el esquema unifilar dentro del cuadro eléctrico, iniciando desde el suministro de energía, para luego dibujar el circuito, agregar los conductores, transformadores, tableros, interruptores, cargas, instrumentos de medición y demás componentes identificados con su respectiva simbología.

Diferencia entre esquema unifilar y multifilar

Empezando porque los símbolos entre los elementos de un esquema unifilar y uno multifilar, son distintos, también podemos detallar otros factores que diferencian a estos dos tipos de diagramas, los cuales incluyen los niveles de complejidad en cuanto a sus diseños.

Pero definitivamente, la diferencia principal se encuentra en la manera de graficar los cables conductores de electricidad, dentro del plano.

Pues, como ya explicamos anteriormente, el diagrama unifilar representa todos los conductores en una sola línea, aunque estos sean varios.

Mientras que el esquema multifilar utiliza un trazo individual para cada cable, convirtiéndose así, en una herramienta más completa, aunque un poco más complicada de comprender.

Ejemplos

A pesar que existen varios tipos de diagramas unifilares de acuerdo con la estructura en la cual se piense instalar el sistema eléctrico, observar algunos ejemplos sencillos, es una excelente manera de entender mejor cómo funciona este instrumento, por eso te mostraremos los siguientes:

Diagrama unifilar de una casa

En el ejemplo que presentaremos a continuación, se puede evidenciar parte de los elementos y símbolos más comunes a utilizar, en el esquema unifilar de una casa:

Diagrama unifilar de un circuito eléctrico

Aunque los circuitos eléctricos pudiesen parecer un poco complicados, los diagramas unifilares realmente ayudan a facilitar su lectura de forma rápida, tal como se muestra en el próximo ejemplo: