El multímetro: medir bien y sin riesgos

El multímetro es la herramienta que más se usa en un cuadro eléctrico y también la que más accidentes provoca cuando se usa mal. Saber medir bien no es solo leer un número: es elegir la función correcta, poner las puntas donde toca, interpretar lo que sale y, sobre todo, no convertir el aparato en un cortocircuito. Un técnico que mide con método encuentra una avería en minutos; uno que mide a ciegas puede pasarse la tarde cambiando piezas que estaban bien.

Qué mide un multímetro

Muchos multímetros tienen autorrango: eliges la magnitud y el aparato busca la escala. Si en la pantalla aparece OL (overload), el valor está fuera de rango: en resistencia o continuidad significa «circuito abierto».

Para medir intensidades grandes se usa la pinza amperimétrica, que mide sin abrir el circuito. Muchas pinzas incluyen también las funciones de un multímetro.

Antes de medir: seguridad

En un cuadro hay energía de sobra para hacer mucho daño. Un cortocircuito a través del aparato puede producir un arco eléctrico con quemaduras graves, aunque nadie toque un cable. Por eso, antes de nada:

• Categoría de medida (CAT). Indica qué sobretensiones transitorias aguanta el aparato sin romperse ni hacer arco. CAT II es para aparatos que se enchufan; CAT III, para la instalación del edificio: cuadros, cableado fijo y motores; CAT IV, para el origen de la instalación: acometida y contadores. Para trabajar en cuadros industriales, como mínimo CAT III con una tensión suficiente, por ejemplo CAT III 600 V o 1000 V. Las puntas deben tener la misma categoría que el aparato.
• Puntas en buen estado. Sin cortes en el aislamiento y con protectores para los dedos. En CAT III y CAT IV se usan puntas con poca parte metálica al aire o con capuchones.
• Puntas en los bornes correctos. Para tensión, resistencia y continuidad: COM y VΩ. La entrada de amperios solo se usa para medir intensidad.
• Comprobar el aparato. Antes y después de verificar que algo no tiene tensión, se mide en una fuente que sabemos que tiene tensión. Así sabemos que el aparato funcionaba: si se ha roto por el camino, un «0 V» no significa nada.

Para trabajar sin tensión no basta con medir: se aplican las cinco reglas de oro que recoge el Real Decreto 614/2001. Desconectar; prevenir cualquier realimentación, bloqueando y señalizando; verificar la ausencia de tensión; poner a tierra y en cortocircuito; y proteger frente a elementos próximos en tensión y señalizar la zona de trabajo. La verificación se hace con un equipo adecuado y comprobándolo antes y después.

Medir tensión: siempre en paralelo

La tensión es una diferencia entre dos puntos, así que las puntas se colocan en paralelo con lo que quieres medir, sin abrir nada. El multímetro tiene una resistencia interna muy alta (unos 10 MΩ en los digitales), así que apenas se entera el circuito.

Valores que vas a encontrar

• Red trifásica de baja tensión en España: unos 400 V entre fases y unos 230 V entre fase y neutro o entre fase y tierra. Entre neutro y tierra debería haber casi cero; unos pocos voltios pueden ser normales con carga.
• Circuito de mando: normalmente 24 V en continua. Las fuentes suelen ajustarse algo por encima, por ejemplo a 24,5 V, para compensar las caídas en los cables.
• Entrada del PLC activa: unos 24 V entre el borne de la entrada y el común de 0 V.

Para medir en continua, la punta roja va al punto que crees más positivo y la negra a la referencia (0 V). Si las cambias, el multímetro digital muestra el valor con un signo menos: no pasa nada, pero te está diciendo que las puntas están al revés.

Diagnosticar midiendo tensión por tramos

Imagina que un contactor no entra. Su bobina recibe 24 V a través de una cadena de contactos en serie: paro, relé térmico, finales de carrera… Con la punta negra fija en 0 V, vas avanzando con la roja desde la fuente hacia la bobina. Donde los 24 V desaparecen, entre ese punto y el anterior está el contacto abierto o el cable cortado.

La tensión fantasma

Un cable desconectado por un extremo que va por la misma canaleta que otros con tensión puede marcar en el multímetro decenas de voltios, a veces más de 100 V en alterna. No es una tensión real capaz de alimentar nada: es un acoplamiento capacitivo con los cables vecinos que el multímetro detecta porque su resistencia interna es muy alta.

Para salir de dudas, algunos aparatos tienen una función de baja impedancia (LoZ): ponen una resistencia baja entre las puntas que hace desaparecer la tensión fantasma, mientras que una tensión real se mantiene. No se usa en circuitos electrónicos sensibles, porque esa carga puede afectarlos.

True RMS y variadores

Con formas de onda que no son senoidales, como las que generan variadores de frecuencia, fuentes conmutadas o iluminación LED, un multímetro normal puede dar lecturas erróneas. Los aparatos True RMS (valor eficaz verdadero) miden bien esas formas de onda. Incluso así, la salida de un variador es difícil de medir: algunos aparatos incluyen un filtro específico para ello.

Medir intensidad: en serie o con pinza

Para medir intensidad con el multímetro hay que abrir el circuito y hacer que toda la corriente pase por el aparato: la punta roja se cambia a la entrada de A o mA. Esas entradas están protegidas con fusibles y tienen un límite, normalmente 10 A como mucho. Por eso, en la práctica, el multímetro se usa para corrientes pequeñas y señales de 4–20 mA, y la pinza para todo lo demás.

La pinza amperimétrica

La pinza mide el campo magnético que crea la corriente al pasar por un conductor. Ventajas: no hay que abrir el circuito ni tocar partes activas. Una condición: la pinza debe abrazar un solo conductor.

Si abrazas la manguera completa de un motor o de un aparato monofásico, la pinza leerá prácticamente cero, porque la corriente que va por un conductor vuelve por otro. Ese efecto tiene una utilidad: si abrazas todos los conductores activos y no sale cero, hay corriente que se está escapando por otro camino, por ejemplo una fuga a tierra. Para esto existen pinzas de fugas, mucho más sensibles.

En un motor trifásico equilibrado, las tres fases deberían consumir parecido. Si una consume bastante más que las otras, algo pasa: un devanado dañado, una conexión floja o una fase con tensión baja.

La señal de 4–20 mA

Muchos sensores industriales, como transmisores de presión, de nivel o de temperatura, envían su medida como una corriente entre 4 y 20 mA. 4 mA es el 0 % del rango y 20 mA el 100 %. Se usa corriente y no tensión porque no le afectan la longitud del cable ni las resistencias de las conexiones, y porque empezar en 4 mA permite detectar un cable roto: 0 mA no es «cero», es una avería.

Para pasar de corriente a valor:

valor = (I − 4) / 16 × rango

Ejemplo: un transmisor de presión de 0 a 10 bar envía 8 mA. (8 − 4) / 16 × 10 = 2,5 bar. Y 12 mA, la mitad de la escala de corriente, es justo el 50 %: 5 bar.

Para medirla hay tres formas: abrir el lazo y meter el multímetro en serie en la escala de mA, usar una pinza de miliamperios o, si la entrada del PLC tiene una resistencia conocida, medir la tensión sobre ella. Con 250 Ω, por ejemplo, 4–20 mA se convierten en 1–5 V.

Resistencia y continuidad: siempre sin tensión

Para medir resistencia, el multímetro inyecta una pequeña corriente y mide lo que cae. Si el circuito tiene tensión, la lectura no vale y el aparato puede dañarse. Por eso estas medidas se hacen siempre sin tensión, y si puede ser con el componente desconectado: si sigue conectado, puede haber otros caminos en paralelo que falseen la lectura.

• Continuidad: el aparato pita si la resistencia está por debajo de un umbral, normalmente de unas decenas de ohmios según el modelo. Sirve para comprobar cables, fusibles y contactos. Un pulsador normalmente abierto debe pitar solo cuando lo pulsas; uno normalmente cerrado, solo cuando no lo pulsas.
• Bobinas de contactores y relés: deben dar un valor concreto, que depende de la bobina. OL indica bobina cortada; casi 0 Ω, bobina en cortocircuito.
• Sondas Pt100: dan 100 Ω a 0 °C y aumentan unos 0,385 Ω por grado. A 20 °C, unos 107,8 Ω; a 100 °C, unos 138,5 Ω. Si mides OL, la sonda o su cable están abiertos.
• Devanados de motor trifásico: los tres deben dar valores muy parecidos. Una diferencia clara indica un devanado dañado.

Sensores PNP y NPN de tres hilos

Los detectores inductivos, capacitivos y fotoeléctricos de tres hilos suelen seguir este código de colores: marrón al +24 V, azul al 0 V y negro la salida. Lo que cambia es qué hace la salida al detectar:

• PNP: al detectar, la salida da +24 V. Se mide entre el negro y el 0 V (azul): unos 24 V detectando y casi 0 V sin detectar.
• NPN: al detectar, la salida se conecta al 0 V. Se mide entre el +24 V (marrón) y el negro: unos 24 V detectando y casi 0 V sin detectar.

Este método separa el problema en dos mitades. Si el sensor detecta y hay 24 V en el negro, pero el PLC no ve la entrada, revisa el borne, el común de la tarjeta y la configuración. Si no hay 24 V, el problema está en el sensor, su alimentación o su ajuste. Y una comprobación previa obvia: que el sensor sea del tipo que espera la tarjeta. Un sensor NPN en una tarjeta preparada para PNP no funcionará.

Errores típicos

• Medir tensión con la punta en la entrada de amperios.
• Medir resistencia o continuidad con el circuito en tensión.
• Dar por buena una ausencia de tensión sin comprobar antes y después que el aparato funciona.
• Usar un aparato o unas puntas sin categoría suficiente para el sitio donde se mide.
• Confundir una tensión fantasma con una tensión real, o al revés.
• Abrazar con la pinza la manguera entera y concluir que la carga no consume.
• Medir un componente sin desconectarlo y no tener en cuenta los caminos en paralelo.
• Pensar que 0 mA en un lazo de 4–20 mA significa «valor cero».

Resumen

• Tensión en paralelo; intensidad en serie o, mejor, con pinza abrazando un solo conductor.
• Resistencia y continuidad, siempre sin tensión.
• Antes de medir: categoría adecuada, puntas en buen estado y en los bornes correctos.
• Para verificar la ausencia de tensión, comprueba el aparato antes y después.
• Con el circuito alimentado, un contacto cerrado da casi 0 V entre sus bornes y uno abierto, la tensión entera.
• En 4–20 mA, 4 mA es el cero de la escala y 0 mA es una avería.