Cables de instrumentación con y sin blindaje: una guía para la protección EMI/RFI

En la automatización industrial, sus sistemas de control y medición son tan confiables como su eslabón más débil.La interferencia electromagnética (EMI) y la interferencia de radiofrecuencia (RFI) son amenazas invisibles que pueden introducir erroresLa decisión entre cables de instrumentación blindados y no blindados es la elección fundamental para la integridad del sistema.

Esta guía proporciona una comparación clara y basada en datos para ayudarle a hacer la especificación óptima para la precisión de la señal y la fiabilidad a largo plazo.

1Comparación básica: selección basada en la aplicación a simple vista

La cuestión principal no es el coste, sino el entorno eléctrico y la criticidad de la señal.

• Cables protegidos contra cables no protegidos: factores de decisión

   

   

  El factor	Cables de instrumentación blindados	Cables de instrumentación sin blindaje	Razón técnica y implicación
  Objetivo principal	Protección de la señal.Desvía y justifica activamente el IME/RFI para preservar la integridad de los datos.	Transmisión de señal básica.Diseñado para entornos eléctricamente silenciosos con ruido insignificante.	En entornos ruidosos, el blindaje no es opcional, es esencial para la fidelidad de los datos.
  Rechazo del ruido	Está muy alto.Puede lograrEntre 80 y 100 dB +de atenuación del ruido, según el tipo de escudo.	Muy bajo.Se basa en la torsión del cable para un mínimo de rechazo de modo común (normalmente < 30 dB).	Los cables sin blindaje no pueden garantizar la exactitud de la señal cuando está presente EMI.
  Premiación por coste típico	~25% al 50%superior a las versiones sin blindaje equivalentes debido al material y la complejidad.	Menor costo de material inicial y de instalación.	La prima es una inversiónfiabilidad y exactitud del sistema, evitando costes operativos mucho mayores.
  Aplicación ideal	Zonas de alto ruido:Plantas de energía, salas de motor/VFD, cerca de transmisores de radio, circuitos de control de procesos para el caudal/presión/temperatura.	Áreas eléctricamente silenciosas:LAN de oficina, salas de control con bandejas dedicadas, energía de corriente continua de corta duración o señales digitales no críticas.	La aplicación incorrecta es un riesgo directo para la estabilidad del proceso y la calidad del producto.

2Tipos de escudos: Desglose técnico detallado

Una vez que se considera necesario el blindaje, es crucial seleccionar el tipo adecuado.

• Especificaciones del tipo de escudo y datos de rendimiento

   

   

  Tipo de escudo	Construcción y cobertura	Eficacia típica del blindaje (SE)	Principales fortalezas y mejores escenarios
  Protector de papel de aluminio (ASTP)	Un fino, laminadocinta de aluminio/poliésterEnvuelto longitudinalmente.Capacidad de cobertura de alrededor del 100%a un nivel microscópico.	Excelente en altas frecuenciasSe aplican las siguientes condiciones:60 a 90 dBatenuación para RFI.	Económico, ligero, con un pequeño radio de curva.Ideal para instalaciones fijas con ruido de alta frecuencia (telecomunicaciones, radio).
  Protector trenzado (BSTP)	Una malla deCables de cobre enlatadosLa cubierta es típicamente70% a 95%.	Buen en frecuencias bajas a medias(< 10 MHz).40 a 70 dBproporciona una resistencia mecánica superior.	Durable, flexible, más fácil de terminar.Mejor para aplicaciones dinámicas con EMI general de la planta y tensión física.
  El escudo compuesto (SF/UTP)	Combinación de lámina + trenza separada.La lámina proporciona una cobertura del 100%; la trenza añade protección de baja frecuencia y durabilidad.	Protección superior de amplio espectro.Puede lograr> 100 dBAtenuación en un amplio rango de frecuencias.	Protección máxima para aplicaciones críticas.Se utiliza en entornos con ruido extremo (refinerías, grandes sistemas de accionamiento, señales analógicas sensibles).

3Guía para la toma de decisiones: cómo elegir y dónde solicitar

Utilice este diagrama de flujo y el análisis de riesgos para guiar su proceso de especificación.

Paso 1: Evalúe su entorno.Pregúntate:

• ¿Es el camino del cable dentro3 metros (10 pies)¿de motores, VFD, líneas eléctricas o transmisores de radio?

• ¿Es la señalde alta tensión y de baja tensión?

• ¿Es la precisión de la señal crítica paraseguridad, calidad o cumplimiento normativo?

Si ha respondido sí a cualquiera, el blindaje es obligatorio.

Paso 2: Analice el costo del compromiso.Considere los riesgos para un circuito de control de temperatura:

• Análisis de riesgos del uso de cables sin blindaje en zonas ruidosas

   

   

  Impacto del sistema	Con cable sin blindaje	Con un cable debidamente blindado y conectado a tierra	Consecuencias comerciales
  Estabilidad de la señal	La IEM induce a una±0,3 mA a 1,0 mAruido en una señal de 4-20mA.	Ruido de la señal mantenido dentro de± 0,02 mA.	El ruido puede causarfluctuaciones de las variables de proceso superiores a ± 10%, lo que lleva a una producción fuera de las especificaciones.
  Acción del sistema de control	Las lecturas erráticas hacen que el PLC/DCS se sobrecorrija constantemente.	Las lecturas estables permiten un control PID preciso y óptimo.	Aumento del desgaste de las válvulas/calentadores, mayor consumo de energía, vida útil reducida del equipo.
  Gastos generales de mantenimiento	Los ingenieros pasan horasresolución de problemas del proceso "fantasma".	El sistema funciona de manera predecible con un mínimo esfuerzo de diagnóstico.	Altos costos de mano de obra para la depuración y un riesgo significativo de tiempo de inactividad no planificado.

El veredicto:En el caso de los entornos industriales, elCosto total de propiedad (TCO)El factor de fiabilidad, calidad y seguridad de un cable blindado es casi siempre menor que los riesgos asociados con una solución no blindada.

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