Nota técnica | Cables para circuitos de instrumentación electrónica
Por Marlew |
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En las industrias modernas, es necesario obtener datos, información de cada uno de los procesos fabriles y, a partir de esta información, tomar las decisiones correctas en la operación de una planta. ¿Cómo es un cable de instrumentación?Las tareas descriptas anteriormente pueden ser realizadas mediante un cable conformado por un par simple, terna o cuadrete. En general, en una misma máquina o sector productivo, es necesario analizar más de una condición, por lo tanto serán necesarios tanto pares como número de informaciones se desea transmitir, además, para ciertas funciones es necesario usar ternas o cuadretes. Asimismo, es posible que las interferencias electromagnéticas influyan en la transmisión de las señales, por lo que deberá ser provisto el cable de una pantalla o blindaje adecuado. Al tener en cuenta estas situaciones ya pasamos de un simple cable a uno de características mucho más complejas. Prestación eléctricaAcá analizamos los parámetros que intervienen en la construcción del cable para poder brindar una correcta transmisión de señales. Los ítems más importantes son resistencia eléctrica, torzado (pareado), capacidad mutua y blindajes. Resistencia eléctricaComo definición clásica, podemos decir que la resistencia eléctrica (Re) es la oposición que ofrece un material (en este caso, el cobre de los conductores) al flujo de intensidad de corriente eléctrica con un determinado valor de tensión aplicado. La Re se mide en ohms. Al igual que en los tradicionales cables de potencia e iluminación, es importante conocer el valor de este parámetro, pues sirve de base para la selección correcta de la sección de los conductores teniendo en cuenta la caída de tensión en el circuito, las pérdidas de energía, la corriente admisible, etcétera. Los circuitos de instrumentación en muchos casos tienen longitudes considerables, lo que hace vital la elección correcta del calibre de los conductores, que está directamente relacionado con la resistencia eléctrica. Figura 1Torzado (pareado)En todo lo que es transmisión de señales, lo primero que se solicita es el uso de cables con conductores formando pares (dos conductores), ternas (tres conductores) o cuadretes (cuatro conductores). Un par consiste en dos conductores aislados retorcidos con un paso fijo y estable, los cuales forman un bucle o línea de un circuito (ver figura 1). El torzado permite la transmisión de señales balanceadas, pues la interferencia de modo común afecta en menor medida a la información transmitida por un par. También el torzado de los conductores evita la interferencia provocada por “ruido magnético”, el cual se puede generar por campos magnéticos, radiación de cables de potencia, motores cercanos, transformadores, etcétera. Capacidad mutua Figura 2. Capacidad mutua entre dos conductores de un parámetroSe mide entre los conductores que forman el par. Un valor bajo de capacidad mutua minimiza la distorsión de la señal. El valor de capacidad mutua depende de varios factores que hacen a la construcción del cable, a saber: construcción del conductor (sólido, cableado flexible), dimensiones del conductor, espesor y material de aislación, paso de cableado y protección electromagnética (ver figura 2). Blindajes Figuras 3 y 4Como se indicó en párrafos arriba, es esencial considerar el blindaje cuando se trata de la transmisión de señales débiles que puedan ser interferidas o modificadas por perturbaciones electromagnéticas externas. Para ello se utiliza el blindaje general (BG). Cuando se tienen cables constituidos por más de un par o terna, es decir, multipares o multiternas, y se quiere proteger la señal de un par respecto de otro contiguo, se utiliza el blindaje individual (BI). Protección mecánicaUna vez definido el cable en cuanto al tipo de señales que transmitirá y las posibles perturbaciones a las que pueda estar sometido, hay que evaluar la posibilidad física de su instalación, analizando las variables a las que puede ser sometido en cuanto a su integridad mecánica. A continuación, se detallan los principales requisitos. Comportamiento frente al fuego
Protección a las radiaciones solares Figura 5La protección a los rayos UV (ultravioleta) se solicita cuando el cable estará en servicio a la intemperie y lo que se busca es que las condiciones climáticas no reduzcan la vida útil del cable. Para ello, se realiza un ensayo de intemperismo, donde se evalúa que el material de cubierta del cable soporte las condiciones climáticas extremas simulando los rayos del sol, la lluvia y el ambiente húmedo mediante un aparato que genera luz intensa, humedad y chorros de agua a intervalos determinados. Protección contra golpes y roedoresEsta protección se solicita cuando los cables pueden estar expuestos a golpes, se usen directamente enterrados y se busca prevenir el baño de un futuro golpe en una excavación o estén expuestos en zonas donde abundan roedores que puedan dañar la cubierta y luego las aislaciones de los conductores. Normas de fabricación y ensayosExisten diferentes normativas para cables de instrumentación, cada una creada para cubrir los requisitos exigidos en cada país. En Argentina, no hay una norma específica para cables de instrumentación, por lo cual, se toman los parámetros de normas internacionales reconocidas a nivel mundial. Las principales normas son UL 13, UL 2250, ICEA S 73-532 (todas de Estados Unidos), BS 5308 (de Gran Bretaña) y NBR 10300 (de Brasil). A su vez, para proyectos de gran envergadura, se desarrollan especificaciones propias de cables de instrumentación. |
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