Si alguna vez caminó por una planta de fabricación o monitoreó un sitio agrícola remoto, es probable que se haya tropezado con un manojo de cables delgados codificados por colores metidos en una funda protectora. Durante décadas, estos cables (en su mayoría cables de instrumentación multinúcleo) han sido la columna vertebral silenciosa del control de procesos, la adquisición de datos y el monitoreo industrial, transportando señales de bajo voltaje y baja corriente entre sensores, controladores y registradores de datos. Como proveedor de estos cables, me hacen la misma pregunta al menos una docena de veces a la semana: ¿Se puede utilizar un cable de instrumentación multipolar en entornos exteriores? No es una respuesta de sí o no, y no existe una solución única para todos, así que analicemos qué hace que un cable funcione en el exterior, los errores comunes y cómo nuestros productos encajan en estos espacios exigentes.
Primero, aclaremos qué es un cable de instrumentación multinúcleo y para qué está diseñado. A diferencia de los cables de alimentación que transportan alto voltaje para hacer funcionar maquinaria, los cables de instrumentación están diseñados para transportar señales pequeñas y frágiles: una lectura de temperatura de una sonda en un campo, una lectura de presión de una tubería o una señal de vibración de un equipo exterior. Por lo general, están hechos de múltiples pares trenzados de conductores aislados, agrupados y a menudo envueltos en capas adicionales para protección. Este diseño de par trenzado es fundamental: anula la interferencia electromagnética (EMI) de líneas eléctricas, señales de radio o motores cercanos, que de otro modo distorsionarían esas lecturas débiles.
Cuando la gente pregunta sobre el uso en exteriores, en realidad se refieren a dos grandes problemas: el daño ambiental causado por los elementos y la degradación del rendimiento que arruina la precisión de la señal. Dentro de una sala de fábrica con clima controlado, un cable multinúcleo aislado básico funcionará bien. En el exterior, te enfrentas a temperaturas extremas, radiación ultravioleta, humedad, suciedad e incluso pequeños bichos como roedores que mastican el aislamiento. La buena noticia es que no todos los cables de instrumentación multinúcleo son iguales y existen modelos específicos diseñados para afrontar estos desafíos.
Empecemos por el mayor enemigo de los cables exteriores: el agua y la humedad. Si alguna vez dejó una manguera de jardín bajo la lluvia, sabrá lo rápido que el agua puede penetrar materiales endebles. En el caso de los cables de instrumentación, incluso una pequeña cantidad de humedad en el aislamiento o en los conductores puede provocar cortocircuitos, corroer los cables de cobre o filtrar señales. Es por eso que los cables multinúcleo aptos para exteriores utilizan un núcleo de componentes que resisten la entrada de agua. Muchos tienen una cinta o gel que bloquea el agua envuelto alrededor del haz de conductores, lo que llena los espacios y evita que el agua se filtre a lo largo del cable. Algunos también usan una cubierta exterior sólida que es impermeable al agua, a diferencia de los cables solo para interiores que pueden tener una cubierta delgada y transpirable para disipar el calor.
La radiación ultravioleta es otro asesino silencioso. Los rayos ultravioleta del sol descomponen los plásticos y el caucho con el tiempo, volviéndolos quebradizos, agrietados y propensos a romperse. Los cables de interior nunca sufren este tipo de exposición constante, pero los cables de exterior necesitan una cubierta exterior estabilizada contra los rayos UV. Es por eso que encontrará que nuestros cables de instrumentación multinúcleo listos para exteriores (como los que aparecen en nuestra página de productos paraCable de instrumentación multinúcleo) están clasificados para exposición directa al sol durante años, no sólo semanas. Probamos estos cables exponiéndolos a luz ultravioleta acelerada en un laboratorio, simulando años de sol al aire libre y verificando que sus cubiertas permanezcan flexibles e intactas. Sin esta clasificación, incluso un cable de alta calidad se agrietará a las pocas temporadas de ser colgado a lo largo de una cerca o enterrado en un campo.
Las temperaturas extremas son las siguientes. Imagine un cable en Arizona, donde las temperaturas de verano al mediodía pueden alcanzar los 49 °C (120 °F), o en el norte de Canadá, donde las mínimas invernales caen a -40 °C (-40 °F). El aislamiento regular puede ablandarse o derretirse con el calor, o volverse duro y quebradizo con el frío. Los cables multipolares para exteriores utilizan materiales aislantes clasificados para estos amplios rangos de temperatura, generalmente algo como polietileno reticulado (XLPE) o cloruro de polivinilo (PVC) que ha sido modificado para soportar el calor y el frío extremos. Algunos incluso usan una cubierta de elastómero termoplástico (TPE), que se mantiene flexible incluso en climas helados, por lo que no tiene que preocuparse de que se agriete cuando la aprieta durante la instalación.
Ahora bien, no se trata sólo de la cubierta: la integridad de la señal aún no es negociable para los cables de instrumentación. Incluso en entornos exteriores, necesita esa protección EMI. Es por eso que la mayoría de los cables multipolares para exteriores también están blindados. Un blindaje de aluminio o trenzado alrededor del haz de conductores bloquea la EMI de líneas eléctricas cercanas, radios o incluso rayos, para que su señal se mantenga limpia. Algunos modelos de mayor rendimiento tienen doble blindaje, para una protección adicional en entornos ruidosos como cerca de turbinas eólicas o tuberías industriales. Si no tiene protección, esos ruidos eléctricos exteriores pueden hacer que las lecturas de su sensor sean inútiles; podría pensar que una lectura de temperatura es incorrecta cuando solo se trata de EMI causando interferencia.
Pero aquí está la cuestión: no todos los cables multinúcleo para exteriores son iguales y elegir el incorrecto provocará dolores de cabeza. Por ejemplo, si necesita conectar una pequeña cantidad de sensores, unCable de instrumento de 2 parespodría ser perfecto. Es compacto, fácil de instalar y tiene suficientes pares para dos sensores o dispositivos. Para configuraciones más grandes, como un campo con 8 o 10 sondas de temperatura, unCable de instrumento de 4 pareso un cable multinúcleo con más pares funcionará mejor, manteniendo todas sus conexiones organizadas en un solo tramo en lugar de varios cables más pequeños. También disponemosCable de par de instrumentos, lo cual es ideal si necesita pares individuales que puedan terminarse por separado, incluso en gabinetes para exteriores.
Otra consideración es cómo planea instalar el cable. Si lo entierra bajo tierra, necesita un tipo de protección diferente que si lo coloca en la superficie sobre postes. Los cables de entierro directo tienen una cubierta más gruesa y resistente que resiste los pinchazos de las rocas o el movimiento del suelo y, a menudo, tienen un bloqueo de agua adicional para evitar que el agua subterránea se filtre. Si los va a colocar sobre el suelo, como a lo largo de una cerca o sobre un edificio, necesita un cable que esté estabilizado contra los rayos UV y que pueda soportar cambios de temperatura, además de ser resistente a productos químicos como herbicidas o sal para carreteras si está cerca de una carretera. También hay cables clasificados para uso en canalizaciones o instalaciones aéreas, por lo que puede adaptar el cable a su método de instalación específico.
Espera, ¿qué pasa con el cumplimiento? Para muchas aplicaciones industriales, especialmente en Europa, existen normas estrictas para cables de instrumentación. La norma BS5308, por ejemplo, establece requisitos para el rendimiento y las pruebas de cables de instrumentación utilizados en industrias de procesos. Si está trabajando en un proyecto que debe cumplir con BS5308, querrá asegurarse de que su cable exterior esté certificado según ese estándar. NuestroCable de instrumentación BS5308La línea está diseñada para cumplir con estos requisitos exactos, por lo que puede estar seguro de que funcionará de manera confiable en entornos industriales al aire libre, ya sea que esté monitoreando los tanques exteriores de una planta química o el equipo de una subestación eléctrica.
He visto demasiados proyectos en los que alguien intentó ahorrar unos cuantos dólares utilizando un cable multinúcleo para interiores en el exterior, y fracasó al cabo de un año. Una vez trabajamos con una granja que utilizaba cables interiores normales para conectar sensores meteorológicos en 50 acres. En 18 meses, el sol había agrietado las chaquetas, la lluvia se había filtrado y la mitad de los sensores daban lecturas falsas. Tuvieron que desenterrar cientos de pies de cable y reemplazarlo, lo que les costó mucho más que si hubieran comprado el cable adecuado para exteriores en primer lugar. Es por eso que siempre enfatizamos a nuestros clientes que el costo inicial adicional de un cable de instrumentación multinúcleo apto para exteriores no es nada comparado con el costo del tiempo de inactividad y las reparaciones.
Por supuesto, existen limitaciones. Incluso el mejor cable para exteriores no es indestructible. Si lo pasa por un área altamente abrasiva, como donde pasa equipo pesado sobre ella, es posible que deba agregar un conducto protector o elegir un cable con una cubierta protectora extra resistente. O si se encuentra en un área con mucha actividad de roedores, es posible que necesite un cable resistente a los roedores, que tenga una cubierta que sea desagradable para los roedores al masticar (generalmente una capa reforzada con metal o un material sintético resistente). Pero para la mayoría de las aplicaciones exteriores estándar (monitoreo de sensores, detección agrícola, control remoto de equipos), un cable multinúcleo básico apto para exteriores funcionará perfectamente bien.
La instalación correcta también es importante, incluso con el cable adecuado. No puedes simplemente colgarlo sin apretar entre dos postes y dar por terminado el día. Si lo ajusta demasiado, los cambios de temperatura pueden hacer que se estire y tire de los conectores, lo que provocará una pérdida de señal. Si deja el exceso de cable tirado en el suelo, puede acumular agua, atrapar suciedad o ser pisado. Asegurarse de utilizar los conectores adecuados para uso en exteriores (conectores sellados e impermeables) también prolongará la vida útil de su instalación, porque incluso el mejor cable no funcionará si el punto de conexión está expuesto a la humedad.
Como alguien que ha estado en esta industria durante más de una década, puedo decir que los cables de instrumentación multinúcleo pueden usarse absolutamente en entornos al aire libre; solo hay que elegir el correcto. Los cables para interiores están diseñados para entornos controlados, pero los cables multinúcleo para exteriores están diseñados para soportar los elementos y al mismo tiempo ofrecer las señales precisas y sin ruido para las que está diseñada la instrumentación. Si necesitas un pequeñoCable de instrumento de 2 parespara algunos sensores de patio trasero o un servicio pesadoCable de instrumentación multinúcleoPara un sitio industrial grande, tenemos opciones adaptadas a sus necesidades.
Si está planeando un proyecto al aire libre y no está seguro de qué cable es el adecuado para usted, o si necesita ayuda para solucionar problemas de señal de una instalación existente, nuestro equipo está aquí para ayudarlo. No solo vendemos cables: trabajamos con ingenieros, agricultores y administradores de instalaciones para encontrar la solución que mejor se adapte a sus desafíos específicos al aire libre. No permita que los elementos descarrilen su sistema de monitoreo o control: comuníquese con nuestro equipo hoy para analizar sus requisitos y obtener una cotización personalizada para el cable de instrumentación multinúcleo adecuado para sus necesidades en exteriores.
Referencias
- Comisión Electrotécnica Internacional (IEC). (2019). IEC 60227: Cables aislados para tensiones nominales hasta 450/750 V inclusive.
- Institución Británica de Normalización (BSI). (2020). BS5308: Especificación para cables de instrumentación para medición y control de procesos.
- Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos (NEMA). (2021). NEMA WC 5: Cables de potencia, control e instrumentación.
- Laboratorios suscriptores (UL). (2022). UL 758: Estándar para alambres y cables aislados.
- Rogers, J. (2018).Cables de instrumentación: diseño, pruebas y aplicación. Prensa industrial.
