Todo sobre cables apantallados

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Los cables apantallados son un tipo de cable recubierto por una malla, que actúa de jaula de Faraday para evitar interferencias y el acople de ruidos, tanto del cable apantallado al entorno como del entorno hacia el cable.

Este tipo de cable puede ser apantallado al conjunto o apantallado al par dependiendo de la protección que necesitemos frente a las interferencias.

En todos los casos, se deben instalar los cables siguiendo los estándares reconocidos. Para garantizar las exigencias de calidad requeridas por la industria, los cables apantallados son sometidos a un control de calidad exhaustivo en laboratorio.

Directiva y legislación

La directiva de compatibilidad electromagnética (EMC) determina cuáles son las condiciones que cumplen los sistemas o equipos cuando, en un espacio físico compartido, deban estar localizados y algunos de ellos irradien emisiones electromagnéticas. Por ello, para una instalación, es la primera referencia a la que se debe acudir para determinar los cables apropiados.

Dadas las características mecánicas de estos cables, es muy importante durante el proceso de instalación, respetar las fuerzas de tracción en el tendido y los radios de curvatura mínimos para garantizar que no se dañe la pantalla, lo que afectaría negativamente al posterior rendimiento del cable.

Para que una pantalla sea efectiva, también debe existir continuidad en toda la longitud de la misma y deberá conectarse a tierra, pero solo en uno de sus bordes, evitando que circule corriente por ella que se pueda acoplar.

Un sistema inapropiado de tierras puede ser el primer origen de emisión de interferencias. Se debe garantizar, en el momento de la puesta en marcha de las instalaciones, que la condición de impedancia a tierra se mantiene a lo largo de la vida útil del cableado apantallado.

Tipos de apantallamiento

Las interferencias electromagnéticas EMI pueden ser radiadas o conducidas. Las radiadas son las producidas por los equipos eléctricos en la transformación y generación de la energía, en la que se propaga, a modo de acoplamiento, la interferencia electromagnética a través del aire introduciéndose en el circuito víctima. La interferencia conducida se introduce, a través de conexiones comunes, en el circuito víctima.

Para que se produzcan estas interferencias siempre deben estar presentes tres elementos: receptor, emisor y medio conductor. Por eso, para eliminar la interferencia electromagnética existen tres alternativas: reducir o suprimir las emisiones, proteger al receptor o disminuir la efectividad del medio conductor.

Aunque la opción mejor es suprimir la fuente emisora, no es posible siempre, puesto que puede resultar difícil identificar la fuente perturbadora o puede haber señales activas inherentes al sistema que son necesarias. En estos casos, la actuación debe realizarse sobre los otros dos elementos.

Objetivos, efectos y propiedades de los cables apantallados

Una de las opciones utilizada habitualmente es usar cables apantallados para la alimentación de equipos sensibles. Son los que cuentan en el diseño con elementos de metal que actúan como una caja de Faraday al proteger frente al ruido eléctrico o a las interferencias electromagnéticas. Por tanto, el objetivo del apantallamiento de los cables es no dejar entrar el flujo electromagnético o no dejarlo salir, actuando de esta forma tanto sobre la emisión como la recepción de interferencias.

El efecto de apantallamiento se puede lograr por medio de pantallas concéntricas, mallas o láminas de metal, cada una con diferentes propiedades de apantallamiento. El apantallamiento puede ser sencillo o múltiple. Puede aplicarse de forma parcial entre agrupaciones de conductores o sobre el total del conductor.

La efectividad de la pantalla depende del material y grosor del que esté compuesto, del tipo de interferencias electromagnéticas y de la frecuencia a las que esté sometido, de la continuidad de la pantalla y sistema de tierras y de la distancia de la fuente.

Elección según su uso

La elección del tipo de apantallamiento depende del uso al que vaya a ser destinado. A bajas frecuencias, es más efectivo el apantallamiento de malla; en cambio, para las altas frecuencias, es más efectivo el de cinta.

Las pantallas de malla disponen de aperturas que disminuyen su cobertura por debajo del 100% facilitando la disipación de calor del conductor y su flexibilidad. Permiten el paso de ondas electromagnéticas.

Jaula de Faraday

Cuando se acumula en el exterior de una caja de metal una carga eléctrica, los electrones se desplazan para anular toda carga que se encuentre en la parte interior. Esto es lo que descubrió Michael Faraday con la jaula de Faraday, con la que no se puede pasar carga eléctrica al interior de una caja de Faraday sin interferencias electromagnéticas.

La jaula de Faraday es un recipiente cuadrado o rectangular formado por un material conductor que permite que la concentración de campos externos eléctricos sean nulos y que en el interior se genere un conductor en equilibrio nulo. Se adecúa para producir únicamente una carga positiva, de forma que en uno de los lados de la caja se mantenga con carga negativa y en el otro sin electrones.

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