La capacitancia, la resistencia, el tamaño del conductor y la resistencia a la corrosión son fundamentales a la hora de elegir los cables para respaldar el alcance y la confiabilidad que requieren los sistemas de energía gestionados por fallas.
Ron Tellas
Los sistemas de energía gestionados por fallas (también conocidos como sistemas de Clase 4 o Digital Electricity®) aparecen con frecuencia en las discusiones sobre infraestructura energética y diseño de edificios inteligentes. Están cambiando la forma en que los propietarios, operadores y diseñadores de edificios conciben el suministro de energía a largas distancias.
Sin embargo, a medida que crece el interés, hemos notado algo: los cables que transportan la energía a estos sistemas no están recibiendo la atención que merecen.
Esta desconexión quedó en evidencia en una reunión reciente de la TIA (Asociación de la Industria de las Telecomunicaciones) TR-42, donde los miembros de la Fault-Managed Power Alliance (FMPA) —incluyéndome a mí en representación de Belden— demostraron un sistema de Clase 4 en funcionamiento. Los asistentes se fueron con una comprensión sólida de cómo se comporta la energía gestionada por fallas y qué la diferencia de la distribución de energía tradicional, pero quedó una gran pregunta en el aire: ¿Qué pasa con el cable?
En los primeros días de la adopción de la Clase 4 (hace apenas un par de años), Belden era uno de los pocos fabricantes que ofrecía cables para soportarla. Hoy en día, sin embargo, el panorama es diferente.
Estos cables se regulan a través de la norma UL 1400-2, que ahora es un estándar aprobado por ANSI. Cuando se busca "DLPY" en Product iQ, la base de datos de productos certificados de UL, se encuentran páginas de fabricantes que producen cables compatibles con los componentes activos de los sistemas de Clase 4. Y esa lista seguirá creciendo.
Al evaluar las opciones de cables que transportan energía a los sistemas de energía gestionados por fallas, estas son las características que importan.
¿Qué hace diferente a un cable de Clase 4?
Al ser una tecnología que se sitúa entre el trabajo de cableado estructurado y el trabajo eléctrico, la energía gestionada por fallas depende de los mismos métodos de cableado que las Clases 2 y 3. Esto significa que cualquiera de los dos gremios —integradores de baja tensión o contratistas eléctricos— puede instalarla siempre que estén calificados.
Los tipos de cable definidos en UL 1400-2 para la Clase 4 son familiares para cualquiera que haya trabajado con cables tradicionales de control y de potencia limitada. Comparten las mismas clasificaciones y requisitos de temperatura y flama. En otras palabras, los cables de Clase 4 son simplemente una nueva aplicación para los cables que los profesionales de la industria ya saben cómo instalar.
Sin embargo, existen ciertas características que estos cables necesitan para cumplir con los requisitos de alcance y confiabilidad de los sistemas de energía gestionados por fallas.
1. Baja capacitancia para un alcance máximo
Para que los sistemas de energía gestionados por fallas operen de manera confiable a largas distancias, la capacitancia del cable debe ser baja. Una construcción con alta capacitancia no puede soportar el alcance y el comportamiento que requiere la Clase 4, especialmente cuando se utilizan diseños multiconductores. Esto puede ralentizar o distorsionar las señales, reduciendo la distancia máxima que soportan estos sistemas.
Para lograr esto, los cables de Clase 4 deben diseñarse para mantener la capacitancia lo más baja posible sin comprometer la instalación. En lugar de manojos multiconductores genéricos y grandes, los cables deben contar con conductores parados (en pares) con un trenzado leve y controlado (diferente del "par trenzado" del cableado tradicional de Categoría). Esto mantiene los pares estrechamente acoplados y asegura un espaciado constante para minimizar la capacitancia entre conductores y mejorar el alcance del sistema.
2. Baja resistencia para un suministro de energía eficiente
Para un suministro de energía eficiente, los sistemas gestionados por fallas también requieren una baja resistencia. Esto significa mantener el voltaje y la corriente dentro de los rangos esperados a lo largo del trayecto. Cuando la resistencia es alta, las pérdidas aumentan y el sistema no puede entregar la energía de la manera en que fue diseñado. Para solucionar esto, es necesario acortar las longitudes de los cables, disminuir los niveles de potencia o compensar en la fuente.
Para reducir la resistencia evitando desventajas, los conductores del cable deben ser de cobre puro, no de alternativas revestidas de cobre (como el aluminio cobreado). Esto se alinea con los límites de resistencia contemplados en UL 1400-2, reduce las caídas de voltaje y ayuda a garantizar que el cable funcione de la manera que el sistema necesita.
3. Tamaños de conductor que equilibran la distancia y la potencia
El tamaño del conductor determina qué tan bien maneja un cable el equilibrio entre la distancia y la resistencia. Si los conductores son de un calibre demasiado pequeño, se llega rápidamente a límites prácticos que condicionan la longitud del cable y lo que se puede alimentar al final del trayecto.
Aunque la norma UL 1400-2 permite conductores de cobre entre 24 AWG y 6 AWG, los requisitos del sistema orientan naturalmente a los diseñadores hacia el extremo más grande de ese rango. Los cables para sistemas de energía gestionados por fallas suelen utilizar conductores de 16 o 18 AWG. Esos tamaños se alinean con las longitudes de trayecto y los niveles de potencia que la energía gestionada por fallas soporta en aplicaciones reales.
4. Resistencia a la corrosión para terminaciones confiables
En calibres más grandes, la construcción del conductor también afecta la facilidad con la que se instala y termina el cable. Los conductores sólidos de 16 o 18 AWG son lo suficientemente rígidos como para dificultar el guiado y la terminación. Para solucionar esto, los cables de Clase 4 deben utilizar una construcción cableada (multifilar o flexible) para mantener la flexibilidad durante el jalado y asentarse limpiamente en terminales de tornillo, bloques de terminales y paneles de parcheo (patch panels).
Los hilos también deben estar estañados para evitar la corrosión (el cobre desnudo se corroe con el tiempo, lo que aumenta la resistencia de contacto en los puntos de terminación). Esta capa de estaño mantiene la resistencia de contacto baja y estable durante la vida útil de la instalación, de modo que los sistemas de energía gestionados por fallas puedan monitorear constantemente los circuitos y mantener lecturas precisas en los puntos de conexión.
Inclusión de los cables para sistemas de energía gestionados por fallas en las normas
Con las características de los cables para sistemas de energía gestionados por fallas ya definidas y los requisitos de certificación UL implementados, el siguiente paso lógico es reflejar esta realidad en los estándares de cableado estructurado.
La incorporación del cableado de Clase 4 en las normas ofrecería a los diseñadores e integradores una guía sobre el diseño y la instalación: sabrían dónde se pueden instalar estos cables, qué características buscar y cómo se deben soportar y proteger.
En eso es en lo que Belden está trabajando junto a otros fabricantes: impulsar a la TIA y a BICSI a reconocer el cableado estructurado no solo para datos, sino también para energía. Sería un paso firme para llevar la energía gestionada por fallas a la práctica estándar.