En una planta industrial no basta con seleccionar correctamente el calibre
de los conductores o apretar bien las terminales.
La ruta utilizada por los cables dentro de tableros, ductos y bandejas puede
afectar directamente el funcionamiento de PLC, sensores, variadores,
transmisores, redes industriales y sistemas de seguridad.
Cuando los conductores de potencia se instalan demasiado cerca de señales
sensibles, los campos eléctricos y magnéticos pueden inducir voltajes y
corrientes no deseadas.
Separar correctamente el cableado no es un asunto estético.
Es una medida de compatibilidad electromagnética, seguridad y confiabilidad
operativa.
Problemas que pueden aparecer por una mala distribución
Muchas de estas fallas son intermitentes y solamente aparecen cuando arranca
un motor, conmuta un contactor o acelera un variador.
A
Lecturas inestables en señales analógicas de 4–20 mA o 0–10 V.
S
Sensores que cambian de estado sin una causa real.
P
Pérdida de comunicación con PLC, HMI o variadores.
E
Errores en Ethernet industrial, Modbus, Profibus o CAN.
R
Reinicios de equipos electrónicos y fuentes de alimentación.
F
Fallas que aparecen únicamente durante arranques o maniobras eléctricas.
Clasifique los cables antes de definir las rutas
No todos los circuitos producen el mismo nivel de interferencia ni tienen
la misma sensibilidad.
Potencia
Son los circuitos con mayor capacidad de generar perturbaciones.
- Alimentadores principales.
- Motores.
- Salidas de VFD.
- Arrancadores suaves.
- Transformadores.
- Bancos de capacitores.
- Resistencias eléctricas.
- Equipos de soldadura.
Control
Tienen un nivel intermedio de sensibilidad y perturbación.
- Control de 120 VCA.
- Señales digitales de 24 VCC.
- Bobinas de contactores.
- Electroválvulas.
- Relés auxiliares.
- Circuitos de mando.
Señales sensibles
Requieren mayor protección frente a la interferencia electromagnética.
- 4–20 mA.
- 0–10 V.
- Termopares.
- RTD.
- Celdas de carga.
- Encoders.
- Ethernet industrial.
- Redes de comunicación.
¿La separación siempre debe ser de 30 centímetros?
No existe una única distancia que funcione correctamente para todas
las instalaciones.
1
La corriente y el voltaje del circuito influyen en la separación requerida.
2
Los cables de salida de VFD requieren mayor cuidado por la señal PWM.
3
La longitud del recorrido paralelo aumenta el acoplamiento electromagnético.
4
El apantallamiento y las barreras metálicas pueden mejorar la protección.
5
Las señales de encoder y termopar son más sensibles que una señal digital.
6
Siempre deben revisarse las instrucciones del fabricante y el diseño del proyecto.
Separación recomendada por tipo de sistema
Cuando sea posible, cada tipo de cable debe utilizar su propia ruta.
Bandeja de potencia
Motores, alimentadores, transformadores y salidas de VFD.
Separación o barrera
Bandeja de control
Señales digitales, relés, bobinas y electroválvulas.
Separación o barrera
Bandeja de instrumentación y datos
Analógicas, encoder, redes y comunicaciones industriales.
¿Cómo deben cruzarse los cables?
Cuando el cruce sea inevitable, debe reducirse al mínimo el recorrido compartido.
Cruce recomendado
Los cables deben cruzarse, en lo posible, formando un ángulo cercano
a 90 grados.
Recorrido no recomendado
Los recorridos paralelos prolongados aumentan la posibilidad de interferencia.
Los conductores trifásicos no deben agruparse únicamente por fase
Cuando existen conductores en paralelo, cada grupo debe contener todas
las fases del circuito.
Agrupación incorrecta
Grupo 1: R1 + R2
Grupo 2: S1 + S2
Grupo 3: T1 + T2
Agrupación correcta
Grupo 1: R1 + S1 + T1
Grupo 2: R2 + S2 + T2
Formación en trébol y formación plana
La geometría de los conductores influye en el campo magnético y en
la distribución de impedancias.
¿Qué ocurre con los circuitos monofásicos?
Una alimentación monofásica no debe organizarse artificialmente en tríadas
R/S/T.
Deben mantenerse juntos los conductores que pertenecen al mismo circuito:
fase y neutro, o línea 1 y línea 2.
Esto reduce el área del lazo eléctrico y ayuda a disminuir el campo
electromagnético resultante.
Separación especial en sistemas con variador
La salida PWM del variador puede generar más interferencia que la alimentación
convencional de entrada.
Entrada del VFD
Debe mantenerse separada de la salida hacia el motor para evitar
acoplamientos y realimentación de ruido.
Salida hacia el motor
No debe compartir tubería ni ruta prolongada con señales analógicas,
encoder o redes industriales.
Control y comunicación
Deben utilizar ruta independiente, cable apropiado y apantallamiento
correctamente terminado.
Sistemas de fuerza y sistemas débiles
Debe evitarse la yuxtaposición prolongada entre bandejas de fuerza y
bandejas de datos o instrumentación.
✓
Mantener una distancia adecuada definida por el diseño.
✓
Utilizar divisiones metálicas cuando el espacio sea limitado.
✓
Evitar recorridos paralelos con cables de salida de VFD.
✓
Realizar cruces en ángulo cercano a 90 grados.
✓
Conectar equipotencialmente bandejas, gabinetes y divisiones.
✓
Dejar espacio disponible para futuras ampliaciones.
Puesta a tierra y conexión equipotencial
La separación física debe complementarse con una correcta continuidad
eléctrica de bandejas y gabinetes.
Continuidad de bandejas
Deben revisarse uniones, puentes, corrosión, pintura, tornillos y
conexiones entre tramos.
Alta frecuencia
Una conexión corta y de amplia superficie puede ser más efectiva que
un conductor largo y delgado para desviar ruido de alta frecuencia.
Ejemplo en una planta industrial salvadoreña
Se instala un variador de 75 HP, un transmisor de presión, un PLC,
una HMI, Ethernet industrial y un encoder. Durante la ampliación,
todos los cables se colocan en una misma bandeja.
1
La presión indicada comienza a fluctuar.
2
El encoder pierde pulsos cuando el motor acelera.
3
La HMI pierde comunicación de forma intermitente.
4
El PLC genera alarmas durante los cambios de velocidad.
5
La falla disminuye cuando el variador se detiene.
6
La causa puede estar en la ruta, la pantalla o la puesta a tierra.
Errores frecuentes en instalaciones industriales
Muchos problemas se originan durante ampliaciones realizadas sin una
revisión integral de las rutas.
!
Colocar potencia, control y datos en una misma bandeja sin separación.
!
Utilizar 30 cm como una regla fija para cualquier aplicación.
!
Agrupar juntos todos los conductores de una misma fase.
!
Separar físicamente la fase y el neutro del mismo circuito.
!
Mezclar la entrada y la salida de un variador.
!
Instalar cables de encoder junto a conductores de motor.
!
Conectar incorrectamente las pantallas de los cables.
!
No mantener continuidad entre los tramos de bandeja metálica.
Recomendaciones antes de instalar o ampliar
Una ruta bien planificada reduce fallas y facilita futuras intervenciones.
✓
Clasificar cables por potencia, control y sensibilidad.
✓
Identificar circuitos alimentados por VFD.
✓
Separar potencia, instrumentación y comunicaciones.
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Usar barreras metálicas cuando no exista suficiente espacio.
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Cruzar potencia y señales aproximadamente a 90 grados.
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Mantener juntos los conductores de ida y retorno.
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Formar grupos completos R/S/T en circuitos trifásicos.
✓
Separar la entrada y salida de los variadores.
✓
Terminar correctamente las pantallas de los cables.
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Verificar continuidad equipotencial de bandejas y gabinetes.
✓
Consultar manuales y requisitos específicos del proyecto.
✓
Actualizar planos después de cada ampliación.
Un cable no solamente debe llegar de un punto a otro
También debe hacerlo por una ruta que permita que el sistema funcione de
forma segura, estable y confiable. La distancia, la geometría, el
apantallamiento y la puesta a tierra forman parte del diseño eléctrico.
¿Su planta presenta fallas intermitentes o interferencias?
En Mechatronics Solution podemos revisar rutas de cableado, bandejas,
señales analógicas, variadores, redes industriales, apantallamiento
y conexiones equipotenciales.
