¿Es segura la potencia sobre Ethernet?

16 de diciembre de 2020 / General, estándar y certificación, instalación y comprobación, redes industriales

La potencia sobre Ethernet (PoE) está presente desde hace ya varios años, comenzando en 2003 con la introducción de la PoE tipo 1 (IEEE 802.3af), que ofrece hasta 15,4 W, con 13 W disponibles para el dispositivo. A esto le siguió la PoE tipo 2 (a veces denominada “PoE Plus”) que ofrece hasta 30 W, con 25,5 W disponibles para el dispositivo.

Con estos niveles de alimentación de CC, nadie se ha cuestionado nunca la seguridad de la PoE. Pero una vez que se introdujeron el tipo 3 y el tipo 4 de cuatro pares de PoE en 2018, a 60 W y 90 W respectivamente, y se modificó el Código Eléctrico Nacional para abordar los circuitos de alimentación remota de 60 W, muchos comenzaron a preguntarse si la PoE es segura. Nos gustaría analizar esto en más detalle.

CA frente a CC

Si bien escuchar “Back in Black” de AC/DC por encima de los 70 decibelios definitivamente NO es seguro para sus oídos, desde hace mucho se cree que la alimentación de CC es segura, mientras que la de CA no lo es. Hay algo de verdad en esto, puesto que se considera que la alimentación de CA es entre 3 y 5 veces más peligrosa que la de CC. Se necesitan muchos más miliamperios de corriente de CC que de CA con la misma tensión para matar a una persona. Para comprender mejor por qué, es útil comprender la diferencia entre las dos.

La alimentación de CA alterna hacia adelante y hacia atrás periódicamente, mientras que la alimentación de CC fluye en una sola dirección. Por eso la alimentación de CA tiene una frecuencia y la alimentación de CC no. En EE. UU., la alimentación de CA alterna 60 veces por segundo (60 Hz). En Europa, alterna 50 veces por segundo (50 Hz). Una forma sencilla de visualizar la diferencia es verlas representadas gráficamente: la alimentación de CA crea un patrón en forma de onda (sinusoidal), mientras que la CC es simplemente una línea recta.

Cuando recibe una descarga de niveles de amperaje peligrosos de alimentación de CA, la naturaleza alterna de la energía de CA provoca que el corazón entre en fibrilación auricular. El flujo continuo de energía de CC no es tan peligroso para el corazón, pero puede causar contracción convulsiva e incluso puede causar la muerte, a niveles suficientemente altos. Además del nivel de corriente, la resistencia del cuerpo también es un factor importante, que puede verse afectado por la humedad, el grosor de la piel, el peso, la edad e incluso el sexo. La piel seca tiene una mayor resistencia que la piel húmeda, y la cantidad de corriente eléctrica que fluye a través del cuerpo aumenta cuando la resistencia disminuye. Y las mujeres son más susceptibles a las corrientes que los hombres, debido a una menor resistencia corporal general. 

Además, la vía marca una gran diferencia. La descarga eléctrica solo se produce si hay una vía completa con dos puntos de contacto en el cuerpo para que la corriente entre y salga, y la electricidad siempre tomará el camino más fácil a tierra. El camino que sigue la corriente tiene mucho que ver con lo dañino que es el choque: una corriente que fluye de una mano a la otra y, por lo tanto, atraviesa el corazón es mucho más peligrosa que una que fluye desde, por ejemplo, el dedo hasta el codo.

¿Cuál es la importancia de eso para la PoE?

Según las normas del IEEE, la PoE se inyecta en un cable a una tensión entre 44 y 57 V CC, normalmente 48 V CC. Por lo general, cualquier tensión inferior a 35 V CA o 60 V CC se considera tensión extrabaja de seguridad (SELV), de manera que, por definición, los puertos habilitados para PoE son SELV. Esto no quiere decir que 48 V CC no le puedan causar una descarga (sabe que esto es verdad si alguna vez ha tocado una pila de 9 voltios con la lengua cuando era niño). Y nadie recomienda retirar el aislamiento de un conductor de cable de par trenzado y tocarlo con las manos desnudas (especialmente si está mojado).

Sin embargo, con la PoE, es poco probable que se produzca una descarga causada por un cable desconectado, debido al propio protocolo. Esto se debe a que el equipo de suministro de energía (PSE) debe realizar un reconocimiento mutuo con el dispositivo alimentado (PD) antes de suministrar cualquier alimentación. Sin reconocimiento, no se transmite energía. Eso difiere bastante de un receptáculo de alimentación de CA estándar, que suministra alimentación constantemente, independientemente de si tiene un dispositivo conectado.

En pocas palabras, la respuesta es SÍ. La PoE es segura.

Siempre hay un “pero”

Entonces, si la PoE es segura, ¿por qué se aborda en el NEC para los niveles de potencia por encima de 60 W? Aún existe el peligro potencial causado por el calor que genera la PoE dentro de los mazos de cables, el cual puede causar pérdidas de inserción y degradación del cable con el tiempo, lo que impide la transmisión adecuada de los datos. Y con todos los aparatos que se conectan y alimentan de la red, desde teléfonos y dispositivos de seguridad hasta sistemas de seguridad de vida, una pérdida de señal puede sin duda convertirse en un asunto de seguridad de vida. Este es uno de los motivos por los que el NEC especifica el número de cables permitidos en un mazo, en función del tamaño del conductor y la temperatura nominal para PoE de 60 W o más, o requiere el uso de un cable de alimentación limitada (LP).

Hay debates en curso sobre la seguridad contra incendios en lo que respecta a la PoE. Aunque es teóricamente posible, se necesitaría una situación de peor caso absoluto: un gran mazo de cables estrechos que suministrase en simultáneo PoE de 60 W o más de alta potencia en un espacio de techo caliente (por encima de 40 °C) de un punto a otro sin separarse en tendidos individuales/mazos más pequeños. También es probable que se necesite una construcción de cable sin blindaje de baja calidad (por ejemplo, aluminio revestido de cobre) muy cerca de material combustible. Dicha situación puede evitarse siguiendo las pautas de agrupación y certificación (que no pasarán el cableado de aluminio revestido).

Es importante recordar que, incluso si no hay peligro, la PoE puede causar estragos en la transmisión si el cable no está bien equilibrado. En la PoE tipo 3 y 4 de cuatro pares, la alimentación se suministra mediante los cuatro pares con datos a través de un voltaje de modo común que divide la corriente entre cada conductor de los pares. Para que esto suceda, la resistencia de CC debe estar equilibrada. Un desequilibrio excesivo provoca una saturación del transformador, lo que puede causar que las señales de Ethernet se distorsionen. Es por eso que recomendamos comprobar el desequilibrio de resistencia de CC con el comprobador de la serie DSX CableAnalyzer™. Obtenga más información sobre las comprobaciones de desequilibrio de resistencia de CC aquí.

Obtenga más información sobre el DSX CableAnalyzer

Vea el MicroScanner PoE