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Blindaje electromagnético: cómo proteger la electrónica de las interferencias
Una caja de chapa de 1,5 mm podría atenuar más de cien decibelios una onda de radio, pero basta una ranura de diez centímetros para que deje pasar casi todo a ciertas frecuencias. El blindaje no lo da el material, sino la continuidad: juntas, filtros y masas.
De dónde vienen las interferencias
Todo equipo electrónico emite y recibe energía electromagnética que no forma parte de su función. Las fuentes más comunes son las fuentes conmutadas, los variadores de frecuencia y los motores, los relojes de los procesadores, los transmisores de radio, las descargas electrostáticas y los rayos. La perturbación llega de dos formas: conducida, por los cables de alimentación y de señal, o radiada, por el aire. La compatibilidad electromagnética (CEM) es la capacidad de un equipo para funcionar en su entorno sin perturbarlo ni verse perturbado, y el blindaje es una de sus herramientas.
Cerca de la fuente, a menos de una sexta parte de la longitud de onda, el campo es sobre todo eléctrico o sobre todo magnético según el tipo de fuente. Más lejos se convierte en una onda plana, con ambos campos ligados. Esta distinción importa, porque una chapa no frena igual un campo que otro.
La eficacia de blindaje, en decibelios
La eficacia de blindaje (SE, del inglés shielding effectiveness) compara el campo sin blindaje con el campo detrás de él y se expresa en decibelios: SE = 20·log(Esin/Econ). Así, 20 dB es reducir el campo 10 veces, 40 dB es 100 veces y 60 dB es 1.000 veces. Una caja comercial bien hecha da de 40 a 60 dB; una sala blindada para ensayos, más de 100 dB.
La chapa atenúa por dos mecanismos que se suman: la reflexión (R), porque la onda choca con un material de impedancia muy distinta a la del aire y rebota, y la absorción (A), porque la parte que entra se disipa como corrientes dentro del metal. Un tercer término corrige las reflexiones múltiples en chapas muy finas.
Reflexión, absorción y efecto pelicular
Las corrientes inducidas en el metal se concentran cerca de la superficie: es el efecto pelicular. Su profundidad característica δ es la distancia en la que el campo cae a un 37 %, y disminuye con la raíz de la frecuencia, de la conductividad y de la permeabilidad magnética. En cobre es de unos 66 µm a 1 MHz; en aluminio, de unos 85 µm a 1 MHz y de unos 12 mm a 50 Hz. Cada espesor δ de chapa añade unos 8,7 dB de absorción, de modo que a partir de pocos megahercios cualquier chapa de 1 mm absorbe muchísimo.
La reflexión es enorme frente a campos eléctricos y ondas planas, pero pequeña frente a campos magnéticos cercanos de baja frecuencia, como los de un transformador. Ahí el aluminio y el cobre apenas ayudan, y hace falta un material de alta permeabilidad, como el acero o aleaciones de níquel y hierro, que desvíe las líneas de campo, o bien alejar la fuente.
El punto débil: ranuras y aperturas
En la práctica, la eficacia de una caja no la limita el material, sino sus discontinuidades: tapas, puertas, rejillas, visores y conectores. Una ranura se comporta como una antena, y su peor caso es cuando su longitud mayor L llega a media longitud de onda. Una aproximación útil es SE ≈ 20·log(λ/2L): una ranura de 100 mm deja de blindar hacia 1,5 GHz y a 150 MHz ya solo da unos 20 dB. Por eso:
- Importa la longitud de la ranura, no su anchura: una rendija de 0,1 mm de ancho y 100 mm de largo es tan mala como una de 2 mm.
- Muchos agujeros pequeños son mejores que uno grande de la misma área.
- La ventilación se hace con paneles en nido de abeja, celdas cuya profundidad es varias veces su diámetro y que se comportan como guías de onda en corte: el aire pasa, la radiofrecuencia no.
Juntas, filtros y masas
Las uniones entre tapa y cuerpo se cierran con juntas conductoras: elastómeros cargados de partículas metálicas, mallas de alambre, tejidos metalizados sobre espuma o lengüetas elásticas de cobre al berilio. Necesitan una presión suficiente, un paso de tornillos corto y superficies de contacto conductoras. En aluminio, el anodizado es aislante, así que las zonas de contacto se dejan con conversión química o se enmascaran al anodizar.
Un cable que atraviesa la caja sin tratar es una antena que mete la interferencia dentro. Toda línea que entra debe pasar por un filtro, por ejemplo un condensador pasante o un conector filtrado, y la malla de los cables apantallados debe unirse a la caja en todo su perímetro, a 360°, no con una coleta de hilo. La continuidad entre paneles y la conexión de masa se hacen con uniones cortas y anchas, con resistencias de contacto de pocos miliohmios. Si además hay que separar circuitos, conviene recurrir al aislamiento galvánico.
Normativa y medida
En Europa, la Directiva 2014/30/UE de compatibilidad electromagnética remite a normas armonizadas. Cuando no hay una norma de producto, se usan las genéricas EN IEC 61000-6-2:2019 (inmunidad en entornos industriales) y EN IEC 61000-6-4:2019 (emisiones), con los métodos de ensayo de la serie EN 61000-4. En defensa, la referencia es la MIL-STD-461: la revisión G, de diciembre de 2015, ha sido sustituida por la H, publicada en abril de 2026, aunque muchos contratos en curso siguen citando la G. Define ensayos como CE102 (emisiones conducidas), RE102 (emisiones radiadas), CS114 (inyección en cables) o RS103 (inmunidad radiada).
La eficacia de blindaje de una caja o una sala se mide con una antena emisora fuera y una receptora dentro, comparando la señal con y sin el blindaje en una serie de frecuencias. La norma IEEE 299 describe el procedimiento para recintos de más de 2 m, y la IEEE 299.1, para cajas de entre 0,1 y 2 m. Los ensayos de emisiones e inmunidad se hacen en cámaras anecoicas como la de la foto, que son a su vez grandes salas blindadas.