Bucle de Inducción

Traffic Management Airport Systems Vehicle Detection Electromagnetic Induction

Bucle de Inducción – Referencia Integral para Sistemas de Aeropuertos y Tráfico

La tecnología de bucle de inducción constituye la base para la detección fiable de vehículos y aeronaves en los modernos sistemas de gestión del tráfico y movimiento en tierra de aeropuertos. Mediante el uso de sensores electromagnéticos incrustados, estos sistemas proporcionan datos en tiempo real fundamentales para la seguridad, eficiencia y automatización en diversas infraestructuras.

Sensor de Bucle Inductivo

Un sensor de bucle inductivo es un dispositivo electromagnético diseñado para detectar la presencia, el paso y, en ocasiones, la velocidad o dirección de vehículos y aeronaves. Funciona incrustando un lazo de cable aislado en el pavimento (asfalto, hormigón u otras superficies) y conectándolo a un detector. Cuando circula corriente alterna por este lazo, se genera un campo magnético. La proximidad de un objeto metálico—como un coche o una aeronave—perturba este campo y cambia la inductancia del lazo, lo que el detector percibe como un evento de presencia o paso.

Los bucles inductivos son valorados por su fiabilidad, resistencia a condiciones ambientales y funcionamiento sin contacto, lo que los hace ideales para aplicaciones críticas como semáforos, peajes, sistemas de aparcamiento y monitorización de pistas/calles de rodaje en aeropuertos.

Principio de Inducción Electromagnética

La inducción electromagnética es el principio subyacente de los bucles inductivos. La corriente alterna que circula por una bobina de alambre produce un campo magnético. Cuando un objeto conductor entra en este campo, genera corrientes parásitas que se oponen al campo original, reduciendo la inductancia del lazo y aumentando la frecuencia del circuito resonante LC. Este cambio es medido por el módulo detector, proporcionando un medio altamente selectivo para detectar objetos metálicos.

La relación se define por:

[ f = \frac{1}{2\pi\sqrt{LC}} ]

donde ( f ) es la frecuencia de resonancia, ( L ) es la inductancia y ( C ) la capacitancia.

Componentes del Sistema Detector de Bucle Inductivo

Un sistema detector de bucle inductivo típico consta de:

  • Bucle Inductivo (bobina): Cable de cobre aislado (3–4 vueltas) incrustado en el pavimento.
  • Cable de Conexión: Par trenzado que conecta el lazo con el detector, minimizando interferencias.
  • Módulo Detector: Unidad electrónica que monitoriza el circuito del lazo para cambios de frecuencia/impedancia.
  • Caja de Terminación: Caja estanca que aloja las conexiones de los cables.
  • Componentes Auxiliares: Fuente de alimentación, interfaces de comunicación, selladores y diagnóstico.

Los detectores modernos ofrecen funciones como soporte multicanal, funcionamiento a prueba de fallos, modos de presencia/paso, sensibilidad ajustable y diagnóstico.

Circuito Resonante LC

El circuito resonante LC—formado por la inductancia (L) del lazo y un condensador (C)—oscila a una frecuencia sensible a la presencia de objetos metálicos. Cuando un vehículo entra en el lazo, la frecuencia del circuito aumenta, lo que el módulo detector interpreta como un evento de detección. Los ajustes de frecuencia y sensibilidad en el detector permiten un funcionamiento fiable incluso en entornos ruidosos.

Modos Presencia vs. Paso

  • Modo presencia: La salida del detector permanece activa mientras un vehículo está sobre el lazo. Esto es crucial en aplicaciones como semáforos u ocupación de pistas, donde se requiere detección continua por seguridad.
  • Modo paso: El detector proporciona un pulso breve por cada vehículo que entra/sale del lazo, útil para el conteo de vehículos y activación de eventos.

Algunos módulos soportan presencia infinita, asegurando que la salida de detección permanezca activa independientemente de desviaciones ambientales o paradas prolongadas.

Lógica Direccional (Lógica AB)

La lógica direccional utiliza dos lazos próximos (A y B) para determinar la dirección de desplazamiento. La secuencia de activación (A antes que B o viceversa) indica al sistema hacia dónde se mueve un vehículo. Esto es vital para control de accesos, detección de sentido contrario y análisis avanzado del tráfico.

Módulo Detector

El módulo detector es el cerebro del sistema, midiendo continuamente la frecuencia o impedancia del lazo y procesando la lógica de detección. Los módulos suelen incluir:

  • Sensibilidad y frecuencia ajustables
  • Filtro de ruido
  • Lógica de salida para presencia, paso, dirección y velocidad
  • Funcionamiento a prueba de fallos y diagnóstico
  • Soporte multicanal y diversas interfaces de comunicación

Geometría del Lazo

La geometría del lazo—el tamaño y forma de la bobina—afecta directamente a la cobertura, sensibilidad y altura de detección. Geometrías comunes:

  • Lazos rectangulares: Estándar (por ejemplo, 1,8 m x 1,8 m), con rectángulos más largos para vehículos o aeronaves grandes.
  • Lazos cuadrados: Distribución uniforme del campo.
  • Lazos redondos: Instalación más sencilla en algunos casos.
  • Lazos Quadrupole™: Sensibilidad mejorada para motocicletas/bicicletas.
  • Múltiples lazos pequeños: Cableado en serie para zonas extendidas o redundancia.

La altura de detección es típicamente dos tercios del lado más corto del lazo.

Cable de Conexión

Un cable de conexión es un par trenzado apantallado que conecta el lazo con el módulo detector, normalmente canalizado. El trenzado ayuda a evitar interferencias electromagnéticas. Cables excesivamente largos pueden degradar la sensibilidad, por lo que su longitud se minimiza y la inductancia del cable debe ser igual o menor que la del lazo.

Caja de Terminación/Juntas

La caja de terminación es un recinto estanco y accesible para conectar los cables del lazo y los cables de conexión. Un correcto empalme previene la entrada de humedad y facilita el mantenimiento y solución de problemas.

Componentes Auxiliares

Además del lazo, cable y detector, los componentes auxiliares incluyen:

  • Fuentes de alimentación (12VCC–240VAC)
  • Interfaces de comunicación (relés, serie, digital, red)
  • Selladores protectores (epoxi, betún)
  • Conductos y canalizaciones
  • Indicadores de diagnóstico (LEDs, puntos de prueba)

Estos contribuyen a la integración, durabilidad y mantenimiento del sistema.

Proceso de Instalación

La instalación de un sistema de bucle inductivo implica:

  1. Corte de ranura: Sierra para abrir la ranura en el pavimento.
  2. Limpieza: Eliminación de restos y humedad.
  3. Instalación del cable: Colocación y trenzado del cable aislado en la ranura.
  4. Empalme: Conexión del lazo al cable de conexión en la caja.
  5. Relleno: Sellado de la ranura con epoxi/betún.
  6. Pruebas: Medición de resistencia e inductancia para detectar fallos.
  7. Puesta en marcha: Ajuste de parámetros del detector y verificación de la detección.

La documentación de los detalles del lazo facilita el mantenimiento futuro.

Mantenimiento

El mantenimiento regular garantiza la fiabilidad:

  • Comprobar continuidad y aislamiento del lazo
  • Inspeccionar el pavimento y los cables por daños
  • Resellar cuando sea necesario
  • Reparar averías de inmediato
  • Verificar el funcionamiento del detector y recalibrar si es necesario

Las instalaciones en aeropuertos o infraestructuras críticas pueden requerir mantenimiento programado por las restricciones de acceso.

Sistema de Guiado y Control de Movimientos en Superficie de Aeropuertos (SMGCS)

Los bucles inductivos son esenciales para el SMGCS en aeropuertos, proporcionando datos en tiempo real de ocupación de pistas y calles de rodaje a ayudas visuales, señalización y sistemas ATC. Esto mejora la seguridad en tierra, reduce el riesgo de incursión en pista y favorece operaciones eficientes y automatizadas—especialmente en baja visibilidad.

Normativas internacionales (por ejemplo, OACI Anexo 14, FAA AC 150/5220-26) regulan el uso de bucles en SMGCS para un funcionamiento fiable y a prueba de fallos.

Funcionamiento a Prueba de Fallos

El funcionamiento a prueba de fallos garantiza que, si un lazo o cable se daña, el detector emite una señal de “detección”, manteniendo barreras, señales o advertencias en estado seguro. Esto es esencial en entornos críticos como aeropuertos y pasos a nivel ferroviarios.

Magnetómetro Inalámbrico

Un magnetómetro inalámbrico es un sensor moderno y no intrusivo que detecta vehículos midiendo alteraciones en el campo magnético. Instalado en pequeños núcleos en el pavimento, se comunica de forma inalámbrica y requiere menos mantenimiento que los bucles, aunque su coste es superior y la detección de vehículos no ferrosos puede ser menos fiable.

Detección de Vehículos por Radar

La detección de vehículos por radar utiliza radar de microondas o de ondas milimétricas, generalmente montado en postes, para detectar la presencia y movimiento de vehículos sobre el nivel del suelo. Aunque no es tan común como los bucles para la detección precisa de presencia, los detectores de radar se usan cuando la instalación en el pavimento no es factible o para cubrir áreas extensas.

Resumen

Los bucles inductivos siguen siendo el estándar para la detección permanente y fiable de vehículos y aeronaves en sistemas de tráfico y aeropuertos. Su precisión, durabilidad y versatilidad son la base para la seguridad avanzada, la automatización y la integración de datos en infraestructuras críticas de todo el mundo. Tecnologías alternativas como magnetómetros y radar ofrecen opciones adicionales para aplicaciones específicas, pero la combinación de rentabilidad y rendimiento del bucle inductivo lo mantiene indispensable para la gestión moderna del transporte y los aeropuertos.

Preguntas Frecuentes

¿Cómo funciona un sensor de bucle inductivo?

Un sensor de bucle inductivo funciona incrustando un lazo de cable aislado en el pavimento y conectándolo a un detector electrónico. La corriente alterna crea un campo magnético; cuando un objeto metálico entra en este campo, altera la inductancia del lazo, que el detector percibe como un evento de presencia o paso.

¿Dónde se utilizan los bucles de inducción?

Los bucles inductivos se utilizan en semáforos, barreras de estacionamiento, peajes, monitorización de pistas y calles de rodaje en aeropuertos y sistemas de control de acceso; en cualquier lugar donde se requiera una detección fiable de vehículos o aeronaves.

¿Cuáles son las ventajas de los bucles inductivos frente a otras tecnologías de detección?

Los bucles inductivos son muy fiables, resistentes a la intemperie y tienen una larga vida útil. Son inmunes a la mayoría de las interferencias ambientales, proporcionan una detección precisa de presencia y paso, y son rentables para instalaciones permanentes.

¿Cuál es la diferencia entre el modo presencia y el modo paso?

En el modo presencia, el detector permanece activo mientras un vehículo está sobre el bucle. En el modo paso, emite un breve pulso cada vez que un vehículo entra o sale de la zona del bucle, adecuado para el conteo y la activación de eventos.

¿Pueden los bucles inductivos detectar motocicletas y bicicletas?

Sí, pero la detección depende del contenido metálico y el tamaño del objeto. Geometrías especiales del lazo, ajustes de mayor sensibilidad o configuraciones avanzadas mejoran la detección de vehículos pequeños como bicicletas o motocicletas.

¿Qué es el funcionamiento a prueba de fallos en detectores de bucle?

El funcionamiento a prueba de fallos significa que el detector pasa a una salida de 'detección' si el lazo o el cable se dañan, garantizando la seguridad al mantener barreras o señales en un estado seguro (activado) en caso de fallo.

¿Cómo se instalan los bucles inductivos?

La instalación consiste en cortar una ranura en el pavimento, colocar el cable aislado en un patrón de lazo, conectar a un cable de conexión, sellar con epoxi o betún y conectar a un módulo detector para su puesta en marcha.

¿Cuál es el papel de los bucles inductivos en los sistemas de movimiento en superficie de aeropuertos?

En los aeropuertos, los bucles inductivos monitorizan la ocupación de pistas y calles de rodaje, proporcionando datos en tiempo real a ayudas visuales y sistemas ATC para mejorar la seguridad, prevenir incursiones en pista y optimizar las operaciones en tierra, especialmente en baja visibilidad.

¿Existen alternativas a los bucles inductivos?

Sí, los magnetómetros inalámbricos y los sensores basados en radar ofrecen alternativas no intrusivas, aunque cada uno presenta ventajas y desventajas en coste, sensibilidad y adecuación a la aplicación.

¿Qué mantenimiento requieren los sistemas de bucle inductivo?

Revisiones periódicas de la continuidad del lazo, aislamiento, inspección física, resellado y verificación del funcionamiento del módulo detector aseguran fiabilidad y rendimiento a largo plazo.

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