Integración de señales y potencia en dispositivos médicos: estrategias de diseño de cableado mixto

Al desarrollar los dispositivos médicos modernos, el diseño de cableado mixto es un reto absolutamente crítico en el desarrollo de dispositivos médicos modernos. En ellos conviven líneas de potencia y señales de alta velocidad o muy baja amplitud dentro de un mismo sistema. 

Equipos de alta precisión como los monitores multiparamétricos, los dispositivos de diagnóstico por imagen, los robots quirúrgicos o los sistemas de asistencia vital requieren soluciones de cableado compactas, fiables y seguras. En todos los casos, se ha de asegurar la integridad de la señal y el cumplimiento normativo.

Cuando se consigue integrar la potencia y los datos en un único arnés, descienden el volumen, el peso y los costes, aunque en paralelo aumenta el riesgo de interferencias electromagnéticas. Por ello, en Electrolomas sabemos bien que el diseño de arneses híbridos, el blindaje adecuado y una correcta estrategia de compatibilidad electromagnética (EMC) son fundamentales desde las primeras fases del diseño.

Diseño de cableado mixto: los arneses híbridos

Los arneses híbridos permiten agrupar en una sola solución de interconexión, conductores de potencia, señales digitales de alta velocidad y señales analógicas sensibles. Su diseño debe partir de un análisis funcional claro de cada línea, considerando el nivel de tensión, la corriente, la frecuencia, la sensibilidad al ruido y la criticidad clínica.

Sin duda, entre los criterios técnicos determinantes destaca la segregación interna. Aunque compartan cubierta exterior, las líneas de potencia deben separarse físicamente de las señales sensibles mediante pares trenzados, subarneses internos o separadores dieléctricos. De este modo, se reduce el acoplamiento capacitivo e inductivo.

La selección de materiales también es fundamental. En los entornos médicos se priorizan los aislamientos biocompatibles, los cuales deben ser resistentes a esterilización y reunir buenas propiedades dieléctricas. Además, dimensionar correctamente los conductores evita los sobrecalentamientos y las caídas de tensión que puedan afectar al funcionamiento del dispositivo.

Un buen diseño de cableado mixto responde a criterios eléctricos y, también, mecánicos: radios de curvatura, ciclos de flexión, vibraciones y facilidad de ensamblaje influyen directamente en la fiabilidad a largo plazo.

Mitigación de interferencias y EMC

La EMC es un aspecto regulatorio y funcional crítico en los dispositivos médicos. Una interferencia mal controlada puede provocar errores de lectura, falsas alarmas o incluso fallos de seguridad.

Entre las buenas prácticas más eficaces destaca el uso de blindajes individuales y colectivos. Las señales de alta velocidad o baja amplitud deben ir apantalladas, con terminaciones de 360° correctamente conectadas a masa para evitar bucles de tierra.

El ruteado interno del arnés también influye: para reducir el acoplamiento no deseado, es preciso mantener distancias constantes, evitar paralelismos prolongados entre potencia y señal, y cruzar líneas en ángulo recto cuando sea posible.

La correcta gestión de masas y referencias es otro punto crítico. Diseñar una arquitectura de tierra coherente, evitando retornos compartidos entre potencia y señal, mejora significativamente el comportamiento EMC del sistema.

Por último, validar el resultado mediante simulaciones y ensayos tempranos permite detectar problemas antes de la certificación final, ahorrando tiempo y costes. 

En definitiva, un enfoque integral de diseño de cableado mixto es clave para garantizar la seguridad, el rendimiento y el cumplimiento normativo en los dispositivos médicos. Elige Electrolomas, contacta cuanto antes con este proveedor de referencia.