Los pro y contras de PoE en Control de Acceso

En esta nota abordaremos este tema teniendo en cuenta los siguientes puntos: 

• Generalidades sobre PoE.
• Uso típico en Control de Acceso.
• Cuándo es útil PoE para Control de Acceso.
• Retos y limitaciones de PoE en Control de Acceso.
• Consideraciones de diseño.
  
  

Generalidades sobre PoE

La esencia de la tecnología PoE radica en la capacidad de transmitir energía eléctrica y datos a través del mismo cable Ethernet. En sistemas de control de acceso, esto implica que tanto los dispositivos, como lectores de tarjetas y cerraduras electrónicas, pueden recibir la energía necesaria para su funcionamiento a través del cable de red que también maneja la comunicación de datos. Lo fundamental para utilizar PoE para control de acceso, y sin duda para cualquier aplicación, es comprender cuánta energía hay disponible de modo que se garantice el correcto funcionamiento del sistema.

Normalmente se utilizan dos tipos principales de PoE el 802.3af y 802.3at. El 802.3af admite hasta 15,4 W y es utilizado por la mayoría de los controladores de acceso habilitados para funcionar con PoE. El 802.3at, o Hi-PoE, admite hasta 25,5 W, pero solo lo utiliza una pequeña fracción de equipos de seguridad, generalmente aquellos diseñados para usarse en entornos de clima extremo. Sin embargo, 'at' es compatible con equipos que especifican 'af'; es decir, no son excluyentes.

El tipo de PoE de mayor potencia, el 802,3 bt que puede entregar aproximadamente 95 W por cable, hasta ahora no es muy común y no se suele utilizar en control de acceso.

Para el control de acceso, 802.3at no es común.  Dependiendo del fabricante, algunos controladores pueden ofrecer versiones que lo utilizan para un mayor rendimiento, que están calificados o listados para para alimentar cerraduras y/o lectores de alto tráfico que requieran mayor consumo.

Puede ampliar los detalles de PoE y sus diferentes tipos y clases en nuestra nota PoE: nuevas versiones en el estándar y sus impactos en aplicaciones de seguridad.

Uso típico en Control de Acceso

Normalmente se utiliza PoE desde una fuente ya sea un switch de red o un inyector PoE hacia el controlador, y el controlador alimenta los dispositivos de control de acceso de bajo voltaje conectados a él como lectores, sensores y en algunos casos, cerraduras.

Controlador PoE AXIS A1210-B. Fuente: axis.com

El controlador utiliza una porción de la energía proporcionada por el estándar PoE para su propio funcionamiento y distribuye el remanente a los dispositivos complementarios. Por lo general, esta energía se divide en los diferentes puertos según el tipo de dispositivo conectado.

Cuándo es útil PoE para Control de Acceso

El uso de PoE y dispositivos compatibles en el control de acceso resulta muy práctico tanto en nuevas implementaciones como en actualizaciones de sistemas existentes. Esto se debe a que permite suministrar energía a la puerta o punto de control mediante un solo cable. En lugar de instalar inicialmente un punto eléctrico de 120 VAC regulado (idealmente), seguido de un punto de red en caso de que el controlador se comunique por IP, o un cable adicional y separado para la comunicación por protocolo RS485, la utilización de PoE simplifica significativamente el proceso.

Esto representa un gasto que implica extender o ejecutar nuevos circuitos desde tableros eléctricos, instalar tubería adicional, implementar nuevos enchufes, fuentes de alimentación, gabinetes y cajas de conexiones; mientras que con PoE se envía la energía a través del mismo cable que conecta los dispositivos de la puerta a una red Ethernet. De este modo, hay un ahorro considerable no solo en insumos, también en mano de obra y tiempo de instalación por punto de control del proyecto nuevo o de las adiciones en el caso de sistemas existentes. 

Otras ventajas del uso de PoE en control de acceso son: 

Flexibilidad en el diseño

PoE permite una mayor flexibilidad en el diseño de sistemas de control de acceso, ya que los dispositivos pueden ubicarse en lugares estratégicos sin preocuparse por la disponibilidad de tomas de corriente.

Escalabilidad eficiente

A medida que se agregan o reconfiguran dispositivos en el sistema de control de acceso, la infraestructura PoE permite una escalabilidad eficiente sin la necesidad de realizar cambios significativos en la infraestructura eléctrica.

Gestión centralizada

PoE facilita la gestión centralizada de la energía y la conectividad. La alimentación eléctrica y la configuración de dispositivos pueden ser monitoreadas y ajustadas desde una ubicación central.

Retos y limitaciones de PoE en Control de Acceso

Alimentar el sistema de control de acceso a través de Power over Ethernet (PoE) puede ser conveniente y cada vez más común. De hecho, ya se utiliza ampliamente en videovigilancia. Sin embargo, en muchos casos, las implementaciones de control de acceso pueden requerir más energía que las aplicaciones de videovigilancia. Esto puede convertirse en un problema significativo durante la configuración inicial cuando no se dispone de la potencia de alimentación adecuada, lo que resulta en puertas no aseguradas, accesos que no responden o simplemente puntos de control que no funcionan.

Para algunas regiones el uso de PoE para el acceso puede requerir conocimiento puntual de los códigos de construcción y de seguridad humana. Estas son algunas limitantes relacionadas con aplicar solo PoE para todos los equipos de control de acceso: 

Uso de cerraduras de bajo voltaje y corriente 

Esquema de implementación todo alimentado con PoE. Fuente: kintronics.com

Muchas cerraduras eléctricas de baja potencia, especialmente aquellas comercializadas para uso con controladores PoE, son vulnerables a interferencias y atascos por desalineación que los modelos de alta potencia. Si bien el estándar PoE no es la causa principal de estos problemas, los sistemas de control de acceso alimentados por PoE que utilizan este tipo de elementos de bloqueo, a menudo requieren ajustes con más frecuencia y son más susceptibles al desgaste temprano.  

Electroimanes 

Debido a que las cerraduras magnéticas o de electroimanes requieren energía de funcionamiento continuo y equipos que requieren una potencia relativamente alta, muchos controladores PoE no están construidos con salidas de contacto homologadas para uso de alta corriente. Si bien la activación intermitente que permite o impide el paso de corriente hacia el electroimán está dentro de los límites de diseño, la emisión continua de amperaje desde el controlador no lo está.  Comúnmente los fabricantes advierten sobre la alimentación de cerraduras magnéticas directamente desde el controlador solo con el uso de PoE como una única fuente de suministro de energía.

Energía de respaldo

Si se utiliza PoE, la demanda y el posterior consumo de baterías de respaldo pueden ser sustanciales. Si las puertas se desbloquean cuando se corta la energía, las fuentes de respaldo típicas de alta disponibilidad pueden ser una mejor alternativa que un recurso general que soporte toda la red de datos. En muchos casos, separar los dispositivos PoE de control de acceso de otros dispositivos que comparten la red de datos puede resultar algo muy complejo y costoso. Además, se suma el costo de las UPS, que son de alto valor. Por lo tanto, las fuentes de alimentación independientes son opciones más sencillas y menos costosas de implementar y administrar.

Reinicio y actualizaciones de los switches de red 

Si se utilizan switches de red para la alimentación de controladores, se pueden presentar fallos por cortes de energía cuando estos equipos se reinician por una falla o por un proceso de actualización.

Lo anterior también conlleva a un problema de seguridad al tener puertas o puntos de control que pueden quedar fuera de funcionamiento. Para mitigar el riesgo se pueden aplicar dispositivos UPS PoE , pero tiene un costo elevado que en muchos casos no justifica su implementación. 

Distancia limitada

La distancia efectiva de transmisión de PoE está limitada por el cableado y la calidad de la conexión. En aplicaciones de control de acceso distribuido en áreas extensas, puede ser necesario utilizar repetidores o extensores.

Consideraciones de diseño

Al aplicar la tecnología PoE en control de acceso en especial en proyectos de gran envergadura, es importante tener en cuenta varias consideraciones a fin de evitar los inconvenientes que ya hemos visto. 

Capacidad de controladores 

Usualmente, los controladores PoE no soportan más de dos puntos de control. Los controladores de cuatro puntos de control que utilizan PoE son poco comunes debido a la cantidad de potencia requerida para todos los periféricos, incluyendo lectores y elementos de bloqueo ya sean electroimanes o cantoneras. Como resultado, es importante que se consideren máximo dos puntos de control o puertas para los sistemas de control con base en PoE.

Ficha técnica controlador Axis 1210. Fuente: axis.com

Aun así, en muchos casos, la energía total necesaria para todos estos dispositivos puede superar la que el estándar PoE puede proporcionar. Como resultado, sumar todos los requisitos de energía individuales y compararlos con la capacidad de la fuente PoE, ya sea “af o “at”, es fundamental para cada punto de control. Para esto, también será necesario consultar la hoja de especificaciones del controlador para determinar cuánta energía hay disponible. Por ejemplo, en la imagen de arriba están detalladas las especificaciones del Axis 1210, los valores de potencia requerida y los valores de soporte para elementos periféricos.

Normas o códigos 

Muchos diseñadores usan o tienen en cuenta el uso de PoE para los sistemas de control de acceso, pero evitan su uso para para alimentar cerraduras o electroimanes, incluso si se dispone de energía para ello. Y es que esto se debe, en parte, a que los códigos de construcción como NFPA, IBC, ADA entre otros, pueden restringir el uso de PoE como fuente de energía. 

Un ejemplo de esto se evidencia con los botones de "Solicitud de salida", los cuales liberan las cerraduras de las puertas al ser presionados.  Algunos códigos de construcción definen que un dispositivo de desbloqueo manual (botón) debe dar como resultado la interrupción directa de la energía a la cerradura, independientemente de la electrónica del sistema de control de acceso . Cuando se acciona el botón, las puertas deben permanecer desbloqueadas durante un determinado tiempo usualmente programable. 

En esencia, en estos códigos se prohíbe controlar la energía de la cerradura mediante el cierre de contactos en el controlador y se exige una interrupción directa de la energía de la cerradura. Es decir, "se debe cortar la energía total", incluso en la fuente de suministro, para que sea completamente independiente de la electrónica del sistema de control de acceso.

Una elección de conveniencia y practicidad 

En conclusión, el uso de PoE en sistemas de control de acceso electrónico ofrece una solución eficiente y flexible, simplificando la instalación y gestión de dispositivos. Sin embargo, es esencial tener en cuenta los desafíos asociados y asegurarse de que la infraestructura PoE sea adecuada para las necesidades específicas del sistema de control de acceso.