Los medidores avanzados se comunican por la propia red eléctrica (PLC), por radio en malla (RF mesh) o por la red celular. Cada una tiene límites distintos de alcance, ancho de banda y dependencia de terceros. La elección sale del estudio de cada zona: densidad de medidores, topografía, ruido en la red, cobertura celular y costo de operación.
Los dos tramos de la comunicación
En un sistema de medición avanzada hay dos problemas de comunicación distintos. El primero es llevar el dato del medidor a un punto de recolección. El segundo es llevar los datos reunidos hasta el centro. Las tecnologías de esta guía resuelven sobre todo el primero.
- Tramo del medidor: un grupo de medidores hacia un concentrador o hacia la red celular.
- Tramo de retorno: el enlace entre cada concentrador y el sistema central. Los informes del Departamento de Energía de Estados Unidos mencionan para este tramo la fibra óptica, el celular, las microondas y la línea de potencia.
La estructura completa está en arquitectura AMI. La Resolución CREG 101 001 de 2022 no obliga a una tecnología de comunicación concreta: fija el protocolo de aplicación, DLMS/COSEM, que puede viajar por varias de ellas, y exige interoperabilidad con protocolos abiertos. Vea DLMS/COSEM: lo esencial.
Línea de potencia (PLC)
El PLC (power line communication) usa los mismos conductores de la red eléctrica como medio de comunicación. La señal de datos viaja superpuesta sobre la de potencia, entre el medidor y un concentrador instalado en el transformador.
Lo que ofrece:
- No necesita red de radio ni cobertura de un tercero.
- El camino de comunicación es el mismo de la energía, así que cada medidor tiene una ruta natural hacia el transformador que lo alimenta.
Lo que limita:
- Ruido en la línea. Cargas como variadores, fuentes conmutadas y cargadores generan ruido que degrada la señal.
- Ancho de banda. Es menor que el de las opciones de radio, y por eso sirve bien para lecturas periódicas y menos bien para volúmenes grandes de datos.
- Alcance. La señal se atenúa con la distancia y con los equipos intermedios; por eso se suele instalar un concentrador por transformador.
Un documento del Departamento de Energía de 2024 señala que el PLC se usa poco en Estados Unidos. Un informe de la asociación NRECA sobre un proyecto del Departamento lo considera menos deseable que la radio por el ruido de línea y el ancho de banda limitado, aunque puede hacer falta en algunas geografías.
Radio en malla (RF mesh)
En una red RF mesh, los medidores se comunican por radio y cada uno retransmite los datos de sus vecinos. Un camino directo al colector no es indispensable: si un enlace falla, la red busca otro a través de otro medidor. Los informes del Departamento de Energía de 2014 y 2016 describen la malla de radio como la opción más usada para unir medidores con colectores, los cuales usan después un retorno inalámbrico o celular.
Lo que ofrece:
- Cobertura en zonas densas, porque cada medidor extiende el alcance de los demás.
- Autorreparación: si un medidor falla, la red reencamina los datos.
- Independencia de operadores celulares en el tramo del medidor.
Lo que limita:
- Topografía y edificaciones. Los cerros, los edificios y la vegetación bloquean la señal.
- Zonas dispersas. Donde los usuarios están lejos entre sí, la malla pierde su ventaja porque no hay vecinos cerca.
- Planeación de saltos. Si muchos medidores dependen de un solo vecino, ese nodo se satura.
Red celular
En el esquema celular, cada medidor, o cada concentrador, tiene un módem que usa la red de un operador. El documento del Departamento de Energía de 2024 describe el celular como una opción de amplia cobertura, con mejor ancho de banda y latencia que las alternativas más antiguas, útil para AMI y otras aplicaciones de la red. Un informe de 2014 del mismo Departamento señala que la reducción del costo por megabyte de las operadoras lo hizo más atractivo para las empresas.
Lo que ofrece:
- Cobertura en zonas dispersas, donde no existe vecindad entre medidores.
- No requiere construir una red propia.
Lo que limita:
- Dependencia de un tercero. La disponibilidad, el costo y la vida útil de la tecnología dependen de la operadora.
- Costo recurrente por cada línea o por el volumen de datos.
- Cobertura en interiores y sótanos. Un medidor en un cuarto de medidores subterráneo puede quedar sin señal. Hay detalles de cobertura y de radioenlaces en enlaces de radio y celulares.
Cómo comparar
| Criterio | PLC | RF mesh | Celular |
|---|---|---|---|
| Medio | Conductores de la red eléctrica | Radio entre medidores | Red de una operadora |
| Mejor ámbito | Zonas donde la radio no funciona | Zonas urbanas y densas | Zonas dispersas o sin vecinos |
| Punto débil | Ruido y poco ancho de banda | Topografía y baja densidad | Dependencia y costo recurrente |
| Requiere concentrador | Sí, por transformador | Sí, por zona | No, o uno por grupo |
| Infraestructura propia | Concentradores | Concentradores y repetidores | Casi ninguna |
En la práctica muchas empresas combinan tecnologías: malla de radio en las zonas densas y celular en las dispersas, con el mismo sistema central y el mismo protocolo de aplicación.
Cómo se decide en un proyecto
- ¿Hay cobertura celular medida en los puntos de medida?
- Sí: ¿Los medidores están lejos entre sí?
- Sí: Celular directo en el medidor o en grupos pequeños
- No: ¿Se acepta depender de la operadora y su costo recurrente?
- Sí: Celular o malla de radio: compare costo total en el horizonte del proyecto
- No: Malla de radio con concentradores propios
- No: ¿La topografía permite radio entre medidores?
- Sí: Malla de radio con retorno propio
- No: ¿El ruido de la red permite señal por línea de potencia?
- Sí: PLC con concentrador por transformador
- No: Revise la ubicación de los medidores o añada repetidores
- Sí: ¿Los medidores están lejos entre sí?
El estudio previo incluye mediciones de cobertura en campo, el inventario de medidores por transformador y el mapa de obstáculos de cada zona. Sin ese estudio, el desempeño que se promete en el papel no se garantiza en la red real.
Qué verificar antes de recibir el sistema
- Tasa de lecturas recibidas por zona y por día, contra las esperadas.
- Tiempo de entrega de los datos y de las órdenes al medidor.
- Comportamiento ante una caída del enlace de retorno y reenvío de datos guardados.
- Seguridad del enlace: autenticación del medidor y protección de los datos que viajan por medios de terceros. Los criterios de IEC 62351 y de ciberseguridad industrial aplican al diseño.
- Sincronización de hora de los medidores.
Para ampliar, vea qué es la medición inteligente y la lectura, el corte y la reconexión remota.
Dónde puede ayudarle Tiza Group
Diseñamos la comunicación como un proyecto de ingeniería: topología, medios, enlaces de retorno, direccionamiento, seguridad y pruebas de punta a punta. Si va a medir un conjunto de puntos de entrega o a integrar medidores a su SCADA, vea nuestra ingeniería de comunicaciones y la integración a SCADA y gateways. Escríbanos y le cotizamos. Cómo evaluar si un proyecto conviene, con valor presente y relación beneficio-costo, está en análisis costo-beneficio de un proyecto AMI.
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Referencias
- U.S. Department of Energy, Advanced Metering Infrastructure and Customer Systems (informe resumen, 2016): uso de malla de radio y PLC en proyectos de AMI y opciones de retorno.
- U.S. Department of Energy, Office of Electricity, Grid Communication Technology (2024): características del PLC y del celular.
- U.S. Department of Energy, Smart Grid System Report (2014): malla de radio y costo del celular.
- Resolución CREG 101 001 de 2022: protocolo DLMS/COSEM, interoperabilidad y almacenamiento mínimo de datos.
Preguntas frecuentes
¿Qué tecnología de comunicación es mejor para la medición inteligente?
Ninguna es mejor en todos los casos. Los informes del Departamento de Energía de Estados Unidos describen la radio en malla como la opción más extendida para unir medidores con colectores. Describen la línea de potencia como una opción menos usada, que sirve donde la radio no funciona, y el celular como una opción de amplia cobertura. La decisión depende de cada zona.
¿Qué es una red en malla (mesh)?
Es una red donde cada medidor sirve también de repetidor de sus vecinos. Si el camino directo a un colector falla, los datos buscan otro camino a través de otros medidores. Eso da cobertura en zonas densas, pero exige planear cuántos medidores llegan a cada colector.
¿Qué pasa con los datos si falla la comunicación?
El medidor sigue registrando. La resolución CREG 101 001 de 2022 exige guardar los datos de energía, tensión y corriente durante un mínimo de 60 días consecutivos, de modo que al restablecerse el enlace los intervalos pendientes se descargan.