Una etiqueta RFID pasiva es una etiqueta RFID que no tiene fuente de alimentación interna. No puede funcionar ni transmitir por sí misma. En su lugar, sólo funciona cuando entra en el campo de un lector RFID.
El lector envía energía de radio, la etiqueta recoge una pequeña cantidad de esa energía a través de su antena, se enciende un momento y devuelve al lector sus datos de identificación almacenados. Si no hay campo lector, la etiqueta pasiva permanece inactiva.
Una etiqueta RFID pasiva suele constar de dos partes principales: un microchip que almacena los datos de identificación y una antena que capta la energía y permite la respuesta.
Cómo funcionan las etiquetas RFID pasivas (paso a paso)
Las etiquetas RFID pasivas funcionan mediante un proceso de comunicación dirigido por el lector. La etiqueta no transmite continuamente. Sólo responde cuando la activa un lector.
El proceso de trabajo sigue estos pasos:
Paso 1: El lector emite energía de radiofrecuencia
Un lector RFID genera un campo electromagnético a través de su antena. Este campo transporta tanto energía como señales de comunicación.
Paso 2: La antena de la etiqueta capta la energía
Cuando una etiqueta RFID pasiva entra en este campo, su antena absorbe parte de la energía de radiofrecuencia. La energía captada se convierte en energía eléctrica.
Como las etiquetas pasivas no tienen batería, esta energía cosechada es la única fuente de alimentación del chip.
Paso 3: Encendido del microchip
Cuando se acumula suficiente energía, el microchip de la etiqueta se activa. Esto se denomina alcanzar el umbral de activación.
Si la intensidad del campo es demasiado débil, el chip no se encenderá y la etiqueta no responderá.
Paso 4: El lector envía una orden
Tras la activación, el lector envía una señal de comando. Este comando puede solicitar el número de identificación de la etiqueta o realizar otra operación permitida, como leer datos específicos de la memoria.
Paso 5: La etiqueta responde mediante retrodispersión
En lugar de generar una nueva señal de radio, la etiqueta cambia el patrón de reflexión de la señal del lector. Este proceso se denomina modulación de retrodispersión.
Al conmutar rápidamente su carga interna, la etiqueta codifica datos digitales en la señal reflejada.
Paso 6: El lector recibe y descodifica la respuesta
El lector detecta los pequeños cambios en la señal reflejada y descodifica los datos de identificación transmitidos.
Todo el proceso se produce en milisegundos.
Frecuencias RFID pasivas
Los sistemas RFID pasivos se clasifican por su frecuencia de funcionamiento, ya que ésta determina el método de acoplamiento electromagnético, la estructura de la antena, el comportamiento de la señal y el entorno de uso típico. Las tres categorías principales de RFID pasiva son baja frecuencia (LF), alta frecuencia (HF) y frecuencia ultraalta (UHF).
RFID pasiva LF
La RFID pasiva LF se refiere generalmente a sistemas que operan por debajo de 300 kHz. Las dos frecuencias LF más comunes son 125 kHz y 134,2 kHz. La de 125 kHz se utiliza mucho en sistemas de control de acceso antiguos y en aplicaciones de identificación heredadas. 134,2 kHz está muy asociada a la identificación de animales porque es la frecuencia utilizada por muchos sistemas ganaderos basados en ISO. También verás frecuencias relacionadas en el mismo vecindario, pero 125 kHz y 134,2 kHz son los anclajes prácticos para entender LF.
Técnicamente, el LF funciona en el campo cercano y se basa en el acoplamiento inductivo. El lector crea un campo magnético y la etiqueta utiliza una antena de bobina para recoger esa energía. Por eso las etiquetas LF suelen contener una estructura de bobina, ya sea una bobina enrollada en una cápsula de cristal o un conjunto de bobina moldeada dentro de un crotal o una carcasa encapsulada. Dado que la transferencia de energía es magnética y de campo cercano, los sistemas de LF no están diseñados para la lectura a larga distancia. El valor de la LF es que tiende a comportarse de forma más predecible alrededor de materiales con alto contenido en agua, como el tejido animal.
RFID pasiva de alta frecuencia
La RFID pasiva de alta frecuencia se centra en 13,56 MHz, En la práctica, HF significa casi siempre 13,56 MHz. Esta banda se utiliza para una amplia gama de formatos de etiquetas pasivas, como tarjetas, etiquetas, pulseras y etiquetas incrustadas. HF es también la base de NFC, pero NFC no es simplemente una etiqueta de frecuencia. NFC es una familia de protocolos construidos sobre la tecnología HF de 13,56 MHz.
La HF también funciona principalmente en el campo cercano y utiliza el acoplamiento inductivo, como la LF, pero a una frecuencia mucho mayor. La antena de la etiqueta suele ser una bobina plana impresa o grabada en una incrustación o dentro de una tarjeta, por lo que las etiquetas de HF suelen ser delgadas y planas. En entornos de lectura controlada, la HF es popular porque permite la identificación de corto alcance con mejor control de la zona de lectura que la UHF de largo alcance, lo que ayuda en el control de accesos, venta de entradas, sistemas de bibliotecas y flujos de trabajo de autenticación.
Sin embargo, 13,56 MHz no significa automáticamente compatibilidad universal. La HF cuenta con múltiples normas de uso generalizado que comparten la misma frecuencia pero difieren en la forma en que se comunica la etiqueta y en lo que admite. Por ejemplo, ISO 14443 suele asociarse con tarjetas de proximidad y muchas implementaciones de tarjetas seguras, mientras que la ISO 15693 es común para las etiquetas de alta frecuencia de proximidad, que a menudo buscan distancias de trabajo ligeramente más largas y casos de uso diferentes. Dos etiquetas pueden ser de 13,56 MHz y no ser legibles por el mismo sistema si la familia de protocolos no coincide con la que admite el lector.
RFID pasiva UHF
La RFID pasiva UHF se refiere generalmente a etiquetas que operan en la región de 860 a 960 MHz. A diferencia de LF y HF, UHF está muy influenciada por las normativas regionales, por lo que la banda exacta de funcionamiento depende de dónde se despliegue el sistema. Por ejemplo, en Norteamérica se suele utilizar la banda de 902 a 928 MHz según las normas de la FCC, mientras que muchos despliegues europeos operan en torno a los 865 a 868 MHz según las normas del ETSI. Otras regiones utilizan distintos segmentos dentro de la banda más amplia de 860 a 960.
La RFID pasiva UHF suele utilizar el acoplamiento electromagnético de campo lejano y se comunica mediante retrodispersión. El lector transmite energía de RF, la etiqueta recoge una pequeña cantidad para alimentar su chip y, a continuación, la etiqueta responde cambiando la impedancia de su antena para modular la reflexión de la señal del lector. Como la UHF se basa en el campo lejano y la retrodispersión, puede alcanzar distancias de lectura mucho mayores que la LF o la HF, y se utiliza mucho en logística, seguimiento de almacenes, inventarios minoristas e identificación de alto rendimiento, donde puede haber muchas etiquetas en la misma zona de lectura.
Las etiquetas pasivas UHF suelen tener antenas dipolares grabadas o impresas en finas incrustaciones, razón por la cual las etiquetas UHF suelen ser etiquetas o etiquetas colgantes. Cuando la UHF tiene que funcionar directamente sobre superficies metálicas, suele requerir una construcción especial de la etiqueta, como espaciado, blindaje o carcasas metálicas especiales, porque el metal puede desajustar la antena y reducir la potencia recogida. Además, la RFID pasiva UHF en la cadena de suministro y el inventario suele asociarse con EPC Clase 1 Gen2, también conocida como ISO 18000-6C. En muchos sistemas reales, cuando alguien dice RFID pasiva UHF, implícitamente se refiere a Gen2 y su comportamiento anticolisión, convenciones de memoria y comandos de lector.
Distancia de lectura RFID pasiva
La distancia de lectura de la RFID pasiva varía significativamente en función de la frecuencia. Dado que las etiquetas pasivas dependen totalmente de la energía del lector, la distancia alcanzable está estrechamente ligada al método de acoplamiento y a la banda de funcionamiento.
Distancia de lectura RFID pasiva LF
Los sistemas RFID pasivos LF que funcionan a 125 kHz o 134,2 kHz están diseñados para la identificación de corto alcance. La distancia de lectura típica es de 3 a 10 cm con lectores manuales y etiquetas de tamaño estándar.
En los sistemas de identificación de ganado que utilizan crotales de 134,2 kHz, la distancia de lectura práctica suele ser de 5 a 20 cm, dependiendo del tamaño de la antena lectora y de la construcción del crotal. Los transpondedores de cápsula de vidrio suelen alcanzar distancias más cortas que los crotales moldeados de mayor tamaño debido a la menor geometría de la bobina.
Distancia de lectura RFID pasiva HF
La RFID pasiva HF a 13,56 MHz suele admitir distancias de lectura de entre 2 y 30 cm para la mayoría de los sistemas basados en tarjetas y etiquetas.
Las tarjetas de proximidad ISO 14443 suelen estar limitadas a menos de 10 cm, lo que resulta intencionado para los sistemas de pago y control de acceso seguro.
Las etiquetas de proximidad ISO 15693 pueden ampliar aún más la distancia de lectura, que suele alcanzar hasta 1 metro en condiciones de antena optimizadas. Sin embargo, muchos despliegues comerciales funcionan por debajo de ese máximo para mantener zonas de lectura controladas.
Distancia de lectura de RFID pasiva UHF
La RFID pasiva UHF que funciona entre 860 y 960 MHz admite distancias de lectura significativamente mayores. Las etiquetas EPC Gen2 estándar en configuraciones típicas de lectores fijos alcanzan de 3 a 10 metros bajo los límites de potencia reglamentarios normales.
Las etiquetas de alto rendimiento combinadas con antenas optimizadas pueden alcanzar de 10 a 15 metros en entornos controlados.
Los lectores UHF portátiles suelen alcanzar de 1 a 5 metros, dependiendo de la ganancia de la antena y de la sensibilidad de la etiqueta.
UHF proporciona la mayor distancia de lectura entre las tecnologías RFID pasivas y se utiliza ampliamente en logística, gestión de almacenes y sistemas de inventario en los que se requiere una lectura multimétrica.
Tipos de etiquetas RFID pasivas
Las etiquetas RFID pasivas suelen agruparse en sistemas LF, HF y UHF. En estas bandas, los factores de forma más comunes son las incrustaciones o etiquetas y las etiquetas duras y resistentes diseñadas para proteger la incrustación y el chip.
Etiquetas RFID pasivas LF
Las etiquetas de baja frecuencia suelen contener una antena de bobina enrollada. Como la baja frecuencia requiere una bobina inductiva relativamente grande para recoger suficiente energía, las etiquetas de baja frecuencia suelen ser más gruesas y rígidas que las de alta frecuencia.
Las formas de etiqueta LF más comunes son:
- Transpondedores de cápsula de vidrio utilizados para la implantación en animales
- Crotales de plástico moldeado con bobinas integradas
- Llaveros y etiquetas de acceso encapsulados
La antena de la bobina suele ser visible internamente si la carcasa de la marca es transparente. En los crotales para ganado, la bobina está incrustada dentro de un cuerpo de plástico sellado para protegerla de la humedad y los esfuerzos mecánicos.
Las etiquetas LF rara vez se fabrican como etiquetas ultrafinas porque la estructura de la bobina requiere volumen.
Etiquetas RFID pasivas de alta frecuencia
Las etiquetas HF utilizan antenas planas grabadas o impresas en sustratos planos. Como la antena es bidimensional en lugar de enrollada, las etiquetas HF suelen ser delgadas y planas.
Las formas más comunes de etiquetas HF son:
- Tarjetas inteligentes de PVC
- Etiquetas adhesivas de papel o plástico
- Pulseras
- Etiquetas de la biblioteca
- Incrustaciones en documentos o billetes
Las antenas de HF suelen aparecer como trazas impresas en espiral o rectangulares cuando están expuestas. Su estructura plana las hace adecuadas para formatos basados en tarjetas y etiquetas.
Etiquetas RFID pasivas UHF
Las etiquetas UHF suelen utilizar antenas dipolo grabadas o impresas en finas capas de aluminio o cobre. Como la antena funciona en el campo lejano, puede implementarse como una incrustación ligera.
Las formas de etiqueta UHF más comunes son:
- Etiquetas adhesivas finas
- Etiquetas colgantes para ropa
- Etiquetas inteligentes en papel
- Etiquetas industriales de plástico duro
- Etiquetas sobre metal con estructuras espaciadoras
Las incrustaciones de UHF suelen ser extremadamente finas y flexibles. El diagrama de antena dipolo suele ser alargado y simétrico. Cuando se utilizan en superficies metálicas, las etiquetas UHF se construyen con carcasas más gruesas o separadores integrados para evitar la desintonización de la antena.
Aplicaciones de las etiquetas RFID pasivas
Las etiquetas RFID pasivas se utilizan ampliamente para la identificación, el seguimiento y la asociación de datos en múltiples sectores. La aplicación específica depende de la selección de frecuencia, los requisitos de distancia de lectura y las condiciones ambientales.
Identificación del ganado
La RFID pasiva de baja frecuencia a 134,2 kHz se utiliza habitualmente para la identificación de animales. Las marcas auriculares electrónicas y los transpondedores de vidrio inyectables se utilizan en bovinos, ovinos, caprinos y animales de compañía. La etiqueta almacena un número de identificación único que enlaza con bases de datos nacionales o de granjas. La corta distancia de lectura y el rendimiento estable en el tejido animal hacen que el LF sea adecuado para este fin.
Control de acceso y autenticación
La RFID pasiva de alta frecuencia a 13,56 MHz se utiliza ampliamente en tarjetas de control de acceso, tarjetas de identificación, billetes de transporte y credenciales seguras. La corta distancia de lectura controlada permite una interacción deliberada con el usuario, lo que es importante en sistemas sensibles a la seguridad. Muchos despliegues de HF se basan en la norma ISO 14443 o normas relacionadas para la compatibilidad y la estructura de datos.
Biblioteca y seguimiento de documentos
La RFID pasiva de alta frecuencia también se utiliza en bibliotecas, sistemas de gestión de archivos y seguimiento de documentos. Las finas etiquetas se incrustan en libros y carpetas. La distancia de lectura moderada permite un escaneado eficaz a la vez que se mantienen zonas de lectura controladas.
Venta al por menor y gestión de inventarios
La RFID pasiva UHF se utiliza habitualmente en el etiquetado de artículos minoristas, la gestión de almacenes y la logística. Las etiquetas adhesivas se colocan en productos, cajas o palés. La distancia de lectura de varios metros permite escanear rápidamente varios artículos etiquetados con lectores fijos o portátiles.
Seguimiento de activos y uso industrial
La RFID pasiva UHF se utiliza para el seguimiento de herramientas, equipos, contenedores retornables y activos industriales. Las etiquetas rígidas con carcasas protectoras se utilizan en exteriores o en entornos difíciles. Las etiquetas metálicas se utilizan cuando es necesario montarlas directamente en superficies conductoras.
¿Cuánto cuestan las etiquetas RFID pasivas?
El coste de las etiquetas RFID pasivas varía en función de la frecuencia, el tipo de chip, el diseño de la antena, el material y el volumen del pedido. El microchip en sí representa sólo una parte del coste total. Los requisitos de embalaje, encapsulado y durabilidad suelen tener un mayor impacto en el precio.
LF RFID pasiva Coste
Las etiquetas pasivas LF utilizadas para la identificación de animales o el control de acceso suelen ser más caras que las etiquetas UHF finas debido a su estructura de antena en espiral y su carcasa moldeada.
Precios habituales:
- Cápsula de vidrio Transpondedores LF: aproximadamente $1 a $3 por unidad en función del volumen
- Crotales para ganado LF con carcasa moldeada: normalmente $1,50 a $4 por unidad según el tipo de chip y la personalización
La impresión personalizada, el marcado por láser o la precodificación pueden aumentar el coste.
Coste de la RFID pasiva de alta frecuencia
Las etiquetas HF a 13,56 MHz suelen fabricarse como tarjetas o incrustaciones de etiquetas.
Precios habituales:
- Incrustaciones de etiquetas HF: aproximadamente $0,20 a $0,60 por unidad en volumen
- Tarjetas HF PVC: normalmente $0,50 a $2 por unidad, según el tipo de memoria y las características de seguridad
Los chips seguros con capacidad de cifrado aumentan el coste en comparación con las etiquetas que sólo tienen memoria.
Coste de la RFID pasiva UHF
Las etiquetas RFID pasivas UHF suelen ser las de menor coste por unidad cuando se producen en grandes volúmenes, especialmente para aplicaciones de la cadena de suministro.
Precios habituales:
- Incrustaciones de etiquetas UHF: aproximadamente $0,05 a $0,20 por unidad a grandes volúmenes
- Etiquetas duras UHF: normalmente $0,50 a $3 por unidad según la carcasa y la durabilidad
- Etiquetas industriales metálicas: a menudo $2 a $10 por unidad en función de los requisitos de rendimiento
Las etiquetas industriales especializadas o de alta temperatura pueden superar estos rangos.
Etiquetas RFID pasivas frente a activas
Las etiquetas RFID pasivas y activas difieren principalmente en la forma en que se alimentan y se comunican. La presencia o ausencia de una fuente de alimentación interna afecta a la distancia de lectura, el tamaño, el coste, los requisitos de mantenimiento y los escenarios de implantación.
Etiquetas RFID pasivas
Las etiquetas RFID pasivas no contienen batería interna. Funcionan recogiendo energía del campo electromagnético del lector y sólo responden cuando están activadas. Al no generar su propia señal, las etiquetas pasivas suelen ser más pequeñas, más finas y más baratas. Se utilizan mucho en los sistemas de identificación e inventario que cuentan con una infraestructura de lectores.
Etiquetas RFID activas
Las etiquetas RFID activas contienen una batería interna que alimenta el chip y el transmisor. Las etiquetas activas pueden emitir señales sin depender de la energía recogida de un lector. Esto permite distancias de comunicación significativamente mayores, a menudo decenas de metros o más, dependiendo de la configuración del sistema. La batería también permite funciones adicionales como la integración de sensores o la transmisión periódica de balizas.
Diferencias clave:
| Característica | RFID pasivo | RFID activo |
| Fuente de poder | Sin batería interna | Batería interna |
| Transmisión de señal | Responde sólo cuando recibe energía del lector | Puede transmitir de forma independiente |
| Distancia de lectura típica | De centímetros a varios metros | Decenas de metros o más |
| Tamaño | Pequeño y delgado | Más grande debido a la batería |
| Costo por etiqueta | Bajo | Más alto |
| Mantenimiento | Sin mantenimiento de la batería | Es necesario cambiar la batería |
| Casos de uso típicos | Comercio minorista, logística, identificación de ganado, control de acceso | Seguimiento en tiempo real, control de activos, sistemas de sensores |
Preguntas frecuentes
La distancia de lectura depende de la frecuencia. Las etiquetas LF suelen leerse a pocos centímetros. Las etiquetas HF suelen funcionar a varios centímetros y, en algunas configuraciones, hasta un metro aproximadamente. Las etiquetas UHF admiten normalmente varios metros de distancia de lectura dentro de los límites de potencia reglamentarios estándar. El rendimiento real depende de la configuración del sistema y de las condiciones de instalación.
¿Qué aspecto tiene una etiqueta RFID pasiva?
Una etiqueta RFID pasiva puede tener un aspecto muy diferente según su frecuencia y aplicación, pero siempre contiene un pequeño microchip conectado a una antena. Las etiquetas de baja frecuencia suelen ser más gruesas y pueden parecer cápsulas de cristal para implantación en animales o etiquetas auriculares de plástico moldeado con una bobina incrustada. Las etiquetas HF suelen parecerse a tarjetas planas, pegatinas o pulseras con un patrón de antena en espiral visible en su interior. Las etiquetas UHF suelen ser etiquetas adhesivas finas o etiquetas colgantes con un diseño de antena metálica alargada, mientras que las versiones industriales pueden ir dentro de carcasas de plástico duro para mayor durabilidad.
Algunas etiquetas RFID pasivas admiten memoria de sólo lectura, mientras que otras permiten escribir o actualizar datos. Muchas etiquetas UHF EPC Gen2 permiten escribir en la memoria de usuario y también pueden bloquearse tras la programación. Las etiquetas HF pueden admitir diferentes estructuras de memoria en función del tipo de chip. La posibilidad de reescribir una etiqueta depende de la especificación del chip.
Las etiquetas pasivas estándar pueden ver reducido su rendimiento cuando se montan directamente sobre metal, ya que éste puede desajustar la antena. Las etiquetas sobre metal especializadas están diseñadas con estructuras de separación o blindaje para mantener un funcionamiento adecuado en superficies conductoras.
Las etiquetas RFID pasivas no tienen batería que se degrade, por lo que su vida útil suele estar limitada por la durabilidad física más que por la electrónica. En condiciones normales, el periodo de retención de datos del chip suele ser de muchos años.
