Aporte Individual Practica 2 de Instrumentacion y Mediciones
Aporte Induvidual Trabajo Colaborativo Tema 5 de Instrumentacion y Mediciones
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3- Investigar cmo se producen las interferencias electromagnticas en los cables
de datos.
Desarrollo:
Por interferencia electromagntica (EMI) se puede entender la que la presencia de
voltajes o corrientes no deseadas que pueden aparecerse en un equipo o en sus
circuitos, como resultado de la operacin de otro aparato electrnico, o por
fenmenos naturales.
Con esta imagen se representa el esquema bsico de los elementos que
intervienen en un problema de EMI. Hay que remarcar que solo se habla de
inferencia siempre y cuando se provoque un mal funcionamiento en el receptor.
El acoplamiento entre sistemas consiste en que un dispositivo interacciona y
perturba el funcionamiento de otro. El camino de acoplo entre fuente y receptor
permite a la fuente interferir con el receptor. Existen cuatro modos caminos de
acoplamiento.
Conduccin Corriente elctrica
Acoplo inductivo Campo magntico
Acoplo capacitivo Campo elctrico
Radiacin Campo electromagntico
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Teniendo en cuenta el esquema bsico de la imagen, es obvio que los tres
mtodos posibles para eliminar las interferencias son:
Suprimir la emisin en la fuente
Hacer el camino de acoplamiento poco efectivo
Hacer el receptor menos sensible a las emisiones
La mejor solucin es la primera aunque no siempre es posible identificar la fuente
de la perturbacin ya que algunas veces no es posible eliminarlas ya que son
seales activas del sistema, como por ejemplo el reloj de un sistema digital. En
estos casos solo se puede actuar sobre el camino de acoplamiento haciendo la
vctima ms inmune.
Una interferencia electromagntica (EMI, Electromagnetic Interference) es
cualquier seal o emisin, radiada en el espacio o conducida a travs de un cable
de alimentacin o seal, que pone en peligro el funcionamiento de la navegacin
por radio u otro servicio de seguridad, o degrada seriamente, obstruye o
interrumpe de forma repetida un servicio de comunicaciones por radio autorizado.
Los servicios de radiocomunicaciones incluyen, entre otros, emisoras comerciales
de AM/FM, televisin, servicios de telefona mvil, radar, control de trfico
areo, buscapersonas y servicios de comunicacin personal (PCS, Personal
Communication Services). Estos servicios de radio autorizado y servicios de radio
no autorizados, como WLAN o Bluetooth, y los radiadores involuntarios, como
dispositivos digitales, incluidos los sistemas informticos, contribuyen al entorno
electromagntico.
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La compatibilidad electromagntica (EMC, Electromagnetic Compatibility) es la
capacidad de los componentes del equipo electrnico de funcionar correctamente
juntos en el entorno electrnico. Aunque este sistema se ha diseado y ajustado
para cumplir con los lmites de emisin electromagntica establecidos por la
agencia reglamentaria, no hay ninguna garanta de que no ocurran interferencias
en una instalacin en particular. Los productos EMC corporacin estn diseados,
probados y clasificados segn los entornos electromagnticos en que se usan.
Estas clasificaciones de entornos electromagnticos se refieren generalmente a
las siguientes definiciones concertadas:
Los productos de Clase B son para uso en entornos
residenciales/domsticos, pero tambin pueden ser utilizados en entornos
no residenciales/no domsticos.
El entorno residencial/domstico es un entorno en el que se anticipa el uso
de receptores de radio y televisin emitidas dentro de una distancia de 10
metros desde la ubicacin del producto.
Los productos de Clase A son para uso en entornos no residenciales/no
domsticos. Los productos de Clase A pueden ser utilizados tambin en
entornos residenciales/domsticos, pero pueden causar interferencias
que requieran que el usuario tome las medidas correctivas oportunas.
Si este equipo provoca interferencias con servicios de comunicaciones por
radio, lo que se puede determinar apagando y encendiendo el equipo,
intente corregir dichas interferencias adoptando una o varias de las
siguientes medidas:
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Cambie la orientacin de la antena de recepcin
Vuelva a ubicar el ordenador con respecto al receptor
Separe el ordenador del receptor
Conecte el ordenador a una toma de alimentacin elctrica diferente de forma que
el ordenador y el receptor se encuentren en ramas distintas del circuito. Si es
necesario, consulte a un representante de la Asistencia tcnica de EMC
Corporation o a un tcnico experimentado de radio/televisin o EMC para obtener
consejos adicionales. El equipo de tecnologa de informacin (ITE, del ingls
Information Technology Equipment), que incluye perifricos, tarjetas de expansin,
impresoras, dispositivos de entrada/salida (E/S), monitores, etc., que estn
integrados en o conectados al sistema deben ajustarse a la clasificacin del
entorno electromagntico del sistema del ordenador. Un aviso sobre cables de
seales blindados: Utilice nicamente cables blindados para conectar dispositivos
perifricos a todos los dispositivos EMC Corporation a fin de reducir la posibilidad
de interferencia con los servicios de radiocomunicaciones. La utilizacin de cables
blindados garantiza que se mantiene la clasificacin apropiada EMC para el
entorno pretendido.
Una de las opciones ms habituales para evitar interferencias es proteger el cable
o el sistema electrnico para que estas no entren en el interior. Un apantallamiento
consiste en recubrir con una malla metlica un cable o dispositivo para que no
entre la radiacin. Para hacer un buen apantallamiento hay que tener en cuenta
varios aspectos; la energa apantallada tiene que ir a algn sitio, es decir, no se
puede colocar el apantallamiento sin ms, si no que este debe ir conectado a tierra
para que la energa tenga una salida a travs de la proteccin metlica. El no
tener en cuenta esta consideracin es uno de los fallos ms habituales a la hora
de instalar cable apantallado, ya que despus con el cable no se ponen los
correspondientes conectores que unirn la pantalla con la tierra.
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Un ejemplo muy habitual suelen ser las instalaciones de redes Ethernet, donde
muchas veces ponen cable apantallado que es mucho ms caro que el normal y
luego no ponen los conectores apantallados. Estos conectores son igual que los
RJ45 normales pero estn recubiertos con una chapa metlica que es la que une
el metal del apantallamiento con la parte metlica del conector de la tarjeta que
est conectada a tierra.
4- Investigar cmo se pueden prevenir y evitar las interferencias electromagnticas
en los cables de datos.
Las interferencias electromagnticas se clasifican en dos grupos:
1. Intencionadas:
Se refiere a interferencias causadas por seales emitidas intencionadamente, con
el propsito expreso de producir una disfuncin en la vctima, es decir, una
interferencia (como ocurre en la denominada guerra electrnica).
2. No intencionadas:
Se incluyen por un lado aquellas causadas por seales emitidas con otra intencin
(generalmente, sistemas de telecomunicaciones) y que accidentalmente, dan lugar
a un efecto no deseado en un tercero; y por otro aquellas emitidas no
intencionadamente (equipos electrnicos en su funcionamiento normal, sistemas
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de conmutacin, descargas electrostticas, equipos mdicos, motores de
induccin, etc.)
Otra clasificacin posible es por el mecanismo que acopla la fuente y la vctima de
la interferencia; en ese caso se habla de:
Interferencias radiadas, cuando la seal se propaga de fuente a vctima mediante
radiacin electromagntica.
Interferencias conducidas, cuando se propaga a travs de una conexin comn a
ambos (por ejemplo, la red elctrica).
Evitar la interferencia:
Existen muchas formas de reducir la EMI;
Est universalmente aceptado que es ms rpido y menos costoso intentar
prevenir la posibilidad de interferencias al comienzo de la fase de diseo, en lugar
de buscar cmo solucionarlas cuando aparezcan. Durante el proceso de diseo, la
primera solucin, la menos compleja y costosa, suele ser recolocar los
componentes del mismo, buscando conexiones ms cortas, de menor impedancia
y un mejor diseo de la masa del circuito.
Este paso no siempre es posible, bien por su complejidad, bien trabajamos con un
diseo ya realizado (por ejemplo, comprado), que no se puede cambiar. En ese
caso, lo ms sencillo suele ser aadir nuevos componentes (filtros, condensadores
de desacoplo, cuentas de ferrita, transformadores de aislamiento, fibras pticas)
con la esperanza de que se resuelva as el problema.
Tambin se puede reducir la velocidad de trabajo en algunos sistemas
electrnicos. Esto puede exigir una reprogramacin.
Otra opcin, sencilla pero costosa, puede ser blindar los dispositivos a proteger, o
bien cambiarlos de sitio, y colocarlos donde no den problemas (algunos lo
comparan a esconder un monstruo en el stano).
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Otra posibilidad puede ser cambiar los componentes problemticos por otros ms
resistentes.
5- Investigar con que mtodos o instrumentos se pueden medir las interferencias
electromagnticas.
Mtodos de proteccin EMI: Como hemos visto en apartados anteriores, la
introduccin de seales no deseadas (ruido) en circuitos elctricos y electrnicos
est siempre presente, y La mayor parte de estos efectos deben ser
contrarrestados mediante los siguientes mtodos:
Diseos de Circuitos de los Equipos Electrnicos.
Apantallamiento de la Estructura.
Contacto elctrico (Bonding).
Prcticas Aceptadas de Instalacin del Cableado.
Diseo de los circuitos impresos de los equipos electrnicos
Se debe realizar una seleccin adecuada de los componentes y aplicar las regla
de diseo EMC para reducir las emisiones y susceptibilidades a nivel de circuitos
impresos (PCB) que componen un equipo electrnico. Para ello se realizan
comprobaciones que determinan el estado de compatibilidad electromagntica
interna de los diferentes prototipos, de forma que se puedan realizar las mejoras
adecuadas en el diseo antes de llegar su produccin.
Apantallamiento de la estructura
El apantallamiento estructural es uno de los mtodos principales para proteger los
circuitos instalados dentro de la aeronave que son susceptibles a los fenmenos
de interferencia electromagntica (EMI, Lightning, HIRF,). La estructura metlica
proporciona un camino de baja impedancia para las corrientes que se puedan
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generar por fenmenos de interferencia electromagntica, y as se minimiza el
riesgo de que estas corrientes puedan afectar a los sistemas y al cableado que se
encuentra en el interior de la aeronave. Adems, una estructura cerrada, como
puede ser fuselaje una aeronave, proporciona cierto grado de
apantallamiento para los campos radiados. Esta superficie conductora
completamente cerrada se llama a menudo caja de Faraday; el objetivo principal
del apantallamiento estructural es apantallar/sellar todas las rendijas y aperturas
que puedan existir en el fuselaje para conseguir el efecto de Caja de Faraday
frente al ambiente EMI externo que pueda perturbar a los circuitos internos de la
aeronave.
Los sistemas utilizados para realizar el apantallamiento son:
Juntas conductoras (gaskets): Son juntas conductoras para sellar puertas
de acceso y paneles de registro removibles.
Tiras de metal embebidas (imbedded metal strips): Recubrimiento metlico
en los paneles de la aeronave que estn construidos con materiales
compuestos.
Tiras de contacto y muelles spring fingers: Las tiras de contacto y los
springfingers se usan para sellar las uniones y juntas que existen entre las
puertas y la estructura.
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6- Principales fuentes de interferencias electromagnticas, como pueden afectar
las principales fuentes de interferencia electromagnticas a las mediciones y a los
instrumentos de medida.
Las interferencias electromagnticas (EMI) estn siendo uno de los mayores
motivos de perturbaciones que se generan en los cables de datos en redes
informticas, sean estructuradas o no.
El instalador debe representar todos los procedimientos tcnicos para realizar la
instalacin, para tener una instalacin calificada, donde los efectos de las EMI no
causen perturbaciones en la red de datos, provocando prdidas de desempeo.
Las Interferencias Electromagnticas (EMI) tienen tres fuentes:
1. Las EMI originadas entre los pares, en un cable estructurado, son mitigadas por
las formas de construccin de los cables (pares torcidos y conjunto de los pares
enrollados, respetando un determinado paso) y se deben respetar debidamente
las normas de instalacin especificadas por los fabricantes sobre los componentes
aplicados en la instalacin.
2. Las EMI originadas por los cables que trafican en forma paralela a los cables de
datos, como los cables de energa elctrica.
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3. Las EMI originadas por los elementos externos son las causadas por ondas
electromagnticas tradas desde afuera de la canalizacin y que causan
perturbaciones, directamente o indirectamente, en los cables de datos, como las
ondas de radio, de TV, celulares, campos magnticos, campos electromagnticos,
etc.
El conocimiento de los niveles y tipos de las ondas electromagnticas existentes
en el ambiente de trabajo, ayudan a orientar las actitudes para tomar precauciones
con el fin de atenuar las perturbaciones que puedan generarse en los cables
lgicos, por efectos externos o internos. Las perturbaciones externas, ya sean que
provengan de ondas electromagnticas o de cables que transmitan otras formas
de energa o seal, en una misma tubera deben tener un tratamiento especial
durante la instalacin, tomando medidas que atenen o eliminen estas
perturbaciones. Entre todas las fuentes que causan perturbaciones, las principales
son:
Armnicos y Transigentes (transitorios) en la red de energa elctrica.
Considerando una red de energa elctrica con ondas ceno y dales de 50
Hz, la norma indica que podemos transportar cables lgicos junto con
conductores de energa elctrica (hasta 480 V y 20 A), separados por una
divisin fija. No obstante, hoy tenemos redes de energa elctrica con una
onda deformada, cargada de armnicos y transigentes.
Saturacin de los cables de datos. Cuando la corriente de los cables de
energa elctrica, que corren paralelos a los cables lgicos, llegan cerca o
sobrepasan los 20 A., tenemos fuertes perturbaciones en los cables lgicos.
Los armnicos pueden traer componentes de corriente continua que
tambin provocan estas perturbaciones.
Emisiones de estaciones de radio de FM que estn en las proximidades de
la instalacin.
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Emisiones de TV y de antenas de celulares