Espectro Electromagnético
Introducción a la Compatibilidad
Electromagnética
INTRODUCCIÓN Los voltajes y corrientes que circulan en un
sistema producen campos electromagnéticos. Estos campos
ejercen fuerzas sobre los electrones de conducción,
induciendo en los otros equipos voltajes y corrientes no
deseadas, interferencias o ruido. El estudio de las
interferencias surge a fines del siglo XIX con los primeros
sistemas de comunicaciones, como el telégrafo, ante la
interferencia causada por eventos naturales como caída de
rayos sobre las líneas. En 1933 la Commission
Electrotechnique Internationale (CEI) presentó las
primeras normas sobre emisión de interferencias y
creó el CISPR (Comité International Spécial
des Perturbations Radioélectriques) para desarrollar y
ampliar estas normas. La actividad de estudio de la EMC
aumentó mucho en la Segunda Guerra Mundial debido al uso
masivo de las comunicaciones, el desarrollo del radar y otros
equipos Eléctricos y electrónicos. La
explosión tecnológica que siguió a la
invención del transistor en 1948 y los circuitos
integrados en la década del 60, y la ubicuidad de estos
dispositivos en aplicaciones críticas como equipos
médicos o de control de aviones, propició el
desarrollo de normas más exigentes y mecanismos de
análisis y control de interferencias de complejidad
inusual. La Federal Communications Comission (FCC) de Estados
Unidos, publicó en 1979 normas limitando las emisiones
electromagnéticas en todo el espectro. Otros organismos
nacionales e internacionales produjeron directivas y normas, de
las cuales la más conocida es la de la Comunidad Europea
de 1989, que agregó reglas de inmunidad.
Regulaciones en Europa Las normas más extendidas son las
emitidas por la Comunidad Europea, que produjo su primer
directiva sobre EMC en Mayo de 1989 (la Directiva 89/336/CEE
(1)). Esta directiva tenía como objetivos eliminar las
barreras comerciales entre los países miembros y disminuir
y controlar la polución electromagnética del medio
ambiente. La Directiva 89/336/CE ha sido modificada y
complementada por otras Directivas posteriores y sigue en
revisión y actualización. Los productos
comercializados en los países miembros que cumplan con las
condiciones mínimas descriptas en la Directiva
llevarán una marca de conformidad. Las normas precedentes
regulaban estándares de susceptibilidad de equipos e
instalaciones. La Directiva 89/336/CEE es la primera que
también incluye regulaciones sobre la emisión de
señales potencialmente dañinas. [1] Directiva para
la operación simultánea y compatible
electromagnéticamente de distintos equipos
eléctricos y electrónicos comercializados.
Directiva 89/336/CEE Definiciones básicas (artículo
1): – Aparato: todo aparato eléctrico y electrónico
junto con equipos e instalaciones que contienen componentes
eléctricos y/o electrónicos. – Perturbación
electromagnética: cualquier fenómeno
electromagnético que puede degradar el funcionamiento de
un dispositivo, unidad de equipo o sistema. Una
perturbación electromagnética puede ser ruido
electromagnético, una señal no deseada o una
modificación en el medio de propagación propiamente
dicho. – Inmunidad: es la habilidad de un dispositivo, unidad de
equipo o sistema para funcionar sin degradación de calidad
en la presencia de perturbaciones electromagnéticas. –
Compatibilidad electromagnética: habilidad de un
dispositivo, unidad de equipo o sistema para funcionar
satisfactoriamente en su ambiente (sea cual fuera la
interferencia electromagnética que produzca el sistema,
ésta no comprometerá la funcionalidad de él
mismo ni la de otros instrumentos que lo rodean).
El principal objetivo de la Directiva 89/336/CEE es garantizar la
libre circulación de aparatos en el Área
Económica Europea (EEE) y crear un ambiente EMC aceptable.
El nivel de protección requerido está especificado
en la Directiva de EMC mediante objetivos de protección en
el campo de la compatibilidad electromagnética. Los
principales objetivos son: Asegurar que dispositivos, aparatos y
sistemas, no puedan interferir con equipos de radio o
telecomunicación cuyo funcionamiento pudiera ser afectado
(de acuerdo con la definición del artículo 1 de la
Directiva de EMC) por perturbaciones electromagnéticas
causadas por estos aparatos eléctricos o
electrónicos. Asegurar que los aparatos tienen un adecuado
nivel de inmunidad[1] intrínseca a las perturbaciones
electromagnéticas de manera que puedan funcionar de
acuerdo con su propósito. Para lograr estos objetivos, la
Directiva de CEM establece requisitos de protección y
procedimientos bajo los cuales el fabricante pueda evaluar por
sí mismo sus aparatos en relación a esos requisitos
o los pueda hacer evaluar por terceras partes. Obviamente el
objetivo no es conseguir un nivel de emisión cero, o total
inmunidad. [1] Se refiere a la habilidad del objeto para
funcionar en un ambiente con ruido electromagnético
Para que un objeto sea compatible, debe satisfacer pues, tres
criterios: – No producir interferencias "intolerables" en el
medio ambiente que puedan generar fallas de funcionamiento en
otros dispositivos unidades de equipo o sistemas. – No producir
interferencias sobre sí mismo. No ser susceptible[1] a las
emisiones de otros sistemas (habilidad del dispositivo, unidad de
equipo o sistema para funcionar satisfactoriamente en un medio
ambiente donde hay campos electromagnéticos causados por
fuentes ajenas). Desde el 1 de enero de 1996 todo producto
comercializado en el Mercado Común Europeo debe satisfacer
las normas comunitarias de emisión e inmunidad. Toda
fuente de energía eléctrica está inmersa en
campos eléctricos y magnéticos. Una parte de la
energía contenida en estos campos se radia al espacio,
mientras que el resto queda almacenada en las proximidades de las
fuentes. En cualquier problema de compatibilidad
electromagnética existen tres elementos esenciales: – La
fuente del fenómeno electromagnético: pueden ser
los transmisores de radio, líneas de alta tensión,
circuitos electrónicos, rayos, … Todo aquello que genera
o utiliza energía electromagnética – Un receptor,
que no funcionará adecuadamente debido al fenómeno:
radio, circuitos electrónicos o incluso personas, … – Y
un camino entre ellos. [1] Se refiere a la posibilidad del objeto
de funcionar mal debido a las interferencias
Interferencia electromagnética A la transferencia de
energía electromagnética entre dos equipos se le
denomina interferencia electromagnética EMI, puede
ocasionar el mal funcionamiento de los equipos
electrónicos y hasta dañarlos de forma irreparable.
Un sistema que puede producir campos E y B variables con el
tiempo tiene el potencial de causar interferencia
electromagnética. A cualquier señal indeseable
(generada por la no linealidad y la distorsión del
circuito, que se superpone a las señales propias del
mismo) dentro de un sistema se le llama ruido. La interferencia
electromagnética se puede dividir en dos
categorías: EMI por Conducción: En este caso la
interferencia electromagnética se propaga vía
cables (p. E. Cables de alimentación, etc.). EMI por
Radiación: En este caso la interferencia
electromagnética EMI se propaga a través del
aire.
Fuentes de interferencia Las fuentes de interferencia se
clasifican como naturales (independientes de la actividad humana)
y artificiales (producidas por el hombre) – Naturales (incluyen
el ruido atmosférico terrestre debido a tormentas,
precipitación estática, y emisiones del cosmos). –
Provocadas por el hombre: no intencionadas (líneas de alta
tensión, los motores eléctricos, las
máquinas industriales, …), e intencionadas, con el fin
de radiar (ligadas a los equipos electrónicos de
comunicaciones: radares, sistemas de navegación, las
telecomunicaciones, … y los equipos médicos). * Fuentes
naturales – a.-Ruido térmico: Se produce por las
fluctuaciones estadísticas del movimiento
electrónico en los conductores debido a la temperatura. De
acuerdo a la teoría cuántica, a cualquier
temperatura por encima de 0º K los electrones de un
conductor se hallan en movimiento al azar. Al circular una
corriente, este movimiento aleatorio se superpone al movimiento
ordenado producido por las fuentes de fem. Estas fluctuaciones
crean efectos de ruido en señales de baja intensidad y
pueden producir fallas de funcionamiento en circuitos muy
sensibles.
b.-Campos atmosféricos: Las diversas capas
atmosféricas contienen átomos y moléculas
que se ionizan fácilmente por la radiación
ultravioleta del Sol, colisiones de partículas cargadas,
etc. Se generan así campos extremadamente variables en
intensidad y contenido armónico. Muchos fenómenos
eléctricos naturales son demasiado débiles para
crear interferencias, lo que deja para nuestro análisis
fundamentalmente los campos creados por tormentas
eléctricas, la influencia de la radiación solar y
la radiación cósmica de alta energía.
b.1.-Tormentas eléctricas: Una tormenta eléctrica
(se debería llamar electromagnética) crea descargas
por ruptura dieléctrica del aire (ionización de las
moléculas gaseosas) ante los campos eléctricos
producidos entre nubes o entre nubes y la tierra, dado que las
nubes acumulan carga eléctrica estática. La
corriente de una rayo típico es de 3 a 200 KA, el 80% de
los casos medidos excede los 50 KA. Uno de los aspectos
más estudiados de las descargas atmosféricas es su
acción sobre aviones en vuelo, que puede ser
catastrófica, directamente por la generación de
incendios o indirectamente alterando la electrónica de
comunicaciones o control del aparato. Las tormentas y actividad
electromagnética atmosférica inducen cambios en las
partes altas de la atmósfera, donde existen regiones de
partículas cargadas por la radiación solar y la
radiación cósmica. Estas regiones
(tropósfera e ionósfera) actúan como
guías de onda para radiaciones de RF y generan
también campos electromagnéticos propios que
varían a lo largo del año y de acuerdo a la
situación geográfica.
b.2.-Radiación solar y ruido cósmico:
Fenómenos extraterrestres, como las manchas solares,
generan radiación cósmica en forma de
partículas de alta energía que interactúan
con los átomos y moléculas de la alta
atmósfera. El campo magnético terrestre ejerce
fuerzas sobre estas partículas modificando su trayectoria
y “enfocándolas” hacia los polos, donde las
interacciones con los átomos y moléculas del aire
producen las llamadas auroras. Otros efectos surgen por
influencia de las auroras, creadas por partículas cargadas
cósmicas de alta velocidad desviadas por el campo
magnético terrestre en la cercanía de los polos, la
radiación solar o de planetas, como Júpiter, que
generan partículas cargadas y campos. La mayor parte de la
radiación cósmica proviene de la actividad solar,
aunque hay fuentes de partículas elementales extrasolares
y aún extragalácticas, pero su intensidad es muy
baja. La actividad solar presenta ciclos de aproximadamente 11
años, donde se produce un máximo de presencia de
manchas solares y aumenta la producción de
partículas de alta energía, causando interferencias
apreciables en sistemas de comunicación satelitales. Las
alteraciones del campo magnético terrestre durante estos
episodios de máxima actividad solar pueden producir fallas
catastróficas en sistemas de transmisión de
energía eléctrica por la generación de
corrientes inducidas, que pueden llevar a saturación a los
transformadores de las subestaciones. El calentamiento por efecto
Joule puede destruir los transformadores. A su vez, la
saturación del núcleo genera armónicas que
pueden alterar todo el sistema de control. Un ejemplo fue el
apagón generalizado en la provincia de Québec el 13
de marzo de 1989, que duró más de 9 horas.
Fuentes artificiales Las fuentes de interferencias producidas por
la actividad humana son muchas y variadas. La mayoría son
de carácter no intencional. Una primera
clasificación de las fuentes artificiales de interferencia
las divide en fuentes permanentes y transitorias. Habitualmente
las fuentes de interferencia permanentes (p.ej., emisoras de
radio, satélites de comunicaciones, sistemas de
aeronavegación, etc.) tienen un ancho de banda
relativamente estrecho, mientras que las fuentes transitorias
(p.ej.,fallas de balanceo en líneas de potencia, picos,
caídas en fuentes de alimentación, sistema de
encendido de vehículos y, en general, interrupciones de
corriente en circuitos reactivos, descargas
electrostáticas, pulso electromagnético nuclear,
etc.) tienen un ancho de banda amplio. Cuanto mayor sea el ancho
de banda de la potencial perturbación, mayor será
generalmente la probabilidad de producir interferencias. Esta
primera clasificación lleva a una distinción
básica entre dos tipos de modelos para describir los
fenómenos de CEM: Otra clasificación importante se
debe al mecanismo de acoplamiento de interferencia. Existen dos
mecanismos fundamentales:
1.-Interferencia conducida. El acoplamiento entre culpable y
víctima se produce a través de señales
transportadas por conductores que unen ambos sistemas. Existe
contacto galvánico. La interferencia conducida se suele
dividir en interferencia de modo común y de modo
diferencial, de acuerdo al camino que siguen las corrientes de
interferencia. En el modo diferencial la corriente ID fluye en
pares de conductores con polaridad opuesta en cada conductor del
par. Como los conductores del par se hallan normalmente cercanos,
las tensiones inducidas por perturbaciones externas así
como los campos radiados en modo diferencial son débiles.
2.-Interferencia radiada. El acoplamiento entre culpable y
víctima se produce a través de campos
electromagnéticos. Las líneas de electricidad y las
antenas de radio se protegen con dispositivos o captadores de
rayos que consisten en una pequeña separación llena
de aire entre la línea y un cable unido al suelo. Esta
separación ofrece una gran resistencia a tensiones
ordinarias, pero un rayo con un potencial de decenas de millones
de voltios, provoca la ionización del gas, creando una
vía de baja resistencia hacia la tierra para la
descarga.
Campos electromagnéticos Existe un campo E natural, creado
por las cargas eléctricas presentes en la ionosfera, que
varía desde 100-400 V/m en condiciones
climatológicas favorables; y alcanza los 20.000 V/m bajo
fuerte tormenta. Existe un campo magnético natural
estático supuestamente debido a las corrientes que
circulan en el núcleo de la tierra. La intensidad del
campo magnético terrestre varía con la latitud:
desde 25µT en el ecuador magnético, hasta
aproximadamente 67µT en los polos, con una media de
50µT. Tanto las radiaciones ionizantes como las no
ionizantes son formas de energía y tanto unas como las
otras entran dentro del espectro electromagnético. El
espectro electromagnético es pues el conjunto de todas las
formas de energía radiante. Radiaciones no ionizantes: Los
campos de frecuencias por debajo del visible: IR, radar,
microondas, TV, radio,… tienen suficiente energía para
generar calor, pero no producen ionización en la
materia.
Radiaciones ionizantes: Son aquellas en las que las
partículas que se desplazan son iones[1]. Estas
radiaciones pueden producir alteraciones genéticas y
determinadas enfermedades. Existen dos tipos de radiaciones
ionizantes: – Electromagnética, constituida por rayos ?,
rayos X y rayos ultravioleta; – La constituida por
partículas subatómicas (electrones, neutrones,
protones). Existen tres tipos fundamentales de interacciones: –
Aquellas producidas por un aparato sobre otro aparato. -Aquellas
producidas por el medio ambiente sobre sistemas
eléctricos, por ejemplo, los efectos del rayo. – Aquellas
producidas por un sistema eléctrico sobre el medio, por
ejemplo, influencia de los campos electromagnéticos sobre
los seres vivos. [1] A frecuencias altas, como consecuencia de la
interacción de la radiación de elevada
energía con la materia, se desprenden electrones y los
átomos quedan cargados positivamente, ionizados.
¿Qué es la Compatibilidad Electromagnética?
CONCEPTO La Compatibilidad Electromagnética (CEM) designa,
en primer lugar, las propiedades que poseen las instalaciones o
aparatos, eléctricos y/o informáticos y que hacen
que estén funcionando correctamente, en un contexto dado,
en presencia de otros aparatos o perturbaciones del exterior
(interior)…Por extensión, el término CEM
designa igualmente el conjunto de técnicas que tratan de
esta propiedad… Se pueden definir tres tipos fundamentales
de interacciones teniendo en cuenta sus orígenes y
receptores : Un aparato sobre otro (efecto de un sistema sobre
otro, interferencias con el interior…) El medio ambiente
sobre sistemas eléctricos y/o informáticos (
Rayo…) Un sistema eléctrico sobre el medio ambiente
(influencias de los campos electromagnéticos sobre los
seres vivos…) El dominio de la CEM cubre un amplio campo
de actividades : Análisis de los mecanismos que dan origen
a los efectos perturbadores… Estudio de la
propagación de las perturbaciones…
Evaluación de las consecuencias… Previsión
de las situaciones… Diseño y puesta en
acción de los dispositivos de corrección…
Establecimiento de normas que impongan valores
límites… etc.. Todo el dominio tiene una
connotación negativa…no se trata de crear algo
nuevo…sino de suprimir las imperfecciones…
Elementos esenciales: Sistema Perturbado La polución del
espacio por perturbaciones de naturaleza electromagnética
nace de la creciente complejidad de los sistemas
energéticos (sociedad del bienestar)… Es un
problema complejo que debe ser abordado con técnicas
propias de la teoría de sistemas… Establecimiento
completo del sistema perturbado Análisis de las
perturbaciones Puesta a punto de dispositivos de
protección Elementos esenciales : *Fuente del
fenómeno electromagnético (EM)…Transmisores
de radio, líneas de alta, motores, rayos,…etc.
*Receptor…Circuitos electrónicos, receptores de
radio, personas,…etc. *Camino que permita la interferencia
(Conducción, acoplo inductivo, acoplo capacitivo,
radiación) El camino de acoplo es cada uno o la
combinación de los cuatro métodos de acoplo…
Origen de la interferencia : Fuente-Receptor dentro del sistema
– INTRASISTEMA- (transistorios en los circuitos de
conmutación…) Fuente-Receptor exterior al sistema
–INTERSISTEMA- (Línea de alta tensión y la
radio del coche…) “Para solucionar un problema EM es
necesario, al menos, identificar dos de estos elementos y
eliminar el tercero”… – Diagrama de bloques del
conjunto Perturbador-Perturbado…
Algunas definiciones,… Entorno electromagnético :
totalidad de fenómenos electromagnéticos (variables
con el tiempo) que existen en una región dada…se
pueden describir por fuentes o mediante parámetros
susceptibles de medida (V. I. E. H)… Perturbación
electromagnética : Cualquier fenómeno EM que puede
degradar el funcionamiento de un equipo o sistema, o afectar
perniciosamente a la materia viviente o inerte. Emisión
electromagnética (EME) : fenómeno por el que la
energía electromagnética emana de una fuente
(conducción y/o radiación). Susceptibilidad
electromagnética (EMS) : Incapacidad de un dispositivo,
equipo o sistema de funcionar sin degradación en presencia
de una perturbación electromagnética. Inmunidad
Electromagnética : Capacidad de un dispositivo, equipo o
sistema de funcionar sin degradación en presencia de una
perturbación electromagnética…Un mismo
equipo puede ser inmune o no a la misma señal si el camino
de acoplo es distinto…
Compatibilidad Intrasistema : No hay problema de interferencia
(EMI) interna (ej. Armónicos de una señal
principal, interferencias entre componentes de un
circuito,…) Compatibilidad Intersistemas : No hay
problemas de EMI externos (ej.: tubos fluorescentes y controles
industriales, líneas de alta tensión y
marcapasos…etc). Nivel de Compatibilidad EM : Nivel de
perturbación EM de referencia que puede usarse en un
cierto entorno para obtener límites de emisión e
inmunidad, de forma que el equipo tiene una probabilidad alta de
ser compatible. Nivel de Inmunidad : Máximo nivel de
perturbación EM que incide sobre un equipo para el cual
éste funciona correctamente. Es función de la
variable independiente al que esté referido (ej.: la
frecuencia). Puede ponerse un valor prefijado por debajo del
nivel de inmunidad en el rango de medidas: límite de
inmunidad…
Margen de inmunidad : Diferencia entre el límite de
inmunidad y el nivel de compatibilidad. De forma equivalente se
definen las cantidades y magnitudes referidas a la
Emisión… FUENTES DE INTERFERENCIA Cualquier sistema
capaz de generar E(t) y H(t) puede causar interferencia. Ruido :
cualquier señal indeseable dentro de un sistema.
Naturales: Ruido atmosférico (tormentas de diverso tipo),
emisiones solares,… Origen Humano: Radiaciones
intencionadas – equipos de comunicaciones, sistemas de
navegación, etc – y no intencionada –
armónicos o subarmónicos de los mismos equipos,
motores eléctricos, sitemas de encendido, etc
Las interferencias, independientemente de su camino de acoplo
(conducción,radiación,…) se pueden
clasificar según las variaciones de su amplitud (impulsos
y/o contínuas; de formas impredecibles…, en
general, dos grupos: sinusoidales y aleatorias) y según su
extensión espectral (anchura de
banda)…frecuentemente se usan los términos banda
estrecha y banda ancha…que siempre son con relación al
instrumento utilizado para medir la señal o el
ruido…(cuando su ancho de banda correspondiente a 3dB es
mas pequeño (grande) que el correspondiente ancho de banda
del receptor de medida)… Unidades estándar: Las
medidas típicas de EMI radiada pueden tener un rango desde
30µV/m a 30 mV/m ( 3 décadas) y conducida 10A a
10µA (6 décadas) Utilización de Modelos
Apropiados: La elección de un modelo debe ser un
compromiso entra facilidad y precisión…
Teoría de Campos o de Circuitos… Circuito
perturbado: Compromiso ~ modelo híbrido ( acoplos
inductivos, capacitivos y radiante…), añadiendo, en
su caso, las diversas geometrías…
Algunas medidas para reducir las perturbaciones… La
energía de destrucción de algunos componentes
(circuitos) puede ser pequeña… Sensibilidad de los
sistemas analógicos, digitales y biológicos a las
perturbaciones… Algunos campos de interés de la CEM
Apantallamiento del Campo Electromagnético: El
apantallamiento de un receptor de una fuente de
perturbación eléctrica es una técnica
básica y fundamental en el control de CEM. Por pantalla
entendemos la superficie (real o no) que constituye una
limitación real al acoplo entre los circuitos o equipos
que están situados a ambos lados de ella. Un
apantallamiento real puede ser cualquier recinto cerrado parcial
o completamente que se utilice para disminuir el campo EM en su
interior o en el exterior (como una gran cámara o la malla
externa de un cable coaxial). Las limitaciones en el
apantallamiento de interferencias electromagnéticas vienen
impuestas por las aberturas y discontinuidades en el recinto. En
los sistemas reales, estas aberturas son inevitables puesto que
los cables, el aire, el personal técnico, etc., tienen que
entrar y salir de una cámara.
MECANISMOS DE APANTALLAMIENTO Para estudiar el apantallamiento,
se pueden resolver la ecuaciones de Maxwell con las condiciones
de contorno adecuadas. En la práctica este método
no se aplica por su complejidad. Aproximaciones: El modelo
“de conducción de líneas de campo”?
campos eléctricos y magnéticos estáticos. el
modelo del “circuito equivalente” ? se aplica cuando
las dimensiones del apantallamiento son considerablemente
más pequeñas que las de la longitud de onda de los
campos que inciden sobre él El modelo de la “onda
plana o línea de transmisión” ? se aplica a
apantallamientos de sistemas que son considerablemente más
grandes que la longitud de onda del campo incidente.
APANTALLAMIENTO DEL CAMPO ESTÁTICO Resolver las ecuaciones
de Maxwell se reduce a utilizar la ecuación de Laplace con
las condiciones de contorno adecuadas, para determinar el
potencial escalar eléctrico V o magnético VM, es
necesario que la región dentro de los contornos no
contenga ninguna corriente. APANTALLAMIENTO MAGNETOSTÁTICO
Sólo es posible obtener apantallamiento
magnetostático utilizando materiales
ferromagnéticos, cuya permeabilidad es muy superior a la
del vacío, y/o superconductores…
ABERTURAS. En un recinto cerrado apantallado pueden penetrar
ondas electromagnéticas por agujeros de
ventilación, ventanas para inspección, puertas,…
Esta penetración depende fuertemente del tamaño,
forma y situación de las discontinuidades y no tanto de
las características físicas del metal. Un
análisis riguroso es bastante complejo e incluso la
mayoría de los casos no tienen solución
analítica, por esto, este estudio se limita al caso de un
conductor infinito con una abertura pequeña comparada con
la longitud de onda de la radiación. Consideramos en
primer lugar el caso de un campo con sólo componente
eléctrica. Para conocer el potencial eléctrico tras
la abertura se hace uso de una transformación general para
formas poligonales conocida como transformación de
Schwarz-Christoffel. El resultado de esta transformación
da un potencial que es el mismo que el producido por una
distribución de dipolos a lo largo del contorno de la
abertura. La penetración de un campo magnético se
obtiene igualmente, solo que ahora el dipolo es magnético
y no eléctrico. Entonces, los campos que penetran por una
abertura en una placa conductora se pueden analizar determinando
los dipolos eléctrico y magnético equivalentes que
situados en la posición de la abertura generan los mismos
campos en el interior.
BLINDAJE. – El blindaje y el filtrado son prácticas
complementarias; en un circuito con buen filtrado, también
es necesario un buen blindaje. – El blindaje lleva consigo el
colocar una superficie conductora alrededor de las partes
problemáticas del circuito. El campo
electromagnético acoplado, en estos casos, se debilita y
atenúa. – El blindaje puede ser una cubierta totalmente
metálica, si es necesario un apantallado para bajas
frecuencias; si sólo se necesita blindar para altas
frecuencias (más de 30 MHz) es suficiente con poner un
fino revestimiento conductor sobre la cubierta de plástico
del equipo. – El blindaje es una decisión cara y
difícil de llevar a la práctica. Muchos factores
juegan en su contra: estéticos, herramientas,
accesibilidad.. – La decisión de blindar o no blindar un
circuito debe adoptarse lo antes posible. Se puede calcular,
hasta un orden aproximado, los campos generados por las pistas de
la placa de un circuito impreso, y compararlos con el
límite deseado para la emisión. Si el límite
es excedido, será necesario aplicar una pantalla.
MALLAS Y REJILLAS: – Los agujeros de ventilación se pueden
cubrir con una malla perforada, o se puede perforar el propio
panel conductor. – Si el espacio entre perforaciones es
mínimo (es decir, que el espacio entre agujeros es
más pequeño que la mitad de la longitud de onda) la
reducción del blindaje con respecto a un agujero
único es aproximadamente proporcional a la raíz
cuadrada del número de agujeros (Ej.: Una malla de 100
agujeros de 4mm. Tendrá una eficacia de apantallado de 20
dB menor a la de un solo agujero de 4mm) -Los agujeros con una
distancia de separación de más de media longitud de
onda, apenas producen una reducción del blindaje. – Se
puede obtener un mejor blindaje de la ventilación, a
expensas del grosor y el peso, utilizando paneles de rejilla en
los que la forma en panal funciona como una guía de onda
por debajo del corte. – En esta técnica, el grosor del
blindaje e muchas veces el ancho de cada abertura
individual.
Componentes para CEM Además de los transitorios y otras
perturbaciones, los problemas de interferencia
electromagnética conducida pueden surgir también
cuando los componentes de los equipos conectados a las
líneas de suministro se comportan de forma distinta a la
esperada. Este comportamiento anómalo no es debido al
propio componente sino a que no se han considerado adecuadamente
sus propiedades fuera del rango de frecuencias para el cual se
diseñó el componente. Es decir, hay que considerar
las propiedades del componente, que se llamaran parásitas,
en todo el espectro de frecuencias de la interferencia o del
transitorio y estas propiedades normalmente no aparecen como
tales en el diagrama del circuito. Esto implica que son
necesarios modelos bastante más complejos que los que
normalmente se utilizan para describir correctamente el
comportamiento de conductores, resistencias, capacitores e
inductores y en general de cualquier otro elemento de circuito
sobre un rango amplio de frecuencias. Análisis de:
Condensadores (en microstip, con hilos de contacto, de paso,
supresión interferencias de red,…etc. Inductancias
(bobinas, con núcleo, circuitos
magnéticos,…etc. Transformadores para aislamiento
eléctrico y/o transformación de voltaje y/o
corriente… Filtros para Red en modo común y/o
diferencial,…etc. Resistencias, conductores y circuitos
impresos,…etc
Antenas para CEM : Los dos tipos de antenas de banda ancha
más empleadas en CEM en los dos rangos de frecuencia 10MHz
a 1GHz y superiores a 1GHZ, de acuerdo con la normativa (CISPR
16-1/93), son: La antena bicónica y la
logaritmoperiódica ( hasta 1 GHz) y superiores a 1GHZ la
espiral logarítmica cónica, las antenas de abertura
y los cornetes de doble resalte. Aunque oficialmente la normativa
del CISPR sobre medidas especifica dipolos sintonizados, la
mayoría de los estándares permite el empleo de
antenas de Banda ancha que den resultados equivalentes. Efectos
Biológicos (Estudios experimentales, simulados,
fenomenológicos…) Medidas, Montajes y
Calibración para CEM… Masas y Tierras…
Normativas y Estándares para CEM… CONCLUSIÓN
: “La compatibilidad electromagnética es una
disciplina que se ocupa de reducir las influencias mutuas entre
los diferentes sistemas
(eléctrcos,electrónicos,…), de la
protección de los circuitos contra fenómenos
eléctricos narurales, así como de la defensa de los
sistemas biológicos frente al acciodente de origen
electromagnéticos”…
BIBLIOGRAFÍA BÁSICA – “Introduction on
Electromagnetic Compatibility” 2º Ed.,Clayton R.
Paul,Wiley(2006) – “Electromagnetic Compatibility” J.
Goedbloed. Prentice Hall (1992) – “ EMC Control y
Limitación de Energía Electromagnética
“, Tim Willims, Paraninfo, (1997) – “Engineering
Electromagnetic Compatibility” V. Prasad Kodali. Wiley-IEEE
Press (2001) – “Fundamentos de Compatibilidad
Electromagnética” J. L. Sebastián. Addison
Wesley (1999) – “Introduction to Electromagnetic
Compatibility” C.R. Paul. Willey Inter-Science (1992) –
“Interferencias Electromagnéticas en Sistemas
Electrónicos” J. Balcells, F. Daura, R. Esparza y R.
Pallás. Marcombo (1992) – “Principles of
Electromagnetic Compatibility”, Bemhard E. Kaiser, Artech
House, (1987) “Principles and Techniques of Electromagnetic
Compatibility”, Christos Christopoulos, CRC press. Inc.,
(1995) “Numerical Techniques in Electromagnetics”,
Matthew & Sadiku, 2ª Edición, CRC Press, Inc.,
(2001) OTROS “Handbook of Electromagnetic
Compatubility” R. Pérez, Academic Press, (1995)
“IEEE Tran. On Electromagnetic Compatibility”
Direcciones Webs de interés Normativa: European Committee
for Electrotechnical Standard http://www.cenelec.org Federal
Communications Commission http://www.fcc.gov International
Electrotechnical Commission http://www.iec.ch Asociación
Española de Normalización y Certificación
http://www.aenor.es Varios: http://www.ffii.nova.es
http://www.amanogawa.com/index.html
http://www.cem.bilkent.edu.tr/research/cemres.html