Luis Rodríguez Quiroz*, Eduardo Páez** y Ciro Tremola3
Recibido: 17/06/2008 - Aprobado: 20/08/2008
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RESUMEN: |
ABSTRACT: The purpose of this article is to explain the study maked for creation of Electromagnetic Compatibility (EMC), Antenna Patter measurement Laboratory and test in mobile devices by CTIA (Cellular Telecommunications & Internet Association) compliance of the Institute of engeneering (FII). A semianechodic chamber is used to evaluate the Electromagnetic compatibility for electric and electronic devices and will be certified from 30 MHz to 18 GHz. With respect to measurement of antenna and CTIA compliance of mobile devices is used an Anechoic chamber that will be certified from 700 MHz to 6 GHz. All test are based on international standard of accredited organization as IEC, CISPR, ANSI, FCC, ETSI and Military Standard. This laboratory will extend the work areas of FII in metrology and testing field under telecommunications standard, it will support regulating activity of CONATEL, as third test laboratory to evaluate and develop new devices made in the country and research laboratory in antennas design, propagation and electromagnetic compatibility. Keywords: Electromagnetic compatibility, Institute of Engineering, Venezuela |
El fuerte crecimiento del sector de las telecomunicaciones en el país aunado a las grandes iniciativas gubernamentales de inversión en materia de avance tecnológico ha dado lugar a un gran número de proyectos orientados en la creación de infraestructura y capacitación técnico-científica (laboratorios, instituciones públicas) que sirvan de soporte y de impulso para una nueva y creciente industria tecnológica nacional.
Dada la masiva incorporación en el mercado de dispositivos electrónicos y de sistemas que hacen uso de esquemas de comunicación inalámbricos, se hace necesario que estos coexistan en un ambiente en el que la interacción electromagnética proveniente de diversas fuentes naturales y artificiales no ponga en riesgo el correcto funcionamiento de los mismos. De este modo, la compatibilidad electromagnética, se convierte en una disciplina de diseño y calidad en la cual el fabricante diseña y construye sus productos lo suficientemente robustos como para que no degraden su desempeño en presencia de campos electromagnéticos susceptibles de interferir y que a su vez, éste no emita perturbaciones electromagnéticas que afecte el medio en el que será puesto en funcionamiento. Actualmente, en Venezuela no se dispone de una plataforma de pruebas para caracterizar equipos de telecomunicaciones ni realizar ensayos de compatibilidad electromagnética en las diferentes tecnologías implementadas. Esta circunstancia incide de manera negativa en el estimulo a la empresa nacional en la fabricación de nuevos dispositivos con estándares de calidad internacionales ya que en esta área estaría compitiendo con tecnología ya certificada en sus países de origen, colocando al producto nacional en situación de desventaja tecnológica y comercial.
Las nuevas inversiones en tecnología que se plantean a mediano y largo plazo, en conjunto con el marco normativo de CONATEL, requieren la disposición de laboratorios de tercera parte acreditados para la realización de los ensayos bajo normas, necesarios para lograr la certificación imparcial de los equipos de telecomunicaciones que se instalarán en el país. La creación del primer laboratorio en Venezuela calificado para el análisis de interferencias y compatibilidad electromagnética en equipos eléctricos y electrónicos, fomentará los mecanismos que promuevan una estandarización adecuada a nuestras necesidades así como el uso correcto del espectro, lo que contribuirá al aumento de la competitividad y la garantía de la calidad de la industria tecnológica venezolana. La Fundación Instituto de Ingeniería (FII) ofrecerá al país en este año un Laboratorio de Certificación que incluirá una cámara semianecoica y una cámara anecoica fundamentadas en los estándares internacionales actualizados en materia de Compatibilidad Electromagnética, donde se establezcan los ensayos con miras a la certificación de productos eléctricos, electrónicos y de telecomunicaciones.
Con esta iniciativa la FII, extiende su experiencia en los campos de la metrología de magnitudes eléctricas, tiempo-frecuencia, temperatura, presión y masa y la realización de ensayos bajo norma (ingeniería de conformidad) hacia el sector telecomunicaciones, permitiéndole además adentrarse en la investigación y desarrollo en el campo de la radiofrecuencia, emisiones e inmunidad a interferencias electromagnéticas. La creación de este laboratorio viene a complementar los esfuerzos realizados por la FII en la acreditación de sus laboratorios para la prestación de servicios tecnológicos, en la evaluación de conformidad con normas en las áreas de ensayos a partes y piezas automotrices, electrodomésticos, juguetes, equipos eléctricos, metrología y evaluación de variables medio ambientales.
A continuación se introducirán algunos conceptos para la mejor comprensión de la Compatibilidad Electromagnética y el ambiente de prueba y ensayos que se describirán.
Cualquier dispositivo eléctrico y/o electrónico genera de forma intencionada o no, energía electromagnética que se propaga, bien sea por los conductores eléctricos o por radiación, pudiendo generar, perturbaciones electromagnéticas. Una perturbación (VEI 161-01-05) [16] es el fenómeno electromagnético susceptible de crear problemas en el funcionamiento de un dispositivo, de un aparato o de un sistema, o de afectar desfavorablemente la materia viva o inerte. Una perturbación electromagnética puede ser un ruido, una señal no deseada o una modificación de un medio de propagación.
Los fenómenos de generación, propagación y captación de interferencias electromagnéticas que puedan perturbar a un equipo, se comprenden mejor si se analizan por partes para caracterizarlos de manera sistemática (figura 1):
1. Origen: la fuente de las perturbaciones.
2. Canal de transmisión: medios de propagación o caminos de acoplamiento.
3. Receptor de perturbaciones: equipo afectado por éstas.
Por lo tanto, para que la fuente y el receptor puedan convivir en armonía se deben cumplir un mínimo de normas tanto de generación de perturbaciones como de inmunidad frente a ellas. Para tal fin se realiza el estudio sobre Compatibilidad Electromagnética (EMI, Electromagnetic Interference), la cual, según VEI 161-01-07 [16], es la capacidad de un aparato o de un sistema para funcionar en su entorno electromagnético de forma satisfactoria y sin producir él mismo perturbaciones electromagnéticas intolerables para todo aquello que se encuentra en este entorno. La compatibilidad electromagnética de un sistema depende del nivel de perturbación, de la interferencia y de la susceptibilidad, o lo que es complementario a ella, la inmunidad del receptor.
El nivel de compatibilidad (electromagnética) (VEI 161-03-10) [16] es el nivel máximo especificado de perturbaciones electromagnéticas a que se puede someter un dispositivo, aparato o sistema que funciona en condiciones particulares. En la práctica el nivel de compatibilidad electromagnética no es un nivel máximo absoluto ya que, aunque sea poco probable, puede ser superado por el nivel de la perturbación.
El límite de perturbación (VEI 161-03-08) [16] es el nivel máximo admisible de perturbaciones electromagnéticas medido en condiciones especificadas. El nivel de inmunidad (VEI 161-03-14) [16] se define como el nivel máximo de una perturbación electromagnética de forma dada que actúa sobre un dispositivo, aparato o sistema particular, sin que éste deje de funcionar con la calidad deseada.
Por otra parte, la Interferencia electromagnética (EMI, Electromagnetic Interference) es la degradación de las prestaciones de un equipo, canal de transmisión o sistema, provocada por una perturbación. Aunque son conceptos distintos las palabras interferencia y perturbación son a menudo utilizadas indistintamente.
La Susceptibilidad Electromagnética (EMS, Electromagnetic Susceptibility) (VEI 161-01-21) [16] es la incapacidad de un dispositivo, aparato o sistema de funcionar sin degradar la calidad en presencia de una perturbación electromagnética. Entonces, se define Inmunidad (electromagnética) como lo contrario a susceptibilidad, es decir, se trata de la capacidad de un dispositivo, equipo o sistema de funcionar sin degradación en presencia de una perturbación electromagnética.
Figura 1. Clasificación de las medidas de Compatibilidad Electromagnética
1. EMC en la Red Eléctrica
El sistema eléctrico público es el conjunto de dispositivos y mecanismos usados para la transmisión y distribución de la energía eléctrica que llega a los hogares (residencial) y a los lugares de trabajo (comercial/industrial). Los problemas de compatibilidad electromagnética en las redes eléctricas se manifiestan de diferentes formas. En la distribución de energía eléctrica un gran número de perturbaciones provienen de maniobras de apertura y cierre de circuitos. En Baja Tensión, la apertura de circuitos inductivos como las bobinas de contactores y los motores produce en los bornes de las bobinas sobretensiones muy elevadas y ricas en altas frecuencias (del orden de KV y decenas, incluso centenas de MHz). En media y alta tensión, la apertura y cierre de seccionadores provocan ondas que son especialmente desfavorables para sistemas con microprocesadores. En alta y media tensión además encontramos perturbaciones tipos transitorios o ráfagas (EFT) y de alta energía (Surge) y para la baja tensión se presentan: los armónicos, los flicker, las caídas, las interrupciones y las oscilaciones de tensión. Las normas internacionales relativas a los ensayos para verificar la inmunidad de equipos eléctricos y electrónicos antes estas perturbaciones se pueden encontrar en las IEC 61000-4-(4, 5, 8, 9, 11, 12). Los transitorios se producen principalmente por rayos, fallos de la conexión a tierra, fallos en la conmutación de circuitos inductivos (bobinas de contactores, electroválvulas). En baja tensión encontramos los armónicos. Estos son producidos por los variadores de velocidad, rectificadores, convertidores, entre otros. Otro tipo de cargas tales como reactancias saturables, equipos de soldadura, hornos de arco, también inyectan armónicos. Estos producen daños en los transformadores y motores por aumento del calentamiento por efecto joule en los devanados, aumento de las pérdidas en el hierro y pérdida del rendimiento, y en condensadores causan envejecimiento prematuro y amplificación de los armónicos. Las caídas de tensión tienen su origen en la conmutación de grandes cargas como arranque de motores, calderas eléctricas, hornos eléctricos, etc. Las interrupciones que van desde los 100 ms al 1 minuto, son producidas por fallos en la red y por cambios repentinos de grandes cargas. Estudios realizados en España han concluido que las mayorías de las perturbaciones en redes eléctricas (63% de los casos) son interrupciones de duración inferior a los 100 ms (Martínez-Canales, Alcaide, 1998). . Otros fenómenos de mucho interés en los sistemas eléctricos son los producidos por campos magnéticos a frecuencia de red (continuos y discontinuos) y los impulsionales. Estos se producen por las grandes corrientes que circulan por las barras conductoras de las celdas de alta tensión ubicadas en plantas eléctricas y por impacto de rayos (perturbaciones atmosféricas) en edificios, en estructuras metálicas aéreas y conductores a tierra.
2. EMC y la telefonía móvil
Los sistemas de telefonía móvil utilizan la transmisión de ondas de radio que permiten la comunicación de sus usuarios desde cualquier lugar en que se encuentren e incluso en movimiento. Para poder ofrecer este servicio, los sistemas de telefonía móvil requieren de la existencia de elementos fundamentales como son el propio teléfono móvil y las estaciones base, compuestas primordialmente por antenas receptoras y transmisoras de las señales de radio, además de equipos electrónicos asociados. Para satisfacer las necesidades de los usuarios, los operadores de telefonía móvil deben desplegar una red de estaciones base que proporcione una cobertura con la calidad adecuada. Esto se hace notable en las ciudades, donde los edificios ocasionan zonas de sombra que hay que cubrir con gran número de antenas. Estas instalaciones saturan de radiaciones a los habitantes de la ciudad y, especialmente, a los que viven en las inmediaciones de estas antenas. Todas estas instalaciones crean daños al ser humano a través de la electropolución, es decir, efectos biológicos debido a un amplio campo de ondas electromagnéticas en el ambiente. Las comisiones internaciones y nacionales han creado normativas para establecer condiciones de protección del dominio público radioeléctrico, restricciones a las emisiones electromagnéticas radioeléctricas y medidas de protección sanitaria frente a dichas emisiones. Por ejemplo el CENELEC (Commite Européen de Normalization Electrotechnique) establece una densidad de potencia de 0,45 mW/cm2 a 900 MHz y 0,90 mW/cm2 a 1800 MHz. ICNIRP (International Commission on Non Ionizing Radiation Protection) 0,43 mW/cm2 a 900 MHz y 0,90 mW/cm2 a 1800 MHz. Recomendación del Consejo de la UE de 12 de julio de 1999. Relativa a la exposición del público en general a campos electromagnéticos (0Hz-300GHz) 1999/519/CE 0,45 mW/cm2 a 900 MHz 0 y 90 mW/cm2 a 1800 MHz. Otros problemas importantes causados por la incompatibilidad electromagnética de la telefonía móvil son en el funcionamiento de algunos equipos médicos de los que se emplean en zonas hospitalarias de cuidados intensivos, puede ser afectado por los campos electromagnéticos emitidos por un teléfono móvil que se encuentre en sus proximidades. El empleo de estos teléfonos debe estar restringido, o completamente prohibido, en los hospitales. Los fabricantes de algunos modelos de automóviles advierten que los campos electromagnéticos de teléfonos móviles pueden afectar al funcionamiento de sistemas de seguridad como los “air bags.” El uso de teléfonos móviles está prohibido en muchas estaciones de gasolina y cerca de depósitos de combustible. La justificación se encuentra en presuntos antecedentes de incendios provocados por descargas cuya fuente ha sido un teléfono móvil.
3. EMC y el automóvil
Con el continuo aumento del número de vehículos y el creciente desarrollo de la electrónica aplicada en la tecnología automotriz, los problemas de incompatibilidad electromagnética entre los equipos electrónicos que constituyen el diseño de un vehículo han aumentado de manera vertiginosa. Casos como que los fabricantes de algunos modelos de automóviles advierten que los campos electromagnéticos de teléfonos móviles pueden afectar al funcionamiento de sistemas de seguridad como los “air bags”, son cada día más comúnes. A raíz de esto se han ido creando normativas internacionales para asegurar la inmunidad de los vehículos de cara a perturbaciones electromagnéticas exteriores e interiores, regular y controlar las ondas emitidas por los vehículos y medir las prestaciones de las antenas de radio. La Comisión Europea posee actualmente una serie de normativas para regular las interferencias provocadas por los vehículos a las ondas de radio y TV de las casas más próximas a su paso (CENELEC EN 55012). Cuando se estudia la inmunidad de los vehículos, se busca, el filtrado a la entrada de los cajetines electrónicos, el diseño de los circuitos impresos, blindaje y disposición del cableado en los vehículos. En este campo, también se estudia la intercompatibilidad con equipos embarcados, para lograr que funcionen todos a la vez, sin producir interferencias unos sobre otros. En el caso de las emisiones se busca de optimizar la recepción y la emisión de datos de radiofrecuencia de los vehículos para los equipos como la radio, el guiado por satélite y la televisión digital.
Empresas como la Renault, Audi, DaimlerChrysler, entre otras invierten millones de dólares en la investigación y creación de laboratorios de EMC para la realizar los rigurosos ensayos de emisiones e inmunidad conforme a las normativas del sector automotriz.
4. EMC en sistemas de control
Al momento de la puesta en marcha de un proceso industrial, la buena elección de los dispositivos que componen el sistema es muy importante, aún más si estos elementos se pueden ver perturbados por interferencias electromagnéticas que de una manera u otra produzcan fallas ficticias en los procesos. Provocando incluso que éstos se detengan.
Con el avance de la automatización, la complejidad en los procesos y el tratamiento de las señales han aumentado, lo cual ha traído como consecuencia que los problemas de interferencias electromagnéticas tomen mayor importancia. Los mecanismos generales mediante los cuales se puede producir estas interferencias son: a través de los circuitos que comparten alguna impedancia, o que un circuito esté sometido a la acción de un campo eléctrico, magnético o electromagnético creado por otro circuito. Básicamente las interferencias electromagnética se producen debido a que existe un acople entre los dos equipos, este puede ser de tipo capacitivo o inductivo, también puede suceder que la interferencia se propague a través de una impedancia compartida entre ambos circuitos, en la cual las componentes de alta frecuencia producidas por los flancos de subida de las transmisiones digitales pueden encontrar un camino de más baja impedancia que no coincida con el diseñado y este se propague a la etapa de control de cualquier sistema por el punto de toma a puesta a tierra.
Cuando los cables no son adecuadamente blindados contra campo eléctrico y/o magnético los mismos pueden acoplarse a lo largo del cable pudiendo generar niveles interpretados incorrectamente cuyas consecuencias pueden ser el mando inadecuado y la total paralización del sistema o planta. Para ello, deben utilizarse instalaciones, cables y canalizaciones adecuadas conforme a las mejores prácticas de EMC en instalaciones eléctricas residenciales e industriales.
Las tendencias en la automatización de subestaciones de potencia han convergido en una arquitectura común de comunicaciones con el propósito de tener interoperatividad entre los equipos electrónicos inteligentes (IEDs) que se encuentran dentro de la subestación. Esta arquitectura ha resultado en un estándar, conocido como Utility Communications Architecture 2.0 (UCA 2.0), el cual viene siendo adoptado mundialmente por las Empresas Eléctricas, Mineras, Industriales y Fabricantes de IEDs, debido a que tiene como base la tecnología de Red Ethernet.
Un requerimiento para los IEDs y equipamiento de la Red LAN Ethernet de las subestaciones de potencia es que estos puedan operar correctamente bajo la influencia de la variedad de fenómenos de interferencias electromagnéticas comúnmente encontradas en las subestaciones. Las normas IEEE C37.90.x e IEC 60255 definen los tipos de pruebas diseñados para simular los fenómenos de interferencia electromagnética, tales como: la influencia de variaciones de inducción, las descargas electrostáticas producidas por el contacto de las personas, la interferencia de radio frecuencia debido a equipos de radio de comunicación utilizados por el personal, la elevación del potencial de tierra (gradiente de potencial) debido a fallas de sobrecorriente dentro de la subestación y la descargas de rayos.
5. La EMC en aeronaves
Una aeronave no es ajena a las interferencias electromagnéticas ya que se encuentran sumergidas igualmente en un entorno electromagnético. En la actualidad prácticamente toda la superficie terrestre y la atmósfera están sometidas a radiaciones electromagnéticas debido a que recibimos y manejamos todo tipo de información transmitida en forma de ondas electromagnéticas.
Una aeronave, como sistema, que está sometida a una radiación de radiofrecuencia (RF) o de microondas, se comporta de forma similar a una combinación de antenas, siendo las más destacadas las alas, el fuselaje, el estabilizador horizontal y el estabilizador vertical. El flujo de corriente producido por las radiaciones externas sobre la superficie de la aeronave, penetra y radia dentro de la estructura.
El material utilizado en la fabricación de aeronaves ha ido variando desde aquellos años en las que eran totalmente metálicas hasta nuestros días en los que se utilizan cada vez más materiales compuestos, que disminuyen el apantallamiento de los campos electromagnéticos y por tanto son más transparentes a ellos.
Por tanto, dependiendo del material del que esté constituida la aeronave, podrá penetrar más o menos energía en su interior. La radiación puede acoplarse directamente en el interior de los elementos de los circuitos, a través de las ranuras y de los cables de los equipos embarcados produciendo un funcionamiento anómalo.
Para el acoplamiento de la radiación electromagnética son muy importantes las dimensiones de la estructura y del cableado que alimentan a los equipos embarcados. El acoplamiento de la radiación electromagnética será más eficiente, más dañino por tanto, cuando sus dimensiones coinciden con la mitad de la longitud de onda de la interferencia. La banda de HF (3 a 30 MHz) permite por tanto un mejor acoplamiento que en otras bandas de frecuencia ya que le corresponden longitudes de onda de entre 100 y 10 m, que influye por tanto en las dimensiones de envergadura, longitud, etc.
Los aviones en vuelo son susceptibles a varias incidencias incluyendo Electricidad de origen Atmosférico y campos (HIRF). Ambas condiciones pueden provocar súbitamente daños serios sobre partes críticas y esenciales del avión tales como equipos electrónicos de los motores propulsores y sistemas de control de vuelo, la protección para esas condiciones se realizan desarrollando cajas y cables blindados los cuales están puestos a tierra sobre la estructura del avión. Los aviones además operan sobre condiciones extremas de presión y temperatura y están expuestos a humedad, golpes y vibraciones. Esto degrada la integridad de los sistemas de blindaje por lo que requiere por parte de los operadores de vuelo trabajos de verificaciones y prueba periódicas. Las fallas principales son: cambios en la marcación de algún indicador de cabina, la pérdida del EFIS, el parpadeo de luces, la ilegibilidad del EADI (Electronic Attitude Director Indicator), la pérdida del panel de control del piloto automático, la ilegibilidad del display de la unidad de control, la inestabilidad en la presentación de los displays electrónicos, el movimiento de los actuadores de control de mandos de vuelo, de rueda de morro, etc, el ruido en los sistemas de comunicaciones de cabina, las fallas en la memoria del computador de vuelo y el fallo en la operación del computador de datos de aire.
6. La EMC en equipos médicos
El entorno de las emergencias sanitarias o centros hospitaliarios presentan una alta densidad electromagnética por el uso de múltiples sistemas y equipos de comunicaciones (radio, teléfonos móviles, etc) en un espacio reducido, planteando el problema de la interacción entre sistemas biológicos y electromédicos. La compatibilidad electromagnética, ya sea conducida o radiada, puede afectar en forma directa o indirecta la seguridad eléctrico-electrónica de los equipos médicos. En el primer caso, la acción de los campos electromagnéticos se reflejan en forma inmediata sobre los equipos electromédicos de recuperación (equipos para el suministro automático de insulina, aparatos de monitoreo de actividad cardiaca, etc) o sobre implantes médicos activos (marcapasos), haciendo peligrar la vida humana.
Por ejemplo, existen reportes de fallas en equipos médicos instalados dentro de ambulancias que son interferidos por los sistemas de comunicaciones propios del vehículo. Los Equipos de imágenes por resonancia magnética (IRM) experimentan fallas todos los días durante el mismo periodo de tiempo que se usa el electro bisturí. En 1998 en el Centro Médico Baylor de Dallas, Texas, el 50 % del sistema de telemetría se bloqueó debido a la interferencia causada por una estación de televisión local en pruebas de TV de alta definición.
También en Argentina, tras dos años de estudios y pruebas en casi medio centenar de hospitales de todo el país, un grupo de especialistas del Instituto Tecnológico de Buenos Aires (ITBA) detectó casos de contaminación electromagnética en los aparatos sensibles de los centros de salud debido al incremento en el uso de celulares y otros equipos radiales de comunicaciones inalámbricas. Se trata de una investigación clave que aún llevan adelante ingenieros del Centro Argentino de Estudios en Radiocomunicaciones y Compatibilidad Electromagnética junto con la Defensoría del Pueblo de la Nación y de la ciudad de Buenos Aires para alertar y concientizar a médicos, técnicos y pacientes sobre la inconveniencia de hablar por teléfono en áreas sensibles de los centros sanitarios, como los quirófanos y las salas de terapia intensiva.
El lugar ideal para realizar medidas de compatibilidad electromagnética es un campo abierto, cuya sigla en inglés es OATS (Open Area Test Site). Este sitio debe ser una zona libre de interferencias y obstáculos, con un suelo que pueda considerarse como un reflector perfecto, lo que permite medir emisiones de un equipo con alto grado de repetitividad (Fernández, 1996). De acuerdo a la norma ANSI C63.4-1992, “un sitio de referencia de prueba es un sitio abierto, de superficie característica plana (Open Area Test Site), de terreno nivelado y limpio. Tal sitio debe estar libre de construcciones, líneas eléctricas, rejas, árboles, cables subterráneos, tuberías, etc, excepto los requeridos para realizar la prueba [14]”.
Las especificaciones internacionales para las pruebas de EMC incluyen detalles del diseño para tales sitios de prueba. Una descripción comprensible está dada en la publicación CISPR 16-1989(Comité Internationale Spécial des Perturbations Radioelectrotechnique) y en la norma ANSI C63.7-1992. La forma del área libre de obstrucciones depende de la distancia de medición y de si el sitio está equipado con un tornamesa para rotar el equipo bajo prueba (EUT, Equipment Under Test). El área recomendada libre de obstrucciones es una elipse con el EUT en uno de los focos y la antena receptora en el otro. El eje mayor debe ser igual a dos veces la distancia de medición y el eje menor igual al producto de la distancia de medición por la raíz cuadrada de tres, de tal forma que todas las ondas reflejadas desde un foco recorran la misma distancia, evitando la destrucción de la señal por cambio de fase, tal como se muestra en la figura 2.
Figura 2. Área libre de obstrucciones para un sitio de medida al aire libre.
Tomada de la norma CISPR22
Debido a las dificultades de encontrar una zona libre de interferencias e independiente de las condiciones climáticas, se considera como alternativa las cámaras semianecoicas que son recintos cerrados que simulan con gran exactitud un campo abierto ideal. Las cámaras semianecoicas (figura 3) evitan las interferencias electromagnéticas externas mediante apantallamiento metálico y las reflexiones en el interior mediante la colocación de material absorbente de ondas electromagnéticas. El término semianecoica indica que el material absorbente recubre las paredes y el techo de la cámara pero no el suelo. En los ensayos de EMS se busca crear un campo electromagnético uniforme en el que queda inmerso el equipo bajo prueba (EUT, Equipment Under Test). Esta condición se consigue cubriendo también el suelo con material absorbente, conformando así una cámara anecoica (Fernández, 1996).
Figura 3. Cámara semianecoica del Centro de Tecnología de las Comunicaciones, CETECOM, España
La calidad de medida de una cámara semianecoica puede ser evaluada midiendo la potencia del campo y comparándola con el valor teórico en el OATS que puede ser calculada basándose en las leyes del electromagnetismo y conociendo en detalle la ganancia de las antenas transmisoras y receptoras que se utilizan en la medida (Fernández, 1996). Este parámetro se conoce como NSA (Normalized Site Attenuation). A la hora de proyectar una cámara de medida de EMI que se asemeje lo más posible a un campo abierto ideal, existen dos parámetros fundamentales de diseño: apantallamiento y anecoicidad. El apantallamiento es necesario para evitar interferencias externas debidas a las radiocomunicaciones y equipos eléctricos o electrónicos cercanos en funcionamiento, que podrían perturbar las mediciones.
La absorción de los materiales es utilizada para evitar las reflexiones en las caras internas de la cámara de medición, las cuales perturban las condiciones de medida. Para la cámara semianecoica debe existir únicamente una onda directa y una reflejada sobre el plano de tierra en el EUT, como está especificado en la norma ANSI C63.4 [14]. La anecoicidad de la cámara y, por tanto su NSA, depende del material absorbente utilizado, de la distribución de éste y de la geometría de la cámara (Fernández, 1996). . El material absorbente utilizado en este tipo de cámaras es un material dieléctrico diseñado para rangos de frecuencias que pueden ir desde 30 MHz hasta 80 GHz, fabricado en poliuretano o ferrita. Para el diseño del apantallamiento y la anecoicidad existen diferentes teorías y modelos matemáticos en los que se deben tener en cuenta características de la cámara semianecoica tales como sus dimensiones, su geometría y tipo de equipos a analizar (Schmitt, 2002). [16].
1. Director de operaciones de la unidad ENINSEL-CIES, Fundación Instituto de Ingeniería, Caracas, Venezuela. e-mail: luisr@fii.org
2. ENINSEL-CIES, Fundación Instituto de Ingeniería, Caracas, Venezuela. e-mail: epaez@fii.org
3. ENINSEL-CIES, Fundación Instituto de Ingeniería, Caracas, Venezuela. e-mail: ctremola@fii.org