Santiago, febrero 2008 Curso 07/08 Eduardo Moreno PiqueroCOMPATIBILIDAD ELECTROMAGNÉTICA Espectro Electromagnético

Eduardo Moreno Piquero COMPATIBILIDAD ELECTROMAGNÉTICA

Santiago, febrero 2008

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Espectro ElectromagnéticoEspectro Electromagnético



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Introducción a la Compatibilidad Introducción a la Compatibilidad ElectromagnéticaElectromagnética



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INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN

Los voltajes y corrientes que circulan en un sistema producen campos electromagnéticos. 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 Estos campos ejercen fuerzas sobre los electrones de conducción, induciendo en los otros equipos voltajes y corrientes no deseadas, interferencias o ruido.equipos voltajes y corrientes no deseadas, interferencias o ruido.

El estudio de las interferencias surge a fines del siglo XIX con los primeros sistemasEl estudio de las interferencias surge a fines del siglo XIX con los primeros sistemas de comunicaciones, como el telégrafo, ante la interferencia causada por eventosde comunicaciones, como el telégrafo, ante la interferencia causada por eventos naturales como caída de rayos sobre las líneas.naturales como caída de rayos sobre las líneas. En 1933 la Commission Electrotechnique Internationale (En 1933 la Commission Electrotechnique Internationale (CEICEI) presentó las primeras normas ) presentó las primeras normas

sobre emisión de interferencias y creó el sobre emisión de interferencias y creó el CISPR CISPR (Comité International Spécial(Comité International Spécial des Perturbations Radioélectriques) para desarrollar y ampliar estas normas.des Perturbations Radioélectriques) para desarrollar y ampliar estas normas. La actividad de estudio de la EMC aumentó mucho en la Segunda Guerra MundialLa 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 equiposdebido al uso masivo de las comunicaciones, el desarrollo del radar y otros equipos Eléctricos y electrónicos.Eléctricos y electrónicos. La explosión tecnológica que siguió a la invención del transistor en 1948 y los circuitosLa 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 aplicacionesintegrados en la década del 60, y la ubicuidad de estos dispositivos en aplicaciones críticas como equipos médicos o de control de aviones, propició el desarrollocríticas como equipos médicos o de control de aviones, propició el desarrollo de normas más exigentes y mecanismos de análisis y control de interferencias dede normas más exigentes y mecanismos de análisis y control de interferencias de complejidad inusual. La Federal Communications Comission (complejidad inusual. La Federal Communications Comission (FCCFCC) de Estados Unidos,) de Estados Unidos, publicó en 1979 normas limitando las emisiones electromagnéticas en todo el espectro. 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 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. más conocida es la de la Comunidad Europea de 1989, que agregó reglas de inmunidad.



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Regulaciones en EuropaRegulaciones en Europa

Las normas más extendidas son las emitidas por la Las normas más extendidas son las emitidas por la Comunidad EuropeaComunidad Europea, que , que produjo su primer directiva sobre EMC en Mayo de 1989 (la produjo su primer directiva sobre EMC en Mayo de 1989 (la Directiva Directiva 89/336/CEE (1)89/336/CEE (1)).).Esta directiva tenía como objetivos eliminar las barreras comerciales entre los Esta directiva tenía como objetivos eliminar las barreras comerciales entre los países miembros y disminuir y controlar la polución electromagnética del medio países miembros y disminuir y controlar la polución electromagnética del medio ambiente. ambiente. La Directiva 89/336/CE ha sido modificada y complementada por otras DirectivasLa Directiva 89/336/CE ha sido modificada y complementada por otras Directivas

posteriores y sigue en revisión y actualización.posteriores y sigue en revisión y actualización.Los productos comercializados en los países miembros que cumplan con las Los productos comercializados en los países miembros que cumplan con las condiciones mínimas descriptas en la Directiva llevarán una condiciones mínimas descriptas en la Directiva llevarán una marca de marca de conformidadconformidad..Las normas precedentes regulaban estándares de Las normas precedentes regulaban estándares de susceptibilidad susceptibilidad de equipos ede equipos e

instalaciones. La Directiva 89/336/CEE es la primera que también incluye instalaciones. La Directiva 89/336/CEE es la primera que también incluye regulaciones sobre la regulaciones sobre la emisión emisión de señales potencialmente dañinas.de señales potencialmente dañinas.

[1][1] Directiva para la operación simultánea y compatible electromagnéticamente de Directiva para la operación simultánea y compatible electromagnéticamente de distintos equipos eléctricos y electrónicos comercializados.distintos equipos eléctricos y electrónicos comercializados.



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Directiva 89/336/CEEDirectiva 89/336/CEE Definiciones básicasDefiniciones básicas (artículo 1): (artículo 1):

-- AparatoAparato: todo aparato eléctrico y electrónico junto con equipos e instalaciones que : todo aparato eléctrico y electrónico junto con equipos e instalaciones que contienen componentes eléctricos y/o electrónicos.contienen componentes eléctricos y/o electrónicos.

-- Perturbación electromagnéticaPerturbación electromagnética: cualquier fenómeno electromagnético que puede : cualquier fenómeno electromagnético que puede degradar el funcionamiento de un dispositivo, unidad de equipo o sistema. Una degradar el funcionamiento de un dispositivo, unidad de equipo o sistema. Una perturbación electromagnética puede ser ruido electromagnético, una señal no perturbación electromagnética puede ser ruido electromagnético, una señal no deseada o una modificación en el medio de propagación propiamente dicho.deseada o una modificación en el medio de propagación propiamente dicho.

-- InmunidadInmunidad: es la habilidad de un dispositivo, unidad de equipo o sistema para : es la habilidad de un dispositivo, unidad de equipo o sistema para funcionar sin degradación de calidad en la presencia de perturbaciones funcionar sin degradación de calidad en la presencia de perturbaciones electromagnéticas.electromagnéticas.

-- Compatibilidad electromagnéticaCompatibilidad electromagnética: habilidad de un dispositivo, unidad de equipo : habilidad de un dispositivo, unidad de equipo o sistema para funcionar satisfactoriamente en su ambiente (sea cual fuera la o sistema para funcionar satisfactoriamente en su ambiente (sea cual fuera la interferencia electromagnética que produzca el sistema, ésta no comprometerá la interferencia electromagnética que produzca el sistema, ésta no comprometerá la funcionalidad de él mismo ni la de otros instrumentos que lo rodean). funcionalidad de él mismo ni la de otros instrumentos que lo rodean).



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El principal objetivo de la Directiva 89/336/CEE es garantizar la libre 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 circulación de aparatos en el Área Económica Europea (EEE) y crear un ambiente EMC aceptable.ambiente EMC aceptable.

El nivel de protección requerido está especificado en la Directiva de EMC El nivel de protección requerido está especificado en la Directiva de EMC mediante objetivos de protección en el campo de la compatibilidad mediante objetivos de protección en el campo de la compatibilidad electromagnética. Los principales objetivos son:electromagnética. Los principales objetivos son:

Asegurar que dispositivos, aparatos y sistemas, no puedan interferir con Asegurar que dispositivos, aparatos y sistemas, no puedan interferir con equipos de radio o telecomunicación cuyo funcionamiento pudiera ser equipos de radio o telecomunicación cuyo funcionamiento pudiera ser afectado (de acuerdo con la definición del artículo 1 de la Directiva de EMC) afectado (de acuerdo con la definición del artículo 1 de la Directiva de EMC) por perturbaciones electromagnéticas causadas por estos aparatos por perturbaciones electromagnéticas causadas por estos aparatos eléctricos o electrónicos.eléctricos o electrónicos.

Asegurar que los aparatos tienen un adecuado nivel de inmunidadAsegurar que los aparatos tienen un adecuado nivel de inmunidad[1][1] intrínseca a las perturbaciones electromagnéticas de manera que puedan intrínseca a las perturbaciones electromagnéticas de manera que puedan funcionar de acuerdo con su propósito. funcionar de acuerdo con su propósito.

Para lograr estos objetivos, la Directiva de CEM establece requisitos de Para lograr estos objetivos, la Directiva de CEM establece requisitos de protección y procedimientos bajo los cuales el fabricante pueda evaluar por protección y procedimientos bajo los cuales el fabricante pueda evaluar por sí mismo sus aparatos en relación a esos requisitos o los pueda hacer 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 evaluar por terceras partes. Obviamente el objetivo no es conseguir un nivel de emisión cero, o total inmunidad. de emisión cero, o total inmunidad.

[1][1] Se refiere a la habilidad del objeto para funcionar en un ambiente con Se refiere a la habilidad del objeto para funcionar en un ambiente con ruido electromagnéticoruido electromagnético



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Para que un objeto sea compatible, debe satisfacer pues, tres criteriosPara que un objeto sea compatible, debe satisfacer pues, tres criterios::

-- No producir interferencias "intolerables" en el medio ambiente que puedan generar fallas de No producir interferencias "intolerables" en el medio ambiente que puedan generar fallas de funcionamiento en otros dispositivos unidades de equipo o sistemas.funcionamiento en otros dispositivos unidades de equipo o sistemas.

-- No producir interferencias sobre sí mismo.No producir interferencias sobre sí mismo.No ser susceptibleNo ser susceptible[1][1] a las emisiones de otros sistemas (habilidad del dispositivo, unidad de a las emisiones de otros sistemas (habilidad del dispositivo, unidad de equipo o sistema para funcionar satisfactoriamente en un medio ambiente donde hay campos equipo o sistema para funcionar satisfactoriamente en un medio ambiente donde hay campos electromagnéticos causados por fuentes ajenas).electromagnéticos causados por fuentes ajenas).

Desde el 1 de enero de 1996 todo producto comercializado en el Mercado ComúnDesde el 1 de enero de 1996 todo producto comercializado en el Mercado ComúnEuropeo debe satisfacer las normas comunitarias de emisión e inmunidad.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 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 la energía contenida en estos campos se radia al espacio, mientras que el resto queda almacenada en las proximidades de las fuentes.almacenada en las proximidades de las fuentes.

En cualquier problema de compatibilidad electromagnética existen tres elementos esenciales: En cualquier problema de compatibilidad electromagnética existen tres elementos esenciales: -- La fuente del fenómeno electromagnético: pueden ser los transmisores de radio, líneas de alta 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 tensión, circuitos electrónicos, rayos, ... Todo aquello que genera o utiliza energía electromagnéticaelectromagnética

-- Un receptor, que no funcionará adecuadamente debido al fenómeno: radio, circuitos Un receptor, que no funcionará adecuadamente debido al fenómeno: radio, circuitos electrónicos o incluso personas, ...electrónicos o incluso personas, ...

-- Y un camino entre ellos.Y un camino entre ellos.

[1][1] Se refiere a la posibilidad del objeto de funcionar mal debido a las interferencias Se refiere a la posibilidad del objeto de funcionar mal debido a las interferencias



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Interferencia electromagnéticaInterferencia electromagnética

A la transferencia de energía electromagnética entre dos equipos A la transferencia de energía electromagnética entre dos equipos se le denomina se le denomina interferencia electromagnética interferencia electromagnética EMIEMI, puede , puede ocasionar el mal funcionamiento de los equipos electrónicos y hasta ocasionar el mal funcionamiento de los equipos electrónicos y hasta dañarlos de forma irreparable. dañarlos de forma irreparable.

Un sistema que puede producir campos Un sistema que puede producir campos EE y y BB variables con el variables con el tiempo tiene el potencial de causar interferencia electromagnética. tiempo tiene el potencial de causar interferencia electromagnética. A cualquier señal indeseable (generada por la no linealidad y la A cualquier señal indeseable (generada por la no linealidad y la distorsión del circuito, que se superpone a las señales propias del distorsión del circuito, que se superpone a las señales propias del mismo) dentro de un sistema se le llama ruido.mismo) dentro de un sistema se le llama ruido.

La interferencia electromagnética se puede dividir en dos La interferencia electromagnética se puede dividir en dos categorías:categorías:

EMI por Conducción:EMI por Conducción: En este caso la interferencia En este caso la interferencia electromagnética se propaga vía cables (p. E. Cables de electromagnética se propaga vía cables (p. E. Cables de alimentación, etc.).alimentación, etc.).

EMI por Radiación:EMI por Radiación: En este caso la interferencia electromagnética En este caso la interferencia electromagnética EMI se propaga a través del aire.EMI se propaga a través del aire.



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Fuentes de interferenciaFuentes de interferencia

Las fuentes de interferencia se clasifican como Las fuentes de interferencia se clasifican como naturales naturales (independientes de la (independientes de la actividad humana) y actividad humana) y artificiales artificiales (producidas por el hombre)(producidas por el hombre)

-- Naturales (incluyen el ruido atmosférico terrestre debido a tormentas, precipitación Naturales (incluyen el ruido atmosférico terrestre debido a tormentas, precipitación estática, y emisiones del cosmos).estática, y emisiones del cosmos).

-- Provocadas por el hombre: no intencionadas (líneas de alta tensión, los motores Provocadas por el hombre: no intencionadas (líneas de alta tensión, los motores eléctricos, las máquinas industriales, ...), e intencionadas, con el fin de radiar eléctricos, las máquinas industriales, ...), e intencionadas, con el fin de radiar (ligadas a los equipos electrónicos de comunicaciones: radares, sistemas de (ligadas a los equipos electrónicos de comunicaciones: radares, sistemas de navegación, las telecomunicaciones, ... y los equipos médicos).navegación, las telecomunicaciones, ... y los equipos médicos).

** Fuentes naturalesFuentes naturales

-- a.-Ruido térmico:a.-Ruido térmico:

Se produce por las Se produce por las fluctuaciones estadísticas fluctuaciones estadísticas del movimiento electrónico en losdel movimiento electrónico en losconductores debido a la temperatura. De acuerdo a la teoría cuántica, a cualquierconductores debido a la temperatura. De acuerdo a la teoría cuántica, a cualquiertemperatura por encima de 0º Ktemperatura por encima de 0º K los electrones de un conductor se hallan en los electrones de un conductor se hallan en movimientomovimientoal azar. Al circular una corriente, este movimiento aleatorio se superpone alal azar. Al circular una corriente, este movimiento aleatorio se superpone almovimiento ordenado producido por las fuentes de fem. Estas fluctuaciones creanmovimiento ordenado producido por las fuentes de fem. Estas fluctuaciones creanefectos de ruido en señales de baja intensidad y pueden producir fallas de efectos de ruido en señales de baja intensidad y pueden producir fallas de funcionamiento en circuitos muy sensibles.funcionamiento en circuitos muy sensibles.



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b.-Campos atmosféricos:b.-Campos atmosféricos:Las diversas capas atmosféricas contienen átomos y moléculas que se ionizan Las diversas capas atmosféricas contienen átomos y moléculas que se ionizan fácilmente por la radiación ultravioleta del Sol, colisiones de partículas cargadas, fácilmente por la radiación ultravioleta del Sol, colisiones de partículas cargadas, etc. Se generan así campos extremadamente variables en intensidad y contenido etc. Se generan así campos extremadamente variables en intensidad y contenido armónico.armónico.Muchos fenómenos eléctricos naturales son demasiado débiles para crear Muchos fenómenos eléctricos naturales son demasiado débiles para crear interferencias, lo que deja para nuestro análisis fundamentalmente los campos interferencias, lo que deja para nuestro análisis fundamentalmente los campos creados porcreados por tormentas eléctricas tormentas eléctricas, la influencia de la , la influencia de la radiación solar radiación solar y la y la radiación cósmica radiación cósmica de alta energía.de alta energía.b.1.-Tormentas eléctricas: b.1.-Tormentas eléctricas: Una tormenta eléctrica (se debería llamar electromagnética) crea descargas por Una tormenta eléctrica (se debería llamar electromagnética) crea descargas por ruptura dieléctrica ruptura dieléctrica del aire (ionización de las moléculas gaseosas) ante los del aire (ionización de las moléculas gaseosas) ante los campos eléctricos producidos entre nubes o entre nubes y la tierra, dado que las campos eléctricos producidos entre nubes o entre nubes y la tierra, dado que las nubes acumulan carga eléctrica estática.nubes acumulan carga eléctrica estática.La corriente de una rayo típico es de La corriente de una rayo típico es de 3 3 a a 200 KA200 KA, el , el 80% 80% de los casos medidos de los casos medidos excede los excede los 50 KA. 50 KA. Uno de los aspectos más estudiados de las descargas atmosféricas es su acción Uno de los aspectos más estudiados de las descargas atmosféricas es su acción sobre sobre aviones aviones en vuelo, que puede ser catastrófica, directamente por la generación en vuelo, que puede ser catastrófica, directamente por la generación de incendios o indirectamente alterando la electrónica de comunicaciones o control de incendios o indirectamente alterando la electrónica de comunicaciones o control del aparato. del aparato. Las tormentas y actividad electromagnética atmosférica inducen cambios en las Las tormentas y actividad electromagnética atmosférica inducen cambios en las partes altas de la atmósfera, donde existen regiones de partículas cargadas por la partes altas de la atmósfera, donde existen regiones de partículas cargadas por la radiación solar y la radiación cósmica.radiación solar y la radiación cósmica.Estas regiones (Estas regiones (tropósfera tropósfera e e ionósferaionósfera) actúan como ) actúan como guías de onda guías de onda para para radiaciones de RF y generan también campos electromagnéticos propios que varían radiaciones de RF y generan también campos electromagnéticos propios que varían a lo largo del año y de acuerdo a la situación geográfica.a lo largo del año y de acuerdo a la situación geográfica.



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b.2.-Radiación solar y ruido cósmico:b.2.-Radiación solar y ruido cósmico:Fenómenos extraterrestres, como las Fenómenos extraterrestres, como las manchas solaresmanchas solares, generan radiación cósmica en , generan radiación cósmica en forma de partículas de alta energía que interactúan con los átomos y moléculas de la forma de partículas de alta energía que interactúan con los átomos y moléculas de la alta atmósfera.alta atmósfera.El El campo magnético terrestre campo magnético terrestre ejerce fuerzas sobre estas partículas modificando su ejerce fuerzas sobre estas partículas modificando su trayectoria y “enfocándolas” hacia los polos, donde las interacciones con los átomos y trayectoria y “enfocándolas” hacia los polos, donde las interacciones con los átomos y moléculas del aire producen las llamadas moléculas del aire producen las llamadas aurorasauroras. Otros efectos surgen por influencia . Otros efectos surgen por influencia de las de las aurorasauroras, creadas por partículas cargadas cósmicas de alta velocidad desviadas , 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 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.planetas, como Júpiter, que generan partículas cargadas y campos.La mayor parte de la radiación cósmica proviene de la actividad solar, aunque hay 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 fuentes de partículas elementales extrasolares y aún extragalácticas, pero su intensidad es muy baja. La actividad solar presenta es muy baja. La actividad solar presenta ciclos ciclos de aproximadamente 11 años, donde se de aproximadamente 11 años, donde se produce un máximo de presencia de manchas solares y aumenta la producción de produce un máximo de presencia de manchas solares y aumenta la producción de partículas de alta energía, causando interferencias apreciables en sistemas de partículas de alta energía, causando interferencias apreciables en sistemas de comunicación satelitales.comunicación satelitales.Las alteraciones del campo magnético terrestre durante estos episodios de máxima Las alteraciones del campo magnético terrestre durante estos episodios de máxima actividad solar pueden producir fallas catastróficas en actividad solar pueden producir fallas catastróficas en sistemas de transmisión de sistemas de transmisión de energía eléctrica energía eléctrica por la generación de corrientes inducidas, que pueden llevar a por la generación de corrientes inducidas, que pueden llevar a saturación a los transformadores de las subestaciones. El calentamiento por efecto saturación a los transformadores de las subestaciones. El calentamiento por efecto Joule puede destruir los transformadores.Joule puede destruir los transformadores.A su vez, la saturación del núcleo genera armónicas que pueden alterar todo el sistema 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 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.marzo de 1989, que duró más de 9 horas.



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Fuentes artificialesFuentes artificiales

Las fuentes de interferencias producidas por la actividad humana son muchas y Las fuentes de interferencias producidas por la actividad humana son muchas y variadas. La mayoría son de carácter no intencional.variadas. La mayoría son de carácter no intencional. Una primera clasificación de las fuentes artificiales de interferencia las divide enUna primera clasificación de las fuentes artificiales de interferencia las divide enfuentes fuentes permanentes permanentes y y transitoriastransitorias. Habitualmente las fuentes de interferencia. Habitualmente las fuentes de interferenciapermanentes (p.ej., emisoras de radio, satélites de comunicaciones, sistemas depermanentes (p.ej., emisoras de radio, satélites de comunicaciones, sistemas deaeronavegación, etc.) tienen un ancho de banda relativamente estrecho, mientras aeronavegación, etc.) tienen un ancho de banda relativamente estrecho, mientras que las fuentes transitorias (p.ej.,fallas de balanceo en líneas de potencia, picos, 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, caídas en fuentes de alimentación, sistema de encendido de vehículos y, en general, interrupciones de corriente en circuitos reactivos, descargas electrostáticas, pulso interrupciones de corriente en circuitos reactivos, descargas electrostáticas, pulso electromagnético nuclear, etc.) tienen un ancho de banda amplio. Cuanto mayor sea electromagnético nuclear, etc.) tienen un ancho de banda amplio. Cuanto mayor sea el ancho de banda de la potencial perturbación, mayor será generalmente la el ancho de banda de la potencial perturbación, mayor será generalmente la probabilidad de producir interferencias.probabilidad de producir interferencias.Esta primera clasificación lleva a una distinción básica entre dos tipos de modelosEsta primera clasificación lleva a una distinción básica entre dos tipos de modelospara describir los fenómenos de CEM:para describir los fenómenos de CEM:

Otra clasificación importante se debe al Otra clasificación importante se debe al mecanismo de acoplamiento mecanismo de acoplamiento de de interferencia. Existen dos mecanismos fundamentales:interferencia. Existen dos mecanismos fundamentales:



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1.-Interferencia conducida. 1.-Interferencia conducida.

El acoplamiento entre culpable y víctima se produce a través de señales El acoplamiento entre culpable y víctima se produce a través de señales transportadas por conductores que unen ambos sistemas. Existe contacto galvánico. transportadas por conductores que unen ambos sistemas. Existe contacto galvánico. La interferencia conducida se suele dividir en interferencia de La interferencia conducida se suele dividir en interferencia de modo común modo común y de y de modo diferencialmodo diferencial, de acuerdo al camino que siguen las corrientes de interferencia. , de acuerdo al camino que siguen las corrientes de interferencia. En el modo diferencial la corriente En el modo diferencial la corriente ID ID fluye en pares de conductores con polaridad fluye en pares de conductores con polaridad opuesta en cada conductor del par. Como los conductores del par se hallan opuesta en cada conductor del par. Como los conductores del par se hallan normalmente cercanos, las tensiones inducidas por perturbaciones externas así normalmente cercanos, las tensiones inducidas por perturbaciones externas así como los campos radiados en modo diferencial son débiles.como los campos radiados en modo diferencial son débiles.

2.-Interferencia radiada.2.-Interferencia radiada.

El acoplamiento entre culpable y víctima se produce a través de campos 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 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 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 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 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 millones de voltios, provoca la ionización del gas, creando una vía de baja resistencia hacia la tierra para la descarga.resistencia hacia la tierra para la descarga.



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Campos electromagnéticosCampos electromagnéticosExiste un campo Existe un campo EE natural, creado por las cargas eléctricas presentes en la natural, creado por las cargas eléctricas presentes en la ionosfera, que varía desde 100-400 V/m en condiciones climatológicas ionosfera, que varía desde 100-400 V/m en condiciones climatológicas favorables; y alcanza los 20.000 V/m bajo fuerte tormenta.favorables; y alcanza los 20.000 V/m bajo fuerte tormenta.Existe un campo magnético natural estático supuestamente debido a las Existe un campo magnético natural estático supuestamente debido a las corrientes que circulan en el núcleo de la tierra. La intensidad del campo 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 terrestre varía con la latitud: desde 25µT en el ecuador magnético, hasta aproximadamente 67µT en los polos, con una media de magnético, hasta aproximadamente 67µT en los polos, con una media de 50µT.50µT.Tanto las radiaciones ionizantes como las no ionizantes son formas de Tanto las radiaciones ionizantes como las no ionizantes son formas de energía y tanto unas como las otras entran dentro del espectro energía y tanto unas como las otras entran dentro del espectro electromagnético. El espectro electromagnético es pues el conjunto de electromagnético. El espectro electromagnético es pues el conjunto de todas las formas de energía radiante.todas las formas de energía radiante.

Radiaciones no ionizantes:Radiaciones no ionizantes: Los campos de frecuencias por debajo del Los campos de frecuencias por debajo del visible: IR, radar, microondas, TV, radio,... tienen suficiente energía para visible: IR, radar, microondas, TV, radio,... tienen suficiente energía para

generar calor, pero no producen ionización en la materia.generar calor, pero no producen ionización en la materia.



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Radiaciones ionizantesRadiaciones ionizantes:: Son aquellas en las que las partículas que se desplazan Son aquellas en las que las partículas que se desplazan son ionesson iones[1][1]. Estas radiaciones pueden producir alteraciones genéticas y . Estas radiaciones pueden producir alteraciones genéticas y determinadas enfermedades. determinadas enfermedades.

Existen dos tipos de radiaciones ionizantes: Existen dos tipos de radiaciones ionizantes: - Electromagnética, constituida por rayos γ, rayos X y rayos ultravioleta; - Electromagnética, constituida por rayos γ, rayos X y rayos ultravioleta; - La constituida por partículas subatómicas (electrones, neutrones, protones). - La constituida por partículas subatómicas (electrones, neutrones, protones).

Existen tres tipos fundamentales de interacciones:Existen tres tipos fundamentales de interacciones:- Aquellas producidas por un aparato sobre otro aparato.- Aquellas producidas por un aparato sobre otro aparato.-Aquellas producidas por el medio ambiente sobre sistemas eléctricos, por ejemplo, los efectos -Aquellas producidas por el medio ambiente sobre sistemas eléctricos, por ejemplo, los efectos del rayo.del rayo.- Aquellas producidas por un sistema eléctrico sobre el medio, por ejemplo, influencia de los - Aquellas producidas por un sistema eléctrico sobre el medio, por ejemplo, influencia de los campos electromagnéticos sobre los seres vivos.campos electromagnéticos sobre los seres vivos.

[1][1] A frecuencias altas, como consecuencia de la interacción de la radiación de A frecuencias altas, como consecuencia de la interacción de la radiación de elevada energía con la materia, se desprenden electrones y los átomos quedan elevada energía con la materia, se desprenden electrones y los átomos quedan cargados positivamente, ionizados. cargados positivamente, ionizados.



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¿Qué es la Compatibilidad Electromagnética?¿Qué es la Compatibilidad Electromagnética?

CONCEPTOCONCEPTO La Compatibilidad Electromagnética (CEM) designa, en primer lugar, las propiedades que poseen las 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, 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 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…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 Se pueden definir tres tipos fundamentales de interacciones teniendo en cuenta sus orígenes y receptores :receptores :

a)a) Un aparato sobre otro (efecto de un sistema sobre otro, interferencias con el interior…)Un aparato sobre otro (efecto de un sistema sobre otro, interferencias con el interior…)b)b) El medio ambiente sobre sistemas eléctricos y/o informáticos ( Rayo…)El medio ambiente sobre sistemas eléctricos y/o informáticos ( Rayo…)c)c) Un sistema eléctrico sobre el medio ambiente (influencias de los campos electromagnéticos sobre los Un sistema eléctrico sobre el medio ambiente (influencias de los campos electromagnéticos sobre los

seres vivos…)seres vivos…)

- El dominio de la CEM cubre un amplio campo de actividadesEl dominio de la CEM cubre un amplio campo de actividades : :• Análisis de los mecanismos que dan origen a los efectos perturbadores…Análisis de los mecanismos que dan origen a los efectos perturbadores…• Estudio de la propagación de las perturbaciones…Estudio de la propagación de las perturbaciones…• Evaluación de las consecuencias…Evaluación de las consecuencias…• Previsión de las situaciones…Previsión de las situaciones…• Diseño y puesta en acción de los dispositivos de corrección…Diseño y puesta en acción de los dispositivos de corrección…• Establecimiento de normas que impongan valores límites… etc..Establecimiento de normas que impongan valores límites… etc..

Todo el dominio tiene una connotación negativa…no se trata de crear algo nuevo…sino de Todo el dominio tiene una connotación negativa…no se trata de crear algo nuevo…sino de suprimir las imperfecciones…suprimir las imperfecciones…



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Elementos esenciales: Sistema PerturbadoElementos esenciales: Sistema Perturbado

La polución del espacio por perturbaciones de naturaleza electromagnética nace de la creciente La polución del espacio por perturbaciones de naturaleza electromagnética nace de la creciente complejidad de los sistemas energéticos (sociedad del bienestar)…complejidad de los sistemas energéticos (sociedad del bienestar)…

Es un problema complejo que debe ser abordado con técnicas propias de la teoría de sistemas…Es un problema complejo que debe ser abordado con técnicas propias de la teoría de sistemas…- Establecimiento completo del sistema perturbadoEstablecimiento completo del sistema perturbado- Análisis de las perturbacionesAnálisis de las perturbaciones- Puesta a punto de dispositivos de protecciónPuesta a punto de dispositivos de protección

Elementos esenciales :Elementos esenciales :*Fuente del fenómeno electromagnético (EM)…Transmisores de radio, líneas de alta, motores, rayos,…etc.*Fuente del fenómeno electromagnético (EM)…Transmisores de radio, líneas de alta, motores, rayos,…etc.*Receptor…Circuitos electrónicos, receptores de radio, personas,…etc.*Receptor…Circuitos electrónicos, receptores de radio, personas,…etc.*Camino que permita la interferencia (Conducción, acoplo inductivo, acoplo capacitivo, radiación)*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… El camino de acoplo es cada uno o la combinación de los cuatro métodos de acoplo… Origen de la interferencia :Origen de la interferencia :- Fuente-Receptor dentro del sistema – INTRASISTEMA- (transistorios en los circuitos de conmutación…)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…)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 Para solucionar un problema EM es necesario, al menos, identificar dos de estos elementos y eliminar el

tercero”…tercero”…

- Diagrama de bloques del conjunto- Diagrama de bloques del conjunto Perturbador-PerturbadoPerturbador-Perturbado……



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Algunas definiciones,…Algunas definiciones,…

Entorno electromagnético : totalidad de fenómenos electromagnéticos Entorno electromagnético : totalidad de fenómenos electromagnéticos (variables con el tiempo) que existen en una región dada…se pueden (variables con el tiempo) que existen en una región dada…se pueden describir por fuentes o mediante parámetros susceptibles de medida (V. I. describir por fuentes o mediante parámetros susceptibles de medida (V. I. E. H)…E. H)…

Perturbación electromagnética : Cualquier fenómeno EM que puede Perturbación electromagnética : Cualquier fenómeno EM que puede degradar el funcionamiento de un equipo o sistema, o afectar degradar el funcionamiento de un equipo o sistema, o afectar perniciosamente a la materia viviente o inerte.perniciosamente a la materia viviente o inerte.

Emisión electromagnética (EME) : fenómeno por el que la energía Emisión electromagnética (EME) : fenómeno por el que la energía electromagnética emana de una fuente (conducción y/o radiación).electromagnética emana de una fuente (conducción y/o radiación).

Susceptibilidad electromagnética (EMS) : Incapacidad de un dispositivo, Susceptibilidad electromagnética (EMS) : Incapacidad de un dispositivo, equipo o sistema de funcionar sin degradación en presencia de una equipo o sistema de funcionar sin degradación en presencia de una perturbación electromagnética.perturbación electromagnética.

Inmunidad Electromagnética : Capacidad de un dispositivo, equipo o Inmunidad Electromagnética : Capacidad de un dispositivo, equipo o sistema de funcionar sin degradación en presencia de una perturbación sistema de funcionar sin degradación en presencia de una perturbación electromagnética…electromagnética…Un mismo equipo puede ser Un mismo equipo puede ser inmune o noinmune o no a la misma a la misma señal si el camino de acoplo es distinto…señal si el camino de acoplo es distinto…



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Compatibilidad Intrasistema : No hay problema de Compatibilidad Intrasistema : No hay problema de interferencia (EMI) interna (ej. Armónicos de una señal interferencia (EMI) interna (ej. Armónicos de una señal principal, interferencias entre componentes de un circuito,…)principal, interferencias entre componentes de un circuito,…)

Compatibilidad Intersistemas : No hay problemas de EMI Compatibilidad Intersistemas : No hay problemas de EMI externos (ej.: tubos fluorescentes y controles industriales, externos (ej.: tubos fluorescentes y controles industriales, líneas de alta tensión y marcapasos…etc).líneas de alta tensión y marcapasos…etc).

Nivel de Compatibilidad EM : Nivel de perturbación EM de Nivel de Compatibilidad EM : Nivel de perturbación EM de referencia que puede usarse en un cierto entorno para obtener referencia que puede usarse en un cierto entorno para obtener límites de emisión e inmunidad, de forma que el equipo tiene límites de emisión e inmunidad, de forma que el equipo tiene una probabilidad alta de ser compatible.una probabilidad alta de ser compatible.

Nivel de Inmunidad : Máximo nivel de perturbación EM que Nivel de Inmunidad : Máximo nivel de perturbación EM que incide sobre un equipo para el cual éste funciona incide sobre un equipo para el cual éste funciona correctamente. Es función de la variable independiente al que correctamente. Es función de la variable independiente al que esté referido (ej.: la frecuencia). Puede ponerse un valor esté referido (ej.: la frecuencia). Puede ponerse un valor prefijado por debajo del nivel de inmunidad en el rango de prefijado por debajo del nivel de inmunidad en el rango de medidas: medidas: límite de inmunidad…límite de inmunidad…



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Margen de inmunidad : Diferencia entre el límite de Margen de inmunidad : Diferencia entre el límite de inmunidad y el nivel de compatibilidad.inmunidad y el nivel de compatibilidad.

De forma equivalente se definen las cantidades y De forma equivalente se definen las cantidades y magnitudes referidas a la magnitudes referidas a la Emisión Emisión……

FUENTES DE INTERFERENCIAFUENTES DE INTERFERENCIA

- Cualquier sistema capaz de generar Cualquier sistema capaz de generar E E(t) y (t) y HH(t) puede causar interferencia.(t) puede causar interferencia.- Ruido : cualquier señal indeseable dentro de un sistema.Ruido : cualquier señal indeseable dentro de un sistema.

• NaturalesNaturales: Ruido atmosférico (tormentas de diverso tipo), emisiones solares,…: Ruido atmosférico (tormentas de diverso tipo), emisiones solares,…• Origen HumanoOrigen Humano: Radiaciones intencionadas – equipos de comunicaciones, : Radiaciones intencionadas – equipos de comunicaciones,

sistemas de navegación, etc – y no intencionada – armónicos o subarmónicos de los sistemas de navegación, etc – y no intencionada – armónicos o subarmónicos de los mismos equipos, motores eléctricos, sitemas de encendido, etcmismos equipos, motores eléctricos, sitemas de encendido, etc



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Las interferencias, independientemente de su camino de acoplo Las interferencias, independientemente de su camino de acoplo (conducción,radiación,…)(conducción,radiación,…) se pueden clasificar según las variaciones de su se pueden clasificar según las variaciones de su amplitudamplitud (impulsos y/o contínuas; de formas impredecibles…, en general, (impulsos y/o contínuas; de formas impredecibles…, en general, dos grupos: dos grupos: sinusoidales sinusoidales yy aleatorias aleatorias)) y según su extensión espectral y según su extensión espectral (anchura de banda)(anchura de banda)……frecuentemente se usan los términos frecuentemente se usan los términos banda estrechabanda estrecha y y banda banda ancha...que siempre son con relación al instrumento utilizado para ancha...que siempre son con relación al instrumento utilizado para medir la señal o el ruido…(cuando su ancho de banda correspondiente a 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 3dB es mas pequeño (grande) que el correspondiente ancho de banda del receptor de medida)…receptor de medida)…

Unidades estándar: Las medidas típicas de EMI Unidades estándar: Las medidas típicas de EMI radiadaradiada pueden tener un pueden tener un rango desde 30rango desde 30μμV/m a 30 mV/m ( 3 décadas) y V/m a 30 mV/m ( 3 décadas) y conducidaconducida 10A a 10 10A a 10μμA (6 A (6 décadas)décadas)

Utilización de Modelos Apropiados:Utilización de Modelos Apropiados: La elección de un modelo debe ser un compromiso entra facilidad y La elección de un modelo debe ser un compromiso entra facilidad y

precisión…precisión… Teoría de Campos o de Circuitos…Teoría de Campos o de Circuitos… Circuito perturbado: Compromiso Circuito perturbado: Compromiso ~ modelo híbrido ( acoplos inductivos, ~ modelo híbrido ( acoplos inductivos,

capacitivos y radiante…), añadiendo, en su caso, las diversas geometrías…capacitivos y radiante…), añadiendo, en su caso, las diversas geometrías…



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- Algunas medidas para reducir las perturbaciones…Algunas medidas para reducir las perturbaciones…• La energía de destrucción de algunos componentes (circuitos) puede La energía de destrucción de algunos componentes (circuitos) puede

ser pequeña… ser pequeña… • Sensibilidad de los sistemas analógicos, digitales y biológicos a las Sensibilidad de los sistemas analógicos, digitales y biológicos a las

perturbaciones…perturbaciones…

Algunos campos de interés de la CEMAlgunos campos de interés de la CEM

- Apantallamiento del Campo Electromagnético:Apantallamiento del Campo Electromagnético:

El apantallamiento de un receptor de una fuente de perturbación eléctrica es El apantallamiento de un receptor de una fuente de perturbación eléctrica es una técnica básica y fundamental en el control de CEM. Por pantalla una técnica básica y fundamental en el control de CEM. Por pantalla entendemos la superficie (real o no) que constituye una limitación real al 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.acoplo entre los circuitos o equipos que están situados a ambos lados de ella.

Un apantallamiento real puede ser cualquier recinto cerrado parcial o Un apantallamiento real puede ser cualquier recinto cerrado parcial o completamente que se utilice para disminuir el campo EM en su interior o en 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).el exterior (como una gran cámara o la malla externa de un cable coaxial).

Las limitaciones en el apantallamiento de interferencias electromagnéticas Las limitaciones en el apantallamiento de interferencias electromagnéticas vienen impuestas por las aberturas y discontinuidades en el recinto. En los 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 sistemas reales, estas aberturas son inevitables puesto que los cables, el aire, el personal técnico, etc., tienen que entrar y salir de una cámara.personal técnico, etc., tienen que entrar y salir de una cámara.



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MECANISMOS DE APANTALLAMIENTOMECANISMOS DE APANTALLAMIENTO Para estudiar el apantallamiento, se pueden resolver la ecuaciones de Para estudiar el apantallamiento, se pueden resolver la ecuaciones de

Maxwell con las condiciones de contorno adecuadas. En la práctica este Maxwell con las condiciones de contorno adecuadas. En la práctica este método no se aplica por su complejidad.método no se aplica por su complejidad.

Aproximaciones:Aproximaciones: El modelo “de conducción de líneas de campo”→ campos eléctricos y El modelo “de conducción de líneas de campo”→ campos eléctricos y

magnéticos estáticos. magnéticos estáticos. el modelo del “circuito equivalente” → se aplica cuando las dimensiones el modelo del “circuito equivalente” → se aplica cuando las dimensiones

del apantallamiento son considerablemente más pequeñas que las de la del apantallamiento son considerablemente más pequeñas que las de la longitud de onda de los campos que inciden sobre éllongitud de onda de los campos que inciden sobre él

El modelo de la “onda plana o línea de transmisión” → se aplica a El modelo de la “onda plana o línea de transmisión” → se aplica a apantallamientos de sistemas que son considerablemente más grandes que apantallamientos de sistemas que son considerablemente más grandes que la longitud de onda del campo incidente. la longitud de onda del campo incidente.

APANTALLAMIENTO DEL CAMPO ESTÁTICOAPANTALLAMIENTO DEL CAMPO ESTÁTICO Resolver las ecuaciones de Maxwell se reduce a utilizar la ecuación de Resolver las ecuaciones de Maxwell se reduce a utilizar la ecuación de

Laplace con las condiciones de contorno adecuadas, para determinar el Laplace con las condiciones de contorno adecuadas, para determinar el potencial escalar eléctrico V o magnético Vpotencial escalar eléctrico V o magnético VMM, es necesario que la región , es necesario que la región dentro de los contornos no contenga ninguna corriente.dentro de los contornos no contenga ninguna corriente.

APANTALLAMIENTO MAGNETOSTÁTICOAPANTALLAMIENTO MAGNETOSTÁTICO Sólo es posible obtener apantallamiento magnetostático utilizando Sólo es posible obtener apantallamiento magnetostático utilizando

materiales ferromagnéticos, cuya permeabilidad es muy superior a la del materiales ferromagnéticos, cuya permeabilidad es muy superior a la del vacío, y/o superconductores… vacío, y/o superconductores…



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ABERTURAS.ABERTURAS. En un recinto cerrado apantallado pueden penetrar ondas En un recinto cerrado apantallado pueden penetrar ondas

electromagnéticas por agujeros de ventilación, ventanas para inspección, electromagnéticas por agujeros de ventilación, ventanas para inspección, puertas,... Esta penetración depende fuertemente del tamaño, forma y puertas,... Esta penetración depende fuertemente del tamaño, forma y situación de las discontinuidades y no tanto de las características físicas del situación de las discontinuidades y no tanto de las características físicas del metal. metal.

Un análisis riguroso es bastante complejo e incluso la mayoría de los casos 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 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 conductor infinito con una abertura pequeña comparada con la longitud de onda de la radiación.onda de la radiación.

Consideramos en primer lugar el caso de un campo con sólo componente 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 eléctrica. Para conocer el potencial eléctrico tras la abertura se hace uso de una transformación general para formas poligonales conocida como una transformación general para formas poligonales conocida como transformación de Schwarz-Christoffel. El resultado de esta transformación transformación de Schwarz-Christoffel. El resultado de esta transformación da un potencial que es el mismo que el producido por una distribución de 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 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 magnético se obtiene igualmente, solo que ahora el dipolo es magnético y no eléctrico. no eléctrico.

Entonces, los campos que penetran por una abertura en una placa Entonces, los campos que penetran por una abertura en una placa conductora se pueden analizar determinando los dipolos eléctrico y conductora se pueden analizar determinando los dipolos eléctrico y magnético equivalentes que situados en la posición de la abertura generan magnético equivalentes que situados en la posición de la abertura generan los mismos campos en el interior.los mismos campos en el interior.



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BLINDAJEBLINDAJE..

- El blindaje y el filtrado son prácticas complementarias; en un - El blindaje y el filtrado son prácticas complementarias; en un circuito con buen filtrado, también es necesario un buen blindaje.circuito con buen filtrado, también es necesario un buen blindaje.

- El blindaje lleva consigo el colocar una superficie conductora - El blindaje lleva consigo el colocar una superficie conductora alrededor de las partes problemáticas del circuito. El campo alrededor de las partes problemáticas del circuito. El campo electromagnético acoplado, en estos casos, se debilita y atenúa.electromagnético acoplado, en estos casos, se debilita y atenúa.

- El blindaje puede ser una cubierta totalmente metálica, si es - El blindaje puede ser una cubierta totalmente metálica, si es necesario un apantallado para bajas frecuencias; si sólo se necesario un apantallado para bajas frecuencias; si sólo se necesita blindar para altas frecuencias (más de 30 MHz) es necesita blindar para altas frecuencias (más de 30 MHz) es suficiente con poner un fino revestimiento conductor sobre la suficiente con poner un fino revestimiento conductor sobre la cubierta de plástico del equipo.cubierta de plástico del equipo.

- El blindaje es una decisión cara y difícil de llevar a la práctica. - El blindaje es una decisión cara y difícil de llevar a la práctica. Muchos factores juegan en su contra: estéticos, herramientas, Muchos factores juegan en su contra: estéticos, herramientas, accesibilidad..accesibilidad..

- La decisión de blindar o no blindar un circuito debe adoptarse lo - La decisión de blindar o no blindar un circuito debe adoptarse lo antes posible. Se puede calcular, hasta un orden aproximado, los antes posible. Se puede calcular, hasta un orden aproximado, los campos generados por las pistas de la placa de un circuito impreso, 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 y compararlos con el límite deseado para la emisión. Si el límite es excedido, será necesario aplicar una pantalla.excedido, será necesario aplicar una pantalla.



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MALLAS Y REJILLAS:MALLAS Y REJILLAS:

- Los agujeros de ventilación se pueden cubrir con una malla - Los agujeros de ventilación se pueden cubrir con una malla perforada, o se puede perforar el propio panel conductor.perforada, o se puede perforar el propio panel conductor.

- Si el espacio entre perforaciones es mínimo (es decir, que el - Si el espacio entre perforaciones es mínimo (es decir, que el espacio entre agujeros es más pequeño que la mitad de la longitud espacio entre agujeros es más pequeño que la mitad de la longitud de onda) la reducción del blindaje con respecto a un agujero único de onda) la reducción del blindaje con respecto a un agujero único es aproximadamente proporcional a la raíz cuadrada del número de es aproximadamente proporcional a la raíz cuadrada del número de agujeros (Ej.: Una malla de 100 agujeros de 4mm. Tendrá una 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 eficacia de apantallado de 20 dB menor a la de un solo agujero de 4mm)4mm)

-Los agujeros con una distancia de separación de más de media -Los agujeros con una distancia de separación de más de media longitud de onda, apenas producen una reducción del blindaje.longitud de onda, apenas producen una reducción del blindaje.

- Se puede obtener un mejor blindaje de la ventilación, a expensas - 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 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 panal funciona como una guía de onda por debajo del corte.

- En esta técnica, el grosor del blindaje e muchas veces el ancho de - En esta técnica, el grosor del blindaje e muchas veces el ancho de cada abertura individualcada abertura individual..



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Componentes para CEMComponentes para CEM Además de los transitorios y otras perturbaciones, los problemas de Además de los transitorios y otras perturbaciones, los problemas de

interferencia electromagnética conducida pueden surgir también cuando los interferencia electromagnética conducida pueden surgir también cuando los componentes de los equipos conectados a las líneas de suministro se componentes de los equipos conectados a las líneas de suministro se comportan de forma distinta a la esperada. Este comportamiento anómalo comportan de forma distinta a la esperada. Este comportamiento anómalo no es debido al propio componente sino a que no se han considerado no es debido al propio componente sino a que no se han considerado adecuadamente sus propiedades fuera del rango de frecuencias para el adecuadamente sus propiedades fuera del rango de frecuencias para el cual se diseñó el componente. Es decir, hay que considerar las cual se diseñó el componente. Es decir, hay que considerar las propiedades del componente, que se llamaran parásitas, en todo el propiedades del componente, que se llamaran parásitas, en todo el espectro de frecuencias de la interferencia o del transitorio y estas espectro de frecuencias de la interferencia o del transitorio y estas propiedades normalmente no aparecen como tales en el diagrama del propiedades normalmente no aparecen como tales en el diagrama del circuito. Esto implica que son necesarios modelos bastante más complejos circuito. Esto implica que son necesarios modelos bastante más complejos que los que normalmente se utilizan para describir correctamente el que los que normalmente se utilizan para describir correctamente el comportamiento de conductores, resistencias, capacitores e inductores y en comportamiento de conductores, resistencias, capacitores e inductores y en general de cualquier otro elemento de circuito sobre un rango amplio de general de cualquier otro elemento de circuito sobre un rango amplio de frecuencias. frecuencias.

Análisis de:Análisis de:- Condensadores (en microstip, con hilos de contacto, de paso, supresión Condensadores (en microstip, con hilos de contacto, de paso, supresión

interferencias de red,…etc.interferencias de red,…etc.- Inductancias (bobinas, con núcleo, circuitos magnéticos,…etc.Inductancias (bobinas, con núcleo, circuitos magnéticos,…etc.- Transformadores para aislamiento eléctrico y/o transformación de voltaje Transformadores para aislamiento eléctrico y/o transformación de voltaje

y/o corriente…y/o corriente…- Filtros para Red en modo común y/o diferencial,…etc.Filtros para Red en modo común y/o diferencial,…etc.- Resistencias, conductores y circuitos impresos,…etcResistencias, conductores y circuitos impresos,…etc



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Antenas para CEMAntenas para CEM : : Los dos tipos de antenas de Los dos tipos de antenas de banda anchabanda ancha más empleadas en CEM en los dos rangos de más empleadas en CEM en los dos rangos de

frecuencia 10MHz a 1GHz y superiores a 1GHZ, de acuerdo con la normativa (CISPR 16-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 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.espiral logarítmica cónica, las antenas de abertura y los cornetes de doble resalte.

Aunque oficialmente la normativa del CISPR sobre medidas especifica dipolos sintonizados, Aunque oficialmente la normativa del CISPR sobre medidas especifica dipolos sintonizados, la mayoría de los estándares permite el empleo de antenas de la mayoría de los estándares permite el empleo de antenas de Banda anchaBanda ancha que den resultados que den resultados equivalentesequivalentes..

Efectos BiológicosEfectos Biológicos (Estudios experimentales, simulados, fenomenológicos…) (Estudios experimentales, simulados, fenomenológicos…)

Medidas, Montajes y Calibración para CEMMedidas, Montajes y Calibración para CEM……

Masas y TierrasMasas y Tierras……

Normativas y Estándares para CEMNormativas y Estándares para CEM……CONCLUSIÓNCONCLUSIÓN : :““La compatibilidad electromagnética es una disciplina que se ocupa de reducir las influencias La compatibilidad electromagnética es una disciplina que se ocupa de reducir las influencias

mutuas entre los diferentes sistemas mutuas entre los diferentes sistemas (eléctrcos,electrónicos,…)(eléctrcos,electrónicos,…), de la protección de los , de la protección de los circuitos contra fenómenos eléctricos narurales, así como de la defensa de los sistemas circuitos contra fenómenos eléctricos narurales, así como de la defensa de los sistemas biológicos frente al acciodente de origen electromagnéticos”…biológicos frente al acciodente de origen electromagnéticos”…



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BIBLIOGRAFÍA BÁSICABIBLIOGRAFÍA BÁSICA- “Introduction on Electromagnetic Compatibility” 2º Ed.,Clayton R. Paul,Wiley(2006)- “Introduction on Electromagnetic Compatibility” 2º Ed.,Clayton R. Paul,Wiley(2006)

-- “Electromagnetic Compatibility” J. Goedbloed. Prentice Hall (1992)“Electromagnetic Compatibility” J. Goedbloed. Prentice Hall (1992)

-- “ EMC Control y Limitación de Energía Electromagnética “, Tim Willims, Paraninfo, (1997)“ EMC Control y Limitación de Energía Electromagnética “, Tim Willims, Paraninfo, (1997)

-- “Engineering Electromagnetic Compatibility” V. Prasad Kodali. Wiley-IEEE Press (2001) “Engineering Electromagnetic Compatibility” V. Prasad Kodali. Wiley-IEEE Press (2001)

-- “Fundamentos de Compatibilidad Electromagnética” J. L. Sebastián. “Fundamentos de Compatibilidad Electromagnética” J. L. Sebastián. Addison Wesley (1999)Addison Wesley (1999)

-- “Introduction to Electromagnetic Compatibility” C.R. Paul. “Introduction to Electromagnetic Compatibility” C.R. Paul. Willey Inter-Science (1992)Willey Inter-Science (1992)

-- “Interferencias Electromagnéticas en Sistemas Electrónicos” J. Balcells, F. Daura, R. Esparza “Interferencias Electromagnéticas en Sistemas Electrónicos” J. Balcells, F. Daura, R. Esparza y R. Pallás. Marcombo (1992)y R. Pallás. Marcombo (1992)

-- “Principles of Electromagnetic Compatibility”, Bemhard E. Kaiser, Artech House, (1987)“Principles of Electromagnetic Compatibility”, Bemhard E. Kaiser, Artech House, (1987)

- ““Principles and Techniques of Electromagnetic Compatibility”, Christos Christopoulos, CRC Principles and Techniques of Electromagnetic Compatibility”, Christos Christopoulos, CRC press. Inc., (1995)press. Inc., (1995)

- ““Numerical Techniques in Electromagnetics”, Matthew & Sadiku, 2ª Edición, CRC Press, Numerical Techniques in Electromagnetics”, Matthew & Sadiku, 2ª Edición, CRC Press, Inc., (2001)Inc., (2001)

• OTROSOTROS- ““Handbook of Electromagnetic Compatubility” R. Pérez, Academic Press, (1995)Handbook of Electromagnetic Compatubility” R. Pérez, Academic Press, (1995)

- ““IEEE Tran. On Electromagnetic Compatibility”IEEE Tran. On Electromagnetic Compatibility”



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Direcciones Webs de interésDirecciones Webs de interés

Normativa:Normativa: European Committee for Electrotechnical StandardEuropean Committee for Electrotechnical Standard http://www.cenelec.orghttp://www.cenelec.org Federal Communications CommissionFederal Communications Commission http://www.fcc.govhttp://www.fcc.gov International Electrotechnical CommissionInternational Electrotechnical Commission http://www.iec.chhttp://www.iec.ch Asociación Española de Normalización y CertificaciónAsociación Española de Normalización y Certificación http://www.aenor.eshttp://www.aenor.es Varios:Varios: http://www.ffii.nova.es http://www.ffii.nova.es http://www.amanogawa.com/index.htmlhttp://www.amanogawa.com/index.html http://www.cem.bilkent.edu.tr/research/cemres.htmlhttp://www.cem.bilkent.edu.tr/research/cemres.html

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Santiago, febrero 2008 Curso 07/08 Eduardo Moreno PiqueroCOMPATIBILIDAD ELECTROMAGNÉTICA Espectro Electromagnético