Viernes 23 de Agosto de 2019       •      Dólar= $713,28      •      UF=$27.978,65       •      UTM=$49.033

¿Qué es el acoplamiento electromagnético?

Una mala instalación, un equipo mal diseñado, o incluso un enchufe en mal estado, pueden ocasionar problemas de calidad de energía al interior de una línea de producción. En este artículo, revisamos los diferentes tipos de acoplamiento electromagnético y sus posibles causas.

Entre los problemas más frecuentes de calidad de energía que encontramos en Chile, se destacan aquellos provocados por fenómenos derivadas de la instalación eléctrica (también denominados de compatibilidad electromagnética o EMC). Podríamos resumir estas problemáticas en las siguientes categorías:

Instalación eléctrica asimétrica: la línea de Neutro y fase debe ser equipotencial, similar en extensión y corriente, para evitar las desigualdades de las capacidades parásitas, las que provocan acoplamientos por impedancia común.

Instalación deficiente: Cableado eléctrico descuidado, cables de fuerza y se- ñal muy cercanos entre sí, canalización metálica no aterrizada, etc., facilitan las diafonías y los bucles (o loops) generadores de interferencias y corrientes de fuga a tierra.

Chapa de Referencia de Potencial (Tierra) distante o deficiente: esto no permite limitar las variaciones rápidas de potencia (transientes, HF) entre el circuito electrónico y su entorno, provocando daños a los componentes electrónicos

Terminales y enchufes en mal estado o contacto deficiente: un mal contacto provoca sobrecalentamiento en cables y terminales, además de interferencias e interrupciones eléctricas. Ahora bien, estas condiciones pueden originar seis problemas de acoplamiento electromagnético, los que pasamos a revisar a continuación:

1. Acoplamiento por impedancia Diferencial y Común: Efecto de una corriente circulante en un conductor. Se denomina “Diferencial” si el flujo de la corriente va en dos direcciones (ida y vuelta), y “Común”, si el flujo va en una sola dirección. Al no poder coincidir las impedancias, se creará una onda estacionaria en la línea de transmisión debido a reflexiones. Estas serán regiones periódicas de tensión más alta de la normal. Si esta tensión excede la fuerza de saturación dieléctrica del material aislante del conductor, entonces ocurrirá un arco. Esto puede causar un pulso reactivo de alta tensión que puede destruir un equipo sensible.

2. Acoplamiento Capacitivo tarjetachasis: Transferencia de potencial de chasís a componente electrónico. Este fenómeno se explica combinando las leyes de Ampère y de Faraday. Por la primera, sabemos que toda corriente eléctrica variable en el tiempo crea un campo magnético proporcional, también variable en el tiempo. La segunda nos indica que todo flujo magnético variable en el tiempo que atraviesa una superficie cerrada por un circuito induce una diferencia de potencial (d.d.p.) en este circuito.

3. Acoplamiento por diafonía inductiva: Efecto de una corriente variable de un hilo sobre otro hilo paralelo y vecino (ver Imagen 1). El valor de la tensión inducida en una bobina es proporcional a la corriente de la bobina que la induce y al denominado coeficiente de inducción mutua, representado con la letra M, que viene dado por la expresión:

M = K * Raíz (L1 * L2)

Donde K es el coeficiente de acoplamiento que varía entre 0 (no existe acoplamiento) y 1 (acoplamiento perfecto) y L1 y L2 las inductancias de las dos bobinas.

4. Acoplamiento por diafonía capacitiva: Efecto de una diferencia de potencial variable entre un conductor y otro paralelo y vecino (Ver Imagen 2).

5. Acoplamiento campo a cable: Efecto de un campo eléctrico variable sobre un conductor.

6. Acoplamiento campo a bucle o loop: Efecto de un campo magnético variable en un bucle o loop (ver Imagen 3).


Estos seis tipos de acoplamientos pueden ser simultáneos, pudiendo aparecer en serie o en paralelo. Cabe recordar que eliminar las perturbaciones emitidas por todas las fuentes es imposible; lo más seguro es la reducción de los acoplamientos en la fuente de alimentación, utilizando filtros diseñados para optimizar la compatibilidad electromagnética que reducen la impedancia, acercan el potencial de Tierra e incorporan un Choque (Bobina) en modo Común en la carga.

En el ejemplo de la Imagen 4, un acoplamiento campo a cable se encuentra en serie con otros dos acoplamientos en paralelo, impedancia común y tarjetachasis. Si el efecto perturbador es fuerte, puede alterar un bit de datos, distorsionando la información, o provocar daños a componentes electrónicos (chips).


¿Cómo se pueden corregir estos problemas?

La solución más efectiva para manejar eficientemente y reducir las perturbaciones por acoplamientos electromagnéticos (así como otros transitorios en HF y fenómenos de variaciones de voltaje, para no dañar el hardware de equipos sensibles), la representan las tecnologías de estabilizadores con corrección por inducción magnética AC o Núcleo Saturado (transformadores colocados en serie con la carga), con taps realizables cuando la corriente cruza por cero (zero current tap switching) para equipos hasta 4 kVA. Para potencias mayores se recomienda estabilizadores con control lineal de aumento y disminución del voltaje, para evitar interferencias por altas corrientes momentáneas.


Por Tomás Burón Castro, Gerente General de Burón, empresa que participará en Expo Energía 2019,
el próximo 6 de agosto. / www.buron.cl - www.expoenergia.cl
Julio 2019
.......
Comentarios acerca de este artículo
No hay comentarios publicados
Comenta este artículo
Nombre:
Empresa:
Email:
Comentario:
Notificarme de actividad en este artículo
Ingrese los caracteres de la imagen:
Desayunos
LA MODERNIZACIÓN TECNOLÓGICA DEL SECTOR MINERO: Avanzando hacia la digitalización
AUTOMATIZACIÓN Y CONTROL INDUSTRIAL: Digitalizar los procesos productivos, la clave para el futuro
LA INDUSTRIA ELECTRÓNICA EN CHILE: Construir redes para fortalecer el ecosistema
Contáctenos
Dirección: Sucre 2235,
Ñuñoa, Chile
Teléfono: (562) 2433 5500
Email: info@emb.cl
Visite también:
© Copyright 2019 Editora Microbyte Ltda.