Por: Jose Luis Martín
«Vivimos inmersos en una red invisible de ondas que viajan a la velocidad de la luz, cruzándose y chocando constantemente a nuestro alrededor. Aunque no podemos verlas, estas señales determinan si nuestro teléfono funciona o si un avión o un helicóptero puede aterrizar de forma segura. En este complejo escenario, conceptos como EMI, EMC y HIRF no son solo siglas técnicas, sino los pilares que evitan que el caos electromagnético colapse nuestra civilización tecnológica. Este artículo desglosa la anatomía de estas fuerzas invisibles, explicando cómo logramos que miles de dispositivos funcionen en el mismo espacio sin interrumpirse entre sí, garantizando la seguridad y la eficiencia en nuestra vida cotidiana.»
Interferencia Electromagnética (EMI)
EMI son las siglas de Electromagnetic Interference (Interferencia Electromagnética).
- ¿Qué es? Es el problema o la perturbación indeseada. Es cualquier energía electromagnética que puede afectar negativamente el rendimiento de un dispositivo, equipo o sistema electrónico.
- Fuentes: Puede ser generada por fuentes naturales (como los rayos) o artificiales (como motores, dispositivos de alta frecuencia, radios, o incluso otros circuitos electrónicos cercanos).
Fuentes EMI externas:
Las emisiones de estas fuentes EMI pueden provenir tanto de fuentes terrestres como extraterrestres (satélites, naves espaciales). Las fuentes de ruido EMI son debidas fundamentalmente a emisores de comunicaciones y navegación (banda comercial, comunicaciones de navegación aérea y radares) y a equipos industriales y de consumo, o incluso las explosiones nucleares, todas ellas debidas al hombre. Pero también hay que tener en cuenta fuentes de interferencia electromagnética externas naturales, tales como rayos, descargas electrostáticas, ruido solar y cósmico entre otros.
Métodos de protección:
- Tratamiento de las superficies externas: Todas las superficies externas y cualquier otra parte conductora de la estructura del avión/helicóptero han de estar conectadas eléctricamente para asegurar que las cargas depositadas pueden moverse con libertad.
- Descargadores estáticos: Los descargadores estáticos son elementos encargados de drenar la electricidad estática del avión/helicóptero al aire.
- Métodos de protección EMI: La introducción de señales no deseadas (ruido) en circuitos eléctricos y electrónicos esta siempre presente, y la mayor parte de estos efectos deben ser contrarrestados mediante los siguientes métodos:
- Diseños de Circuitos de los Equipos
Electrónicos.
- Se debe realizar una selección adecuada de los componentes y aplicar las reglas de diseño EMC para reducir las emisiones y susceptibilidades a nivel de circuitos impresos (PCB) que componen un equipo electrónico. Para ello se realizan comprobaciones que determinan el estado de compatibilidad electromagnética interna.
- Apantallamiento de la Estructura.
- El apantallamiento estructural es uno de los métodos principales para proteger los circuitos instalados dentro de la aeronave que son susceptibles a los fenómenos de interferencia electromagnética (EMI, Lightning, HIRF). La estructura metálica proporciona un camino de baja impedancia para las corrientes que se puedan generar por fenómenos de interferencia electromagnética, y así se minimiza el riesgo de que estas corrientes puedan afectar a los sistemas y al cableado que se encuentra en el interior de la aeronave.
- Contacto eléctrico (Bonding).
- Todos los sistemas y equipos y la estructura de la aeronave deben tener un buen contacto eléctrico con el fin de poder cumplir con los requisitos de compatibilidad electromagnética (EMC). Si existen diferencias de potencial entre las carcasas de un equipo embarcado y el plano de masa, estructura metálica del avión y superficie equipotencial de referencia, es seguro que los equipos radien interferencias.
- Prácticas Aceptadas de Instalación del
Cableado. Se usan las diferentes técnicas para proteger las interferencias EMI.
- Trenzado del cableado,
- Apantallamiento de Conductores (Shielded Cable),
- Agrupación en Mazos los Cables por el tipo de señal.
En resumen: La EMI es la causa (la interferencia, el «ruido»).
Compatibilidad Electromagnética (EMC)
EMC son las siglas de Electromagnetic Compatibility (Compatibilidad Electromagnética).
- ¿Qué es? Es el objetivo o la solución. Es la capacidad que tiene un dispositivo o equipo electrónico para funcionar satisfactoriamente en su entorno electromagnético sin causar EMI inaceptable a nada en ese entorno, y sin ser indebidamente afectado por la EMI generada por otros.
- Implica dos aspectos clave:
- Emisiones: El equipo no debe generar mucha EMI (es decir, no debe «molestar» a otros).
- Inmunidad (o Susceptibilidad): El equipo debe ser capaz de funcionar correctamente incluso cuando hay EMI presente (es decir, no debe ser «molestado» por otros).
- En resumen: La EMC es el estado deseado (la convivencia pacífica). Las pruebas de EMC verifican que el equipo cumple con las normativas de emisiones e inmunidad.
Campos Radiados de Alta Intensidad (HIRF)
HIRF son las siglas de High-Intensity Radiated Fields (Campos Radiados de Alta Intensidad).
- ¿Qué es? Es un tipo específico y severo de EMI caracterizado por un nivel de energía electromagnética extremadamente alto.
- Contexto: Se utiliza principalmente en el contexto de la aviación (aeronaves) y sistemas militares, donde la exposición a fuentes de radiación de muy alta potencia, como radares terrestres o aerotransportados y transmisores potentes, puede comprometer la seguridad de los sistemas de vuelo electrónicos críticos (navegación, control de vuelo, etc.).
- Diferencia clave: Mientras que la EMI es un término general para cualquier interferencia, HIRF se refiere a la amenaza de EMI de muy alta potencia y se evalúa a menudo con estándares de prueba mucho más estrictos debido a las implicaciones de seguridad.
Ambiente Externo HIRF
El ambiente HIRF puede causar alteraciones en los circuitos y daños a los sistemas de la aeronave que no estén protegidos. Por esta razón, y desde principios e 1990 para certificación de una aeronave de transporte, se debe demostrar que todos los sistemas y equipos que realizan funciones críticas para la operación segura de la aeronave deben estar protegidos frente a los efectos de estos campos de alta energía (HIRF).
Protecciones contra HIRF
Si los equipos electrónicos necesitan operar en una zona sujeta a ondas electromagnéticas y si las corrientes generadas por esas ondas son peligrosas, la forma de proteger los equipos y los cables de conexión es blindarlos con superficies conductoras y luego poner a tierra esos blindajes. Como resultado las corrientes generadas por los campos electromagnéticos (HIRF) circularán a través de las superficies conductoras externas a tierra evitando los efectos de las mismas sobre los equipos que están en su interior. También debe tenerse en cuenta la ubicación de los equipos y el recorrido de los cables dentro de la aeronave de tal forma de ubicarlos en los lugares más apropiados, lejos de posibles aberturas o zonas transparentes a la radiación.
En resumen, la EMI es la perturbación, la EMC es el objetivo de hacer que el equipo resista esa perturbación y no la cause, y HIRF es una categoría de EMI excepcionalmente potente y peligrosa, especialmente relevante para la seguridad de aeronaves.
