Introducción a la Compatibilidad Electromagnética (EMC).

Un equipo eléctrico o electrónico crea lo que se dio en llamar un ambiente Electromagnético (AE) cuando los electrones son movidos para que el dispositivo funcione. Además, pueden existir fenómenos naturales como descargas atmosféricas en la misma localidad. O por una variedad de razones, una descarga electrostática puede tener lugar cuando un equipo o sistema no se encuentra en su modo normal de funcionamiento.

Cuando los ingenieros empezaron a preocuparse por los efectos de este tipo de fenómenos en los primeros días de la radio, se referían al mismo como interferencia de radiofrecuencia (RFI). En nuestros días, el término interferencia electromagnética (EMI), refleja mejor el hecho que los sistemas electrónicos y eléctricos pueden causar perturbaciones a cualquier frecuencia entre 0 Hz y el rango de los GHz.

En el continente europeo la interferencia electromagnética comenzó como una preocupación importante a partir de los años 60, es decir con el gran avance de la electrónica en los procesos productivos, biomédicos, comunicaciones, la navegación aérea y náutica, el envío de satélites, por solo citar algunos ejemplos, obligó a generar Normas y Recomendaciones por parte de los diferentes países. A modo de ejemplo en USA surgieron las normas militares MIL-STD y normas comerciales FCC, ANSI, en el continente europeo, las Recomendaciones CISPR, etc.

¿Qué es la Interferencia y la Compatibilidad Electromagnética?

Interferencia Electromagnética (EMI)

 Cualquier señal que afecta en forma adversa el funcionamiento

de un sistema o equipo electrónico.

 Compatibilidad Electromagnética (EMC)

 La habilidad de los aparatos, equipos y/o sistemas para funcionar como fueron diseñados

sin degradación o malfuncionamiento debido a emisión de ruido o

interferencia tanto interna como externa, en un medioambiente electromagnético común.

Emisión e inmunidad.

Cualquier emisión electromagnética (EM), natural o artificial, es potencialmente una perturbación hacia cualquier otro equipo susceptible en el entorno. La misma puede ponerlo fuera de servicio o en casos peores, causar su malfuncionamiento. Por lo tanto existen dos lados en la ecuación de EMC: 

•   El equipamiento fuente cuyas emisiones controlables deben ser limitadas y
•   Equipamiento que necesita tener inmunidad adecuada para dichas perturbaciones en el medioambiente en el cual es expuesto.

Como fuentes típicas se incluye por ejemplo líneas de alimentación de potencia, circuitos electrónicos, motores eléctricos, transmisores de radio y radar. El equipo que es perturbado, habitualmente llamado “víctima”, puede incluir virtualmente cualquier cosa que use o pueda detectar energía EM, como ser receptores de radio, electrodomésticos, o circuitos eléctricos/electrónicos de cualquier tipo.

Los últimos mencionados tienen un interés creciente ya que consisten en un conjunto muy amplio de aplicaciones desde un pequeño equipo portátil hasta los circuitos de control de una planta generadora de energía que abastece a una región.

Las perturbaciones EM pueden funcionar en más de una dirección, afectando más de un equipo o múltiples fuentes podrían tener un efecto acumulativo en un mismo módulo del equipamiento o ser vivo (efectos biológicos). Por ej. un radar de control de tráfico aéreo puede afectar el display de una laptop que está siendo usada en un avión o equipos vitales que se emplean en tierra. Al mismo tiempo, las emisiones de la misma laptop podrían combinarse con aquellas de un teléfono celular para afectar los sistemas de navegación de la aeronave.

Como se muestra la figura 1, existe la posibilidad que un equipo emisor de interferencia, en este caso el teléfono celular y un equipo susceptible a dichas emisiones, por ejemplo, un laptop, funcionen en zonas cercanas o en ambientes de uso común. El computador debe tener una cierta inmunidad electromagnética frente a estas emisiones, no debe ser susceptible a las mismas (EMS). Ambos equipos deben convivir en un medioambiente Electromagnético común existiendo Compatibilidad Electromagnética, es decir:

• No debe causar interferencia con otros sistemas
• No es susceptible a emisiones de otros sistemas
• No genera interferencias a sí mismo.

Como se ya se mencionó, en un problema de Interferencia Electromagnética, siempre existirá una fuente de interferencias voluntaria o no, un receptor (o víctima) también involuntario y un camino entre ambos, es decir un acoplamiento.

La figura 2, muestra un acoplamiento radiado, mientras que en la figura 3, se tiene un acoplamiento conducido a través de la línea de alimentación.

La figura 4 muestra los límites cualitativos entre la emisión de un equipo e inmunidad de un equipo y la zona que fija el margen de EMC:

El Umbral de inmunidad es el máximo nivel de perturbaciones electromagnéticas que pueden influir sobre un aparato, equipo o sistema para el cual es capaz de funcionar correctamente para el criterio de aceptación requerido.

Del lado de emisión de la ecuación, el objetivo de EMC es asegurase que el equipamiento no afecta a otros equipos, servicios de radio, potencia u otras redes. En el lado de inmunidad, el objetivo es verificar que el equipamiento no resulta afectado, por Radio transmisiones, instalaciones de potencia, campos electrostáticos u otros fenómenos.

Las emisiones electromagnéticas deben estar siempre por debajo del límite permisible, ya sean radiadas, conducidas, perturbaciones discontinuas como también armónicos y fluctuaciones de tensión.