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Tecnología de los Materiales
Capitulo 2
Autor: Aldo Martin
Módulo correspondiente a I año de la materia.
Año 2003
OBJETIVOS
Al finalizar la lectura de esta sección usted estará en condiciones de:
· Describir los procedimientos fundamentales para descarga electrostática (Electrostatic Discharge - ESD).
· Indicar los riegos potenciales que supone la ESD para el equipo.
· Indicar los peligros potenciales implícitos en el trabajo con equipos de computación.
· Enumerar los riesgos potenciales implícitos en la descarga de un tubo de rayos catódicos (CRT).
INTRODUCCIÓN
Los equipos electrónicos pueden resultar peligrosos cuando se retiran los elementos de protección colocados por el fabricante, con el fin de reparar un dispositivo.
A menudo es necesario retirar las cubiertas de material plástico, desactivar los circuitos de la toma de tierra y otros elementos protectores a fin de reparar los componentes internos de un equipo electrónico.
La electricidad, sea en la forma de corriente continua (CC) o de corriente alterna (CA) puede dañar, provocar lesiones permanentes e incluso matar al operador. Bajo la forma de descargas eléctricas estáticas, la electricidad puede también anular instantáneamente los componentes eléctricos sensibles.
En este capítulo se ofrecen instrucciones y sugerencias elementales para manipular componentes electrónicos.
ATIENDA SIEMPRE LAS INSTRUCCIONES DEL FABRICANTE. LEA TODAS LAS ETIQUETAS DE ADVERTENCIA ATÉNGASE A SUS INSTRUCCIONES.
PAUTAS GENERALES
A continuación se ofrecen las pautas generales para toda tarea de resolución de problemas, instalación o mantenimiento. Hágalas suyas: pueden evitarle situaciones peligrosas.
· Nunca trabaje solo.
Siempre conviene tener alguien cerca para colaborar con usted en caso de que surjan problemas.
· Use siempre protectores para los ojos o antiparras de seguridad.
En los monitores en particular, pueden producirse implosiones que despiden fragmentos de vidrios a enorme velocidad.
· Use siempre calzado con suela de goma no conductora.
Cuando repare equipos de computación, nunca lo haga descalzo o calzado con zapatos cuya suela sea de cuero.
· Jamás suponga que un dispositivo eléctrico no tiene riesgos de manipulación.
Verifique siempre el dispositivo con un voltímetro. Esta recomendación tiene el mismo sentido que aquélla tan conocida que dice: "Suponga siempre que un revólver está cargado."
· Realice las pruebas habiendo desconectado el dispositivo de la fuente de alimentación eléctrica.
Algunas pruebas deben llevarse a cabo con la fuente de alimentación conectada. Sea muy cauteloso cuando realice este tipo de pruebas.
· Cuando deba conectar o retirarlos cables de prueba, desconecte siempre el dispositivo.
Esta precaución evitará cortocircuitos provocados al tocar accidentalmente con los alambres los componentes cercanos. Los cortocircuitos pueden provocarle lesiones y / o dañar el equipo.
· Un amperaje alto (corriente alta) es por lo general más peligroso que un voltaje alto (alta tensión).
Una corriente de sólo 0,3 amperios puede provocar lesiones graves o matar a una persona. Esto no significa que una tensión alta no sea también muy peligrosa, pero es necesario tener presente que los rótulos de un dispositivo de alto amperaje pueden indicar una tensión relativamente baja. Antes de operar con un dispositivo, verifique siempre los niveles de energía con un voltímetro / amperímetro.
· No use joyas de ningún tipo.
Cuando se trabaja en los reducidísimos espacios libres que tiene la mayor parte de los gabinetes electrónicos, los collares, anillos y pulseras pueden provocar un cortocircuito involuntario. No use aros. Pueden caerse sobre los componentes eléctricos que está manejando.
· Descargue siempre los capacitores de la fuente de alimentación del equipo si pretende retirarla cubierta protectora.
Puede haber un nivel muy alto de electricidad almacenada en estos capacitores, aun cuando el dispositivo esté apagado y desconectado de la alimentación del edificio. Utilice un resistor de valor nominal de 3 vatios o más y una resistencia de 100 ohms (100 W) por voltio. Por ejemplo, si el valor nominal del capacitar es de 150 voltios, utilice un resistor de (1 50 x 1 00 W) = 15 KW para conectar los extremos del capacitar y efectuar la descarga a través del resistor. Deje el resistor en ese lugar hasta que todo esté listo para colocar nuevamente la cubierta protectora.
DESCARGA ELECTROESTÁTICA (ESD)
Cuando hay rozamiento entre dos materiales se genera electricidad estática debida a los electrones que se transfieren de un material al otro. Este desequilibro en la distribución de electrones se compensa cuando el objeto cargado se conecta a una descarga a tierra que provoca una veloz transferencia de electrones.
Los sentidos humanos no pueden detectar una carga eléctrica estática de menos de 2500 voltios. Una carga eléctrica estática de 3000 voltios o más genera una chispa, que no es rara cuando alguien toca un interruptor, un trozo de metal o, incluso, a otra persona. No es raro generar cargas eléctricas estáticas de hasta 30.000 voltios con sólo "frotar" un calzado con suela de cuero contra una alfombra. La mayor parte de las computadoras funciona con tensiones comprendidas entre tres y cinco voltios, de modo que estas cargas eléctricas estáticas pueden destruir los dispositivos fácilmente. En realidad, una descarga estática de sólo 10 voltios puede destruir un dispositivo con cinco voltios de valor nominal sin que el operador advierta siquiera lo que ha provocado el desastre.
EFECTOS DE DESCARGA ELECTROESTÁTICA
Ciertos microcircuitos son más propensos que otros a las descargas electrostáticas. Los antiguos chips de lógica transistor - transistor (TTL) son más resistentes que los modernos chips de semiconductores complementarios de óxido metálico (CMOS),
A fin de evitar la destrucción de los componentes por tales descargas electrostáticas, es necesario equilibrar la estática generada entre el operador y el equipo que está reparando.
PREVENCIÓN DE LAS DESCARGAS ELECTROESTÁTICAS
Hay más descargas electrostáticas cuando la humedad ambiente es baja. Para reducir la estática, cerciórese de que el nivel de humedad ambiente no sea inferior a un 60% de humedad relativa. A fin de disminuir la estática, aplique spray antiestáticos comerciales.
Siempre que trabaje con equipos electrónicos, use una pulsera de descarga a tierra. Conecte el equipo y la pulsera a una descarga a tierra común para que haya equilibrio de electrones. Este es uno de los métodos más efectivos para prevenir los desequilibrios de electrones y las consiguientes descargas electrostáticas.
El alambre de estas pulseras de descarga tiene un resistor. Cuando trabaje con una estación de descarga a tierra (ESD workstation), cerciórese de que la resistencia del alambre de descarga de la pulsera esté comprendida entre 1 y 10 megaohms. El resistor tiene el objetivo de protegerlo si entra en contacto con una fuente de tensión. Si el resistor falta o es de mala calidad, la descarga puede ser fatal.
Mantenga todos los componentes electrónicos dentro de las bolsas protectoras antiestáticas, acolchados por la espuma correspondiente hasta el mismo momento de conectarlos. Las bolsas antiestáticas protegen de acuerdo con el principio físico de que sólo hay cargas eléctricas estáticas en la superficie del conductor, no en su interior.
Al colocar los dispositivos electrónicos en las bolsas correspondientes, las cargas electrostáticas se acumularán en la superficie externa de la bolsa en lugar de hacerlo en la superficie externa del componente. Las bolsas funcionan como las jaulas de Faraday. La espuma conductora mantiene todos los conectores de un componente con la misma tensión / potencial.
ESTACIÓN DE DESCARGA ELECTROESTÁTICA
Una estación de descarga electrostática está compuesta por una alfombra conductora de goma y una pulsera de descarga electrostática. Como ya hemos visto, el alambre conectado a la pulsera contiene un resistor cuya finalidad es proteger a quien la usa cuando se produce un contacto con una fuente de tensión. Ambos elementos pueden adquiriese en comercios dedicados a la venta de dispositivos electrónicos o computadoras.
Prepare la estación de descarga electrostática ateniéndose a los pasos siguientes:
1. Coloque la alfombra conductora de goma sobre una superficie conveniente de trabajo.
2. Ubique la computadora sobre la alfombra de goma.
3. Conecte el alambre que acompaña la alfombra al chasis de la computadora.
=> Asegúrese de haberío conectado a una superficie desnuda del armazón
metálico, no a una superficie pintada.
4. Colóquese la pulsera y conéctela al chasis de la computadora.
DESCARGA ELECTROESTÁTICA (ESD) E INTERFERENCIA ELECTROMAGNÉTICA (EMI)
Muchas veces se confunde la descarga electrostática con la interferencia electromagnética (EMI). Se trata de dos fenómenos de naturaleza diferente. La descarga electrostática, como su nombre lo indica y acabar-nos de ver, proviene de la descarga de electricidad estática generada entre el operador y los componentes sensibles de la computadora. La interferencia electromagnética, en cambio, provoca problemas en el monitor, que pueden ser imágenes distorsionadas, líneas horizontales que circulan por la pantalla, zonas sin colores, incluso, una imagen que tiembla o se agita. La interferencia electromagnética también puede ocasionar problemas de red, de modo que conviene alejar los cables de cualquier elemento que pueda generar interferencia.
Entre las fuentes habituales de interferencia electromagnética podemos nombrar las luces fluorescentes, cualquier aparato provisto de motor (ventiladores, generadores, aparatos de aire acondicionado, etc.), cualquier dispositivo que contenga imanes (teléfonos, altoparlantes, etc.). Incluso los transmisores de radio y otros monitores puede generar interferencia electromagnética.
PELIGROS POTENCIALES DE LOS EQUIPOS DE COMPUTACIÓN
IMPRESORAS
Si bien la luz que generan las impresoras láser no es visible puede, sin embargo, causar lesiones en los ojos. Se necesitan herramientas especiales para verificar la salida de una unidad de láser.
FUENTE DE ALIMENTACIÓN
La fuente de alimentación contiene un capacitar utilizado para acondicionar la salida de energía. Los capacitores conservan la carga aun cuando se desconecte el cable de alimentación del equipo. Para trabajar con la fuente de alimentación es necesario descargar primero este capacitar.
Utilice un resistor con un valor nominal de 3 vatios o superior y una resistencia de 1 00500 ohm /voltio. Por ejemplo, si el valor nominal del capacitar es de 150 voltios, deberá utilizarse un resistor de 15K-75K ohms para conectar entre sí los alambres del capacitar y efectuar la descarga a través del resistor. Deje el resistor en ese lugar hasta que todo esté listo para colocar nuevamente la cubierta protectora.
Si se ve obligado a trabajar en un circuito energizado, cerciórese de que usted se encuentra debidamente aislado y evite el contacto con cualquier elemento con descarga a tierra.
La trayectoria de la electricidad forma circuitos. Los brazos y piernas del operador pueden formar parte de estos circuitos eléctricos y entrañan, por consiguiente, un riesgo de electrocución. Una descarga que llega a los brazos completa su trayectoria en el corazón. En caso de operar con circuitos vivos, conviene trabajar con la mano derecha a fin de encaminar la electricidad según una trayectoria que no incluya el corazón.
TOMACORRIENTE
Tal vez tenga que verificar un tomacorriente empotrado en la pared para comprobar si llega corriente al equipo. En los tomacorrientes de tres orificios, dos de ellos proporcionan la corriente y el tercero es una descarga a tierra. Desde hace algún tiempo se utilizan tomacorrientes y enchufes polarizados como medida de protección contra descargas.
Los tomacorrientes polarizados tienen dos ranuras verticales de diferente tamaño. La ranura más pequeña corresponde al polo vivo. La ranura más grande corresponde al neutro o línea de retorno. Y el tercer orificio (cuadrangular con el lado superior curvo) proporciona la descarga a tierra.
Un tomacorriente correctamente cableado exige tres conexiones a la caja. Cuando se retira la placa cobertera y la caja, se pueden observar tres cables: uno negro, otro blanco y un tercero verde o descubierto. El cable negro corresponde al polo vivo, el cable blanco corresponde al neutro y el cable verde o descubierto es el cable de descarga a tierra. Si se utilizan dos conductores para la alimentación, es necesario proporcionar una tercer línea para la descarga a tierra.
Se puede verificar un tomacorriente de pared con tester a fin de establecer si hay corriente en el toma y si éste está adecuadamente cableado. Para verificar la llegada de corriente al toma, coloque el tester en el rango aproximado de 220 voltios (CA).
Coloque un terminal en el polo vivo y el otro en el neutro. Lea el valor que indica el aparato.
El procedimiento para verificar si el tomacorriente está cableado como corresponde tampoco es difícil. Coloque el tester en el rango de 220 voltios (CA). Inserte un terminal en el polo vivo del tomacorriente y el otro terminal en el orificio de la descarga a tierra. Si el valor resultante está dentro del rango de 220 voltios, la descarga a tierra funciona como corresponde y el polo vivo recibe realmente corriente. Si el amperímetro no registra valor alguno, puede suceder que no llegue corriente al toma o que éste no esté cableado como corresponde.
Compruebe si el tomacorriente genera un valor en el amperímetro cuando usted coloca uno de los terminales en la ranura del neutro y el otro en la descarga a tierra, Si el aparato registra un valor, entonces el cableado del tomacorriente es incorrecto. En el caso de descubrir un tomacorriente incorrectamente cableado, informe al cliente, de modo que éste pueda hacerlo reparar con un electricista profesional.
MONITORES
cuando trabaje con monitores de computadoras, extreme las precauciones para no golpear las partes de vidrio del tubo de rayos catódicos, ya que éste está sellado al vacío y cualquier rotura provocaría su implosión y la dispersión de proyectiles de vidrio en todas direcciones.
¿Qué debemos hacer para deshacernos de un equipo de computación viejo, usado u obsoleto? No es difícil reciclar el papel, las baterías y los cartuchos de tóner, pero, ¿qué se hace con el resto?
Algunos países han comenzado a tomar disposiciones al respecto. No hace mucho Alemania puso en vigencia algunas normas que exigen que los fabricantes reciban el equipo usado, de modo que se pueda recuperar el material útil. Los Estados Unidos también tendrán que adoptar disposiciones sobre este tema. El Organismo para la Protección del Medio Ambiente (EPA) estima que el 22 por ciento del total de plomo presente en los desperdicios municipales corresponde a productos electrónicos desechados. Sin embargo, no existen en la actualidad en los EE.UU. leyes estatales o federales que dispongan qué se ha de hacer con estos productos.
Para resolver el problema de los desechos, un tratamiento adecuado para los equipos de computación "jubilados" debe tender a la recuperación de todas las partes reutilizables. Si el equipo aún funciona, el usuario debe pensar en donarlo a una escuela o una organización sin fines de lucro de su localidad. En el caso de equipos que no se pueden reparar, existen lugares donde se los desmantela y se venden los componentes o materiales recuperables, como el plomo o el oro
EN EL CASO DE QUE CUALQUIERA DE LAS INSTRUCCIONES SIGUIENTES NO RESULTE SUFICIENTEMENTE CLARA, 0 EN EL CASO DE ABRIGAR DUDAS SOBRE ELLAS, INTERRUMPA EL PROCEDIMIENTO Y PÓNGASE EN CONTACTO CON UN TÉCNICO CAPACITADO PARA REPARAR TUBOS DE RAYOS CATÓDICOS A FIN DE QUE ÉSTE REALICE EL TRABAJO. ATÉNGASE SIEMPRE A LAS INSTRUCCIONES DEL FABRICANTE. LEA TODOS LOS RÓTULOS QUE EL FABRICANTE HA COLOCADO EN EL EQUIPO Y RESPETE SUS INSTRUCCIONES.
Si ha de trabajar en el interior de un monitor, es imprescindible que descargue el tubo de v rayos catódicos para evitar un golpe mortal de corriente.
1. Consiga un resistor (probablemente de material cerámico) con un valor nominal de 10 vatios.
Se puede calcular la resistencia necesaria multiplicando el valor nominal de tensión (voltaje) del capacitar por 100-500. Por consiguiente, si tiene que descargar un capacitar con un voltaje de operación de 200 voltios, deberá usar un resistor de 20-1 00 kW.
2. Suelde un tramo de cable aislado del mismo valor nominal de tensión que el capacitar, o superior, para que descargue en cada terminal del resistor.
3. Fije un broche tipo cocodrilo al extremo de cada cable.
Antes de proseguir, debe colocarse guantes aislantes de goma. Cerciórese de que su cuerpo esté bien aislado. Debe usar calzado con suela de goma, y no debe estar conectado a tierra.
4. Una vez calzados los guantes aislantes de goma, conecte un terminal del resistor al ánodo (polo positivo) del capacitor.
5. Conecte el otro terminal del resistor al gabinete metálico del monitor.
Si emplea la impedancia (valor de ohms) correcta, no debe ver un arco eléctrico. Si se genera un arco eléctrico, debe utilizar un resistor de mayor impedancia.
6. El capacitar debe descargarse en un lapso de 1 0 segundos.
7. Antes de continuar, verifique con un voltímetro la tensión (voltaje) existente entre el ánodo y la caja.
8. Deje el resistor en el lugar donde lo ha colocado hasta haber terminado el trabajo. Una vez finalizada la operación, coloque de inmediato el gabinete protector del equipo.
En este capítulo hemos visto que la seguridad constituye la preocupación primordial cuando se trabaja con componentes eléctricos. Aténgase estrictamente a las pautas de conducta expuestas aquí en el curso de todos los ejercicios que se propongan en esta guía.
En el capítulo próximo volveremos a hacer referencia a estas normas de seguridad cuando hablemos de Resolución de problemas y mantenimiento preventivo.
1. ¿Qué tipo de equipos de computación es posible reciclar?
1) Monitores de computadora
2) Cartuchos de tóner para impresoras
3) Fuentes de alimentación
4) Todos los elementos mencionados.
2. ¿A dónde se debe conectar el alambre de la pulsera de descarga electrostática cuando se prepara una estación de descarga electrostática?
1) A la fuente de alimentación de la computadora.
2) al chasis de la computadora.
3) A la esterilla conductora de goma.
4) A la otra muñeca.
3. Cuando se lleva a cabo la descarga de un tubo de rayos catódicos, ¿cuál de los siguientes elementos NO debe emplearse?
1) Guantes aislantes de goma.
2) Una pulsera de descarga electrostática.
3) Un voltímetro.
4) Un resistor.
4. Suponga que ha recibido un llamado telefónico de un usuario que se queja de que su monitor presenta imágenes distorsionadas, líneas horizontales y zonas sin color. ¿Qué le preguntaría de inmediato por teléfono para descartar la interferencia electromagnética como causa del mal funcionamiento?
5. Sólo la corriente alterna puede matar. La corriente continua no implica peligro de muerte.
1) Verdadero
2) Falso