Cables White Paper Especificaciones técnicas y características
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Marzo de 2010 Gerhard Soenser Leica Geosystems AG Heerbrugg, Suiza
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Especificaciones técnicas y características de los cables Leica Geosystems Gerhard Soenser
Resumen
de precisión. Estos conectores push-pull de alta calidad se utilizan en numerosos ámbitos de aplicación que implican el cumplimiento de exigentes requisitos de calidad. Los conectores LEMO® se han usado en el espacio a 36.000 km de la Tierra y también a 600 m por debajo del nivel del mar y a temperaturas de +500 °C a -200°. Entre sus diversos campos de aplicación se cuentan los ensayos y la metrología, la ingeniería biomédica, la radio y la televisión y las comunicaciones.
Este artículo presenta una descripción de diversos factores referentes a cables que el topógrafo debe tener en cuenta para garantizar la máxima calidad y el mejor rendimiento posible del sistema. Este documento describe los materiales que se utilizan para fabricar los cables, los criterios de selección de esos materiales y las normativas y directrices que deben satisfacer los cables para convertirse en productos aprobados de Leica Geosystems.
Introducción A menudo se pasa por alto la vital importancia de los cables, especialmente de los cables para transferencia de datos, en los sistemas de medición complejos. Durante el desarrollo del producto, elegir correctamente el cable, la funda exterior y el conector resulta crucial para lograr el rendimiento deseado. La gama de cables de Leica Geosystems cuenta con tres tipos básicos. Cables para transferencia de datos Cables de suministro eléctrico Cables para antenas de alta frecuencia Los cables para transferencia de datos se dividen en cables de serie (RS232) o cables USB. Ambos tipos se clasifican a su vez en cables de alta o baja velocidad y de velocidad completa, en función de su velocidad de transferencia de datos. Casi todos los cables están disponibles en forma de Y.
Anatomía de un cable
Funda exterior del cable El segundo elemento en importancia de los cables es su funda exterior. Obviamente, el aislamiento debe proteger el cable y al usuario de descargas eléctricas y cortocircuitos. Son funciones que todo el mundo conoce. Pero pocos usuarios son conscientes de que los cables Leica han sido diseñados y probados para garantizar que siguen desempeñando su función en las condiciones más adversas. Todos los cables de Leica se comprueban regularmente para asegurar que soportan temperaturas de almacenamiento de entre 40 °C y +70 °C. Su temperatura de funcionamiento es de entre -40 °C y +65 °C.
Filamentos del cable El factor más importante en el diseño de un cable es la elección del tipo de cable y del material adecuado. Un cable de transmisión de señales puede tener entre cinco y ocho conductores, según su finalidad. Cada conductor está formado por hasta 44 filamentos individuales de hilo de cobre. Los filamentos pueden combinarse de distintos modos para formar el conductor. Los conductores de los cables de señal a menudos están cubiertos con una pantalla, bien por pares, bien todos juntos.
Conectores Todos los cables de datos y suministro eléctrico de Leica para uso en exteriores cuentan con conectores LEMO®. LEMO® es la empresa líder en el mercado del diseño y la fabricación de soluciones a medida para conectores
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Especificaciones medioambientales y ámbitos de aplicación
Figura 1 – Vista de sección transversal de un cable crimpado en conector
Velocidad de transferencia de datos Uno de los aspectos esenciales de un cable es su velocidad de transferencia de datos, que depende de su calidad y diseño. Los cables se diseñan para lograr la velocidad de transferencia necesaria para su finalidad prevista dentro de su campo de aplicación, de modo que el usuario no pierda tiempo por una transferencia lenta.
Los cables se someten a ensayos especiales durante la fase de diseño y posteriormente de forma periódica para garantizar que satisfacen los exigentes requisitos que deben cumplir. Por ejemplo, se comprueba que mantienen su flexibilidad y la protección antipliegues a temperaturas muy bajas y que no se rompen ni resquebrajan. En todos los cables Leica se verifica también la protección contra salpicaduras de agua, altos grados de humedad y condensación. Los materiales deben ser resistentes a la luz ultravioleta durante muchos años y deben soportar cambios extremos de temperatura, vibraciones y ensayos de impacto y ser resistentes a la cal, la arena y a productos de limpieza. Las presiones barométricas altas, como las que se dan a profundidades de 1.000 m o a altitudes de 8.500 m, no afectan a los accesorios originales Leica.
Normativas y directrices Leica Geosystems desea convertirse en una referencia para el futuro fabricando cables que cumplen todas las normativas aplicables y recomendadas. Para el diseño de los cables de Leica Geosystems se tienen en cuenta las siguientes normativas y directrices.
PAH: Hidrocarburos aromáticos policíclicos Figura 2 – Tabla que muestra conexiones USB de distintas velocidades
Son pocas las personas que saben que el Instituto Federal Alemán de Evaluación de Riesgos (BfR) publicó en 2008 una nueva directriz que limita el contenido porcentual de hidrocarburos aromáticos policícliclos de un artículo. Se ha demostrado que muchos de los compuestos PAH que contiene el plástico con el que se fabrica la funda exterior de los cables son cancerígenos. Se ha probado que algunos compuestos PAH son cancerígenos para humanos (y causan, por ejemplo, cáncer de pulmón, de laringe, de piel, de estómago y de vesícula). También están asociados a defectos congénitos y a la reducción de la fertilidad. Estos compuestos pueden absorberse por contacto cutáneo, por ejemplo a través de las manos.
Figura 3 - Diagrama en ojo típico para evaluar si se ha logrado la velocidad de transferencia de datos deseada.
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El documento directriz establece el límite permitido de PAH que puede absorberse a través de la piel a lo largo de un periodo de tiempo específico. La mayoría de los cables de Leica Geosystems han sido comprobados y cumplen esta normativa.
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Parámetro
Categoría 1
Categoría 2
Categoría 3
Materiales que pueden introducirse en la boca o materiales para juguetes de niños menores de 36 meses o que pueden estar en contacto con la piel
Materiales que no se encuentran en la categoría 1 y que pueden estar en contacto con la piel durante más de 30 segundos
Materiales que no se encuentran en la categoría 1 ni 2 y que pueden estar en contacto con la piel hasta 30 segundos
Benzopireno mg/kg
no detectable (<0,2)
1
20
Total de 16 PAH (EPA) mg/kg
no detectable (<0,2)
10
200
Figura 4 – Concentración máxima permitida de PAH en los materiales de asas o superficies de contacto.
Directiva RoHS La directiva de la Unión Europea 2002/95/CE sobre la restricción a la utilización de sustancias peligrosas en aparatos eléctricos y electrónicos regula el uso de estas sustancias en equipos y componentes. En vista de la amplia difusión de los productos electrónicos desechables, el objetivo de la directiva es prohibir las sustancias más peligrosas de estos productos. Entre los componentes prohibidos se encuentran los retardantes de llama tóxicos que se usan en la fabricación de cables. La directiva también pretende fomentar el uso de los productos de sustitución adecuados y la soldadura sin plomo. Las sustancias tóxicas que se utilizan actualmente en los componentes electrónicos están catalogadas como muy peligrosas para el medio ambiente. En ocasiones se filtran del vertedero al entorno y no se descomponen fácilmente, por lo que entran en los ciclos medioambientales naturales. El objetivo de la normativa RoHS es prohibir el uso de las siguientes sustancias
Plomo Mercurio Cadmio Cromo hexavalente Bifenilos polibromados (PBB) Éteres bifenílicos polibromados (PBDE)
Todos los cables de Leica Geosystems cumplen esta normativa.
Directiva RAEE La directiva RAEE (Residuos de aparatos eléctricos y electrónicos) es la directiva 2002/96/CE de la UE que persigue la reducción de la creciente cantidad de basura electrónica procedente de los equipos eléctricos y electrónicos desechados. Su objetivo es
evitar, reducir y eliminar de un modo respetuoso con el medio ambiente la creciente cantidad de basura electrónica mediante la ampliación de las responsabilidades de los fabricantes. Esta directiva entró en vigor en enero de 2003. Los Estados miembro de la UE tenían de plazo hasta el 13 de agosto de 2005 para transponer esta directiva a su legislación nacional y para poner en marcha un sistema de devolución de residuos electrónicos. Desde diciembre de 2006, deben reciclarse como mínimo 4 kg de basura electrónica por persona y año. El 16 de marzo de 2005 entró en vigor en Alemania la Ley de equipos eléctricos y electrónicos (ElectroG) que unió las directivas RAEE y RoHS (Restricción a la utilización de sustancias peligrosas en aparatos eléctricos y electrónicos) como parte de la legislación alemana.
Directiva CEM El cumplimiento de la normativa se controla a nivel internacional mediante normas y directivas sobre compatibilidad electromagnética. La legislación nacional también requiere que los sistemas Leica funcionen perfectamente en entornos cargados de interferencias y que no provoquen interferencias con otros dispositivos y sistemas. Los cables desempeñan un papel importante a este respecto. En los Estados miembro de la Unión Europea, la directiva 2004/108/CE sobre compatibilidad electromagnética define los límites para la interferencia electromagnética transmitida y la resistencia a ésta.
Resumen Los cables, especialmente los de transferencia de datos, son un accesorio importante para lograr la configuración adecuada de un instrumento. Nadie que no trabaje en este campo podría imaginarse que un cable tenga que cumplir tantos requisitos y especificaciones para ser catalogado como "cable aprobado por Leica". No obstante, han de satisfacerse todos estos criterios para proporcionar un estándar mínimo específico y para garantizar el mejor rendimiento posible en las condiciones más desfavorables. Normalmente se le concede una gran importancia al instrumento de medición pero se obvia la influencia de los accesorios en la precisión del sistema. Todos los cables y accesorios de Leica Geosystems se basan en estos importantes factores. Estos cables se fabrican en unas condiciones de producción muy precisas y según estrictos mecanismos de control de la calidad y la fabricación. Los cables de Leica Geosystems garantizan la máxima calidad.
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La diferencia entre los productos Leica originales y sus copias Las secciones anteriores describen los factores concretos que han de tenerse en cuenta durante el diseño de un cable para cumplir los requisitos de Leica. Los accesorios de Leica Geosystems, que cumplen estos estrictos requisitos, están convirtiéndose en una referencia y liderando el avance en el mercado topográfico. Aunque la mayor parte de estos avances, pruebas y normativas es imperceptible para el usuario final, Leica Geosystems trabaja de acuerdo con sus especificaciones y directrices para proporcionar a sus clientes la máxima calidad.
Cada cierto tiempo, en el mercado aparecen copias de los cables Leica. Normalmente son cables de descarga con USB. Si se utilizan estas falsificaciones, no existe la seguridad de que el instrumento o el ordenador conectado a través del cable mediante su USB no vayan a resultar dañados. Debido a los altos precios actuales del cobre, para los filamentos se está usando aluminio, que es más barato. Aunque el cliente no percibe el cambio desde fuera, la sustitución puede provocar una importante reducción del rendimiento y errores de transmisión de los datos.
Recomendaciones El objetivo de este documento es proporcionar al técnico y usuario una breve descripción de las directrices y requisitos que guían el diseño, el desarrollo, la fabricación y los ensayos de los cables Leica. Un cliente nunca examinará de cerca un cable, no lo analizará ni lo desmontará si éste no presenta problemas y funciona de forma satisfactoria. Leica garantiza que los accesorios para los instrumentos Leica se adaptan perfectamente a sus requisitos, independientemente de si se trata de una estación total o un instrumento GPS. Las ventajas de usar accesorios de Leica Geosystems se resumen en una larga vida útil, la máxima precisión y la máxima fiabilidad. Los accesorios de Leica Geosystems han sido diseñados para adaptarse perfectamente a los instrumentos de Leica Geosystems, de tal modo que podemos garantizar el mejor rendimiento y la mejor calidad de medición. La cadena topográfica es tan sólida como su eslabón más débil.
Figura 5 – Diferencia entre el proceso de fabricación de los productos originales Leica Geosystems y el de sus copias
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Independientemente de si desea hacer el seguimiento de un puente o un volcán, levantar un rascacielos o un túnel, vigilar una zona de obra o realizar mediciones de control, lo que necesita es un equipo fiable. Con los accesorios originales de Leica Geosystems podrá acometer estas exigentes tareas. Nuestros accesorios garantizan el cumplimiento de las especificaciones de los instrumentos Leica Geosystems. De este modo, puede confiar en su precisión, su calidad y su larga vida útil. Garantizan mediciones precisas y fiables y el máximo aprovechamiento de su instrumento Leica Geosystems. When it has to be right.
Las ilustraciones, descripciones y especificaciones técnicas no son vinculantes y pueden sufrir modificaciones. Impreso en Suiza –Copyright de Leica Geosystems AG, Heerbrugg, Suiza, 2010. VII.10
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