FICHA DE IDENTIFICACIÓN DEL TRABAJO DE INVESTIGACIÓN
Título:
EFECTO ACCIDENTAL DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA EN EL
FUNCIONAMIENTO DE UN SISTEMA INFORMÁTICO
Autor/es:
Alisson Hanna Chavez Coria
Eduardo Chavez Rodas
Iker jean Pierre Chavez Rojas
Carmen Berezy Chavez Salvatierra
Miguel Chuquimia Leyton
Fecha:
10/08/2.022
Carrera:
Asignatura:
Grupo:
Docente:
Período Académico:
Sede:
Ingeniería de Sistemas
Metodología de la Investigación
A
Ing. Miguel Vallejos Pérez
II – 2.022
Santa Cruz
Nombres y Apellidos:
Código de Estudiante/s:
97257
86024
91026
97357
85061
Copyright © (2.022) por (Chavez – Chavez – Chavez – Chavez – Chuquimia).
Todos los derechos reservados.
Título: EFECTOS ACCIDENTAL DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA
FUNCIONAMIENTO DE UN SISTEMA INFORMÁTICO
Autor/es: Chavez – Chavez – Chavez – Chavez – Chuquimia
EN
EL
RESUMEN:
Debe tener un máximo de 500 palabras y contener la información necesaria para darle
al lector una idea precisa de la pertinencia y calidad del trabajo de investigación, éste
debe contener una síntesis del problema u objetivo de aprendizaje a investigar, el
marco teórico, objetivos, la metodología a utilizar y resultados esperados.
Palabras claves:
ABSTRACT:
Key words:
Asignatura: Metodología de la Investigación
Carrera: Ingeniería de Sistemas
2
Título: EFECTOS ACCIDENTAL DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA
FUNCIONAMIENTO DE UN SISTEMA INFORMÁTICO
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EN
EL
Contenido
Lista de Tablas............................................................................................................... 4
Lista de Figuras ............................................................................................................. 5
Introducción ................................................................................................................... 6
Capítulo 1. Planteamiento del Problema .............................................................. 10
1.1
Formulación del Problema .......................................................................... 10
1.2
Objetivos .......................................................................................................... 10
1.3
Justificación ................................................................................................... 10
1.4
Planteamiento de Hipótesis........................................................................ 12
Capítulo 2. Marco Teórico......................................................................................... 13
2.1 Área de Estudio/Campo de Investigación .............. ¡Error! Marcador no
definido.
2.2
Desarrollo del Marco Teórico ..................... ¡Error! Marcador no definido.
Capítulo 3. Método ...................................................................................................... 58
3.1
Tipo de Investigación ................................................................................... 58
3.2
Operacionalización de Variables............................................................... 58
3.3
Técnicas de Investigación .......................................................................... 58
3.4
Cronograma de Actividades por Realizar ............................................... 58
Capítulo 4. Resultados y Discusión ....................................................................... 59
Capítulo 5. Conclusiones .......................................................................................... 60
Referencias ................................................................................................................... 61
Apéndice ....................................................................................................................... 62
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Carrera: Ingeniería de Sistemas
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EN
EL
Lista de Tablas
Aquí debe generar el índice de tablas y cuadros.
Pág.
TABLA 1. El título debe ser breve y descriptivo. ...................................................... 63
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EN
EL
Lista de Figuras
Aquí debe listar los tipos de figuras que haya empleado, por ejemplo: gráficos,
diagramas, mapas, dibujos y fotografías.
Pág.
FIGURA 1. Ejemplo de figura ...................................................................................... 64
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EL
Introducción
En desarrollo del problema de investigación, puntualizar que sin el suministro de
energía eléctrica ningún sistema informático puede funcionar, el servicio es vital
como la forma de control del nivel y previsión de las interrupciones repentinas.
En su defecto, saber qué podemos hacer en caso de emergencia para
contrarrestar los efectos negativos sobre la utilidad de los programas, backups
de respaldos automatizados, archivos de guardado automático como por los
google docs. Los inconvenientes más típicos son la pérdida de datos; bajo
voltaje momentáneo, generado por el arranque de grandes cargas, encendido
de maquinarias pesadas o fallas de equipo que pueden provocar daños en el
hardware; alto voltaje momentáneo o picos, que pueden ser reproducidos por
una rápida reducción de las cargas; bajo voltaje sostenido, que se extiende de
minutos a días y puede ser causado de manera intencional para la reserva de
energía; sobre voltaje, que por períodos largos puede incrementar el voltaje de
la línea hasta 6.000 V en exceso; ruido eléctrico o line noise, que son las
interferencias producidas por transmisores e impresoras, entre otros efectos.
Por otro lado, la fuente de alimentación de energía es la parte más importante
de una computadora junto a sus componentes; sin éstos, nada funcionaría. Una
fuente de poder que se ajuste correctamente proporcionará años de servicio sin
problemas. Los fabricantes diseñan sus equipos alrededor de los componentes
que contienen. La fuente de alimentación en un equipo hecho de encargo debe
ser capaz de entregar la potencia necesaria para los componentes incluidos y
algunas ampliaciones adicionales tales como unidades de disco duro y
hardware externo. Si se realiza una importante actualización en el equipo, como
la instalación de una o más potentes tarjetas gráficas para juegos, la fuente de
alimentación no estará equipada para entregar el poder que demanda y es
cuando se puede suscitar un corte repentino de suministro de energía eléctrica.
Muchas fuentes de alimentación tienen el calor controlado por ventiladores, y si
el ventilador es constante en su velocidad más alta, puede llevarlo a su límite.
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EN
EL
También se puede sospechar de la fuente, cuando el equipo se bloquea
mientras se desarrolla un juego.
En tema u objeto de investigación, describir que una de las fallas más comunes en
una PC es el colapso del sistema operativo. Estos problemas pueden originarse
por muchas causas que van desde la interrupción repentina de la energía,
demasiados programas instalados o memoria RAM insuficiente.
Cuando se dispone de una fuente de alimentación de energía insuficiente o de
mal funcionamiento, se sabe que la computadora no está recibiendo la
alimentación correcta, por lo tanto se apagará por completo. Es por eso, que se
debe probar el nivel de la corriente de cualquier enchufe donde se vaya a
conectar la computadora, utilizar protector contra sobretensiones para
garantizar corriente constante y confirmar que la fuente de alimentación no esté
defectuosa.
Entre los signos reveladores que pueden ayudar a identificar la falla de la fuente
de alimentación de energía están los accidentes, el calor, el ruido y olor, y la
falla de arranque.
En antecedentes históricos, establecer que en los últimos años, la Calidad de
Servicio Eléctrico se ha transformado en un tema de gran relevancia, tanto para
las empresas proveedoras de electricidad como para los consumidores o
usuarios finales de este servicio, dada la diversidad de aspectos técnicos y
comerciales involucrados en el suministro.
Se considera que la red de plantas de energía y cableado eléctrico que conecta
hogares y empresas es una de las infraestructuras más vitales en el mundo,
especialmente en economías desarrolladas. También es una de las más
frecuentemente atacadas, con consecuencias que podrían ir más allá del sector
energético. Muchos países del mundo han clasificado a la infraestructura
eléctrica como vital para el funcionamiento de la sociedad. En particular, el
sector energético se considera singularmente importante por la “función
facilitadora” que brinda a todos los sectores de infraestructura crítica.
Si hubiera un corte de energía en una amplia región durante un período
prolongado, los sistemas altamente dependientes, como las redes financieras,
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EN
EL
de comunicaciones, de transporte, de agua y de desagüe, se verían
gravemente afectados y dejarían a la población inmóvil, incomunicada y en la
oscuridad. En una palabra, vulnerable.
En Estados Unidos la energía es uno de los tres sectores principales que son
blancos de los ataques. Solo en 2016, el sector informó 59 incidentes (20 % de
un total de 290 incidentes informados ese año). Solo otros dos sectores
superaron esa cifra: manufactura crítica y comunicaciones. Sin embargo, esto
no se limita solo a Estados Unidos, el sector ha sido blanco principal en Europa
y Japón; en Australia se identificó como el sector con la mayor cantidad de
incidentes o casi-incidentes denunciados en relación con infraestructuras
críticas. Más aún, las compañías de energía eléctrica informan un continuo
bombardeo de intentos de intrusión y, aunque la mayoría fue fallida, la actividad
está en aumento. A principios de 2018, hubo un “aumento extremo” en ciberataques a la red eléctrica en América del Norte.
Uno de los vectores de ataque más comunes en el sector energético es el
pishing, o ataques lanzados vía correo electrónico en los que se pide al usuario
que haga clic en un enlace que luego inyecta malware a sus sistemas, o en los
que se solicitan datos personales para posibilitar el acceso no autorizado a la
red. En 2017, de 226 ciber-comunicados publicados por el Centro de Análisis e
Intercambio de Información de Electricidad (E-ISAC) de Estados Unidos en su
portal, más del 30 % involucraba pishing. Otros vectores comunes de ataque
incluían “watering hole”, robo de credenciales, denegación de servicio y
troyanos de acceso remoto.
Las compañías de energía están ya desde hace tiempo en conocimiento del
creciente ciber-riesgo y fueron una de las primeras industrias en responder con
requisitos para implementar controles de ciberseguridad a través de los
estándares de Protección de Infraestructura Crítica (CIP) de la Corporación de
Fiabilidad Eléctrica Norteamericana (NERC), iniciados en 2007. No obstante, la
amenaza sigue creciendo a medida que los atacantes apuntan a los sistemas
de control industrial (ICS) e intentan acceder a ellos a través de terceros en la
cadena de suministro del sector industrial.
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EN
EL
Es evidente, que en el transcurso de las dos últimas décadas, la incidencia de
equipamiento eléctrico/electrónico tanto en el ámbito industrial como hogareño
ha ido tomando relevancia y, en consecuencia, sus efectos en las redes
eléctricas.
Las cargas domésticas e industriales contienen cada vez más circuitos
electrónicos que se alimentan de corriente que no es senoidal pura.
La electrónica de control es particularmente susceptible al ruido eléctrico, por lo
que debe ser equipada con elementos que inhiban o mitiguen los posibles
efectos de las distorsiones presentes indefectiblemente en la red eléctrica, ya
que
como
se
mostró
anteriormente,
las
consecuencias
pueden
ser
considerables.
Si bien el concepto de perturbaciones en las redes eléctricas se conoce hace un
tiempo, estas estaban orientadas a efectos ocasionados por cargas inductivas,
donde su mitigación cotidiana se basaba en la aplicación de los famosos
bancos capacitivos. Hoy en día, dicha metodología no solo que en muchos
casos resulta ineficiente, sino que puede agravar la situación previa.
Cabe mencionar que el mercado eléctrico es cada vez más exigente en cuanto
a la provisión del servicio; no sólo se requiere un suministro sin interrupciones,
sino se pretende un nivel de calidad uniforme y superior al del pasado.
El propósito es precisar técnicamente la forma de controlar el nivel de
suministro de energía eléctrica a un sistema informático mediante la
determinación de un medio físico apropiado de prevención para asegurar su
funcionamiento ininterrumpido y óptimo.
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EN
EL
Capítulo 1. Planteamiento del Problema
1.1
Formulación del Problema
¿De qué forma se podrá controlar la interrupción repentina de la energía
eléctrica en el funcionamiento de un sistema informático?
1.2
Objetivos
1.2.1
Objetivo general
Proponer y aplicar un medio físico apropiado de prevención del nivel de
suministro de energía eléctrica para garantizar el funcionamiento óptimo
de un sistema informático.
1.2.2
Objetivos específicos

Identificar los factores internos y externos que inciden en la
calidad
de
la
energía
eléctrica
para
determinar
sus
consecuencias en el suministro.

Categorizar los signos reveladores que denotan falla en la fuente
de alimentación de energía para sustituirla acorde a la capacidad
precisada por el sistema informático.

Determinar componentes externos complementarios al hardware
para fortalecer el control del nivel de alimentación de energía
eléctrica al sistema informático.

Analizar
e
interpretar
la
información
para
formular
las
conclusiones en base a los resultados de la investigación.
1.3
Justificación
El presente trabajo de investigación tiene por tema de investigación el colapso
del sistema operativo de la PC, del cual el problema radica justamente en
encontrar la manera de controlar el corte desprevenido de energía eléctrica en
el funcionamiento de un sistema informático, por lo que es importante y
necesario resolverlo para asegurar el procesamiento ininterrumpido y óptimo de
la información mediante el sistema operativo en aplicación, además de
permitirnos acceder al guardado y conservación correspondiente.
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EN
EL
Las razones que nos motivan realizar esta investigación comienzan primero
desde aquel pensamiento serio y responsable que responda a la precisión del
óptimo funcionamiento de un sistema informático para garantizar el desempeño
del sistema operativo de la PC en el procesamiento de la información, segundo
para formarnos como profesionales competentes con alto nivel académico, de
orden técnico-científico-investigativo, productivo y comunitario en el campo de
la ingeniería y tercero para complementarnos con la sensibilidad por el uso
adecuado y racional de la energía eléctrica, la conservación y preservación del
medio ambiente y la comunidad.
El propósito es precisar técnicamente la forma de controlar el nivel de
suministro de energía eléctrica a un sistema informático mediante la
determinación de un medio físico apropiado de prevención para asegurar su
funcionamiento ininterrumpido y óptimo.
Esta investigación sirve académicamente para poner en práctica las
herramientas
aprendidas
en
el
área
de
investigación,
reconocer
y
concientizarse por el uso adecuado y racional de la energía eléctrica, la relación
y compaginación entre el servicio eléctrico de calidad y el buen funcionamiento
de los equipos informáticos, como así también establecer cuál será la
proyección de la producción de energía eléctrica en general en los siguientes
años.
La utilidad de la investigación está representada por el impulso a las gestiones
administrativas y técnicas pertinentes a la calidad del servicio de energía
eléctrica y los riesgos que representa, eficiencia en el plano de atención directa
al usuario, responder a las demandas de la sociedad consumista con equilibrio
social, inducir garantía y seguridad en el óptimo funcionamiento de los sistemas
informáticos y otros equipos de uso sectorial, generar fuentes de empleo de
manera integral, organizar programas de entrenamiento técnico y convenios
interinstitucionales marco pre-profesional de prácticas de campo y pasantías
universitarias.
La viabilidad del desarrollo del trabajo de investigación está garantizada en
respuesta al cronograma de actividades a realizar en toda la dimensión de la
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EN
EL
investigación referente a aspectos fundamentales como la disponibilidad de
recursos económicos y humanos, como así también de materiales y tiempo,
más propiamente con el propósito de no entorpecer el alcance de los objetivos
específicos formulados quienes se constituyen en las etapas del estudio
mismas a ser sometidas a evaluación.
1.4
Planteamiento de Hipótesis
Los factores internos y externos que inciden en la calidad de la energía
eléctrica, la falta de categorización de los signos reveladores que denotan falla
en la fuente de alimentación de energía y la no caracterización de componentes
externos de control del nivel de energía eléctrica complementarios al hardware,
son los elementos que no permiten aplicar un medio físico apropiado de
prevención del nivel de suministro de energía eléctrica en un sistema
informático, por lo que, la interrupción repentina de la electricidad se controlará
incorporando un equipo que funcione como regulador de voltaje y almacenador
de energía con especificaciones técnicas que respondan a la capacidad y
calidad precisada.
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EN
EL
Capítulo 2. Marco Teórico
2.1
Área de Estudio/Campo de Investigación
Sistemas Operativos.
2.2
Desarrollo del Marco Teórico
Entre los términos y definiciones de aplicación directa en el desarrollo de este
apartado, están los siguientes:

Sistema informático: (Computer system). Un sistema informático es aquel
sistema que aúna por un lado la parte física de la informática y por otra,
la parte digital o no tangible de la informática. Un sistema informático (SI)
es un sistema que permite almacenar y procesar información; es el
conjunto de partes interrelacionadas: hardware, software y personal
informático. El hardware incluye computadoras o cualquier tipo de
dispositivo electrónico, que consisten en procesadores, memoria,
sistemas de almacenamiento externo, etc. El software incluye al sistema
operativo, firmware y aplicaciones, siendo especialmente importante los
sistemas de gestión de bases de datos. Por último, el componente
humano incluye al personal técnico que apoya y mantienen el sistema
(analistas, programadores, operarios, etc.) y a los usuarios que lo
utilizan.

Sistema operativo: (OS). Conjunto de órdenes y programas que controlan
los procesos básicos de una computadora y permiten el funcionamiento
de otros programas. Un sistema operativo es un conjunto de programas
que permite manejar la memoria, disco, medios de almacenamiento de
información y los diferentes periféricos o recursos de nuestra
computadora, como son el teclado, el mouse, la impresora, la placa de
red, entre otros. Un sistema operativo es el conjunto de programas de un
sistema informático que gestiona los recursos de hardware y provee
servicios a los programas de aplicación de software, estos programas se
ejecutan en modo privilegiado respecto de los restantes.
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
EN
EL
Energía: (Energy). Capacidad que tiene la materia de producir trabajo en
forma de movimiento, luz, calor, etc. La energía es la capacidad de los
cuerpos para realizar un trabajo y producir cambios en ellos mismos o en
otros cuerpos. Es decir, el concepto de energía se define como la
capacidad de hacer funcionar las cosas. La energía es la capacidad de
una fuerza de generar una acción o un trabajo.

Electricidad: (Electricity). Forma de energía que produce efectos
luminosos, mecánicos, caloríficos, químicos, etc., y que se debe a la
separación o movimiento de los electrones que forman los átomos. Parte
o rama de la física que estudia este tipo de fenómenos eléctricos o
electricidad. La electricidad es un conjunto de fenómenos producidos por
el movimiento y la interacción entre cargas eléctricas positivas y
negativas de los cuerpos. Es decir, la electricidad es una fuerza que
resulta de la atracción o repulsión entre las partículas que contienen
carga eléctrica positiva y negativa, y se puede manifestar tanto en reposo
(estática) como en movimiento. También se puede decir que es el
conjunto de fenómenos físicos relacionados con la presencia y flujo de
cargas eléctricas. Se manifiesta en una gran variedad de fenómenos
como los rayos, la electricidad estática, la inducción electromagnética o
el flujo de corriente eléctrica. Es una forma de energía tan versátil que
tiene
un
sinnúmero
de
aplicaciones,
por
ejemplo:
transporte,
climatización, iluminación e informática.

Energía eléctrica: (Electric power). La energía eléctrica es la forma de
energía que resulta de la existencia de una diferencia de potencial entre
dos puntos, lo que permite establecer una corriente eléctrica entre ambos
cuando se los pone en contacto por medio de un conductor eléctrico. La
energía eléctrica es una forma de energía que se deriva de la existencia
en la materia de cargas eléctricas positivas y negativas que se
neutralizan. La energía eléctrica puede transformarse en muchas otras
formas de energía, tales como la energía luminosa o luz, la energía
mecánica y la energía térmica. La energía eléctrica es el movimiento de
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EN
EL
electrones. Definimos energía eléctrica o electricidad como la forma de
energía que resulta de la existencia de una diferencia de potencial entre
dos puntos, cuando a estos dos puntos se los pone en contacto mediante
un conductor eléctrico obtenemos una corriente eléctrica.

Fuente de alimentación: (Power supply). Una fuente de alimentación es
un componente esencial de hardware que trae energía desde una toma
de corriente eléctrica y la convierte en electricidad a los voltajes
adecuados para alimentar la placa base y otros dispositivos de la
computadora. Una fuente de alimentación es un componente esencial de
cualquier dispositivo electrónico ya que es ella quien se encarga de darle
vida. En cualquier equipo, por pequeño que sea, siempre hay una fuente
de alimentación, aunque no la veamos. Desde smartphones, hasta
televisores y ordenadores, todos tienen un componente que se encarga
de hacer lo que una fuente de alimentación hace, que es gestionar la
entrada de energía desde la red y adaptarla para darle energía al equipo.
Una fuente de alimentación, por lo tanto, es un dispositivo que se
encarga de proporcionar la corriente justa y necesaria a un equipo
electrónico. Una fuente de alimentación sirve para dar energía a un
dispositivo electrónico y en relación a los ordenadores de sobremesa, la
fuente de alimentación da energía a la placa base, CPU, tarjetas
gráficas, HDDs, SSDs, ventiladores, lectores de CDs, etc.
2.2.1
Incidencia del equipamiento y desarrollo tecnológico
Es evidente, que en el transcurso de las dos últimas décadas, la
incidencia del equipamiento eléctrico/electrónico tanto en el ámbito
industrial como hogareño ha ido tomando relevancia y, en consecuencia,
sus efectos en las redes eléctricas.
En consonancia con el desarrollo tecnológico, las industrias han
incorporado más y más dispositivos eléctricos que se encargan de
desempeñar las tareas que normalmente concernían a los operarios. En
consecuencia, dichos dispositivos han crecido en complejidad, para así
poder controlar un sinfín de tareas en la actualidad, logrando así un lugar
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EN
EL
importante dentro del proceso productivo de muchas industrias. Tal es
así, que se han implementado dispositivos destinados a optimizar el
desempeño de las maquinarias, mediante el control del funcionamiento
de las mismas.
La electrónica de control es particularmente susceptible al ruido eléctrico,
por lo que debe ser equipada con elementos que inhiban o mitiguen los
posibles efectos de las distorsiones presentes indefectiblemente en la red
eléctrica, ya que como se mostró anteriormente, las consecuencias
pueden ser considerables.
Si bien el concepto de perturbaciones en las redes eléctricas se conoce
hace un tiempo, estas estaban orientadas a efectos ocasionados por
cargas inductivas, donde su mitigación cotidiana se basaba en la
aplicación de los famosos bancos capacitivos. Hoy en día, dicha
metodología no solo que en muchos casos resulta ineficiente, sino que
puede agravar la situación previa.
2.2.2
Perturbaciones en un sistema eléctrico
Los sistemas eléctricos de potencia normalmente sufren perturbaciones
que son debidas a causas externas: tales como las tormentas eléctricas
o fuertes vientos; o internas: como los cortocircuitos o las maniobras de
elementos de la red. A su vez, dentro de las perturbaciones más
comunes, de índole “interna” o inherente al sistema se encuentra la
presencia de señales armónicas cuya frecuencia es un número entero de
la frecuencia fundamental del sistema eléctrico (en nuestro país 50 Hz).
Las cargas domésticas e industriales contienen cada vez más circuitos
electrónicos que se alimentan de corriente que no es senoidal pura.
Desde el punto de vista de la red eléctrica, esto se traduce en que ésta
debe alimentar un gran número de cargas que rectifican la corriente y por
ello, la forma de onda de la corriente que consumen resulta alterada, de
forma que ya no es una onda senoidal, sino una superposición de ondas
senoidales con frecuencias múltiplos de la frecuencia de red (armónicos).
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EN
EL
Cabe mencionar que el mercado eléctrico es cada vez más exigente en
cuanto a la provisión del servicio; no sólo se requiere un suministro sin
interrupciones, sino se pretende un nivel de calidad uniforme y superior al
del
pasado.
Todas estas perturbaciones antes mencionadas, afectan lo que
internacionalmente se denomina Calidad de la Energía y, en nuestro
país, Calidad del Producto Técnico. La definición del término no es única
y varía de país en país.
A
continuación,
se
enuncian
algunas
definiciones
tomadas
de
instituciones que tratan sobre el tema en diferentes partes del mundo:

El Instituto EPRI (Electric Power Research Institute) de los
Estados Unidos, por ejemplo, define la calidad de la Energía
Eléctrica (Power Quality) como: “Cualquier problema de potencia
manifestado en la desviación de la tensión, de la corriente o de la
frecuencia, de sus valores ideales que ocasione falla o mala
operación del equipo de un usuario.”

La norma IEC 61000-2-2 define la Calidad de la Energía Eléctrica
como: “Una característica física del suministro de electricidad, la
cual debe llegar al cliente en condiciones normales, sin producir
perturbaciones ni interrupciones en los procesos del mismo”.

Para la norma IEEE 1159 (1995): “El término se refiere a una
amplia
variedad
de
fenómenos
electromagnéticos
que
caracterizan la tensión y la corriente eléctricas, en un tiempo
dado y en una ubicación dada en el sistema de potencia”.
Podemos considerar entonces a la Calidad de la Energía como “la
capacidad de un sistema eléctrico de brindar permanentemente la onda
de tensión alterna de amplitud, frecuencia, forma y simetría lo más
cercanamente posible a la ideal. Todo aquello que afecte alguno de los
parámetros citados se considera una perturbación o evento que afecta la
calidad de la onda.” (Martinez Fayó et al., 2007).
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EN
EL
Lo antes mencionado conlleva que tanto los entes generadores de
electricidad, las instituciones de gestión y distribución de la electricidad,
el ámbito industrial y en menor medida los usuarios finales, están
inmiscuidos en la problemática que presenta una mala o deficiente
“Calidad de la Energía”.
Para poder abordar entonces la temática de los problemas que se
presentan en la red eléctrica, tanto en baja como en media tensión, se
detallan los conceptos teóricos que comprende el análisis:

Identificación del problema
El sistema de distribución eléctrica de baja tensión se plantea
idealmente como una onda sinusoidal pura. Con una amplitud de
311 [V] de pico, y una frecuencia de 50 [Hz]. Y para el caso de
líneas trifásicas, estas tendrán un desfase de 120º entre sí. Sin
embargo, en la vida real, este no es el caso. Las líneas eléctricas
comerciales presentan muchas imperfecciones en su onda. Estas
pueden ser inherentes a la red, u ocasionadas por agentes
externos. Es por eso que se diferenciará a las perturbaciones
según su orden de procedencia. Sin embargo, se aclara que
ambos tipos de perturbaciones coexisten en la misma red.

Perturbaciones internas de la red eléctrica
Estas son ocasionadas por el funcionamiento propio de la red
eléctrica. Durante la transmisión o distribución de la electricidad,
se producen muchas perturbaciones debido a la propia
manipulación de la misma. Entre los orígenes podemos
encontrar, desperfectos en materiales utilizados en la red, o en la
misma generación de la corriente eléctrica; desperfectos en las
herramientas de medición y manipulación de la energía;
movimientos involuntarios del cableado de la red, ya sea por
vientos o choque de un objeto extraño al sistema, ocasionando
movimientos en los terminales en los extremos de conexión;
recierres
en
centrales
de
generación
o
estaciones
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EN
EL
transformadoras; cortes en el cableado; descargas atmosféricas,
etc.
Entre los efectos que producen las perturbaciones inherentes al
sistema, podemos encontrar: caídas y elevaciones permanentes
de tensión, caídas y elevaciones momentáneas de voltaje,
transitorios de tensión propios de la red o causados por
descargas atmosféricas, entre otros.

Perturbaciones externas a la red eléctrica
Si bien los aportes individuales de las perturbaciones son
ínfimos, la sumatoria de las generadas por los usuarios se
complementa con las inherentes de la red. Entre los orígenes
podemos encontrar, cargas inductivas (motores y reactancias),
cargas
no lineales (reguladores
de tensión,
fuentes
de
alimentación conmutadas, hornos de arco eléctrico, instrumentos
de soldadura, variadores de velocidad), etc.
Entre los efectos que producen las perturbaciones externas a la
red eléctrica podemos encontrar:

Huecos de tensión

Impulsos de tensión

Distorsión armónica (THD)

Desequilibrios de tensión

Variaciones de frecuencia

Variaciones lentas de tensión

Fluctuaciones de tensión (Flicker)

Variaciones de frecuencia
Probablemente el más frecuente de estos eventos en el ámbito
del sistema eléctrico de potencia es el hueco de tensión,
considerado como una reducción repentina de la misma, durante
un corto tiempo. Otra perturbación común en redes es la
aparición de armónicos. Esta se define como una señal cuya
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Carrera: Ingeniería de Sistemas
19
Título: EFECTOS ACCIDENTAL DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA
FUNCIONAMIENTO DE UN SISTEMA INFORMÁTICO
Autor/es: Chavez – Chavez – Chavez – Chavez – Chuquimia
EN
EL
frecuencia es un número entero de la frecuencia fundamental del
sistema eléctrico (en nuestro país 50 Hz).
Al hablar de armónicos, se suele utilizar el término: Tasa de
Distorsión Total (TDT) o Total Harmonic Distorsion (THD), el cual
es un parámetro que permite ponderar el contenido armónico
total de una onda, ya sea de tensión o de corriente.
A modo ilustrativo, se anexan las Figuras 1, 2 y 3 realizadas por
Brugnoni – Irigbarne (2006) donde se pueden apreciar las
diferencias entre las ondas de corriente y tensión para un mismo
tubo fluorescente y cómo reacciona la red a diferentes métodos
de encendido del mismo:
Figura 1: Formas de Ondas de Corriente y Tensión para un Tubo Fluorescente
con Balasto Convencional. (k=0,981; cos φ1=0,54; FP=0,539)
Fuente: Rumbos Tecnológicos, Universidad Tecnológica Nacional – Facultad Regional
Avellaneda – Secretaría de Ciencia, Tecnología y Posgrado, 2020.
Figura 2: Forma de Onda de Corriente y Tensión para un T.F.
con Balasto Electrónico sin Filtro. (k=0,488; cos φ1 =0,97; FP= 0,476)
Fuente: Rumbos Tecnológicos, Universidad Tecnológica Nacional – Facultad Regional
Avellaneda – Secretaría de Ciencia, Tecnología y Posgrado, 2020.
Figura 3: Forma de Onda de Corriente y Tensión para un TF
con Balasto Electrónico con Filtro. (k=0,976; cos φ1 =0,95; FP=0,929)
Asignatura: Metodología de la Investigación
Carrera: Ingeniería de Sistemas
20
Título: EFECTOS ACCIDENTAL DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA
FUNCIONAMIENTO DE UN SISTEMA INFORMÁTICO
Autor/es: Chavez – Chavez – Chavez – Chavez – Chuquimia
EN
EL
Fuente: Rumbos Tecnológicos, Universidad Tecnológica Nacional – Facultad Regional
Avellaneda – Secretaría de Ciencia, Tecnología y Posgrado, 2020.
Hoy en día existen normativas que regulan los niveles de
distorsiones permitidos que puede tolerar el sistema de
distribución y las cargas distorsivas que producen los elementos
electrónicos. Las normas establecen un mínimo de calidad de
suministro, que se fija limitando los niveles máximos de distorsión
en la onda de tensión suministrada en un punto determinado de
la red.
Estos límites se denominan límites de compatibilidad y
normalmente se establecen los límites de THD y contenido
armónico individual aceptable para los niveles de tensión
establecidos en las redes eléctricas. En caso de no ser
establecidos expresamente se suele adoptar o tomar como
referencia los establecidos por normas internacionales como la
IEC 61000-2-4 o la IEEE 1195 o también con normativas
regionales como la norma europea EN 50160.

Consecuencias en el ámbito industrial
Según lo visualizado en los incisos anteriores, sabemos que,
desde las redes de media y baja tensión, existen constantemente
factores que amenazan al correcto funcionamiento y desempeño
de las maquinarias y elementos eléctricos que se utilizan en la
industria.
El elemento de control más común en la industria es el PLC, este
dispositivo posee una lógica secuencial a la cual se le carga un
conjunto de pasos a seguir que dan órdenes a la máquina para
funcionar. En caso de encontrarse con perturbaciones de la red
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Carrera: Ingeniería de Sistemas
21
Título: EFECTOS ACCIDENTAL DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA
FUNCIONAMIENTO DE UN SISTEMA INFORMÁTICO
Autor/es: Chavez – Chavez – Chavez – Chavez – Chuquimia
EN
EL
de alimentación este dispositivo puede perder su orden de
funcionamiento, saltar pasos o dejar inutilizado un componente
de la máquina. Inicialmente, estos dispositivos contaban con
poca o nula protección a perturbaciones de línea, pero con el
correr del tiempo, se le han anexado algunas protecciones
básicas para impedir desperfectos en su funcionamiento.
Sin embargo, los factores de perturbación son de carácter
variado, y, por lo tanto, realizar protecciones para todos los tipos
de interferencias es de difícil tarea. Es por eso, que aún hoy en
día, sigue habiendo inconvenientes con las perturbaciones en
este ámbito.
Un ejemplo de este tipo de reacción se dio en la fábrica de cartón
ubicada en la ciudad de Santa Fe, Smurfit Kappa S.A. Donde
luego de realizarse un corte inesperado de servicio eléctrico, al
reconectarse a la red se generó un pico de corriente que resultó
en el funcionamiento erróneo del PLC que gobernaba la bomba
de tinta de la máquina impresora. La consecuencia fue la
liberación total del contenido de la bomba de tinta generando una
falla que demoró la producción. La tinta ocasionó daños en los
rollos de la máquina, y por consecuencia tiempo no productivo.
Como puede apreciarse en la Figura 4, el rolo o rodillo junto con
las partes no móviles de la máquina quedaron teñidas de rojo
como consecuencia del desperfecto antes mencionado.
Figura 4: Rodillo de la Maquinaria Teñida por Liberación de Tinta
debido a Desperfecto de un PLC luego de una Reconexión Eléctrica
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Carrera: Ingeniería de Sistemas
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Título: EFECTOS ACCIDENTAL DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA
FUNCIONAMIENTO DE UN SISTEMA INFORMÁTICO
Autor/es: Chavez – Chavez – Chavez – Chavez – Chuquimia
EN
EL
Fuente: Rumbos Tecnológicos, Universidad Tecnológica Nacional – Facultad Regional
Avellaneda – Secretaría de Ciencia, Tecnología y Posgrado, 2020.
Se destaca que las consecuencias de perturbaciones en el
marco industrial no solo quedan relegadas a los PLCs, sino
también a muchos otros dispositivos eléctricos, tales como
teléfonos, radios, celulares, computadoras y maquinaria externa
no asociada al proceso productivo. Las perturbaciones pueden
ocasionar interferencias por ruido eléctrico, producidas por ondas
electromagnéticas irradiadas, o bien infectar el sistema eléctrico
con alguna de las ya mencionadas perturbaciones. También
traen a consecuencia problemáticas económicas debido a
infracciones acontecidas por aquella entidad que no posee
métodos de medición y/o regulación de las distorsiones que
produce como consecuencia de los dispositivos con los que
opera. Por otro lado, si la empresa que adquiere maquinaria que
no posee regulación en la generación de perturbaciones, puede
incurrir en una ineficiencia del desempeño de la misma, ya que,
en el caso de producir armónicos, parte de la energía destinada
al
proceso
principal,
será
desaprovechada
debido
a
la
distribución de la misma entre la componente principal y sus
respectivos armónicos.

Experiencias técnicas
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Carrera: Ingeniería de Sistemas
23
Título: EFECTOS ACCIDENTAL DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA
FUNCIONAMIENTO DE UN SISTEMA INFORMÁTICO
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a)
EN
EL
CASO DE ESTUDIO (1) – RED DE TRANSMISIÓN
(ENTRE RÍOS): Una vez que el grupo de investigación
unificó conceptos, se inició el proceso de comprobación de
la existencia de
perturbaciones en media tensión.
Basándose en el proyecto de investigación anterior del
grupo (Martínez Fayó et al., 2007) se analizó, entre otras
variables, la variación del nivel de contenido armónico en
una Red de Transmisión de 132 kV de la provincia de
Entre Ríos, donde se observó, como resultado preliminar,
que el nivel de armónicos THD de tensión determinado,
cumple la normativa indicada la cual fija un límite de 2 %
de THD para este nivel de tensión.
Medición de Armónicos en Alta Tensión – 132 kV:
Figura 5: Gráfica de Comparación de Nivel de Contenido Armónico THD
en Red de Transmisión de 132 kV
Fuente: Rumbos Tecnológicos, Universidad Tecnológica Nacional –
Facultad Regional Avellaneda – Secretaría de Ciencia, Tecnología y
Posgrado, 2020.
Por otro lado, se determinó en forma estadística y según
los datos disponibles, que la variación interanual de esta
Red de Transmisión (la cual no presentó cambios de
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24
Título: EFECTOS ACCIDENTAL DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA
FUNCIONAMIENTO DE UN SISTEMA INFORMÁTICO
Autor/es: Chavez – Chavez – Chavez – Chavez – Chuquimia
EN
EL
configuración o modificaciones mayores) presentó los
valores indicados seguidamente:
Tabla 1: Valores THD Interanual para la Red de Transmisión de 132
kV
Fuente: Rumbos Tecnológicos, Universidad Tecnológica Nacional –
Facultad
Regional Avellaneda – Secretaría de Ciencia, Tecnología
y Posgrado, 2020.
Se puede determinar que, para esta red, y sin que existan
cambios
mayores en la
misma,
es esperable un
incremento anual del valor de THD de tensión de un 4 %
debido al incremento de distorsión armónica producida por
las nuevas cargas distorsionantes. Por lo tanto, se puede
ver una tendencia creciente en el ámbito de las
perturbaciones con contenido de armónicos dentro de las
redes eléctricas.
Finalmente, el grupo de investigación corroboró los datos
obtenidos por Brugnoni – Irigbarne (2006), mediante la
simulación de una red eléctrica conectada con diferentes
elementos
distorsionantes,
fluorescentes,
focos
de
bajo
tales
como
consumo
y
tubos
LEDs,
caloventores y motores eléctricos, donde se anexó un
instrumento de medición de calidad eléctrica (Analizador
de la energía y de la calidad eléctrica 435 Serie II Fluke),
donde se comprobó fehacientemente que si bien los
productos que dicen ser de bajo consumo, poseen una
medición cos φ aparentemente buena, su distorsión
armónica es importante.
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FUNCIONAMIENTO DE UN SISTEMA INFORMÁTICO
Autor/es: Chavez – Chavez – Chavez – Chavez – Chuquimia
EN
EL
Si bien el aporte de distorsión a la red eléctrica, de un
producto como el antes mencionado es ínfimo, las sumas
consecutivas
en
grandes
escalas
de
elementos
distorsionantes producen un impacto considerable en la
red eléctrica, tal como se puede ver en la Figura 5 y en la
Tabla 1.
En la Figura 6 se puede apreciar una simulación de
medición, realizada durante la “Jornada de Investigación:
Postgrado y Transferencia Tecnológica” (U.T.N. – F.R.P.,
2017) donde se utilizó un analizador de calidad de energía
PowerGuia
440S
de
la
marca
Dranetz,
para
la
demostración in-situ de las alteraciones que producen
elementos como: focos de bajo consumo, lámpara LED y
caloventor.
Figura 6: Simulación Acotada de Efectos Distorsivos durante una
Exposición en la “Jornada de Investigación: Postgrado y Transferencia
Tecnológica”
(U.T.N. – F.R.P., 2017).
Fuente: Rumbos Tecnológicos, Universidad Tecnológica Nacional –
Facultad Regional Avellaneda – Secretaría de Ciencia, Tecnología y
Posgrado, 2020.
b)
CASO DE ESTUDIO (2) – CARTOCOR S.A. (PARANÁ):
Luego de realizarse una visita a la planta CARTOCOR
Paraná y efectuar una entrevista con el supervisor del área
de mantenimiento eléctrico-electrónico, Ing. Lisandro Ríos
(2017) y la analista de recursos humanos, Lic. Evelyn
Molina (2017), el grupo de investigación se interiorizó
sobre las prácticas y costumbres que se llevan a cabo
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Título: EFECTOS ACCIDENTAL DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA
FUNCIONAMIENTO DE UN SISTEMA INFORMÁTICO
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EN
EL
dentro del sector, con respecto a la calidad de servicio
eléctrico.
Se aclaró que, debido a la ausencia de problemas
relacionados específicamente a la calidad de servicio, no
se realizan tareas de control sobre este ámbito. Sin
embargo, se detalló que, como buenas prácticas de
compras e instalación de equipamiento propio del sector,
se tiene como criterio adquirir dispositivos que posean de
antemano todas las prevenciones pertinentes para mitigar
cualquier inconveniente eléctrico, y a su vez adquirir
aquellos
elementos
extras,
recomendados
por
el
fabricante, que complementan la protección de los
dispositivos. Por otro lado, también se destacó que, para
mayor seguridad de la planta, se encuentran físicamente
separadas las redes de alimentación que suministran al
área de máquinas con la del área administrativa. Se aclaró
también que se realizan tareas
de mantenimiento
preventivo, y constante actualización del equipamiento
eléctrico-electrónico.
Esto demuestra que al tener en cuenta los posibles
riesgos
que
conlleva
adquirir
equipamientos
sin
protecciones y sus consecuencias para toda la fábrica,
mejora el criterio al momento de elegir los dispositivos que
formaran parte de la misma, y tomar en cuenta las
recomendaciones del fabricante, para el desempeño
óptimo de los dispositivos. En consecuencia, permite a la
fábrica prescindir de los controles periódicos de calidad de
servicio.

Métodos de prevención y solución
Luego de haber examinado la información obtenida, y analizado
los casos de estudio antes expuestos, se determina oportuno
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Título: EFECTOS ACCIDENTAL DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA
FUNCIONAMIENTO DE UN SISTEMA INFORMÁTICO
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EN
EL
mencionar posibles métodos de mitigación de este tipo de
problemática, ya que si bien hay casos de ausencia o no
presencia de efectos directos de las perturbaciones en redes
eléctricas, se considera que no todas las instituciones poseen la
capacidad tanto monetaria como estructural como para adquirir
todos los productos mitigadores o protectores ante los efectos
distorsivos, que ofrece el mercado. Por lo tanto, se confeccionó
una lista de acciones a realizar según el tipo de perturbación que
se presente.
A través de lo estipulado por Castaño – Cano Plata (2003) en
conjunción con el estudio sobre la distorsión armónica realizado
por Muñoz Ramos (1999) y las recomendaciones citadas por
Rodríguez (2003), se puede establecer lo siguiente:

Soluciones específicas
Variaciones lentas de tensión:

Reguladores de tensión: Reduce los márgenes de
variación del valor eficaz de la tensión de alimentación del
receptor.

Autotransformador regulado: Para casos en que la tensión
de entrada sea variable.

Conjunto motor-generador: Genera una tensión constante,
destinada a receptores sensibles.
Fluctuaciones de tensión y Flicker:

Reactancias controladas: Disminuyen las variaciones de
potencia demandada que está asociada a variaciones de
su componente reactiva.

Capacitores
Controlados
(SVC
–
Static
Var
Compensators): Compensa incrementos de demanda de
potencia reactiva, corrigiendo variaciones del cos φ, de
forma que se manga aproximadamente constante a un
valor prefijado.
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FUNCIONAMIENTO DE UN SISTEMA INFORMÁTICO
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
EN
EL
Estabilizadores magnéticos: Compensa incrementos de
potencia
reactiva
mediante
la
conexión
de
un
transformador en paralelo a la carga.

Arrancadores de motores: Limita potencia demandada
(muy superiores a las nominales) durante el proceso de
arranque de motores.
Huecos de tensión y cortes breves:

Inmunización de contactores: Evita la apertura de
contactos ante la reducción brusca de tensión de
alimentación, mediante retardadores capacitivos.

Capacitor de almacenamiento: Mantiene la alimentación
de un circuito de corriente continua debido a la carga
almacenada en el capacitor.

Conjunto motor-generador: Genera una tensión constante,
destinada a receptores sensibles.
Impulsos de tensión:

Supresores: Elemento que se conecta en paralelo con el
receptor. Posee una impedancia muy elevada a valores
cercanos a la tensión nominal del receptor y muy baja a
partir de un valor determinado de tensión superior a la
nominal. Dependiendo el tiempo de respuesta, existen
diferentes
tipos
(picosegundos),
de
supresores:
varistores
diodos
zener
(nanosegundos),
descargadores de gas (microsegundos), entre otros.
Distorsión armónica:

Filtros pasivos: Construidos en base a capacitores e
inductancias, son los más populares debido a su reducido
costo.

Filtros activos: Su funcionamiento se debe a sistemas
electrónicos sofisticados, son costosos y delicados, lo que
hace que tengan poca aceptación en el mercado.
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FUNCIONAMIENTO DE UN SISTEMA INFORMÁTICO
Autor/es: Chavez – Chavez – Chavez – Chavez – Chuquimia

EN
EL
Conexión de transformadores: Dependiendo del caso
específico se puede utilizar inter conexionados triánguloestrella (bloqueo de tercer armónico y armónicos de
secuencia cero), transformadores de aislación (evita la
transferencia de disturbios entre dos secciones de la red),
conexionado
zigzag
(cancelación
de
armónicos
de
secuencia cero), entre otros.
2.2.3
¿Qué es una fuente de alimentación de PC?
En electrónica, la fuente de alimentación o fuente de potencia es el
dispositivo
que
convierte
la corriente
alterna (CA),
en
una
o
varias corrientes continuas (CC), que alimentan los distintos circuitos
del aparato
electrónico al
que
se
conecta
(computadora, televisor, impresora, router, etc.).
En inglés se conoce como Power Supply Unit (PSU), que literalmente
traducido significa: Unidad de Fuente de Alimentación, refiriéndose a la
fuente de energía eléctrica.
Podemos tener una computadora con lo más rápido y potente del
mercado, con grandes cantidades de RAM, procesadores de muchos
núcleos y la más completa de las motherboards, sin embargo, todo ello
depende de un pequeño dispositivo llamado “fuente de alimentación”, sin
la cual ninguno de estos componentes podría funcionar.
Ignorada por la mayoría de los usuarios, la fuente de alimentación de una
PC es la encargada de suministrar la energía que todos los componentes
y periféricos necesitan para hacer su trabajo, y es una pieza
increíblemente compleja y precisa, ya que además de suministrar la
energía necesaria, lo hace de manera perfecta y constante.
Figura 7: Fuente de Alimentación de PC
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Título: EFECTOS ACCIDENTAL DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA
FUNCIONAMIENTO DE UN SISTEMA INFORMÁTICO
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EN
EL
Fuente: Tecnologíafácil de https://tecnologia-facil.com/wpcontent/uploads/2015/03/que-es-fuente-de-alimentacion-pc1.jpg.
2.2.4
¿Cómo funciona una fuente de alimentación de PC?
Teniendo esto en mente, podría decirse que la fuente de alimentación es
el componente más importante de una PC, y le debemos prestar igual
atención que a cualquier otro dispositivo dentro del gabinete, e incluso
más, ya que si no ofrece un cierto rango de parámetros, los adecuados a
nuestro hardware, podría no efectuar su trabajo como corresponde.
Básicamente, una fuente de alimentación funciona tomando los 220 V de
la red eléctrica y reduciéndolos a 3.3 V, 5 V y 12 V, los cuales son los
valores necesarios para que todos los componentes internos de la
PC reciban
la
tensión
de
alimentación
justa
para
su
buen
funcionamiento. Para ello se vale de transformadores, bobinas y otros
componentes electrónicos como capacitores, resistencias, diodos,
circuitos integrados y otros.
Figura 8: Fuente de Alimentación de PC Interconectada
Fuente: Tecnologíafácil de https://tecnologia-facil.com/wp-content/
uploads/2015/03/que-es-fuente-de-alimentacion-pc-2.jpg.
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31
Título: EFECTOS ACCIDENTAL DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA
FUNCIONAMIENTO DE UN SISTEMA INFORMÁTICO
Autor/es: Chavez – Chavez – Chavez – Chavez – Chuquimia
2.2.5
¿Cuál
es
el
voltaje
de
EN
funcionamiento
EL
para
una
computadora?
El ordenador solo requiere de 12 V para la mayor parte de dispositivos
que
dispone
una
placa
madre,
5
V
para
algunos
otros
y
un voltaje negativo de -5 V para otros. Toda la energía que entra a
nuestra caja o fuente de poder es convertida a los voltajes que necesita
la placa madre.
2.2.6
¿Qué es la potencia de una fuente de alimentación?
Sin embargo, más que los valores de tensión que puede ofrecer una
fuente de alimentación de PC, más importante es conocer la potencia en
watts (W) que puede entregar, ya que de ello depende que las placas de
video, audio, periféricos y demás reciban la cantidad necesaria de
energía sin esfuerzos por parte de la fuente, que se traduce en
recalentamiento y desgaste de los componentes electrónicos internos de
la fuente.
En este sentido, suele considerarse como que a mayor potencia, es decir
mayor cantidad de W que puede ofrecer la fuente, mejor, ya que
podremos instalar más placas o usar algunas que necesiten de más
potencia, como ciertas placas de video gamers.
Figura 9: Componentes Electrónicos Internos de una Fuente de Alimentación de PC
Fuente: Tecnologíafácil de https://tecnologia-facil.com/wp-content/uploads/
2015/03/que-es-fuente-de-alimentacion-pc-3.jpg.
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EN
EL
Por ejemplo, si en nuestra computadora tenemos instaladas placas de
video de gran capacidad, o más de una, además de otros tipos de
tarjetas que no son estándar en su consumo eléctrico, lo mejor será tener
montada una fuente de alimentación de 800 W o 1000 W.
En cambio, si nuestra PC no es sometida a este tipo de carga, incluso si
la usamos para el diseño gráfico, juegos u otras actividades no tan
extremas, podemos usar tranquilamente una fuente de entre 450 W y
500 W. En este punto, debemos tener cuidado, ya que a veces, los
fabricantes no informan correctamente de la potencia real que puede
entregar el dispositivo.
Figura 10: Fuente de Alimentación de PC
Fuente: Tecnologíafácil de https://tecnologia-facil.com/wp-content/uploads/
2015/03/que-es-fuente-de-alimentacion-pc-4.jpg.
2.2.7
¿Cómo reconocer una fuente de alimentación de PC?
NI bien se abre la tapa de la computadora, nos encontraremos con una
caja de metal de la cual sobresale un mazo de cables de colores con
conectores diseñados específicamente para un tipo de dispositivo en
particular. Algunos de ellos se dirigen a los discos duros, motherboard,
ventiladores, unidades de CDROM, y en ciertos casos, sobre todo en las
fuentes
de
alimentación
más
modernas
y
poderosas, podremos
encontrarnos conectores para establecer una conexión SLI entre
múltiples placas de video.
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EN
EL
Por fuera del gabinete, la fuente de alimentación es fácilmente
reconocible gracias al conector que se enchufa a la red eléctrica y a su
ventilador.
2.2.8
¿Cuáles son las etapas de funcionamiento de una fuente de
alimentación de PC?
La fuente de alimentación se encarga de convertir la entrada de tensión
alterna de la red en una tensión continua y consta de cuatro etapas que
son: transformación, rectificación, filtrado y regulación.
2.2.9
La regulación del voltaje como factor esencial
En términos generales es básicamente lo bien o mal que responde la
fuente de alimentación a los cambios de carga (consumo). Digamos que la
fuente de alimentación nos está entregando +12 VDC a 2 A de intensidad,
y de pronto ejecutamos un juego y la carga sube a 10 A, o incluso a 15 A.
Aquí es donde entra en juego la Ley de Ohm.
Según ésta, cuanto más aumenta la intensidad de corriente más aumenta
la resistencia, y si más aumenta la resistencia, más sube el voltaje al
mismo tiempo (la resistencia es el único valor que permanece inmutable).
Una fuente de alimentación de buena calidad debe ser capaz de
compensar todo esto, generalmente mediante una monitorización interna
realizada por un componente llamado “supervisor IC”, que es capaz de
decirle al controlador PWM (Pulse Width Modulation) que es necesario que
el rectificador conmute a una frecuencia diferente para ajustar el voltaje de
salida en consonancia. Las fuentes de alimentación más modernas son
digitales, y éste proceso lo realizan mediante una monitorización digital,
haciendo que ésta compensación se ejecute de manera mucho más
rápida.
Si ésta regulación de voltaje no se hace de manera rápida, los
componentes internos sufren mucho desgaste en forma de calor (energía
perdida), lo que también produce una bajada de eficiencia.
Aunque en todo momento hemos hablado de tres valores de voltaje DC
(+12 V, +5 V y +3.3 V) en realidad un ordenador necesita muchos más
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EN
EL
valores distintos para poder funcionar. Sin ir más lejos, la RAM DDR4
funciona entre 1.20 - 1.35 V, por no hablar de los diferentes posibles
valores a los que funciona un procesador o una tarjeta gráfica. Es el
regulador de voltaje el encargado de suministrar el valor que necesita cada
componente y en cada momento; por ejemplo, en el caso de la RAM, el
regulador convierte el valor de +3.3 V en los 1.35 V que necesita.
2.2.10 Síntomas de fallas de la fuente de alimentación de la
computadora
Las fuentes de alimentación pueden llegar a tener tensión excesiva si el
equipo requiere más energía que la fuente es capaz de manejar, lo que
puede provocar un fallo de alimentación. Una fuente de alimentación
debe ser sustituida inmediatamente para evitar daños en el sistema.
Afortunadamente, hay una serie de signos reveladores que pueden
ayudar a identificar la falla de la fuente de alimentación. Entre estos
signos tenemos:

Accidentes:
La primera pista de que tu fuente de alimentación está fallando
es probable que sea que la computadora se bloquea o se reinicia
sin explicación. Cuando la placa base, procesador y RAM reciben
muy poca potencia, experimentan errores que conducen a
bloquearse. El principal problema con diagnosticar la falla de la
fuente de energía como un problema después de un accidente es
que muchos otros errores de la computadora pueden provocar
bloqueos.
Los
virus,
sobrecalentamiento
del
procesador,
problemas de memoria RAM y problemas de controladores de
software pueden ocasionar accidentes.

Calor:
Otro síntoma importante del fallo de la fuente de alimentación es
el excesivo calor procedente de la fuente de alimentación.
Generalmente, las fuentes de alimentación son calientes al tacto
cuando se opera con normalidad, pero no son tan calientes como
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EL
para que se sientan incómodas o quemen la piel. Si la
computadora se bloquea, toca la fuente de alimentación o la
parte de la caja donde se encuentra durante el funcionamiento
para ver qué tan caliente se siente. Si hace mucho calor, hay una
buena probabilidad de que el accidente fue causado por un fallo
en la alimentación. Otro problema con el calor es que a medida
que la fuente de alimentación falla, los ventiladores internos
funcionan más lento. Esto eleva la temperatura de la CPU y la
RAM, que también puede conducir a estrellarse.

Ruido y olor:
El ruido y el olor pueden indicar un fallo de la fuente de
alimentación. Cuando una fuente de alimentación está muy
sobrecargada, puede llegar a estar tan caliente que los
componentes internos se queman. Si percibes olor a humo o
llamas procedentes de tu equipo, hay una buena probabilidad de
que la fuente de alimentación se esté quemando. El ruido
también puede ser un indicador clave, ya que las fuentes de
alimentación contienen ventiladores de refrigeración que a
menudo se convierten en más ruidosos o hacen gemidos cuando
el dispositivo está fallando. Los ventiladores de refrigeración
dentro de la carcasa de la computadora también pueden ser más
ruidosos cuando la fuente de alimentación está fallando.

Falla de arranque:
Si una fuente de alimentación ha sufrido una falla total, el equipo
no podrá encenderse. Además, todos los dispositivos periféricos
no recibirán energía, así que no hay discos duros o ventiladores
girando. Debido a que los problemas de la placa base también
pueden causar fallo de arranque, es útil abrir la computadora y
comprobar si las luces de la placa base se encienden cuando
intentas ponerla en marcha. Si la placa no está recibiendo
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EL
alimentación, es probable que la fuente de alimentación haya
muerto.
2.2.10.1 Consideraciones
Las fuentes de alimentación deben ser reemplazadas antes de
que alcancen el fallo para proteger a otros componentes del
sistema de posibles daños debido a accidentes, falta de potencia
y
sobrecalentamiento.
La
mayoría
de
las
computadoras
fabricadas vienen con una fuente de alimentación adecuada para
ejecutar los dispositivos básicos del sistema. Pero cuando se
agregan actualizaciones como nuevas tarjetas de video, memoria
RAM o discos duros adicionales, las demandas de energía
pueden superar la salida de una fuente de alimentación básica.
Siempre
que
se
realice
una
actualización
de
hardware
importante, considerar que una actualización de la fuente de
alimentación sería prudente para proporcionar energía adicional
al nuevo dispositivo.
2.2.11 ¿Por
qué
es
esencial
tener
una
buena
fuente
de
alimentación?
Porque directamente una buena fuente de alimentación que sea capaz de
entregar una potencia estable y libre de ruido no solo hará que gastemos
menos dinero en electricidad, sino que contribuirá a que todos nuestros
componentes (placa base, procesador, memoria RAM, tarjeta gráfica,
discos duros… todo está conectado a la fuente de alimentación y por eso
siempre decimos que es el corazón de un PC) tengan una esperanza de
vida mayor al calentarse menos y funcionar de una manera más eficiente.
Si a esto añadimos que la fuente de alimentación es la que contiene todas
las protecciones necesarias (sobre y bajo voltaje, sobre y bajo corriente,
cortocircuito, etc.), hace presumir que es aconsejable optar por una fuente
de alimentación de buena calidad.
2.2.12 ¿Qué es una fuente de poder?
Asignatura: Metodología de la Investigación
Carrera: Ingeniería de Sistemas
37
Título: EFECTOS ACCIDENTAL DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA
FUNCIONAMIENTO DE UN SISTEMA INFORMÁTICO
Autor/es: Chavez – Chavez – Chavez – Chavez – Chuquimia
EN
EL
En general, una fuente de poder es una fuente de energía, esta energía
puede ser de varios tipos, energía térmica, atómica, eléctrica, etc. En el
medio de la electrónica, la mayoría de la gente llama fuente de poder a
un circuito eléctrico que convierte la electricidad de un voltaje de
corriente alterna (VCA o VAC en inglés) a un voltaje de corriente directa
(VCD o VDC en inglés).
El voltaje de corriente alterna o VCA es, por ejemplo, el que obtenemos
de la toma de corriente de nuestras casas, el voltaje y la corriente es
alterna ya que su polaridad varía con una frecuencia específica. Por
ejemplo el voltaje nominal de México es de 110 V a 60 Hz. El mismo que
se utiliza en USA, pero diferente al que se tiene por ejemplo en
Argentina, Japón o Europa.
El voltaje directo tiene una polaridad fija sin variación de frecuencia. Este
voltaje es el que usa la gran mayoría de los circuitos electrónicos,
ejemplo de este voltaje es el que se encuentra en las pilas alcalinas o las
de tipo recargable que encontramos por ejemplo en el teléfono móvil.
La mayoría de los circuitos electrónicos usa voltaje directo, pero siempre
tienen un tipo de fuente de poder que transforma el VCA a VCD, la fuente
puede ser externa o interna. Un cargador de baterías se considera una
fuente de poder, por que transforma el VCA a VCD para cargar la batería
recargable.
Figura 11: Cargador Típico que convierte la Entrada de VCA a VCD
NOTA: Este cargador típico tiene una entrada de AC 110-240 V con frecuencia de 50 a
60 Hz y que demanda 0.2 A en la entrada. En la salida tiene un voltaje de CD de 5 V
con 0.8 a 1 A de salida. La potencia de salida máxima es de 5 W.
Asignatura: Metodología de la Investigación
Carrera: Ingeniería de Sistemas
38
Título: EFECTOS ACCIDENTAL DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA EN EL
FUNCIONAMIENTO DE UN SISTEMA INFORMÁTICO
Autor/es: Chavez – Chavez – Chavez – Chavez – Chuquimia
Fuente: Final Test de https://www.finaltest.com.mx/product-p/art-6.htm.
El voltaje de corriente alterna se usa para transmitir la electricidad de un
punto a otro, entre más lejano es un punto del otro, mayor es la perdida
de energía por la transmisión, para minimizar ésta perdida, el voltaje se
aumenta a varios miles de voltios con corrientes pequeñas usando
transformadores de subida. Se usan transformadores de bajada, cuando
la electricidad se acerca a su destino final.
Las fuentes de poder pueden ser muy simples o muy complejas, el tipo
más simple es el cargador que colocamos en la toma de corriente para
cargar nuestro teléfono móvil. Las especificaciones de estas fuentes son
el voltaje de salida, especificado en voltios (V) y la capacidad de
corriente, especificada en amperes (A) o potencia, que es el resultado de
la multiplicación del voltaje y la corriente máxima disponible. La potencia
se expresa en watts (W).
Las computadoras de banco usan fuentes de poder de alta eficiencia que
proveen varios voltajes fijos a través de conectores estándar, estas
fuentes proveen voltajes fijos de +5, +12 y -12 V por medio de varios
conectores iguales que se conectan a la tarjeta principal, discos duros y
otros componentes de la computadora.
Las personas que diseñan tarjetas electrónicas, los estudiantes de
ingeniería y los investigadores suelen usar fuentes de poder para
alimentar sus circuitos o experimentos. Estas fuentes usualmente son de
salida variable, se puede variar el nivel de voltaje y corriente de manera
manual con perillas independientes. Este tipo de fuentes generalmente
tiene indicadores de voltaje y corriente. El voltaje se varía para que los
circuitos funcionen correctamente, la corriente que se suple se limita para
evitar daños en los componentes en caso de que el ensamble bajo
prueba este mal ensamblado o diseñado.
Figura 12: Fuente de Poder de CC de Salida Variable
Asignatura: Metodología de la Investigación
Carrera: Ingeniería de Sistemas
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Título: EFECTOS ACCIDENTAL DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA
FUNCIONAMIENTO DE UN SISTEMA INFORMÁTICO
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NOTA: La pantalla digital indica el voltaje o la corriente de salida. Puede trabajar en
modo de CC (corriente contante) o CV (voltaje constante), un LED indica el modo en el
que funciona. Hay perillas dedicada para el ajuste de voltaje fino o grueso del voltaje o
la corriente. Se tienen tres bornes de conexión. Uno para el voltaje positivo (rojo) otro
para el negativo (negro) y la conexión a tierra física (verde).
Fuente: Final Test de https://www.finaltest.com.mx/product-p/art-6.htm.
Las fuentes de este tipo pueden trabajar en modo de voltaje constante
(CV por sus siglas en inglés) o en modo de corriente constante (CC), un
indicador indica si las fuentes están en modo CV o CC.
El modo de CC o corriente constante puede ser usado en procesos
químicos que requieren el paso de una corriente continua por un periodo
de tiempo determinado para crear una reacción.
El diseñador electrónico puede tener electrónica análoga y digital en su
circuito, y este diseñador requiere de una fuente que pueda proveer más
de una fuente de voltaje al mismo tiempo. Una fuente que alimente los
circuitos de lógica digital, y otras dos fuentes que alimenten la circuitería
analógica con dos voltajes de polaridad opuesta. Una fuente de poder
común en un laboratorio de electrónica tiene tres salidas, una fija de
alrededor de 5 V y otras dos variables con rangos de 0-30 V.
Figura 13: Fuente de Poder de Labotatorio Típica
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Título: EFECTOS ACCIDENTAL DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA
FUNCIONAMIENTO DE UN SISTEMA INFORMÁTICO
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EN
EL
NOTA:
Se
usan
en
escuelas
y
centros
de
investigación
para
alimentar circuitos electrónicos bajo prueba. Este modelo proporciona 3 salidas
independientes con rangos de 0-30 V y 0-3 A, y una salida fija de 5 V con una corriente
de 0-3 A. Estas fuentes son muy flexibles ya que las salidas variables se pueden
configurar en modo serie o paralelo para obtener el doble de voltaje o corriente en la
salida.
Fuente: Final Test de https://www.finaltest.com.mx/product-p/art-6.htm.
Las salidas de una fuente de poder normalmente están flotadas. Esto
para poder referenciar el voltaje al negativo del circuito, que podría ser
diferente a la tierra física de la instalación eléctrica. Otra razón por la que
las salidas de las fuentes son flotadas es para poder invertir la polaridad,
o para conectarlas de manera serial o paralela para doblar la capacidad
de voltaje en el primer caso o la capacidad de corriente en el segundo
caso.
Las fuentes de laboratorio para probar prototipos son de baja potencia,
con rango de 80 a 300 W, con una a cuatro salidas individuales para
mayor flexibilidad.
Para aplicaciones que requieren mayor potencia y rangos más amplios
de voltaje y corriente se tienen las fuentes de alta potencia, las hay
desde 600 W de salida, hasta varias decenas de kW. Las aplicaciones
para estas fuentes se pueden encontrar en manufactura, donde se
requiere alimentar varios circuitos al mismo tiempo, o simular baterías de
alta corriente como las que encontramos en los autos o en aviones. A
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FUNCIONAMIENTO DE UN SISTEMA INFORMÁTICO
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veces estas fuentes de alta potencia se usan para procesos químicos
como el cromado o la ionización.
Figura 14: Fuente de Alta Potencia y Gran Eficiencia
NOTA: Las fuentes de alta potencia y gran eficiencia para el uso de procesos de
manufactura se diseñan para ser montadas en rack, ya que son parte de un panel de
instrumentos. Esta fuente tiene control de voltaje y corriente del tipo lock que evita que
los parámetros sean movidos por alguien ajeno al proceso o por equivocación. Esta
fuente tiene hasta 3 kW o KVA de salida.
Fuente: Final Test de https://www.finaltest.com.mx/product-p/art-6.htm.
El control de las fuentes se puede hacer variando manualmente las
perillas de voltaje y corriente. Pero en una planta de manufactura, por
ejemplo, se requiere que un controlador o computadora se comunique
con la fuente para controlarla remotamente. Existen varias formas de
controlar remotamente una fuente de poder, entre las opciones de control
remoto podemos mencionar RS232, GPIB, USB y LAN con puerto
Ethernet. Hay algunos métodos análogos que controlan la salida usando
una señal de control análoga proporcional a la salida de voltaje deseada,
y una señal para el encendido o apagado de la salida.
Una aplicación donde se usa el control remoto utilizando una
computadora, es en una fábrica de breakers, donde checan cada uno de
los breakers aplicando la corriente necesaria para hacer que el breaker
actúe cortando la corriente, un sistema automático puede incrementar la
corriente hasta cierto punto y sensar con que corriente el breaker actúa,
una señal del controlador puede mandar el breaker al lote de breakers
buenos o separarlo por defectuoso.
Figura 15: Parte Trasera de la Fuente de Poder mencionada en la Figura
Anterior
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NOTA: De izquierda a derecha y de arriba a abajo podemos notar primero los bornes de
conexión de la salida de CD (corriente directa). En las fuentes de alta potencia de salida
se requiere una instalación eléctrica profesional donde se usan tres fases indicadas
aquí como L1/F1, L2/F2 y L3/F3, cada phase con su respectivo fusible de protección.
Abajo a la derecha se ve el conector tipo D para control remoto, útil para controlar la
fuente con un PLC. Los dos cables blancos que van a un conector J11 en la parte de
abajo. Esta es la conexión de sensado que ayuda a compensar la caída de voltaje en
los cables de la salida, por default se conectan directamente a la salida, pero se pueden
conectar a la carga para compensar caídas de voltaje.
Fuente: Final Test de https://www.finaltest.com.mx/product-p/art-6.htm.
Las fuentes de poder de laboratorio también suelen tener terminales de
sensado, en inglés denominadas sense, una terminal positiva y otra
negativa, estas terminales se usan para compensar la caída de voltaje
que se presenta en los cables que van de la fuente de poder al ensamble
bajo prueba.
Existen también fuentes de poder de corriente alterna, la entrada de
estas fuentes es también voltaje de C.A. La diferencia es que una fuente
de laboratorio de CA puede variar su voltaje de salida con mucha
exactitud, variar su frecuencia, y en algunos casos inclusive variar el
contenido armónico para estresar diseños de fuentes que transforman
VCA a VCD o probar máquinas que funcionan con voltaje alterno, como
los motores de CA, que usan una o varias fases.
2.2.13 Clasificación de las fuentes de poder
Figura 16: Fuente de Alimentación
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EL
Fuente: Final Test de https://www.finaltest.com.mx/product-p/art-
6.htm.
También conocida como fuente de alimentación (power supply en
inglés), se pueden definir como circuitos que transforman la alimentación
de entrada, ya sea AC o DC; en salida de alimentación AC o DC.
Esta definición excluye a la fuente de energía basada en el principio de
una maquina rotatoria y distingue a la fuente de alimentación de la
mayoría de las fuentes de energía que obtienen su alimentación de otras
formas de energía.
Existen cuatro clasificaciones generales para una fuente de alimentación:
1.
Entrada AC – Salida AC:
Reguladores
de
línea
y
cambiadores de frecuencia.
2. Entrada DC – Salida DC: Convertidores y reguladores de DC.
3. Entrada DC – Salida AC:
Inversores.
4. Entrada AC – Salida DC.
La última categoría es la más común de todas y es a la cual usualmente
nos referimos como fuente de alimentación.
Existen también cuatro modos de operación que la fuente de
alimentación con salida de DC puede proveer:

Voltaje de salida constante: El voltaje de salida se mantiene
constante a pesar de los cambios de carga, temperatura o línea.
Una fuente de poder de DC ideal tendría cero impedancia de
salida en todas las frecuencias. Para obtener una salida
constante sin efecto de rizado se requiere un elemento de control
o una técnica de regulación.
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FUNCIONAMIENTO DE UN SISTEMA INFORMÁTICO
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EN
EL
Las técnicas de regulación más conocidas son:

a)
Regulación lineal
b)
Pre-regulación o regulación en serie
c)
Conmutada
d)
A través de SCR
Corriente de salida constante: La corriente de salida se mantiene
constante a pesar de los cambios en la carga, salida o
temperatura. La fuente de poder que provee corriente constante
debería de tener una impedancia de salida infinita a toda
frecuencia. Este tipo de fuente de poder de corriente constante
tiene muchas aplicaciones en diseño de circuitos y pruebas de
semiconductores.

Límite de voltaje.

Límite de corriente.
La fuente de poder puede ser programable, por medio de una
computadora con puertos de comunicación USB, Ethernet (LXI), GPIB o
RS232.
Estas interfaces se usan en sistemas automatizados de prueba y
medición.
Algunas fuentes de alimentación pueden ser programadas desde su
panel frontal con una rutina de trabajo específica, como las series SGI de
Sorensen.
La potencia de salida de una fuente se obtiene al multiplicar su
capacidad máxima de voltaje y corriente. Así, una fuente que genera un
voltaje de salida de DC de 300 V a 10 A tendrá una potencia de (300 x
10) 3000 W o 3 kW.
2.2.14 Tipos y categorías
Las fuentes de alimentación se pueden categorizar por tiers, pero esto es
una valoración de lo bien o mal que funcionan que al fin y al cabo es
subjetiva. Sin embargo, sí que se pueden categorizar empezando por su
eficiencia, determinada por la certificación 80 Plus.
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Título: EFECTOS ACCIDENTAL DE LA ENERGÍA ELÉCTRICA EN EL
FUNCIONAMIENTO DE UN SISTEMA INFORMÁTICO
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Tabla 2: Categorización por Eficiencia de las Fuentes de Alimentación
Fuente: HZ Hardzone de
https://hardzone.es/reportajes/que-es/fuente-alimentacion-caracteristicas/.
La CEE (Comunidad Económica Europea) estableció que los parámetros
definidos por la certificación 80 Plus Bronze (tengan o no dicha
certificación) son el mínimo para que un fabricante pueda vender sus
productos en Europa. En todo caso, esta certificación ya la tienen solo
fuentes de gama de entrada, mientras que los sellos Silver y Gold son
bastante más comunes, y los Platinum y Titanium ya se reservan a fuentes
de alimentación de gama alta.
Por otro lado, también podemos clasificar una fuente de alimentación por
su tamaño o factor de forma, ya que está definido por un estándar:

ATX: El estándar actual, con unas dimensiones de 150 x 150 x 86
mm, aunque son igualmente ATX fuentes que tengan mayor
longitud siempre y cuando se respeten los 86 mm de alto y 150
mm de ancho.

SFX: Las dimensiones son más reducidas, pues están diseñadas
para sistemas de factor de forma pequeño. Miden 100 x 125 x 63,5
mm, y necesitan un adaptador para poder instalarlas en cajas ATX
estándar.

SFX-L: Es una variante de las fuentes SFX que permiten instalar
un ventilador de mayor tamaño. Miden 130 x 125 x 63,5 mm.

TFX: Tienen dimensiones de 85 x 65 x 185 mm, y generalmente
están pensadas para equipos especiales y servidores.
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
EN
EL
Flex ATX: Son una variante también usada en servidores y equipos
especiales que tiene la particularidad de permitir «plug and play»
en caliente, es decir, en sistemas con dos fuentes redundantes se
puede quitar una e instalar otra sin apagar el sistema. Miden 150 x
81,5 x 40,5 mm.
Figura17: Clases de Fuentes de Alimentación de Tamaño Estándar
Fuente: HZ Hardzone de
https://hardzone.es/reportajes/que-es/fuente-alimentacion-caracteristicas/.
Aparte de estas fuentes de alimentación, que son estándar en
cuanto a tamaño, tenemos también lo que conocemos como
«cargadores» de portátil, que no son otra cosa que fuentes de
alimentación externas. Entre otros dispositivos como ejemplo,
puede ser un monitor que también tiene fuente de alimentación,
pero en este caso es interna y, al igual que sucede en las
portátiles, tienen formatos no estándar que ya dependen de cada
fabricante.
2.2.15 Consideraciones y especificaciones

Ruido y rizo de salida (ripple & noise): Se refiere al voltaje RMS o
pico a pico de variación que tiene la salida de la fuente de poder.

Respuesta a transientes (transient response): Es la capacidad de
la fuente de responder a demandas de corriente de gran
variación en periodos cortos de tiempo.
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
EN
EL
Velocidad de subida o bajada (slew-rate): Es la velocidad con la
que la fuente de poder se enciende, apaga o varia el voltaje o
corriente de salida a partir de una instrucción por un puerto de
comunicación o por medio de los controles manuales.

Regulación de la carga (load regulation): Establece la capacidad
de la fuente para mantener un voltaje constante cuando la carga
se varía.

Regulación de la línea (line regulation): La línea de alimentación
de AC puede variar de un país a otro, o simplemente de un lugar
a otro, las fuentes de poder deben poder regular su salida aun
cuando el voltaje de entrada de AC tenga una variación dentro de
las especificaciones de trabajo de la fuente.

Estabilidad: La estabilidad se especifica como la capacidad de
mantener la salida de voltaje y corriente en un periodo largo de
tiempo.

Eficiencia: Es el porcentaje de eficiencia en la conversión de la
potencia de entrada contra la potencia de salida de la fuente.
2.2.16 ¿Qué son las VRM, chokes y sus componentes?
Vamos a dar un repaso a los principales componentes que dan forma al
sistema de alimentación de una placa base, principalmente del
procesador, ya que las tarjetas de ampliación usan sus propios
reguladores de voltajes y las memorias, normalmente, requieren menos
cuidados, aunque esto también está cambiando en las últimas
generaciones de placas base.
2.2.16.1 ¿Qué son las VRM?
VRM es un acrónimo de “Voltage Regulator Module” o “Módulo
de Regulación de Voltaje” y es un componente electrónico que
permite regular, con mayor o menor eficiencia, el voltaje que se
suministra a un circuito electrónico y en los casos de un
procesador y memorias, y en menos medida, en otros
componentes.
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EN
EL
Una placa base recibe alimentación de una fuente ATX que, por
estándar y especificaciones, suministran uno o más railes de
potencia con voltajes de 12 V, 5 V y 3.3 V. Antiguamente los
procesadores y otros componentes usaban directamente estos
voltajes para alimentarse, pero las últimas generaciones han
reducido de forma notable su voltaje de entrada a bien de reducir
consumos, ser más eficientes térmicamente y requerir, por tanto,
menos disipación.
Actualmente es fácil ver procesadores que trabajan con voltajes
por debajo del voltio en reposo y poco por encima de los 1.2 V
cuando están desarrollando todo su potencial. Actualmente todas
las placas suministran 12 V hacia el procesador, con conectores
dedicados, y de ahí se regula hasta los requisitos funcionales de
la CPU.
Una buena regulación de voltaje (tensión) es indispensable para
dar estabilidad al funcionamiento del procesador consumiendo la
energía adecuada en cada momento. Es importante para el
overclocking
(sobrecronometrado)
porque
menos
tensión
(vdroop) de la necesaria significa un funcionamiento inestable y
más voltaje del necesario puede producir una generación de
calor inasumible por el sistema de refrigeración y, por tanto,
inestabilidad o fallos catastróficos que, por suerte, normalmente
están protegidos los procesadores modernos pero hasta cierto
punto.
Algunos procesadores modernos optaron por pasar el control
de VRM al interior del encapsulado del procesador, para tener un
modelo más eficiente y que fuera el propio procesador el
encargado del trabajo, los procesadores Haswell trabajaban de
este
modo,
denominándose iVRM (Integrated
VRM),
pero
modelos posteriores de Intel han dejado de lado este tipo de
diseño confiando en el modelo tradicional de VRM externo en la
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EN
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placa base. Los modelos Skylake y posteriores han retornado al
modelo externo.
2.2.16.2 ¿Cuántas más fases de VRM, mejor?
Muchas veces hablamos del número de fases que alimentan al
procesador de nuestra placa base de tal modo que siempre se da
a entender que cuanta más fases de alimentación, más fases de
corrección, mejor es la calidad de la señal eléctrica que llega al
procesador. Esto es ciertamente así y la razón es sencilla, y se
suele explicar diciendo que la alimentación que llega al
procesador llega más limpia.
Figura 18: Muestra del Sistema VRM EVGA EPOWER
NOTA: El EVGA EPOWER V es un buen ejemplo de sistema VRM externo y
masivo, con 12 + 2 fases orientado a ofrecer una línea aún más limpia a
tarjetas gráficas de alta gama donde se busquen grandes niveles de
overclocking.
Fuente: Profesional Review de
https://www.profesionalreview.com/2018/06/24/que-son-las-vrm/.
Cuando convertimos corriente alterna, que como sabemos tiene
una forma de onda senoidal (generalmente porque hay otros
tipos, con un pico y un valle, un periodo, etc.), hacia corriente
continua, que es la que usa nuestro procesador, siempre queda
parte de esa onda remanente de la conversión. Cuantas más
fases de alimentación más eliminaremos esos picos de onda y
más estable será la alimentación, que tendrá una señal más
plana, que llega al procesador.
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EN
EL
También limitaremos y reduciremos pérdidas de voltaje en la
línea de alimentación que son tanto o más peligrosas a la hora
de mantener la estabilidad del funcionamiento de nuestro
procesador.
2.2.16.3 Los cómplices en cualquier sistema VRM
Un sistema de regulación de voltaje (VRM) requiere de varios
elementos importantes, sobre todo almacenes donde la energía
se acumule antes de pasar el filtro que supone el propio
regulador
de
voltaje.
Esta
tarea
es
realizada
por
los
capacitadores, que son esos pequeños almacenes de los que se
sirven los MosFETs que con las compuertas, dejan pasar el
voltaje adecuado a demanda del cliente, en este caso el
procesador.
Un VRM se compone de estos elementos:

MosFETs

Conductor IC

Capacitadores

Chokes o Choques
Hemos hablado de que el procesador le dice al sistema
de MosFETs que voltaje quiere en cada momento, puesto que
ahora los voltajes pueden ser variables, y para ello requiere de
un controlador que le diga al MosFET que voltaje tiene que dejar
pasar. Eso lo hace el “Driver IC” o “Conductor IC”.
Figura 19: Driver IC o Conductor IC
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EN
EL
Fuente: Profesional Review de
https://www.profesionalreview.com/2018/06/24/que-son-las-vrm/.
Muchos fabricantes han concentrado controladores IC con los
propios MosFETs en soluciones denominadas como VRM digital
o VRM de alta eficiencia, ya que la concentración permite
aumentar el número de fases, la eficiencia, y como es lógico, el
calor desprendido en estos elementos que son bastantes
sensibles al calor, aunque también dependiendo de la calidad,
son muy preparados para trabajar a temperaturas elevadas.
Los chokes son otros componentes electrónicos básicos en
cualquier sistema VRM. Estos tipos de elementos sirven
precisamente para convertir señales de corriente alterna en
corriente continua. Se compone de una espiral que recorre un
núcleo imantado y aunque son conductores de ambos tipos de
corrientes, su reactancia hace que el paso de corriente alterna se
reduzca de forma notable. De la calidad de estos depende en
buena medida la calidad de una placa base para el overclocking.
Figura 20: Placa Base Aorus de Gigabyte con Chipset X470
NOTA: En esta placa base Aorus de Gigabyte con chipset X470 podemos
contar 8 chockes de núcleo aleado que forman 8 fases de alimentación. Los
componentes principales del VRM, los MosFETs y sus controladores digitales
están bajo los disipadores de aluminio conectados por un heatpipe.
Fuente: Profesional Review de
https://www.profesionalreview.com/2018/06/24/que-son-las-vrm/.
Por cada fase que vemos en una placa podemos contar
un choke, de hecho, es el elemento más visible en este tipo de
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montajes,
y
muchas
veces
los
EN
confundimos
EL
con
los
propios MosFETs, pero estos, sin lugar a duda, serán los que
están ocultos debajo del disipador que suelen montar todas las
placas base para sus sistemas de alimentación de procesador.
La clave de la estabilidad está en ellos y en la calidad de todos
los componentes que tienen alrededor, incluso en el número de
capas del PCB, así que nada se puede dejar al azar.
2.2.16.4 Tipos de VRM
Todos los fabricantes actuales han pasado a sistemas de VRM
digitales, frente a los viejos sistemas analógicos o sistemas
integrados en procesador, en las últimas generaciones también
han concentrado sus controladores en chips de control como
el EPU de ASUS o en integrados sumando MosFETs y
controlador como es el caso de Gigabyte. El caso es reducir
espacio, aumentar eficiencia, y añadir más fases cuando la placa
tenga un objetivo claro para el overclocking.
Figura 21: Tarjeta Gráfica
NOTA: Las tarjetas gráficas, sobre todo las de gama alta, usan también
complejos sistemas de alimentación VRM digital. Aquí vemos 8 fases con
MosFETS a la derecha (IC Integrado) y los capacitadores a la izquierda en
una Nvidia Geforce GTX 1080Ti.
Fuente: Profesional Review de
https://www.profesionalreview.com/2018/06/24/que-son-las-vrm/.
Los capacitadores sólidos, los capacitadores japoneses, los
componentes de clase militar…, todas estas mejoras que hemos
visto llegar a las placas base se han ido replicando también a
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EN
EL
subsistemas como las tarjetas de sonido integrados donde
incluso se usan elementos VRM específicamente diseñados para
este tipo de funcionalidad.
Todo en busca de reducir esos picos que restan de la
alimentación de corriente alterna, sobre todo aquellos que
puedan reducir el voltaje (vdroop) sobre lo que el procesador
pide o sobre lo que nosotros hemos configurado a nuestra placa
base para que suministre al procesador.
En cualquier caso, es importante mantenerlos disipados porque
son elementos que se calientan mucho y de forma súbita.
Cualquier conversión de energía tiene perdida en forma de calor
y este tipo de elemento lo hace de una forma realmente rápida ya
que tiene que adaptarse a los bruscos cambios de frecuencia de
los procesadores modernos.
Por ello muchos overclockers, incluso los que ya solo buscamos
frecuencias medias fácilmente sostenibles, buscan que el
procesador no cambie de frecuencia, aunque el consumo general
sea mayor y mantener a los VRM en unas temperaturas estables
y controladas y donde se mantengan los voltajes perfectamente
estabilizados.
2.2.16.5 ¿Qué significa cuando la placa dice que tiene 8+2
fases de alimentación?
Puede ser 4+1, 8+2, 6+2, 16+1… hay tantas combinaciones
como el fabricante quiera o pueda instalar en sus placas base.
Más suele ser mejor pero como hemos visto también la calidad
de los componentes es importante.
Figura 22: Placa Base con Chipset ZT-Z68
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NOTA: Eran tiempos locos y Zotac lanzo una placa base con chipset Z68 para
socket LGA1155 con 24 fases + 2 fases para RAM. La ZT-Z68 Crown Edition.
Tenía controlador digital, capacitadores supersólidos, chokes de núcleo
superferritico, etc. Lo más de lo más.
Fuente: Profesional Review de
https://www.profesionalreview.com/2018/06/24/que-son-las-vrm/.
La primera cifra son las fases de alimentación del procesador y la
segunda suele referirse a los bancos de memoria de la placa
base, 1 o 2 en las placas más complejas, aunque también puede
referirse a la alimentación de algunos buses que tienen algunos
procesadores, procesadores que ya no están en el mercado ya
que ahora este tipo de buses se integran en el propio
procesador.
2.2.16.6 La importancia de una buena fuente de alimentación
Hemos hablado de la calidad de los componentes de la placa, en
que se componen los VRM de una placa base, como podemos
saber cuántos tiene nuestra placa base, los tipos que hay y como
funciona cada elemento e incluso de lo importante que es su
disipación.
Figura 23: Integración de la Placa Base y el Sistema VRM
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Pero tanto o más importante es que la fuente que suministra esa
línea de 12 V a nuestra placa base, al sistema de VRM integrado
en ella, sea estable, es tanto o más importante que el montaje
que pueda tener nuestra placa base. Un voltaje estable de 12 V,
en corriente continua, con un “ripple” o picos reducidos hace que
nuestro sistema de VRM tenga menos estrés a la hora de
estabilizar el voltaje que requiere nuestro procesador. Por eso los
diseños de fuente con montajes DC-DC (con sus propios VRM)
son tan valorados por los usuarios expertos y por eso es tan
importante invertir en una buena fuente de alimentación.
Cuanta más eficiencia en la fuente menos estrés en la misma, menos calor a
disipar, menos vdroop en la propia línea de la fuente y menos necesidad de
corrección en nuestra placa base. Todo suma para conseguir una estabilidad
perfecta que mejorará las posibilidades de overclocking y/o la vida útil de nuestro
ordenador.
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Capítulo 3. Método
3.1 Tipo de Investigación
Señalar el tipo de investigación y el diseño de investigación.
3.2 Operacionalización de Variables
Organización y planteamiento del proceso de investigación y las diferentes
técnicas que se utilizarán para alcanzar los objetivos (diseños estadísticos,
simulaciones, pruebas, ensayos y otros).
3.3 Técnicas de Investigación
Debe indicarse los procedimientos a seguir en la recolección de la información,
la organización, sistematización y análisis de los datos según sea el caso.
3.4 Cronograma de Actividades por Realizar
Consiste en hacer una tabla en la que se distribuye el tiempo por etapas
(meses, semanas, días) según la duración de la investigación.
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Capítulo 4. Resultados y Discusión
Referenciar los resultados directos, medibles y cuantificables que se alcanzarán
con el desarrollo de los objetivos específicos del trabajo de investigación,
indicando las características del nuevo producto, proceso o servicio.
Se presenta una descripción de los resultados (datos) obtenidos de la literatura
teniendo como guía los objetivos o preguntas de la investigación. Los
resultados pueden presentarse como frases o afirmaciones que resuman la
información. Es recomendable presentar una síntesis de la idea principal que
resuma los resultados y luego presentar un detalle de cada uno de ellos.
Para realizar la discusión se debe contrastar los resultados obtenidos con
aproximaciones teóricas y los resultados de otras investigaciones.
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Capítulo 5. Conclusiones
En este apartado corresponde presentar para cada objetivo específico las
conclusiones, sugerencias o implicaciones que se derivan del trabajo de
investigación.
Las conclusiones son una síntesis de lo presentado en la discusión de los datos
y las recomendaciones deben ir dirigidas a grupos de personas, funcionarios e
instituciones y son aplicaciones del conocimiento adquirido en favor de la
sociedad.
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Referencias
FORMATO: Autor. (AÑO). Título del documento. Editorial.
American Psychologycal Association (2010). Manual de Publicaciones de la
American Psychological Association (3 ed.). México, D.F.: Editorial El Manual
Moderno.
EJEMPLOS:
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Apéndice
Se incluyen los instrumentos de evaluación, la hoja de consentimiento
informado utilizada, fotografías, capturas, registros de asistencia/participación,
cuestionarios, entrevistas, etc.
Esquema para presentar FIGURAS y TABLAS:
Las TABLAS y FIGURAS junto con el texto deben ser puestas en la misma
página donde son mencionadas por primera vez en el texto. Las TABLAS y
FIGURAS grandes deben ser agregadas en una página separada. TABLAS y
FIGURAS deben ser puestas en páginas diferentes independientemente de su
tamaño.
No se debe dejar espacios en blanco en las páginas de texto, pero es posible
dejar espacio en blanco en páginas que solo contienen TABLAS y FIGURAS.
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EL
Formato para presentar una TABLA:
TABLA 1. El título debe ser breve y descriptivo.
Primera columna
Segunda columna
EJEMPLO
EJEMPLO
EJEMPLO
EJEMPLO
EJEMPLO
EJEMPLO
EJEMPLO
EJEMPLO
EJEMPLO
EJEMPLO
EJEMPLO
EJEMPLO
EJEMPLO
EJEMPLO
EJEMPLO
EJEMPLO
EJEMPLO
EJEMPLO
Nota: Explicar información relacionada a la tabla y la fuente de donde proviene la información.
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EL
Formato para presentar una FIGURA:
FIGURA 1. Ejemplo de figura
Se debe indicar si la figura (imagen, gráfico, diagrama, mapa) es propia o si se
retomó de otra fuente. En caso de retomarse de otra fuente, se debe indicar
autor, año y página (en la nota de figura) y posteriormente incluir la referencia
completa en el apartado de referencias bibliográficas.
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