Cámara anecoica, o cómo medir dispositivos electrónicos sin interferencias ni reflexiones

La primera en México para hacer mediciones en frecuencias de hasta 40 GHz

Centro de Investigación Científica y de Educación Superior de Ensenada

Ensenada, Baja California, México, 27 de mayo de 2016. Luego de funcionar por 36 años como un cuarto blindado a interferencias externas, el grupo de Radiofrecuencia y Microondas del CICESE transformó este recinto en una cámara anecoica, una especie de bóveda que además de aislar las frecuencias externas, bloquea en su interior cualquier tipo de reflexión, simulando lo que los especialistas denominan el espacio libre, un entorno donde se pueden realizar mediciones de equipos o dispositivos electrónicos de una manera totalmente libre de obstrucciones.

Esta herramienta, según explicó el Dr. José Luis Medina Monroy, investigador del Departamento de Electrónica y Telecomunicaciones del CICESE, si bien no es la única que existe en México, es la primera en donde se pueden hacer mediciones en frecuencias de hasta 40 GigaHertz (GHz), gracias a los generadores, analizadores de redes y de espectros, entre otros equipos, con que cuenta el laboratorio que lo alberga.

Gracias a recursos provenientes del Programa de Estímulos a la Innovación (Proinnova) del CONACYT, se hizo este reacondicionamiento en una sección del Laboratorio de Altas Frecuencias, que básicamente consistió en transformar la jaula de Faraday que existía aquí desde que se construyó en 1980 el edificio de Física Aplicada del CICESE, en una cámara anecoica.

Para que quede clara la diferencia, José Luis Medina explicó que una jaula de Faraday es sólo un cuarto blindado que no deja entrar señales provenientes de estaciones de radio, de televisión, de antenas de telefonía celular o wi-fi, entre otras. La anecoica, además de que tampoco permite la entrada de interferencias externas, está forrada en su interior con estructuras piramidales que, por su forma y por estar hechas de poliuretano cargado con partículas de carbón u otros materiales, transforman las ondas electromagnéticas en otro tipo de energía. De esta manera, cuando en el interior de la cámara un dispositivo emite una señal, ésta no se refleja (no “rebota”) y en consecuencia, no afecta ninguna medición.

CICESE CAMARA ANECOICA 2
Imagen computarizada de la novedosa cámara (Todas las fotos: Cortesía CICESE)

¿Y por qué es importante esto? “Porque con eso se pueden caracterizar muchos equipos. Si tú te fijas, la mayoría de los dispositivos tienen que cumplir con una norma, ya sean de la FCC de Estados Unidos; la IEC y la ETSI que son organismos internacionales, o de la ANCE o el CENAM en México. (…) En automóviles se deben cumplir ciertas normas; en equipos de computadoras hay otras; en aparatos de línea blanca, refrigeradores o lavadoras, también, y se usan.”

Relató que los estudios de compatibilidad electromagnética permiten conocer, por ejemplo, las frecuencias que está emitiendo o las interferencias que está generando cualquier tarjeta de computadora. Los automóviles, apuntó, tienen muchos sistemas electrónicos. Las bolsas de aire y el sistema ABS de los frenos son electrónicos; la computadora a bordo que controla el motor, la apertura de los inyectores, el disparo de las bujías, etcétera.

Ha sucedido que cuando un auto pasa por zonas donde hay campos electromagnéticos muy fuertes, algunos de estos sistemas se han dañado. El sistema de frenos falla, o las bolsas de aire se activan. Esto ha sucedido cerca de aeropuertos donde la señal del radar ha afectado ciertos modelos de automóviles, al grado que los fabricantes tuvieron que retirarlos del mercado para corregir la falla.

“Por eso los equipos tienen que cumplir ciertas normas. Imagínate si no las cumplen, cualquier equipo al que le llega una señal de repente puede dejar de funcionar: la computadora, los frenos, lo que sea”.

De hecho, uno de los proyectos que permitieron el reacondicionamiento de esta cámara se firmó con una empresa asentada en Hermosillo, Sonora, llamada Digital Dynamic Communications (DIDCOM).

El doctor José Luis Medina,
El doctor José Luis Medina,

Esta empresa diseña y fabrica tarjetas que se utilizan tanto en autobuses de pasajeros como en trasportes de carga pesada. Estas tarjetas tienen un sistema de GPS (con todo y antenas) que detecta la posición del vehículo. Cuenta también con un sistema de telefonía que automáticamente envía la posición, la ruta, enviando además datos de la computadora a bordo indicando velocidad, aceleración, la temperatura del motor, emisiones de gases, entre otros parámetros. Todos esos datos los recaba la tarjeta y los envía a la compañía.

El trabajo desarrollado por el CICESE consistió en caracterizar las tarjetas para DIDCOM. “De hecho medimos varias. Medimos la primera, detectamos que tenía ciertos problemas, sugerimos modificaciones al circuito y ya la segunda está mucho mejor. Ya están haciendo una tercera versión de la tarjeta. La consultoría y sugerencias que les ofrecimos las tomaron en cuenta para que sus tarjetas no tuvieran tantas emisiones y pudieran cumplir con las normas”, señaló el Dr. Medina.

También dijo que existen otras cámaras anecoicas en México. La más grande está en la Universidad de Colima, y fue diseñada por el propio José Luis Medina durante una estancia sabática que realizó en esa casa de estudios. Se trata de un recinto cuyo interior mide, de pico a pico, 12 metros libres por 8 por 6 metros. El Instituto Politécnico Nacional en la ciudad de México también tiene la suya, igual que la Universidad de Tamaulipas. En esta región la empresa Plantronics de Tijuana, con quien el CICESE colabora en otros proyectos, tiene una pequeña.

Sin embargo, la única en México donde se pueden hacer mediciones a frecuencias de hasta 40 GHz es la del CICESE, con un sistema completamente automatizado desarrollado también en este centro. Las otras, con los equipos que tienen, llegan a 8 y hasta 18 GHz. Por ello, además de apoyar a la academia y a las empresas de esta región, puede resultar atractivo para captar estudiantes de posgrado.