Teoria

A Importância do Estudo de EMC

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Criado em Sábado, 09 Julho 2011 03:04

Última atualização em Sábado, 09 Junho 2012 09:48

Escrito por Eduardo Faustino Coelho

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À medida que fizermos cada vez mais uso de equipamentos eletroeletrônicos, haverá, a menos que tomemos providências, cada vez mais reclamações. Reclamações, porque os equipamentos em uso irão interferir cada vez mais uns com outros como resultado de suas características eletromagnéticas.

Uma vez que as correntes e tensões presentes em cada equipamento produzem campos eletromagnéticos capazes de alcançar os equipamentos vizinhos, esses campos são capazes de induzir forças nos elétrons de condução dos circuitos desses equipamentos. Em outras palavras, esses campos vão induzir tensões e correntes indesejáveis as quais por sua vez podem causar interferências. Se todos os equipamentos eletroeletrônicos do mundo coexistissem em harmonia, então o mundo inteiro teria atingido a compatibilidade eletromagnética. Porém, infelizmente esse não é o caso – existem ainda muitos problemas de interferência eletromagnética para serem resolvidos.

A constatação de que o planeta está longe de atingir a compatibilidade eletromagnética já chamou a atenção dos legisladores. Dezenas de países impõem requisitos de compatibilidade eletromagnética aos fabricantes de equipamentos eletroeletrônicos para que esses possam comercializar seus produtos.

Para quem deseja projetar e desenvolver equipamentos eletroeletrônicos, é obviamente preferível prevenir-se contra possíveis problemas de compatibilidade seguindo tais requisitos. É certo que muitas pessoas irão argumentar que novas restrições de projeto serão impostas aos projetistas e que os prazos e custos de desenvolvimento de novos produtos ficarão maiores. Felizmente, esse argumento só é verdadeiro se os produtos forem inicialmente projetados ¨da forma tradicional¨ para então fazer os reprojetos necessários ao cumprimento dos requisitos de EMC, porque, se os projetistas levarem em conta os requisitos de EMC desde o início do projeto, custos e prazos de desenvolvimento não serão significativamente afetados. De fato, se levarmos em conta os custos dos impactos do emprego de equipamentos que causam perturbação no ambiente em que foram instalados, o custo total dos equipamentos que seguem requisitos de EMC será até menor.

A necessidade de mantermos a compatibilidade eletromagnética em mente desde a concepção dos produtos, dada a atual concentração de equipamentos eletroeletrônicos no ambiente e sua complexidade, ensejou a emergência da disciplina compatibilidade eletromagnética como especialização profissional. E é uma ocupação multifacetada: praticamente todos os equipamentos à nossa volta, em conjunto com suas interconexões, podem estar envolvidos na emissão ou captação de energia eletromagnética indesejável. Uma das primeiras “regras de ouro” que o profissional de EMC deve aprender é que a faixa de frequências em que os problemas de interferências podem ocorrer é sempre muito mais larga que a faixa de operação do dispositivo. Além disso, o problema pode ser causado tanto por sinais desejáveis quanto por indesejáveis e a intensidade dos sinais perturbadores pode ser muito pequena ou muito alta.

A prevenção de problemas de compatibilidade eletromagnética tornou-se uma necessidade. Simplesmente não se pode mais “pagar para ver” e esperar que os problemas ocorram para então corrigi-los, e por razões que não são de ordem apenas econômicas e financeiras. Hoje em dia, a segurança de vidas humanas depende cada vez mais de equipamentos eletrônicos que precisam operar de forma segura e previsível, a salvo de perturbações inesperadas como as que poderiam ser causadas por interferências eletromagnéticas.

Prevenir problemas de interferência (ou, quando esses já ocorreram eliminá-los) exige algum conhecimento de fundamentos de EMC. Os artigos dessa seção são uma tentativa de apresentar esses fundamentos de uma forma que faça os leitores entenderem os princípios por trás dos fenômenos de EMC, no lugar de fornecer uma lista interminável de receitas de bolo aplicáveis a fenômenos específicos.

O Ambiente Eletromagnético

O ambiente eletromagnético é definido como A totalidade (variável no tempo) dos fenômenos eletromagnéticos existentes em uma certa localidade (IEC 1989). Essa descrição muito ampla inclui não apenas sinais eletromagnéticos desejáveis e indesejáveis, como também as características de propagação desses sinais (velocidade, atenuação, reflexões, etc), as quais por sua vez influenciadas pelas propriedades dos materiais presentes no ambiente (condutividade, permeabilidade, permissividade, etc). Esses parâmetros em geral variam de lugar para lugar fazendo o ambiente eletromagnético de cada lugar ser diferente de outros.

Existem muitas maneiras possíveis de fazer uma descrição do ambiente eletromagnético. Uma forma é listar as fontes que podem estar ativas na localidade (motores, transformadores, fontes chaveadas, estações de telefonia celular, etc). Outra é apresentar um gráfico de intensidade de campo por frequência medido na localidade sem fazer referência à origem desses sinais.

Antes de instalarmos um equipamento em um local, é possível medir o ambiente eletromagnético desse local. Mas antes de fazer essa medição, precisamos saber o que medir. Essa questão só pode ser respondida se soubermos quais fenômenos eletromagnéticos são capazes de perturbar o equipamento a ser instalado. Embora esse conhecimento possa ser obtido de uma grande experiência com o equipamento em questão (conhecimento de situações prévias nas quais o equipamento foi perturbado), a forma mais prática de saber é submetendo o equipamento a testes.

O ambiente eletromagnético é determinado por parâmetros que são dependentes do tempo. As fontes de perturbação que se encontram em operação contribuem ativamente para o ambiente, mas todas as instalações e materiais presentes influenciarão passivamente o ambiente. Em termos de sinais irradiados, exemplos de influências passivas são superfícies metálicas que refletem os campos, servindo como obstáculos à propagação ou em outras circunstâncias reforçando os sinais. Em termos de sinais conduzidos, exemplos de influências passivas são as cargas elétricas (resistivas ou reativas) que mesmo os equipamentos desligados acrescentam à rede de distribuição.

Perturbações

Perturbações são definidas como quaisquer fenômenos eletromagnéticos que podem degradar o desempenho de um dispositivo, equipamento ou sistema ou afetar adversamente matéria viva ou inerte” (IEC, 1989). Essa definição também é bastante ampla, principalmente porque um sinal que é desejável para certa aplicação pode ser indesejável para outra. Por exemplo, um radioamador deseja que o sinal gerado por seu transmissor irradie através da antena de sua estação, por outro lado, um morador das cercanias que tenha o seu televisor interferido pelos sinais emitidos pelo radioamador vai considerar tais sinais bastante indesejáveis.

Nos próximos artigos vamos continuar apresentando alguns princípios básicos relacionados à compatibilidade eletromagnética.