TIERRA
FISICA
Una tierra física se define como un sistema de conexión
formado por electrodos y líneas de tierra de una instalación eléctrica.
Generalmente el término es usado para hacer referencia a
una red o conexión de seguridad que debe instalarse en los centros de trabajo o
en cualquier lugar donde se tenga equipo eléctrico o electrónico, ya que de
improviso surgen descargas ya sean por fenómenos naturales como los rayos o
artificiales como sobre cargas, interferencias o incluso errores humanos, es
por eso que una instalación de puesta a tierra tiene como función forzar o
drenar al terreno las intensidades de corriente nocivas que se puedan originar.
En pocas palabras consiste en la conexión de equipos eléctricos u electrónicos a tierra, esto es pasando por el cable hasta llegar al terreno donde se encuentra una pieza de metal llamada electrodo en donde se hace la conexión mediante la cual circula la corriente no deseada o las descargas eléctrica evitando que se dañen aparatos, maquinaria o personas.
Las tierras físicas tienen una importancia vital para proteger el equipo eléctrico y electrónico y se hace mediante una conexión que permiten dar seguridad patrimonial y humana, ya que de improvisto pueden surgir descargas, sobrecargas o interferencias que dañan severamente el equipo.
En pocas palabras consiste en la conexión de equipos eléctricos u electrónicos a tierra, esto es pasando por el cable hasta llegar al terreno donde se encuentra una pieza de metal llamada electrodo en donde se hace la conexión mediante la cual circula la corriente no deseada o las descargas eléctrica evitando que se dañen aparatos, maquinaria o personas.
Las tierras físicas tienen una importancia vital para proteger el equipo eléctrico y electrónico y se hace mediante una conexión que permiten dar seguridad patrimonial y humana, ya que de improvisto pueden surgir descargas, sobrecargas o interferencias que dañan severamente el equipo.
Su principal función es forzar o drenar al terreno las
intensidades de corriente que se puedan originar por cortocircuito, por
inducción o por alguna descarga atmosférica.
COMPONENTES
COMPONENTES
Varillas o electrodos de tierra -
Conectores o juntas Conductores. Los conductores empleados en los sistemas de
tierra son generalmente cables concéntricos que interconectados forman la red
de tierras. Su función también es conectar a tierra los equipos eléctricos
del sistema. Materiales.Cobre
galvanizado de Aluminio
La selección del material de las varillas o electrodos dependerá de las características de corrosión que presentan al estar enterrados. El copperweld es el material más empleado en las varillas de tierra, ya que combina las ventajas del cobre con la alta resistencia mecánica del acero, tiene buena conductividad, resistencia a la corrosión y resistencia mecánica para ser clavada en el terreno. El diámetro y longitud de las varillas se determinará por su resistencia mecánica y por el valor de resistencia eléctrica que presentan al estar enterradas.
La selección del material de las varillas o electrodos dependerá de las características de corrosión que presentan al estar enterrados. El copperweld es el material más empleado en las varillas de tierra, ya que combina las ventajas del cobre con la alta resistencia mecánica del acero, tiene buena conductividad, resistencia a la corrosión y resistencia mecánica para ser clavada en el terreno. El diámetro y longitud de las varillas se determinará por su resistencia mecánica y por el valor de resistencia eléctrica que presentan al estar enterradas.
INSTALACION
DE UNA TIERRA FISICA
La instalación a Tierra física se realiza en el terreno inmediato donde se hizo la instalación del equipo con la finalidad de que al originarse las descargas ya mencionadas, estas sean confinadas en forma de ondas para que se dispersen en el terreno subyacente y la carga que fluye hacia la tierra física se disipe. Una instalación de tierra física idealmente interconecta las redes eléctricas, la estructura metálica del edificio, las tuberías metálicas y pararrayos. El tipo de instalación dependerá del tipo de terreno y el uso de energía de cada lugar.
La instalación a Tierra física se realiza en el terreno inmediato donde se hizo la instalación del equipo con la finalidad de que al originarse las descargas ya mencionadas, estas sean confinadas en forma de ondas para que se dispersen en el terreno subyacente y la carga que fluye hacia la tierra física se disipe. Una instalación de tierra física idealmente interconecta las redes eléctricas, la estructura metálica del edificio, las tuberías metálicas y pararrayos. El tipo de instalación dependerá del tipo de terreno y el uso de energía de cada lugar.
Además para instalar la tierra física se
profundiza en toda su extensión a excepción de unos 5 cm. un electrodo sólido
de cobre de 2 metros y más o menos 0.5 pulgadas de
diámetro, en el extremo que queda se conecta un conector adecuado en el cual va
ajustado el cable y esté conectado al
tomacorriente como se indica en la figura siguiente. Este tubo debe de ir por
lo menos 12" separado de la pared de la casa.
PARRARAYOS
PARRARAYOS
Es un dispositivo formado por una o más barras metálicas terminadas en punta y unidas entre sí y con la tierra, o con el agua, medianteconductores metálicos, y que se coloca sobre los edificios o los buques para preservarlos de los efectos del rayo.
El rayo se debe a un desequilibrio eléctrico entre nubes, o entre la tierra y las nubes. Si la base de la nube está cargada negativamente, atrae cargas positivas de la tierra que está debajo. La diferencia de potencial aumenta hasta que tiene lugar una repentina descarga, el rayo, que neutraliza de nuevo las cargas en la nube y la tierra.
La mayoría de los pararrayos están fundados en el efecto de las puntas, o tendencia de las cargas a escapar por las regiones de máxima curvatura; en este efecto se basó el pararrayos de Benjamín Franklin. El campo eléctrico en el extremo del pararrayos es lo suficientemente intenso para ionizar el aire y estas cargas, opuestas a las de la nube,
Partes
principales del Pararrayos:
Es un dispositivo
formado por una o más barras metálicas terminadas en punta y unidas entre sí y
con la tierra, o con el agua, mediante conductores metálicos, y que se coloca sobre los
edificios o los buques para preservarlos de los efectos del rayo.
La barra:
Es cilíndrica de 3 a 5 metros de altura, con una punta o puntas de hierro
galvanizado o de cobre.
El conductor aéreo: está formado de cable de cobre de más de 8 mm de
diámetro o cablede hierro de más de 11 Mm. de diámetro, aunque también se puede
emplear tubos de los mismos materiales. Una condición importante es que no esté
aislado del edificio que protege.
El conductor subterráneo: consiste en placas de cobre o de
hierro galvanizado de un metro cuadrado de superficie por lo menos, hundidas en
el agua de un pozo o mejor en la tierra húmeda y enlazada al conductor aéreo.
Si el terreno es seco, es mejor usar como conductor subterráneo un cable muy
largo enterrado alrededor de la casa. Se debe tomar en cuenta que el radio de
la base circular (R) es igual a la altura (A) del pararrayos.
Función
del Pararrayo:
La
formación de un rayo va precedida de una elevación del campo eléctrico
ambiental por encima de los 10 kV/m. Esta energía natural es acumulada
directamente por el dispositivo de cebado del pararrayos electro pulsante que
de esta forma queda en situación de pre control.
A
medida que se acerca la descarga, se produce un intenso y brusco incremento del
campo eléctrico. Originándose una zona de riesgo de impacto. Si esta zona de
riesgo tiene lugar en la zona de protección del pararrayos, la brusca variación
del campo eléctrico acciona simultáneamente el sistema de control del que, en
sincronía con la aproximación del rayo, proporciona una vía de descarga a
tierra controlada y segura.
Campo
eléctrico ambiental como única fuente de alimentación. Totalmente autónomo y
libre de mantenimiento.
Construcciones
que necesitan instalar un Pararrayos:
Se
deben instalar en obras que, por su altura o por sus especiales
características, sean susceptibles de ser dañadas por descargas eléctricas
atmosféricas.
Altura
de la punta del pararrayo:
La
punta de la barra de un pararrayo está ubicada por lo menos a 1,00 m por sobre
las partes más elevadas de un edificio, torres, tanques, chimeneas y mástiles
aislados.
En las cumbreras de los tejados, parapetos y bordes de techos horizontales o terrazas, las barras de los pararrayos se colocarán a distancia que no excedan de 20,00 m entre sí, siempre que la Dirección no fije otra medida.
En las cumbreras de los tejados, parapetos y bordes de techos horizontales o terrazas, las barras de los pararrayos se colocarán a distancia que no excedan de 20,00 m entre sí, siempre que la Dirección no fije otra medida.
COMPONENTES
DE UN PARARRAYOS
Un mástil metálico (acero inoxidable, aluminio, cobre o acero)
con un cabezal captador. El cabezal tiene muchas formas en función de su primer
funcionamiento: puede ser en punta, multipuntos, semiesférico o esférico y debe
sobresalir por encima de las partes más altas del edificio. El cabezal está
unido a una toma de tierra eléctrica por medio de un cable de cobre conductor.
La toma de tierra se construye mediante picas de metal
que hacen las funciones de electrodos en el terreno o mediante placas de metal
conductoras también enterradas. En principio, un pararrayos protege una zona
teórica de forma cónica con el vértice en el cabezal; el radio de la zona de
protección depende del ángulo de apertura de cono, y éste a su vez depende de
cada tipo de protección. Las instalaciones de pararrayos se regulan en cada país
por guías de recomendación o normas.
INSTALACION
DE UN PARRARAYOS
El pararrayos estará al menos 2 metros por encima de
cualquier otro elemento dentro de su radio de protección. Cada pararrayos ha de
ir unido a tierra por dos bajantes situadas en el exterior de la estructura.
Éstas deben ir preferiblemente por fachadas distintas del edificio. El
conductor de bajada se instalará de forma que su recorrido sea lo más directo
posible, evitando cualquier acodamiento brusco o remonte. El trazado de los
conductores de bajada debe ser elegido de forma que evite la proximidad de
conducciones eléctricas y su cruce. Cuando sea imposible realizar una bajante
por el exterior de la estructura, se puede colocar el cable de bajada por el
interior del edificio si discurre bajo tubo aislante y no inflamable de una
sección interior mínima de 2000 mm2. Sin embargo no se recomienda porque reduce
la eficacia del sistema de protección contra el rayo, dificulta su
mantenimiento y aumenta el riesgo de sobretensiones. Las fijaciones de los
conductores de bajada se realizarán tomando como referencia 3 fijaciones por
metro. El conductor de bajada debe tener una sección mínima de 50mm2. Dado el
carácter de impulso de la corriente del rayo, el conductor plano (pletina) es
preferible al conductor redondo, ya que ofrece una mayor superficie exterior
para una sección idéntica. Por otra parte, se recomienda el cobre estañado
debido a sus propiedades físicas, mecánicas y eléctricas (conductividad,
maleabilidad, resistencia a la corrosión...). Los conductores deben estar
protegidos mediante un tubo de protección hasta una altura superior a dos
metros a partir del suelo. Se recomienda la instalación de un contador de rayos
antes del tubo de protección para poder realizar las operaciones de verificación
y mantenimiento indispensables en cualquier instalación de protección contra el
rayo. Se deberá guardar siempre una distancia de seguridad de 5 metros entre el
conductor de bajada y las canalizaciones exteriores de gas. Se realizará una
toma de tierra por cada conductor de bajada. Las tomas de tierra deben estar,
salvo absoluta imposibilidad, siempre orientadas hacia el exterior de los
edificios. Se debe realizar la interconexión con el circuito de tierra en el
fondo de la excavación, directamente al pie de cada bajante mediante un
dispositivo que permita la desconexión de la toma de tierra y que esté
emplazado en un registro de inspección que lleve el símbolo de tierra. La
resistencia de la toma de tierra medida por medios convencionales debe ser inferior
a 10Ω, separándola de cualquier elemento de naturaleza conductora. La
inductancia de la toma de tierra debe ser lo más baja posible. La disposición
recomendada son picas verticales en triángulo con una longitud total mínima de
6m, unidas entre sí por un conductor enterrado a 50cm de profundidad y
separadas una distancia superior a su longitud. Se recomienda la utilización de
un mejorador de la conductividad en terrenos de resistividad alta. Todas las
tomas de tierra deberán estar unidas entre sí y a la toma de tierra general del
edificio. Se recomienda la unión tanto de la toma de tierra del pararrayos con
la toma de tierra general, como el mástil de una antena con el conductor de
bajada, mediante una vía de chispas. Los elementos de las tomas de tierra de
los pararrayos deberán distar en el peor de los casos 5 metros de toda
canalización metálica o eléctrica enterrada.
EVOLUCION
DE LOS SISTEMAS OPERATIVOS
A
principios de los años 50 con el objeto de facilitar la interacción entre
persona y computador, los sistemas operativos hacen una aparición discreta y
bastante simple, con conceptos tales como el monitor residente, el proceso por
lotes y el almacenamiento temporal.
Monitor residente
Su
funcionamiento era bastante simple, se limitaba a cargar los programas a
memoria, leyéndolos de una cinta o de tarjetas perforadas, y ejecutarlos. El
problema era encontrar una forma de optimizar el tiempo entre la retirada de un
trabajo y el montaje del siguiente.
Procesamiento por lotes
Como
solución para optimizar el tiempo de montaje surgió la idea de agrupar los
trabajos en lotes, en una misma cinta o conjunto de tarjetas, de forma que se
ejecutaran uno a continuación de otro sin perder apenas tiempo en la
transición.
Almacenamiento temporal
Su
objetivo era disminuir el tiempo de carga de los programas, haciendo simultánea
la carga del programa o la salida de datos con la ejecución de la siguiente
tarea. Para ello se utilizaban dos técnicas, el buffering y el spooling.
AÑOS 60
En los
años 1960 se produjeron cambios notorios en varios campos de la informática,
con la aparicióndel circuito cerrado la mayoría orientados a seguir
incrementando el potencial de los computadores. Para ello se utilizaban
técnicas de lo más diversas:
Multiprogramación
En un
sistema multiprogramado la memoria principal alberga a más de un programa de
usuario. La CPU ejecuta instrucciones de un programa, cuando el que se
encuentra en ejecución realiza una operación de E/S; en lugar de esperar a que
termine la operación de E/S, se pasa a ejecutar otro programa. Si éste realiza,
a su vez, otra operación de E/S, se mandan las órdenes oportunas al
controlador, y pasa a ejecutarse otro. De esta forma es posible, teniendo
almacenado un conjunto adecuado de tareas en cada momento, utilizar de manera
óptima los recursos disponibles.
Tiempo compartido
En este
punto tenemos un sistema que hace buen uso de la electrónica disponible, pero
adolece de falta de interactividad; para conseguirla debe convertirse en un
sistema multiusuario, en el cual existen varios usuarios con un terminal en
línea, utilizando el modo de operación de tiempo compartido. En estos sistemas
los programas de los distintos usuarios residen en memoria. Al realizar una
operación de E/S los programas ceden la CPU a otro programa, al igual que en la
multiprogramación. Pero, a diferencia de ésta, cuando un programa lleva cierto
tiempo ejecutándose el sistema operativo lo detiene para que se ejecute otro
aplicación. Con esto se consigue repartir la CPU por igual entre los programas
de los distintos usuarios, y los programas de los usuarios no se sienten
demasiado lentos por el hecho de que los recursos sean compartidos y
aparentemente se ejecutan de manera concurrente.
Tiempo real
Estos
sistemas se usan en entornos donde se deben aceptar y procesar en tiempos muy
breves un gran número de sucesos, en su mayoría externos al ordenador. Si el
sistema no respeta las restricciones de tiempo en las que las operaciones deben
entregar su resultado se dice que ha fallado. El tiempo de respuesta a su vez
debe servir para resolver el problema o hecho planteado. El procesamiento de
archivos se hace de una forma continua, pues se procesa el archivo antes de que
entre el siguiente, sus primeros usos fueron y siguen siendo en telecomunicaciones.
Multiprocesador
Permite
trabajar con máquinas que poseen más de un microprocesador. En un
multiprocesador los procesadores comparten memoria y reloj.
Sistemas operativos desarrollados
Además
del Atlas Supervisor y el OS/360, los sesenta marcaron el inicio de UNIX, a
mediados de los 60 aparece Multics, sistema operativo multiusuario – multitarea
desarrollado por los laboratorios Bell de AT&T y programado en PL/1 uno de
los pocos SO desarrollados en un lenguaje de alto nivel en aquel tiempo, luego
del fracaso del proyecto UNIX comienza a desarrollarse a partir de este a
finales de la década.
AÑOS 70
Debido al
avance de la electrónica, pudieron empezar a crearse circuitos con miles de
transistores en un centímetro cuadrado de silicio, lo que llevaría, pocos años
después, a producirse los primeros sistemas integrados. Ésta década se podría
definir como la de los sistemas de propósito general y en ella se desarrollan
tecnologías que se siguen utilizando en la actualidad. Es en los años 1970
cuando se produce el boom de los miniordenadores y la informática se acerca al
nivel de usuario. En lo relativo a lenguajes de programación, es de señalar la
aparición de Pascal y C, el último de los cuales se creó específicamente para
reescribir por completo el código del sistema operativo Unix, convirtiéndolo en
uno de los pocos SO escrito en un lenguaje de alto nivel. En el campo de la
programación lógica se dio a luz la primera implementación de Prolog, y en la
revolucionaria orientación a objetos, Smalltalk.
Inconvenientes de los sistemas existentes
Se
trataba de sistemas grandes y costosos, pues antes no se había construido nada
similar y muchos de los proyectos desarrollados terminaron con costos muy por
encima del presupuesto y mucho después de lo que se marcaba como fecha de
finalización. Además, aunque formaban una capa entre el hardware y el usuario,
éste debía conocer un complejo lenguaje de control para realizar sus trabajos.
Otro de los inconvenientes es el gran consumo de recursos que ocasionaban,
debido a los grandes espacios de memoria principal y secundaria ocupados, así
como el tiempo de procesador consumido. Es por esto que se intentó hacer
hincapié en mejorar las técnicas ya existentes de multiprogramación y tiempo
compartido.
Características de los nuevos sistemas
Para
solventar los problemas antes comentados, se realizó un costosísimo trabajo
para interponer una amplia capa de software entre el usuario y la máquina, de
forma que el primero no tuviese que conocer ningún detalle de la circuitería.
Sistemas operativos desarrollados
* MULTICS
(Multiplexed Information and Computing Service): Originalmente era un proyecto
cooperativo liderado por Fernando Corbató del MIT, con General Electric y los
laboratorios Bell, que comenzó en los 60, pero los laboratorios Bell
abandonaron en 1969 para comenzar a crear el sistema UNIX. Se desarrolló
inicialmente para el mainframe GE-645, un sistema de 36 bits; después fue
soportado por la serie de máquinas Honeywell 6180.
Fue uno
de los primeros sistemas operativos de tiempo compartido, que implementó un
solo nivel de almacenamiento para el acceso a los datos, desechando la clara
distinción entre los ficheros y los procesos en memoria, y uno de los primeros
sistemas multiprocesador.
* MVS
(Multiple Virtual Storage): Fue el sistema operativo más usado en los modelos
de mainframes -ordenadores grandes, potentes y caros usados principalmente por
grandes compañías para el procesamiento de grandes cantidades de datos-
System/370 y System/390 de IBM, desarrollado también por IBM y lanzado al
mercado por primera vez en 1974. Como características destacables, permitía la
ejecución de múltiples tareas, además de que introdujo el concepto de memoria
virtual y finalmente añadió la capacidad de que cada programa tuviera su propio
espacio de direccionamiento de memoria, de ahí su nombre.
* CP/M (Control Program/Monitor): Desarrollado por Gary Kildall para el microprocesador 8080/85 de Intel y el Zilog Z80, salió al mercado en 1976, distribuyéndose en disquetes de ocho pulgadas. Fue el SO más usado en las computadoras personales de esta década. Su éxito se debió a que era portátil, permitiendo que diferentes programas interactuasen con el hardware de una manera estandarizada. Estaba compuesto de dos subsistemas:
o CCP (Comand Control Processor): Intérprete de comandos que permitía introducir los mandatos con sus parámetros separados por espacios. Además, los traducía a instrucciones de alto nivel destinadas a BDOS.
o BDOS (Basic Disk Operating System): Traductor de las instrucciones en llamadas a la BIOS.
* CP/M (Control Program/Monitor): Desarrollado por Gary Kildall para el microprocesador 8080/85 de Intel y el Zilog Z80, salió al mercado en 1976, distribuyéndose en disquetes de ocho pulgadas. Fue el SO más usado en las computadoras personales de esta década. Su éxito se debió a que era portátil, permitiendo que diferentes programas interactuasen con el hardware de una manera estandarizada. Estaba compuesto de dos subsistemas:
o CCP (Comand Control Processor): Intérprete de comandos que permitía introducir los mandatos con sus parámetros separados por espacios. Además, los traducía a instrucciones de alto nivel destinadas a BDOS.
o BDOS (Basic Disk Operating System): Traductor de las instrucciones en llamadas a la BIOS.
El hecho
de que, años después, IBM eligiera para sus PCs a MS-DOS supuso su mayor
fracaso, por lo que acabó desapareciendo.
AÑOS 80
Con la
creación de los circuitos LSI -integración a gran escala-, chips que contenían
miles de transistores en un centímetro cuadrado de silicio, empezó el auge de
los ordenadores personales. En éstos se dejó un poco de lado el rendimiento y
se buscó más que el sistema operativo fuera amigable, surgiendo menús, e
interfaces gráficas. Esto reducía la rapidez de las aplicaciones, pero se
volvían más prácticos y simples para los usuarios. En esta época, siguieron
utilizándose lenguajes ya existentes, como Smalltalk o C, y nacieron otros
nuevos, de los cuales se podrían destacar: C++ y Eiffel dentro del paradigma de
la orientación a objetos, y Haskell y Miranda en el campo de la programación
declarativa. Un avance importante que se estableció a mediados de la década de
1980 fue el desarrollo de redes de computadoras personales que corrían sistemas
operativos en red y sistemas operativos distribuidos. En esta escena, dos
sistemas operativos eran los mayoritarios: MS-DOS, escrito por Microsoft para
IBM PC y otras computadoras que utilizaban la CPU Intel 8088 y sus sucesores, y
UNIX, que dominaba en los ordenadores personales que hacían uso del Motorola
68000.
Apple Macintosh
El
lanzamiento oficial se produjo en enero de 1984, al precio de 2495 dólares.
Muchos usuarios, al ver que estaba completamente diseñado para funcionar a
través de una GUI (Graphic User Interface), acostumbrados a la línea de
comandos, lo tacharon de juguete. A pesar de todo, el Mac se situó a la cabeza
en el mundo de la edición a nivel gráfico.
MS-DOS
En 1981
Microsoft compró un sistema operativo llamado QDOS que, tras realizar unas
pocas modificaciones, se convirtió en la primera versión de MS-DOS (MicroSoft
Disk Operating System). A partir de aquí se sucedieron una serie de cambios
hasta llegar a la versión 7.1, a partir de la cual MS-DOS dejó de existir como
tal y se convirtió en una parte integrada del sistema operativo Windows.
Microsoft Windows
Familia
de sistemas operativos propietarios desarrollados por la empresa de software
Microsoft Corporation, fundada por Bill Gates y Paul Allen. Todos ellos tienen
en común el estar basados en una interfaz gráfica de usuario basada en el
paradigma de ventanas, de ahí su nombre en inglés. Las versiones de Windows que
han aparecido hasta el momento se basan en dos líneas separadas de desarrollo
que finalmente convergen en una sola con la llegada de Windows XP. La primera
de ellas conformaba la apariencia de un sistema operativo, aunque realmente se
ejecutaba sobre MS-DOS.
Actualmente
existe Windows Vista.
AÑOS 90
GNU/Linux
En 1991
aparece la primera versión del núcleo de Linux. Creado por Linux
Torvalds y un sinfín de colaboradores a través de Internet. Este
sistema se basa en Unix, un sistema que en principio trabajaba en modo
comandos, estilo MS-DOS. Hoy en día dispone de Ventanas, gracias a un servidor gráfico
y a gestores de ventanas como KDE, GNOME entre muchos. Recientemente GNU/Linux
dispone de un aplicativo que convierte las ventanas en un entorno 3D como por
ejemplo Beryl. Lo que permite utilizar Linux de una forma muy visual y
atractiva.
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