BB-FIS-2015
FISICA NUEVA
INTRODUCCIÓN
Unamagnitudfísicaes un atributo de un cuerpo, un fenómeno o una sustancia, que puede determinarse cuantitativamente, es decir, es un atributo susceptible de ser medido. Ejemplosdemagnitudessonlalongitud,lamasa,lapotencia, la velocidad, etc.A la magnitud deunobjetoespecíficoqueestamosinteresadosenmedir,lallamamos mesurando.Por ejemplo,siestamosinteresadoenmedirlalongituddeunabarra,esa longitud específicaserá el mesurando
Paraestablecerelvalordeunmesurando tenemos que usarinstrumentosdemedicióny unmétododemedición.Asimismoesnecesariodefinirunidadesdemedición.Por ejemplo,sideseamosmedirellargodeuna mesa, el instrumento de medición será una regla. SihemoselegidoelSistemaInternacionaldeUnidades(SI),launidadserá elmetroy la regla ausardeberáestarcalibradaenesa unidad (o submúltiplos).Elmétodo de medición consistirá en determinar cuántas veces la reglay fracciones de ella entran en la longitud buscada.
En cienciase ingeniería, el concepto deerrortieneunsignificadodiferentedelusohabitual deestetérmino.Coloquialmente,esusualel empleo del término error como análogoo equivalenteaequivocación.Encienciae
TEMA : No 01 TEORIA DE ERRORES
OBJETIVO:
El objetivo de esta práctica es estudiar los conceptos básicos que están involucrados en el proceso de medición, y comprender como realizar el cálculo de errores en las prácticas de laboratorio.
MARCO TEÓRICO:
La medición es un proceso que consiste en medir y asignar un número que representa el valor de la magnitud física. Es sabido que la especificación de una magnitud físicamente mesurable requiere de indicar la confiabilidad de! valor establecido, puesto que todas las medidas están afectadas en algún grado por un error experimental debido a imperfecciones inevitables del instrumento de medida, o limitaciones impuestas por nuestros sentidos que registran la información. Así:
üTodo resultado experimental o medida hecha en el laboratorio' debe de ir acompañada del valor estimado del error de la medida y a continuación, las unidades empleadas.
üEl error instrumental esta dado por la mitad del valor de la mínima división de la escala del instrumento utilizado
1.2–Algunosconceptosbásicos
Otrafuentedeerrorqueseoriginaenlosinstrumentosademásdelaprecisiónesla exactitudde los mismos. Como vimos, la precisión de un instrumento o un método de medición está asociada a la sensibilidad o menor variación de la magnitud que se pueda detectar condichoinstrumentoométodo.Así,decimosqueuntornillomicrométrico(conunaapreciaciónnominalde10 m)esmásprecisoqueunareglagraduadaenmilímetros
Precisión
C d
Exactitud
1.3–Clasificaciónde loserrores
Existen varias formas de clasificary expresar los errores de medición. Según su origen los errores pueden clasificarsedelsiguientemodo:
I. Erroresintroducidosporelinstrumento:
Errordeapreciación,:sielinstrumentoestácorrectamentecalibradolain- certidumbre que tendremos al realizar una medición estará asociada a la mínima divi- sión de su escala o a la mínima división que podemos resolver con algún método de medición.Nótesequenodecimosqueelerrordeapreciacióneslamínimadivisión del instrumento, sino la mínima división que es discernible por el observador. La mí- nima cantidad que puede medirse con un dado instrumento la denominamos aprecia- ciónnominal.Elerrordeapreciaciónpuedeser mayor o menor que la apreciación nominal, dependiendo de la habilidad (o falta de ella) del observador. Así, es posible que un observador entrenado pueda apreciar con una regla.
Errordeexactitud,:representaelerrorabsolutoconelqueelinstrumento en cuestión ha sido calibrado.
II. Errordeinteracción;,sint:esta incerteza proviene de la interacción delmétodo demediciónconelobjetoamedir.Sudeterminacióndependedelamedición que se realizay su valor se estima de un análisis cuidadoso del método usado.
a) Erroressistemáticos:seoriginanporlasimperfeccionesdelosmé- todosdemedición.Porejemplo,pensemosenunrelojqueatrasaoade- lanta, o en una regla dilatada, el error de paralaje, etc. Los errores intro-
b) Erroresestadísticos:Son los que se producen al azar. En general sondebidosacausasmúltiplesyfortuitas.Ocurrencuando,porejemplo, nosequivocamosencontarelnúmerodedivisionesdeunaregla,osies- tamosmalubicadosfrente al fiel de una balanza. Estos errores pueden cometerseconigualprobabilidadpordefectocomoporexceso.
c) Erroresilegítimosoespurios:Supongamos que deseamos calcu- larelvolumendeunobjetoesféricoyparaellodeterminamossudiáme- tro. Si al introducir el valor del diámetro en la fórmula, nos equivocamos enelnúmerointroducido,olohacemosusandounidades incorrectas, o bien usamos una expresión equivocada del volumen.
Errorabsoluto:eselvalordelaincertidumbrecombinada(Ec.1.2).Tiene lasmismas dimensiones que la magnitud medida y es conveniente expresarla conlasmismasunidadesdeésta.SiZeslamagnitudenestudio,Z es elme- jor valor obtenido y Zsuincertidumbreabsoluta.Elresultadoseexpresa adecuadamente como:
Z Z Z
(1.3)
El significado de esta notación es equivalente a decir que, según nuestra medi- ción,conunaciertaprobabilidadrazonablep0(usualmentep0=0.68,68%)el valor deZ está contenido en el intervalo(Z- Z,Z+ Z),o sea:
Z Z Z
lo que es equivalente a:
Z Z. (1.4)
P(Z Z Z
Z Z)
p0, (1.5)
quesignificaquelaprobabilidadqueelmejorestimadordeZesté comprendido entreZ- Zy Z+ Zes igualap0.El valor dep0se conoce con el nombre de
coeficientedeconfianzaylosvalores(Z
valo de confianzaparaZ.
Z,Z
Z)determinanun inter-
1.4–Cifrassignificativas
Cuandorealizamosunamediciónconunareglagraduadaenmilímetros,estáclaroque,si somoscuidadosos,podremosasegurarnuestroresultadohastalacifradelosmilímetroso,en el mejor de los casos, con una fracción del milímetro, pero no más. De este modo nuestro resultadopodríaserL=(95.2±0.5)mm,obienL= (95 ± 1) mm.
Instrumentospararealizarestasdosclasesdedeterminaciones).Paraevitarestasambigüedad- desseemplealanotacióncientífica.Podemosescribirlasiguienteigualdad:9.5x101mm=9.5x 10
1.5–Histogramasy distribuciónestadística
Consideremosunapoblacióndepersonasdeunaciudad y que queremos analizar cómo sedistribuyenlasestaturasdelapoblación.
(xmin,xmax) enmsubintervalos iguales, delimitadosporlospuntos(y1,y2,y3,...,ym)quedeterminanloquellamaremoselrango de clases.Seguidamente,contamoselnúmeron1deindividuosdelamuestracuyasalturasestán enelprimerintervalo[y1,y2),elnúmeronjdelosindividuosdelamuestraqueestánenelésimointervalo[yj-1,yj),etc.,hastaelsubintervalom.Aquí hemos usado la notación usual de usarcorchetes,[…], .
 Figura1.3.Histogramadedosmuestrasconigual valormedioperocondistintos gradosdedispersión.Enesteejemplo,losdatostienenunadistribución Gaussianao Normal,descriptaporlacurvadetrazocontinuo.
Tres parámetros importantes de una distribución son:
Elvalormedio:x x
m 1 N
xj fj xi j 1 N i 1
(1.8)
Una distribución de probabilidad muy común en diversos campos es ladistribución gaussianaonormal,quetienelaformadeunacampanacomoseilustraentrazocontinuoen la Fig. 1.3. La expresión matemática de esta distribución es:
Los parámetros más usuales con los que puede caracterizarse la localización de una distribución asociadaaun conjunto deN datosson:
a) la media
b) la mediana c) la moda
Lamedia o promediode la distribución se define, según ya vimos, como:
i
Para estimar la mediana tenemos que observar la lista de datos ordenados de menor a mayor, yubicarelvalorcentraldelalista.Sielnúmerodedatosesimpar,la medianacorrespondeprecisamentealvalorcentral.SielnúmeroNde datos es par, lamedianaseestimacomo½(XN/2 +XN/2+1). En una distribución dada, una línea verticaltrazadadesde la mediana divide a la distribución en dos partes de área equivalentes.
16.–Error deunamagnitudquese mideunaúnicavez
En este caso el mejor valor será simplemente el valor medido y el error vendrá dado por el error nominal (snom) del instrumento. Según se deduce de (1.2),DZ=snom.
1.7–Error deunamagnitudquesemidedirectamenteNve- ces
Unmododeminimizarlaincidenciadeloserroresestadísticos,esrealizarvariasmedicio- nes del mesurando. Dado el carácter al azar de los este tipo de errores es claro que, al pro- mediarlosresultados,elpromedioestarámenosafectadodelas desviaciones estadísticas que losvaloresindividuales.Elprocedimientoquesedescribeacontinuación es un método para determinar el número óptimo de mediciones a realizar en cada caso y el modo .
Sisuponemosahoraquerealizamosvariasseries de mediciones dex,y para cada una de estasseriescalculamoselvalormediox, esdeesperarqueestosvalorestendránunadistri- bución(puestoquevariaránentresí).
N
t
(xj x)
j 1
Sx .
N.(N 1) N……………………………..(1.5)
Para la mayoría de los casos de interés práctico, si medimos 100 veces una magnitud x,aproximadamente68deellascaeránenelintervalo(x-sx, x+sx),96deellas enel intervalo (x-2sx, x+2sx), y 99 de ellas en el intervalo (x-3sx,x+3sx).adoptalaforma de una campana de Gauss[6].
Resumiendo, los pasosa seguir para medir una magnitud físicaXson:
1. Serealizanunas5a10medicionespreliminaresysedeterminaelerrorpro- medio de cada mediciónSx.
2. Se determinaNop.
3. Se completan lasNopmediciones deX.
4. Se calcula elpromedioX y su incertidumbre estadística x.
5. Se calcula el valor del error efectivo X
, ecuación (1.2).
6. Se escribe el resultado de la formaX X X.
7. Se calcula el error relativo porcentual x=100* X/x
8. Sisedeseaverificarqueladistribucióndevaloresesnormal,secomparael histogramadedistribucióndedatosconlacurvanormalcorrespondiente, es decir con una distribución normal de mediaxy desviación estándarSx.
1.8–CombinacióndeNmedicionesindependientes
UnasituaciónfrecuenteencienciaesladeterminacióndelmejorvalordeunadadamagnitudusandoNvalores que resultan de mediciones independientes (obtenidos por diferentes autores,condiferentestécnicaseinstrumentos).Cadaunadeestasmediciones independientes puedetenerasociadadistintoserrores.Esdecir,tenemosunconjunto.
1.9– Discrepancia
Siunamagnitudfísicasemidecondos(omás)métodoso por distintos observadores, es posible (y muy probable) que los resultados no coincidan. En este caso decimos que existe una discrepancia en los resultados. Sin embargo, lo importante es saber si la discrepancia es significativaono.Uncriterioqueseaplicaenelcasoespecialperofrecuente, en el que las medicionessepuedansuponerquesiguenunadistribuciónnormal,eselsiguiente.Silosresultadosdelasdosobservacionesquesecomparansonindependientes (caso usual) y dieron como resultados:
1.10– Propagaciónde incertidumbres
Hay magnitudes que no se miden directamente, sino que se derivan de otras que sí sonmedidasenformadirecta.Porejemplo,paraconocereláreadeunrectángulosemiden las longitudes de sus lados, o para determinar el volumen de una esfera se tiene que medir el diámetro. La pregunta que queremos responder aquí es cómo los errores en las magnitudes quesemidendirectamentesepropagaránparaobtenerelerrorenlamagnitud derivada.
1.11–Elecciónde losinstrumentos
Unaspectoimportanteatenerencuentaantesdeprocederarealizarunamedición, es la eleccióndelosinstrumentosmásapropiadosparamedircon la tolerancia o error requerido. Ignorar este paso puede acarrear importantes pérdidas de tiempo y dinero. Si se excede la toleranciarequerida,seguramentesedilapidóesfuerzoyrecursosinnecesariamente.
Bibliografía
1. Datareductionanderroranalisysforthephysicalsciences, 2nded., P. Bevington and
D. K. Robinson, McGraw Hill, New York (1993).
2. NumericalrecipiesinFortran,2nd. ed., W.,H. Press, S.A. Teukolsky, W.T. Veetterling and B.P. Flanner, Cambridge University Press, N.Y. (1992). ISBN 0-521-43064x.
3. Dataanalysisforscientistsandengineers,Stuardt L. Meyer, John Willey& Sons, Inc., N.Y. (1975).ISBN 0-471-59995-6.
TEMA No 02 Contaminación Electromagnética
Contaminación Electromagnética
El despliegue de la telefonía sin cable,acontecido durante la última década en todo el mundo, ha elevado la contaminación electromagnética en el rango de las radiofrecuencias en varios órdenes de magnitud, sobre todoen los núcleos habitados. No se han previsto los efectos sobre los seres vivos especialmente sobre los que, por su inmovilidad o sedentarismo, o por su proximidad a las instalaciones, padecen una irradiación crónica de niveles elevados, que según algunos expertos en bioelectromagnetismo tienen efectos acumulativos. El bioelectromagnetismo es una
disciplina científica minoritariaque ha despertado interés y experimentado un gran auge recientemente. Una gran mayoría de investigadores independientes reconocen los
efectos no térmicos de estas ondas sobre los seres vivos, que todavía no están contemplados en la legislación española. Con niveles de densidad de potencia miles de millones de veces más bajos existe suficiente cobertura para que la telefonía móvil funcione.
Introducción
Las ondas electromagnéticas transmiten pequeños paquetes de energía denominados fotones. Las radiofrecuencias ocupan el rango entre 10 MHz y 300 GHz de frecuencia. Las antenas de telefonía móvil lanzan ondas electromagnéticas con una frecuencia de
900 MHz para el sistemaanalógico (GSM)y de 1800 MHz para el digital (DCS), pulsadas en muy bajas frecuencias, generalmente conocidas como microondas (300
MHz-300 GHz), con bastante similitud al espectro de los radares. Las microondas llevan la información sonora por medio de ráfagas o pulsos de corta duración con pequeñas modulaciones de su frecuencia, que se transfieren entrelos teléfonos móviles y las estaciones base. Las estaciones base emiten microondas continuamente aunque nadie esté utilizando el teléfono móvil
Los camposelectromagnéticos intrínsecos a las estructuras biológicas están caracterizados por determinadas frecuencias específicas, que pueden verse interferidas por la radiación electromagnética incidente, provocando una inducción y modificando su respuesta La radiación recibida depende principalmente de la distancia y de la visión directa (sin obstáculos entre la emisora y elreceptor), pero intervienen además otros factores como el tipo de antena, su localización, la distancia vertical entre emisor y receptor etc.En la literatura científica seha publicado mucha evidencia experimental sobre efectos no térmicos de las microondas en los seres vivosdurante.
Orígenes del problema
Los seres vivos han estado expuestos a influencias electromagnéticas desde siempre: la luz del sol, los rayos cósmicos y otras, son radiaciones naturales de diferente naturaleza. Sin embargo, hacia principios del siglo XX, el control de la zona inferior (radiofrecuencia) del espectro electromagnético propició el inicio de una actividad productiva sobre dicho fenómeno, en particular la transmisión de sonido (radio) e imágenes (televisión).
Espectro electromagnético
Véanse también: Frecuencia y Radiación electromagnética.
Espectro electromagnético.
El espectro electromagnético es el rango de frecuencias en que se incluyen todas las radiaciones electromagnéticas, desde las frecuencias más altas a las más bajas. En la parte superior del espectro están los rayos X y los rayos gamma, de mayor frecuencia, y al final se encuentran los campos eléctricos y magnéticos de baja frecuencia. Estas radiaciones pueden ser divididas en 3 grupos principales:
Interacción de los campos electromagnéticos
Los campos electromagnéticos contienen energía y ésta puede ser transmitida a otros elementos que encuentren. La radiación electromagnética corresponde solamente al transporte de energía lumínica en forma de paquetes de fotones.
La energía electromagnética se transmite a baja frecuencia en forma de incremento de la energía cinética media de las partículas con las que interacciona, es decir, simplemente genera calor.
A partir de cierta barrera (que no es progresiva y empieza en la banda del ultravioleta medio) se genera de forma indirecta radiación ionizante, ya que la energía individual de los fotones pueden hacer a los electrones romper su barrera de potencial que los mantiene unidos al átomo.
Posibles efectos dañinos en la salud
Niveles de corriente alterna en el cuerpo humano (si hay un perfecto apoyo de los pies).
Plantas y campos electromagnéticos
En ensayosde germinación realizados enlaboratorio, sometiendo semillas de varias plantas a un campo magnético estático, se hacomprobado que aumenta su velocidad de germinación y el porcentaje de semillas germinadas; mientras en experimentos de crecimiento, se ha visto que las plántulasexpuestas desarrollan mayor longitud y peso En un estudio realizado bajo una línea de alta tensión que discurreentreAustriayla República Checa, se evaluó su efecto sobre cultivos de trigo ymaíz. Los resultados.
Efectos sobre los árboles
En la zona que recibió directamente laradiación de “Skrunda Radio Location Station” (Letonia), los pinos experimentaron un menor crecimiento radial. Esto no ocurrió más allá del área de incidencia de las ondas
Electromagnéticas. Se comprobó además una correlación negativa estadísticamente significativa entre el incremento del crecimiento de los árbolesy la intensidad del campo electromagnético, y se confirmó que el comienzo de esta disminución del
crecimiento coincidía en el tiempo con el inicio de las emisiones del radar.
Posibles explicaciones
Los árboles son particularmente sensibles y reaccionan frente a los cambios ambientales. Algunos científicos europeos estánconvencidosdequela deforestación, que ha devastado grandes áreas en Alemania, Suiza y Austria, no es debida exclusivamente a la lluvia ácida como se pensaba, sino a la intervención de varios factores, entre ellos las radiaciones electromagnéticas de microondas. La humanidad conoce las ondas electromagnéticas desde hace un siglo, perono fue hasta la segunda guerra mundial cuando se empezaron a utilizar masivamente en aplicaciones técnicas.
Algunas observaciones inquietantes
Desde hace algunos años hemos observado un deterioro paulatino y progresivo del arbolado próximo a antenas de telefonía,especialmente en los núcleos habitados. Aunque se trata de observaciones no sistemáticas, algunos árboles situados en el interior del lóbulo principal de los haces de ondas, muestran un aspecto triste y enfermizo, posibles retrasos en el crecimiento y probablemente una mayor susceptibilidad a plagas
y enfermedades. En algunos lugares, en los que hemos medido niveles elevados de Intensidad de Campo Eléctrico (superiora 1 Voltio/metro) de forma continua, los árboles muestran un deterioro más palpable.
Necesidad de prevención, seguimiento y control
Hace 15 años Wolfgang Volkrodt escribía,con algo de candidez, que en el siglo XXI se instalaría la fibra óptica, por lo que se dejaría de dañar el medio ambiente con peligrosas radiaciones electromagnéticas de microondas, al mismo tiempo que hacía un llamamiento sobre la urgencia de abandonar el uso de esta tecnología Sus previsiones, aunque bien intencionadas, no pudieron ser más equivocadas. Paralelamente a la fibra óptica la expansión de las comunicacionessin cable “wireless” (GSM, DCS, UMTS, WLAN, WIFI, DECT, BLUE TOOTH…),
2-CONTAMINACIÓN ELECTROMAGNÉTICA Y SALUD
radioeléctricohan puestode actualidad ,sus posibles efectos sobrelasalud. Elusomasivode latelefoníainalámbricase ha producidocuandoaúnen la comunidadcientíficano existíaun consenso sobre los efectos de estos sistemassobre los componentesbiológicos en humanosy enanimalesdesdeel nivel celularhastalos comportamientossociales.
3-ANTECEDENTES
Muchosde los productosque consumimos y con los que
compartimosuna parteimportante de la vidadiariautilizanalguna forma de energía electromagnética.
Untipo de energía electromagnéticaque ha incrementadosu usoen lasdos últimasdécadases la radiofrecuencia (RF) incluidaslas ondasderadioylasmicroondas.
La RFespartedel espectro electromagnéticocon frecuencias entrelos3kHza los300GHz aunque la OMS en su proyecto paraelestudio delosefectos de los teléfonos móviles EMF 1996 tan soloconsideróaquellas
frecuencias comprendidas entre1
MHzy 10GHz(Figura1)
Unodelosusosquemásse ha incrementado enlosúltimoscinco añosesla generalizaciónde la utilizaciónde losteléfonosmóviles. Hoyyasonmásde1000millones de teléfonoslos queestán funcionandoenel planeta.
Como consecuencia del incrementoexponencialdel usode lasRF enlascomunicaciones, tambiénha aumentadode forma considerable la preocupación por los posiblesefectosdeestanueva formadecontaminacióny los posibles riesgos quepueda tener
4-EFECTOSBIOLÓGICOSQUE PUEDECAUSARLAENERGÍA
electromagnéticas sobrelostejidosen lo queserefierealincrementode temperatura,. Difiere en general poco delosefectosconocidosdela hiper termia inducidos porotros medios, es preciso tenerencuentas sinembargo que pequeños cambios de menos de
0.1ºC pueden tener importantes
consecuenciasen las respuestas funcionales de los tejidos, que en muchoscasosno sonatribuibles al incrementode temperatura“perse”...”. Se ha observado que pequeños campos producencambiosquímicos.
5- EFECTOSENSISTEMAS BIOLÓGICOS
La OMSdefinela saludcomoun estadodebienestarfísico,mental ysocialynosolocomoausencia deenfermedado trastorno,porello esnecesario hacerunadistinción entrelos conceptosde interacción efecto biológico,percepcióny peligro.
7-PRINCIPIOS DEACCIÓN BIOFÍSICA
Losmecanismosdeinteracciónentre
RFy lossistemasbiológicoshansido estudiados durante las últimas décadas,seha desarrolladomuchos estudiosteóricosse handesarrollado para explicar como las cargas interactúanconlosCEMenel material biológico.
(i) EFECTOS SOBRE LA MEMBRANACELULAR
Los campos RF de frecuencias
entre0y 300GHzafectana una variedadde propiedadesde los canalesiónicoscomoson la disminuciónenla síntesisde canales,yla disminuciónenla frecuencia deapertura.Así parece queRFdebajaintensidad y sobre todo abajas frecuencias parecen afectara la frecuenciadeapertura de loscanalesde membrana, aunquehoytansolo es una hipótesisde trabajo.
(ii) EFECTOSENLOS TRASDUCTORESDESEÑAL
Las proteinkinasas son enzimas
llaveimplicadastantoen la trasducción deseñales desde los receptoresde membrana intracelulares como en los factoresdecrecimientode las hormonas y las cytokinas.
(iii) RESPUESTAS CELULARES PROLIFERATIVAS
Losestudios“invitro”delosefectosde
la exposición de campos de baja intesidad en la proliferación
8-ESTUDIOS RELACIONADOSCON ELCÁNCER
Sibienlamayoría delasevidencias
experimentales delaboratorio citadas porloscomitésdelaICNIRP indican quebajasintensidades decamposde RF por debajo de los umbrales del efectotérmico,no tienenefectos mutagénicosni siquieraactúancomo iniciadoresdela carcinogénesis. IEEE1992, NRPB 1992, CRIDLAND
1993, UNEP(WHO/IRPA 1993
VERSCHAEVE1995EC 1996.
11-ESTUDIOSSOBREEL SISTEMAINMUNE
Debidoa queelsistemainmuneesel encargadodedefenderal organismo frentea lasagresionesprocedentesdel exteriorse ha estudiadocomose defiendeanteunagenteextrañomás, en este caso laexposición alas RF, UNEP/WHO/IRPA1993. Polsonand Heynick1994,EC1996.
• Perturbacionesenlaaudición
Las personasque mantienenuna capacidadauditivanormal perciben pulsos modulados de RF con frecuenciasentre200MHzy 6.5GHz, queesdenominado efectoauditivode las microondas. Elsonido es descrito comounzumbido
•Alteracionesdelsueño
Durantela últimadécadasehan realizado diferentes estudios sobre las alteraciones del sueño (Berg
1992, Bergdahl 1995 Bergqvist y
Wahlberg1994Sandström1995).
La calidaddel sueñoestá directamente relacionada no solo conel buenfuncionamientocerebral sino obviamente con el nivel de salud general del individuo .
13-ESTUDIOS EPIDEMIOLOGICOS
La mayoría de los estudios
epidemiológicosindican posibles relaciones entrelaexposiciónaRFy un aumentodelriesgodecáncer, algunos hallazgospositivos fueron encontradosentreestos la leucemiay los tumorescerebrales. (UNEP/WHO/IRPA 1993) (Alhbom
1999(645))(IARC2001)(647).
14-CONCLUSIONES
Elrápidodesarrolloy laextensióndel usodelos teléfonosmóvilescomoun nuevoelementoque formapartede nuestravidacotidianaes hoyun hecho incuestionable. Perolapuesta enuso de formamasivade estemediode comunicación conindudables ventajas sociales,noseha realizadoconlos debidoscontrolessobrelos efectosque laexposición aRFdebajaintensidad pueda tener sobre los tejidos biológicos.Aúnno estánperfectamente establecidos los efectos de la exposiciónaRFy elequilibriofuncional dela actividadbiológicadesdela más simpleactivacióncelularhasta los complejosprocesos cerebrales superiores.Debidoa quetodavíano se comprende bien su mecanismo de acción sobre losorganismos vivos
15-REFERENCIAS
1. Magda Havas (Environ rev. 8:173-
253(2000).
2. Havas M, Hutchinson T.C. Likens G.E.Redherringsin acid rain research. En . Sci. Technol.
18:176A-186A1984.
3. FreyA.H.Onthenatureof the electromagnetic field interactions with biological systems- R.G. Landes Co. Austin, Tex. 211 pp
Tema No 03
SENSORES
Para conseguir que el robot realice su tarea con la adecuada precisión es preciso que tenga conocimiento tanto de su propio estado como del estado de su entorno. Dos tipos de sensores:
- Sensoresinternos:sensoresintegradosenlapropia estructura mecánica del robot, que dan información del estado del robot: fundamentalmente de la posición, velocidad y aceleración de las articulaciones.
- Sensoresexternos:daninformacióndelentornodel robot: alcance, proximidad, contacto, fuerza, etc. Se utilizan para guiado de robots, para identificación y manipulación de objetos.
Definición: un sensor es un dispositivo eléctrico y/o mecánico que convierte magnitudes físicas (luz, magentismo, presión, etc.) en valores medibles de dicha magnitud. Esto se realiza en tres fases:
- Unfenómenofísicoasermedidoescaptadoporun sensor, y muestra en su salida una señal eléctrica dependiente del valor de la variable física.
-La señal eléctrica es modificada por un sistema de acondicionamiento de señal, cuya salida es un voltaje.
- Elsensordisponedeunacircuiteríaquetransformay/o amplifica la tensión de salida, la cuál pasa a un conversor A/D, conectado a un PC. El convertidor A/D tranforma la señal de tensión contínua en una señal discreta.
Descriptores estáticos de un sensor
Los descriptores estáticos definen el comportamiento en régimen permanente del sensor:
- Rango: valores máximos y mínimos para las variables de entrada y salida de un sensor.
- Exactitud: la desviación de la lectura de un sistema de medida respecto a una entrada conocida. El mayor error esperado entre las señales medida e ideal.
- Repetitividad: la capacidad de reproducir una lectura con una precisión dada.
- Reproducibilidad: tiene el mismo sentido que la repetitividad excepto que se utiliza cuando se toman medidas distintas bajo condiciones diferentes.
- Resolución: la cantidad de medida más pequeña que se pueda detectar.
- Error: es la diferencia entre el valor medido y el valor real.
- No linealidades: la desviación de la medida de su valor real, supuesto que la respuesta del sensor es lineal. No-linealidades típicas: saturación, zona muerta e histéresis.
- Sensibilidad: es la razón de cambio de la salida frente a cambios en la entrada: s =∂V/∂x
- Excitación: es la cantidad de corriente o voltaje requerida para el funcionamiento del sensor.
- Estabilidad: es una medida de la posibilidad de un sensor de mostrar la misma salida en un rango en que la entrada permanece constante.
Descriptores dinámicos de un sensor
K
0.5K
tp
td tr ts t
- Tiempo de retardo: td, es el tiempo que tarda la salida del sensor en alcanzar el 50% de su valor final.
- Tiempo de subida: tr, es el tiempo que tarda la salida del sensor hasta alcanzar su valor final. => velocidad del sensor, es decir, lo rápido que responde ante una entrada.
- Tiempo de pico: tp, es el tiempo que tarda la salida den sensor en alcanzar el pico máximo de su sobreoscilación
- Pico de sobreoscilación: Mp, espresa cuanto se eleva la evolución temporal de la salida del sensor respecto de su valor final.
- Tiempo de establecimiento: ts, el tiempo que tarda la salida del sensor en entrar en la banda del 5% alrededor del valor final y ya no vuelve a salir de ella.
Proceso de calibración: consiste en realizar la comparación de la respuesta del sensor con otros que tienen una respuesta estándar conocida; de esta manera se establece la relación entre la variable medida por el sensor y su señal de salida.
SENSORESINTERNOS:
La información que la unidad de control del robot puede obtener sobre el estado de su estructura mecánica es la relativa a su:
- Posición.
- Velocidad.
- Aceleración
SENSORES DE POSICIÓN:
- Análogicos: potenciómetros, resolver, sincro, LVDT, Inductosyn.
- Digitales: encoders (absolutos e incrementales).
POTENCIÓMETROS:
Se usan para la determinación de desplazamiento lineal o angular. Eléctricamente se cumple la relación:
VBC
VAC
=RBC
RAC
CODIFICADORES ANGULARES DE POSICION
Constan de un disco transparente con una serie de marcas opacas colocadas radialmente y equidistantes entre sí, de un sistema de iluminación y de un elemento fotorreceptor.
El eje cuya posición se quiere medir va acoplado al disco, a medida que el eje gira se van generando pulsos en el receptor cada vez que la luz atraviese las marcas, llevando una cuenta de estos pulsos es posible conocer la posición del eje.
Constan de una bobina solidaria al eje excitada por una portadora, y dos bobinas fijas situadas a su alrededor. La bobinamóvilexcitadacontensiónVsen(ωt)ygiradaunángulo θinduce en las bobinas fijas las tensiones:
V1= V sen(ωt)senθ.
LVDT: transformador diferencial de variación lineal, que consta de un núcleo de material ferromagnético unido al eje, que se mueve linealmente entre un devanado primario y dos secundarios haciendo que varíe la inductancia entre ellos.
Como resultado de un desplazamiento que se quiere medir, el núcleo magnético es desplazado de manera que una de las bobinas secundarias no recubra totalmente el núcleo => la corriente inducida en un secundario será mayor que la inducida en el otro. De la diferencia de las tensiones medidas en los dos secundarios se obtiene el desplazamiento realizado por el núcleo.
Encóders:sisedisponedeundetectorqueseactivecuandose harealizadoungirocompleto,secalculalavelocidad:elnúmero de vueltas por unidad de tiempo.
SENSORES DE ACELERACIÓN.
- Una posibilidad es derivando la velocidad.
- Utilizandounsensordefuerza,simedimoslafuerza,y conocemos la masa se aplica el segundo principio de
Newton y se calcula la aceleración: F= m*a
SENSORESEXTERNOS:
Objetivo: Proporcionar información sobre los objetos en el entorno del robot:
* Presencia
* Localización
* Fuerza ejercida
Medio: sensores colocados en las superficies cercanas a los objetos
Sensoresdeproximidad
- Sensores inductivos
- Sensores de efecto Hall.
- Sensores capacitativos
- Sensores ultrasónicos
- Sensores ópticos.
Modificación de un campo magnético por presencia de objetos metálicos. Consiste en una bobina situada junto a un imán permanente.
En condiciones estáticas no hay ningún movimiento en las líneas de flujo y no se induce ninguna corriente en la bobina.
Modificación de un campo magnético por.
Cuandounobjetometálicopenetraenelcampodelimáno lo abandona, el cambio resultante en las líneas de flujo induce un impulso de corriente, cuya amplitud es proporcional a la velocidad del cambio del flujo.
La forma de onda de la tensión a la salida de la bobina proporciona un medio para detectar la proximidad de un objeto.
|
