Por: Garth Powell*
Hace varios años, los dispositivos de baterías de reserva UPS pertenecían exclusivamente al dominio de los profesionales de las tecnologías de la información. Los sistemas UPS estaban diseñados para ponerse debajo de los escritorios de las oficinas y en gabinetes de servidores para mantener conectados los sistemas de computadores el tiempo suficiente para superar un apagón corto o cerrarlos con delicadeza en cortes de luz prolongados. Sin embargo con los años, hemos experimentado una proliferación masiva de componentes digitales audiovisuales. Discos duros, memorias flash y microprocesadores avanzados han salido del clóset de las TI para expandirse a los bastidores de los equipos audiovisuales. Desde servidores de medios hasta consolas digitales, la amenaza de las pérdidas de datos o las fallas de sistemas en el caso de un apagón son ahora tan frecuentes en los sistemas A/V como lo ha sido para los sistemas de TI.
Las soluciones de manejo de energía
Es evidente que una UPS (unidad de alimentación ininterrumpida) tiene su lugar en cualquier instalación audiovisual de categoría superior, pero desafortunadamente esto puede llevar a algunos integradores a confiar únicamente en tal dispositivo para la mayor parte, o quizá hasta la totalidad, del manejo de la energía de corriente alterna (CA). Adicionalmente, muchos dispositivos UPS se venden de manera errónea como soluciones completas de energía de CA en una caja. Aunque la simplicidad puede ser una virtud, cualquier sistema es tan bueno como su conexión más débil y un sistema audiovisual de calidad debe basarse en cimientos sólidos. Múltiples problemas y demandas energéticos requerirán más de una tecnología. Así como no hay dos clientes o sedes similares, los requerimientos y las características de desempeño de cualquier sistema A/V variarán, y en ocasiones de manera radical.
El uso de las diferentes tecnologías de energía de CA plantea ventajas y desventajas, y es vital que un especificador de sistemas pueda identificar cuál es más apropiada para sus necesidades. Por ejemplo, algunos equipos audiovisuales profesionales, como sistemas de control por pantallas de contacto o consolas digitales, son vulnerables a los cortes eléctricos o apagones más leves y se beneficiarían mucho de una UPS. Una razón para una sensibilidad tan irregular es que los suministros eléctricos que esos componentes utilizan son casi siempre suministros eléctricos conmutados, que no usan la tecnología de transformadores empleada por prácticamente todos los aparatos electrónicos durante sus primeros 70 años de existencia. Los suministros basados en transformadores (los suministros eléctricos lineales tradicionales) tienen muchas ventajas de desempeño, pero son generalmente más pesados, costosos y pueden irradiar campos magnéticos distorsionadores de circuitos. De otro lado, generan muy poco ruido en comparación con los suministros conmutados y están en capacidad de superar un apagón por varios segundos.
Los suministros conmutados, sin embargo, son susceptibles de desconectarse por completo en menos de una sexagésima parte de un segundo. Eso no es problema para un procesador analógico, un preamplificador, un amplificador de potencia o un monitor de pantalla plana, pues ellos volverán a funcionar tan pronto se restaure la energía. Pero componentes vitales, como una consola digital o un servidor de medios, poseen numerosos circuitos lógicos que pueden pasar por una secuencia de reinicio muy larga después de cualquier evento de pérdida de energía. Además, si se pierde la alimentación eléctrica y se restaura en una fracción de segundo (pero más que una sexagésima parte de segundo), la última configuración puede congelarse o los parámetros predeterminados pueden perderse de manera temporal, y hasta permanente.
Una solución común en esta situación es aislar el componente que se ha “parado” y simplemente reiniciarlo desconectando la energía durante unos cuantos segundos o más, y volver a encenderlo luego. Esto por lo general funciona, pero no es una práctica aceptable para un cliente que espera una operación libre de problemas, en particular minutos después de la hora de la presentación en una sede para conciertos. O el contratista puede verse obligado a introducir un camión cada vez que se “bloquea” un servidor de medios o receptor satelital. En estos casos, una batería de reserva es una necesidad absoluta.
Los equipos y las UPS
Otro componente que se puede beneficiar grandemente de un dispositivo UPS es un proyector de video. Todos los proyectores, incluyendo los aparatos de televisión más antiguos con pantalla trasera, contienen bulbos que deben enfriarse después de usarse, o de lo contrario sufrirían daños permanentes. Los proyectores de video enfrían los bulbos de manera automática con un ventilador incorporado, que comúnmente corre de ocho a diez minutos después de que se ha apagado el proyector. Sin embargo, el ventilador depende de que haya energía principal del servicio eléctrico para el periodo de enfriamiento, mucho después de que los espectadores se han marchado. Si hay una pérdida repentina de energía por un apagón, y el proyector ha estado funcionando por varios minutos u horas, se dañará un costoso bulbo y habrá que reemplazarlo.
Dicho esto, existen aplicaciones donde las UPS no son la mejor opción, o incluso el dispositivo apropiado. Una consideración importante al elegir soluciones de manejo de energía es la corriente usada. Un muestreo aleatorio del consumo de corriente usado en diferentes instalaciones audiovisuales podría arrojar los siguientes resultados:
- Proyector (2 – 5 amperios)
- Consola digital (2 amperios)
- Pantalla LCD de 50 pulgadas (3 amperios)
- Amplificador en estéreo de 1000 vatios (6 a 10 amperios – sólo uno)
- Servidor de medios (3 amperios)
Lo que vemos aquí es que sin incluir un dispositivo de control de pantallas de contacto, o cualquiera de los numerosos procesadores audiovisuales que pueden requerirse para completar el sistema, estamos demandando más de 20 amperios.
Una UPS instalable en un bastidor relativamente grande variará por lo general entre 1.000 y 3.000 VA. Los fabricantes de UPS calibran la capacidad de corriente en VA (voltio-amperios) en lugar de vatios, porque la corriente disponible variará con los tipos de carga inductiva, capacitiva o resistiva. Por tal razón, la calibración de la capacidad en VA debe bajarse en cierto modo para garantizar una capacidad suficiente independientemente del dispositivo conectado. Comúnmente, una UPS de 1.000 VA generará alrededor de 5 amperios como máximo; 1.500 VA generarán 7,5 amperios; y 3.000 VA generarán 15 amperios. Lo que debería ser evidente es que una UPS simplemente carece de la capacidad de corriente para alimentar un sistema completo, a menos que se usen varias UPS, o una unidad industrial con un cuarto de enfriamiento para garantizar el funcionamiento adecuado.
Otras consideraciones
Sin embargo, hay otras preocupaciones aparte de la capacidad de corriente. Aun si la UPS en cuestión incorpora el filtrado de ruido de la CA, puede no tener el filtrado linealizador más sofisticado del que se beneficiarían grandemente muchos procesadores de audio y monitores de video en pantalla plana. De hecho, la mayoría de los acondicionadores de voltaje UPS están construidos para cuartos de servidores y gabinetes de computadores en departamentos de TI sin los exigentes estándares de los teatros de alta definición o de los estudios de transmisión. Si bien cualquier UPS contará con algunas capacidades limitadas de filtrado, las tecnologías que emplean suelen ser inferiores a las tecnologías que incorporan transformadores simétricos de aislamiento eléctrico y filtros linealizadores de banda ultra ancha que pueden remover el ruido de la CA tan perjudicial para el desempeño a frecuencias de audio, no simplemente los ruidos de frecuencia de radio mediana centrados alrededor de 1 MHz, que son fáciles de eliminar.
Otro problema para cualquier dispositivo UPS es que su tecnología emplea circuitos de series que convierten la energía de las baterías de corriente directa en una forma de onda sintetizada de corriente alterna, además de enrutar la energía de entrada a través de un transformador automático pequeño para regular caídas o picos extremos de la energía de entrada de CA. Esa tecnología es ineludible si se quiere que la UPS funcione correctamente, pero eleva de manera considerable la impedancia de la CA. Esto no es una preocupación para su sistema de control o incluso para un proyector de video. Sus amplificadores de potencia, sin embargo, sufrirán un gran impacto cuando se corran los niveles de volumen.
La reproducción de audio en la actualidad puede exceder los 90 dB de rango dinámico, y garantizar que cumple los estándares profesionales, es necesario para que el amplificador de potencia funcione a toda su capacidad, sin limitaciones por la energía de CA. Lamentablemente, incluso un dispositivo de UPS grande puede actuar como el equivalente a una extensión de CA de 30 metros conectada a sus amplificadores de potencia. Cuando el amplificador necesite un suministro de corriente rápido durante un paso dinámico o una explosión teatral, el dispositivo de alta impedancia actuará como una pinza, limitando la corriente transitoria que el amplificador necesita con tanta urgencia.
Otro caso común son los eventos en vivo o las empresas que usan generadores de reserva. Para su funcionamiento estable, la regulación de voltaje de CA debe tener un índice de captura amplio, baja impedancia de CA y la sensibilidad para compensar rápidamente incluso fluctuaciones mínimas. Los circuitos de regulación de voltaje utilizados para los dispositivos UPS simplemente no están a la altura de la tarea. Estas unidades existen principalmente para minimizar el uso de baterías. Cuando los voltajes alcanzan picos extremadamente altos o bajos, un transformador automático pequeño se ajusta a un voltaje relativamente en el rango de los voltios de corriente alterna (VCA) nominales de 120 a 127. Sin embargo, se conmuta con un relé relativamente pequeño no diseñado para dispositivos profesionales de corriente alta. Una forma de obtener beneficios de una UPS para los componentes apropiados, como computadores o servidores de medios, cuando se usa un generador diésel o de petróleo, sería conectarlo a un verdadero regulador de voltaje RMS .
De otro lado, estos acondicionadores eléctricos de alto voltaje y reguladores de voltaje de CA avanzados no pueden ofrecer batería de reserva a un sistema de control RS-232, y un proyector de video nunca sufrirá de compresión de corriente. Diferentes componentes pueden requerir diferentes tecnologías para tener un óptimo desempeño. Un solo componente de manejo de energía de CA puede ser suficiente para un sistema simple, pero no lo será para la mayoría de los sistemas profesionales audiovisuales. Definiendo las diferentes tecnologías de manejo de CA para su instalación, puede comenzar a formular un abordaje de sistema integrado que haga énfasis en el uso de las herramientas adecuadas y en los lugares adecuados.
*Garth Powell es diseñador principal de productos e ingeniero de ventas en jefe de Furman, un líder mundial en el suministro de soluciones de control eléctrico. Puede contactarse en: [email protected].
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