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No brake y UPS

-- Índice de contenidos concisos y enlaces --

 
  Como funciona un UPS.
     Definición
     Características
 
  Partes
  Conectores y puertos
     Clavija eléctrica
     Capacidades
  Otros tipos
      Función Bypass
     Usos
  Autoevaluación, dudas y correcciones sobre el tema de esta página.
  Ligas a temas relacionados.
 
 

Simbolo: capacidad especial en la vista.


 
     
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Video del funcionamiento interno

    Como apoyo a la comprensión del tema, te ofrecemos una animación sobre el funcionamiento interno de un UPS tanto con suministro eléctrico como con una interrupción del servicio.

Figura 1. Animación de funcionamiento interno de un UPS con suministro eléctrico

Figura 2. Animación de funcionamiento interno de un UPS con una interrupción de corriente

 

  Definición de UPS

  UPS proviene de la siglas de ("Uninterruptible Power Supply") ó respaldo de energía in interrumpible. Sin embargo el nombre mas utilizado es "No Break" que significa sin interrupciones. Es un dispositivo que se conecta al enchufe de pared, integra una circuitería especial que permite alimentar un juego de baterías recargables internas mientras suministra energía eléctrica a la computadora. En caso de que se dé un corte de energía en el suministro de la red doméstica, las baterías automáticamente continúan alimentando a la computadora por un cierto periodo de tiempo, evitando pérdida de información.

      Es importante mencionar que también existen UPS de gran tamaño capaces de suministrar alimentación eléctrica simultáneamente a una gran cantidad de computadoras, aires acondicionados, servidores y lámparas para apagones en empresas.

     Hay básicamente una subdivisión de los UPS:

   + SPS: significa ("Stand-by Power Systems") ó sistemas de alimentación en estado de espera. Este tipo de UPS detecta el fallo en el suministro de la energía eléctrica y automáticamente activa la alimentación desde las baterías.
   + UPS on-Line: se encuentra constantemente alimentando al equipo de cómputo a pesar de que no exista problema en el suministro eléctrico, pero al mismo tiempo se recarga la batería.

Figura 3. Imagen de un UPS marca Polux®, función Cold Start, protección telefónica y de voltaje, para 900 VA.

  Características generales del UPS
 
    + Se diseñó inicialmente para alcanzar a respaldar el trabajo que se está realizando al momento que ocurre el apagón, posteriormente se le agregó la capacidad de permitir seguir trabajando durante cierto tiempo.
     + Dependiendo el modelo, permite conectar desde 1 hasta varias computadoras.
    + Los hay para seguir trabajando en la computadora durante 15 minutos hasta 270 minutos.
     + Básicamente son para conectar el monitor ó pantalla y el gabinete.
    + No están diseñados para conectar dispositivos de alto consumo de energía como impresoras láser ó un Plotter.
     + Algunos modelos incluyen un regulador de voltaje integrado, para evitar que lleguen sobrecargas de energía a la computadora.
    + Opcionalmente puede tener un puerto para comunicarse con la computadora y controlar algunas funciones por medio de software.
    + Otra opción es tener un conector para protección de la línea telefónica ó el módem.
 

  Partes que componen al UPS

        Internamente cuenta con circuitos especiales y baterías para suministrar energía eléctrica de manera automática a la computadora en caso de una falla en la red de energía, externamente cuenta con las siguientes partes:

Figura 4. Esquema de partes externas de un UPS.

 

1.- Panel de botones: controlan la prueba de diagnóstico de carga y encendido digital ("Stand By").
2.- Indicadores: muestran si se encuentra funcionando desde la corriente alterna del enchufe, utilizando las baterías de respaldo y encendido.
3.- Cubierta: protege los elementos electrónicos internos y da estética al "No Break".
4.- Entradas de aire: introducen aire fresco al interior del UPS, ya que las baterías tienden a sobrecalentarse.
5.- Encendido mecánico: prende o apaga totalmente el suministro eléctrico al UPS.
6.- Conectores RJ11: suministra señal telefónica estabilizada.
7.- Conectores RJ45: suministra señal estabilizada para la red de datos.
8.- Ventilador: expulsa el calor generado internamente y evita desgaste de elementos electrónicos.
9.- Enchufes de 3 terminales: permite suministrar de electricidad estabilizada a los equipos a conectar.
A.- Puerto: se encarga de conectarse con la computadora y enviar información como el nivel de carga, tensión, variaciones, etc.
B.- Cable de alimentación: suministra de la electricidad a regular desde el enchufe de pared.

Partes externas de un UPS y sus funciones.

  Conectores y puertos del UPS

     Los conectores mas importantes son los destinados a la conexión de la computadora, este conector consta de 3 patas

  • Fase: es el conector encargado de alimentar al dispositivo.

  • Neutro: es el encargado de retornar la electricidad utilizada.

  • Tierra: tiene la función de desviar de manera eficaz la corriente en caso de una sobrecarga en el línea eléctrica y evitar daños en los dispositivos.

     También puede contar con un puerto COM y/o puerto USB para comunicarse con la computadora y poder visualizar la carga disponible y otras funciones específicas de cada modelo.

     Opcionalmente puede tener un puerto telefónico RJ11, para protección de la línea telefónica ó módem contra alzas de voltaje y evitar daños en los circuitos.

Figura 5. Conector de alimentación de dispositivos.

Figura 6. Puerto Serial COM y puerto USB

Figura 7. Conector RJ11 para línea telefónica.

La clavija eléctrica de 3 terminales

Este conector es utilizado para la protección de equipos electrónicos que manejan transmisión de datos, por lo tanto son propensos a sufrir pérdidas de datos en caso de descargas. Otro factor es que son equipos relativamente caros y por lo tanto necesitan protección extra para evitar pérdidas físicas.

    La configuración eléctrica de este conector está en función del enchufe, ya que no se puede utilizar de manera directa en el enchufe de pared.

  • Tierra física: se encarga de desviar la electricidad de manera directa en caso de una descarga eléctrica y así evitar que se quemen los elementos electrónicos internos.

  • Fase: es la terminal encargada de suministrar la electricidad en la red eléctrica, por lo tanto se encuentra en todo tiempo cargada y es la que da "toques". Esta debe ser la ranura de menor tamaño, sin embargo una instalación mal diseñada puede tener invertidas las terminaciones y provocar pérdida de datos y hasta accidentes personales.

  • Neutro: es la terminal encargada de retornar la electricidad ya utilizada por el dispositivo hacia la red eléctrica, por lo tanto se encuentra sin carga y no da "toques". Esta debe ser la ranura de mayor tamaño, sin embargo una instalación mal diseñada puede tener invertidas las terminaciones y provocar pérdida de datos y hasta accidentes personales.

     Las clavijas también se pueden encontrar con la variante de un conector girado 90°, muy utilizada en países de Centroamérica y que tiene la ventaja de que no existe la posibilidad de conectar en forma incorrecta las polaridades (siempre y cuándo la instalación eléctrica se encuentre correctamente polarizada). Es importante mencionar que el conector girado, puede variar de posición.

Figura 8. Clavija de 3 terminales y su variante

1.- Tierra.

2.- Fase

3.- Neutro

Figura 9. Enchufe de 3 terminales y su variante

1.- Tierra.

2.- Fase

3.- Neutro

 

  Capacidades del UPS

     Primeramente hay que definir las 3 variables de medida eléctricas que se utilizan en las especificaciones de un UPS:

     a) VA (Voltios Amperios): es una medida de consumo eléctrico.

     b) Watts (palabra inglesa): es una medida de consumo eléctrico equivalente al Vatio, utilizada en EUA y Latinoamérica.

     c) Vatios (palabra española): es una medida equivalente al Watt muy utilizada en España.

     La capacidad de un UPS viene especificada como VA, este valor nos va a ayudar para determinar la cantidad máxima de Amperes que es capaz de suministrar el UPS.

Regla de conversión de VA (Voltios Amperios) a (W) Watts

(Cantidad de VA) X (La constante 0.6) = Watts

     + Ejemplo: UPS marca Complet®, modelo Tulum, 1200 VA, 10 contactos, 60 min.

1.- Primero transformamos los VA a un equivalente aproximado en Watts:

(1200 VA) X (0.6) = 720 W

2.- Si un gabinete cuenta con una fuente ATX de 300 W y su respectivo monitor CRT indica 70 W, entonces tenemos que:

 300 W + 70 W = 370 Watts

3.- Se calcula el número de equipos que puede alimentar el UPS en caso de un apagón:

720 Watts del UPS / 370 Watts de una computadora = 1.94 equipos (equivalente a casi 2)

Se dividen 60 min. de respaldo por equipo / 1.94 equipos = ±30 minutos de respaldo para los 2 equipos conectados. (este valor se va reduciendo conforme se utiliza el UPS, debido al desgaste de las placas de las baterías.

  Otros tipos de UPS -UPS de gran capacidad-
   

Figura 10. UPS industrial marca EATON®, modelo PowerWare 9390.

      Para grandes organizaciones, dónde es necesario mantener trabajando decenas ó cientos de equipos, servidores, Hub´s, Switches, cámaras IP, escáneres, iluminación, aires acondicionados, etc. es muy caro asignar un dispositivo de respaldo por máquina, por ello es que se han diseñado UPS industriales con altas capacidades, los cuáles permiten seguir ofreciendo alimentación eléctrica mientras se toman medidas para mitigar la falta de electricidad (apagar manualmente servidores, cerrar aplicaciones críticas, terminar un proceso, etc.)

     Estos UPS se encuentran instalados por personal especializado, ya que están conectados a la red eléctrica comercial, como a plantas eléctricas de emergencia, por lo que tienen un amplio rango de protección eléctrica y respaldo. Para dar una idea, un UPS industrial puede tener una capacidad de 20 KVA a 160 KVA, pesar unos 600 Kg y alimentar 143 computadoras.

    La forma de conexión recomendada es:

Planta de emergencia / red eléctrica comercial -----> UPS ------> Dispositivos a respaldar

 

  Función Bypass en los UPS

    Los UPS de gran capacidad, tienen asignadas funciones más críticas que uno doméstico, por lo que una falla puede provocar estragos considerables. Imaginemos una situación en la que por alguna razón el UPS llega a apagarse repentinamente debido a alguna falla, pero muchos dispositivos dependen de el para seguir trabajando. Debido a que los UPS se instalan de manera especializada por electricistas capacitados, no es fácilmente desconectarlo de la red para reemplazarlo ó repararlo; para ello se utiliza una función especial denominada Bypass (Evite), la cuál consiste en una pequeña palanca o perilla que desconecta el paso UPS-Dispositivos y conecta Red eléctrica comercial-Dispositivos, por lo que se puede seguir trabajando, mientras se soluciona la falla.

    Nota: Es importante mencionar que la función Bypass no evita que al fallar el UPS, los equipos que dependen de él no se apaguen, sino que  solo permite que durante la falla, se puedan reestablecer las operaciones, quedando los equipos susceptibles a los cortes normales de la red eléctrica  comercial, hasta que se resuelva la falla en el UPS.


  Usos específicos del UPS

     Anteriormente eran utilizados solo en grandes empresas que manejan información crítica, ya que la pérdida de ella es sumamente costosa, pero actualmente se ha integrado al entorno doméstico, ya que los precios han disminuido, sobre todo para no perder información del usuario mientras trabaja con alguna aplicación ofimática: OpenOffice©,  Microsoft® Office ó StarOffice®, e inclusive en hardware médico, ya que hay lecturas que no pueden detenerse con un paciente enfermo. En el caso de UPS industriales, se utilizan en centros de proceso de datos, bancos, tiendas de autoservicio, etc.

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