UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITCNICA ANTONIO JOS DE SUCRE VICE-RECTORADO PUERTO ORDAZ DEPARTAMENTO DE INGENIERA ELECTRNICA PRACTICA PROFESIONAL DE GRADO

REINGENIERA DEL SISTEMA DE RADIOCOMUNICACIN DESDE Y HACIA LA FOSA DE MINERAL DE HIERRO Y REAS CIRCUNDANTES DE LA EMPRESA ORINOCO IRON S.C.S

AUTOR: HAREWOOD M., YOSMER A.

PUERTO ORDAZ, ABRIL DE 2011

REINGENIERA DEL SISTEMA DE RADIOCOMUNICACIN DESDE Y HACIA LA FOSA DE MINERAL DE HIERRO Y REAS CIRCUNDANTES DE LA EMPRESA ORINOCO IRON S.C.S

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITCNICA ANTONIO JOS DE SUCRE VICE-RECTORADO PUERTO ORDAZ DEPARTAMENTO DE INGENIERA ELECTRNICA PRACTICA PROFESIONAL DE GRADO

REINGENIERA DEL SISTEMA DE RADIOCOMUNICACIN DESDE Y HACIA LA FOSA DE MINERAL DE HIERRO Y REAS CIRCUNDANTES DE LA EMPRESA ORINOCO IRON S.C.S

AUTOR: HAREWOOD M., YOSMER A. Practica Profesional de Grado presentado ante el Departamento de Ingeniera Electrnica del Vice-rectorado de Puerto Ordaz como parte de los requisitos para optar al Ttulo Acadmico de Ingeniero Electrnico.

TUTOR ACADMICO: ING. HENRY ROMERO TUTOR INDUSTRIAL: ING. JORGE MEDINA

PUERTO ORDAZ, ABRIL DE 2011

HAREWOOD MENA, YOSMER ALEJANDRO REINGENIERA DEL SISTEMA DE RADIOCOMUNICACIN DESDE Y HACIA LA FOSA DE MINERAL DE HIERRO Y REAS CIRCUNDANTES DE LA EMPRESA ORINOCO IRON S.C.S (2011) PAG. 90 PRACTICA PROFESIONAL DE GRADO UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITCNICA ANTONIO JOS DE SUCRE VICE-RECTORADO PUERTO ORDAZ DEPARTAMENTO DE INGENIERA ELECTRNICA TUTOR ACADEMICO: ING. HENRY ROMERO TUTOR INDUSTRIAL: ING. JORGE MEDINA

UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITCNICA ANTONIO JOS DE SUCRE VICE-RECTORADO PUERTO ORDAZ DEPARTAMENTO DE INGENIERA ELECTRNICA PRACTICA PROFESIONAL DE GRADO

ACTA DE APROBACIN Quienes suscriben, miembros del Jurado Examinador designados por el Comit de PRACTICA PROFESIONAL PROFESIONALDE DE

GRADO, para evaluar la PRACTICA

GRADO presentado por la Bachiller: Harewood Mena

Yosmer Alejandro, portadora de la cdula de identidad V-18.169.674, titulado: REINGENIERA DEL SISTEMA DE RADIOCOMUNICACIN DESDE Y HACIA LA FOSA DE MINERAL DE HIERRO Y REAS CIRCUNDANTES DE LA EMPRESA ORINOCO IRON S.C.S,

consideramos que dicho trabajo cumple con los requisitos exigidos por el reglamento vigente de la asignatura, y de acuerdo a los criterios establecidos para la evaluacin lo declaramos: APROBADO.

En Puerto Ordaz, a los ____ das del mes de _________ de 2011.

__________________ Jurado Coordinador Manuel Gragirena

__________________ Jurado Secretario Charlo Gonzlez

___________________ Tutor Acadmico Ing. Henry Romero

_________________ Tutor industrial Ing. Jorge Medina

DEDICATORIAA Jaime Harewood y Mercedes Mena (Mis Padres) A Yaan, Yuneisys y Yordalys (Mis Hermanos)

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AGRADECIMIENTOEstos agradamientos van orientados a las personas que se vieron ms involucradas en la realizacin de este trabajo.

Al Ing. Henry Romero por su confianza como tutor acadmico y profesor al igual que Ing. Jorge Medina como tutor industrial.

A los profesores Charlo Gonzlez y Manuel Gragirena por su amistad y apoyo incondicional en todo momento

Al Ing. Hctor Rodrguez por su apoyo en todo momento como supervisor en la planta Orinoco Iron.

A mi compaeros de trabajo en especial al personal a la Gerencia Tcnica Superintendencia de ingeniera de planta entre los cuales: Carlos Lopez, Luis Laurens. Daniel Jaramillo, Nellymar Zabala, Georg Hower Gerardo Barra, Nelson Peraza, Rubi Gutierrez, Richard De Jongh, Ennio Roman, Jess Hernay, Lenin Ramos, Ral Fermin y Eladio Lobo por su colaboracin prestada durante mi estada en la planta.

Tambin quiero agradecer a las personas que estuvieron involucradas conmigo en el aspecto personal y emocional: Mis Padres Mi Familia Mis Amigos Por ltimo, pero ms importante a Dios por estar presente en mi vida y darme fuerza para superar cada etapa y metas trazadas. Muchas Gracias a todos!!!

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UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITCNICA ANTONIO JOS DE SUCRE VICE-RECTORADO PUERTO ORDAZ DEPARTAMENTO DE INGENIERA ELECTRNICA PRACTICA PROFESIONAL DE GRADO

Harewood Mena, Yosmer Alejandro (2011). REINGENIERA DEL SISTEMA DE RADIOCOMUNICACIN DESDE Y HACIA LA FOSA DE MINERAL DE HIERRO Y REAS CIRCUNDANTES DE LA EMPRESA ORINOCO IRON S.C.S. Trabajo Profesional de Grado. Universidad Nacional Experimental Politcnica Antonio Jos de Sucre, Vice-rectorado Puerto Ordaz.

Departamento de Ingeniera Electrnica. Romero. Tutor Industrial Ing. Jorge Medina.

Tutor Acadmico Ing. Henry

RESUMEN

En la empresa existe un problema en la comunicacin va radio en diferentes sectores de la misma, especialmente en la fosa de mineral. Para evitar que este problema llegue a mayor grado, se traz el objetivo de realizar la reingeniera del sistema de radiocomunicacin desde y hacia la fosa de mineral de hierro y reas circundantes a la empresa Orinoco Iron S.C.S. para detectar las causas que originan estas fallas y proponer una solucin a esta problemtica. El trabajo fue desarrollado con una metodologa de investigacin proyectiva y experimental aplicada o tecnolgica, se realizo el estudio de la situacin que presenta la empresa con el software Radio Mobile, en el cual se detectaron las reas que tienen mayores problemas, las cuales coinciden con los lugares de menor altitud y con obstculos de gran altura a su alrededor, lo que impide el alcance visual y la propagacin de ondas hasta estos sitios. Se propone colocar una repetidora en un lugar estratgico cumpliendo con las caractersticas de operatividad de los equipos garantizando la comunicacin. Palabras claves: comunicacin, radiocomunicacin, alcance visual,

propagacin de onda y repetidora.

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NDICE

CAPTULO DEDICATORIA AGRADECIMIENTO RESUMEN INDICE LISTA DE FIGURAS LISTA DE TABLAS, ECUACIONES Y GRAFICAS ACTA DE APROBACIN ACTA DE EVALUACIN FINAL PRACTICA PROFESIONAL DE GRADO INTRODUCCIN CAPITULO I EL PROBLEMA 1.1 Planteamiento del problema 1.2 Objetivos 1.2.1 Objetivo General 1.2.2 Objetivos Especficos 1.3 Alcance 1.4 Limitacin CAPTULO II MARCO EMPRESARIAL 2.1 Descripcin de la Empresa 2.2 Visin 2.3 Misin 2.4 Descripcin del Proceso Productivo 2.4.1 Proceso FINMET 2.4.2 rea de Preparacin y Alimentacin del Mineral 2.4.3 rea de Generacin y Preparacin del Gas Reductor 2.4.4 rea de Reactores 2.4.5 rea de Briqueteado 2.4.6 rea de Servicios CAPTULO III BASES TERICAS 3.1 Transmisin de datos 3.1.1 Conexin directa 3.1.2 Conexin a media distancia 3.1.3 Conexin a gran distancia 3.2 Caracterstica bsica de un medio de transmisin de datos 3.3 Radioenlace

Pgina i ii iii iv vi vii viii ix 1 3 3 3 8 8 8 8 9 10 10 10 11 11 11 11 13 14 14 15 16 18 18 18 19 19 19 19 20

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3.4 Propagacin de las ondas de radio 3.4.1 Propagacin en superficie 3.4.2 Propagacin troposferica 3.4.3 Propagacin ionosfrica 3.4.4 Propagacin por visin directa 3.4.5 Propagacin por el espacio 3.5 Radiofrecuencia 3.6 Potencia de transmisin (Tx) 3.7 Ganancia de antena 3.8 Prdidas de propagacin 3.9 Prdidas en el espacio libre 3.10 Zona de Fresnel 3.11 Sensibilidad del receptor 3.12 Margen y Relacin S/N CAPITULO IV MARCO METODOLGICO 4.1 Tipo de Investigacin 4.2 Diseo de Investigacin 4.3 Poblacin y Muestra 4.4 Tcnicas e Instrumentos de recoleccin de datos 4.5 Procedimiento y Recoleccin de datos 4.6 Cronograma de actividades CAPTULO V SITUACIN ACTUAL Pasos realizados en la simulacin de la situacin actual de la empresa CAPTULO VI PROPUESTA 6.1 Descripcin del diseo o propuesta 6.2 Fundamentos tericos de la propuesta 6.3 Funciones y beneficios 6.3.1 Proporciona flexibilidad incomparable en un diseo compacto 6.3.2 Reduce el tiempo de instalacin y mantenimiento 6.3.3 Contribuye a maximizar el tiempo de operacin del sistema CONCLUSIN RECOMENDACIONES BIBLIOGRAFA ANEXO ANEXO A. Plano de la empresa Orinoco Iron ANEXO B. Radio porttil Motorola pro5150 ANEXO C. Repetidora ANEXO D. Radio ICOM c-f21 ANEXO E. Fotos de las coordenadas con el GPS e Trex Vista C

21 21 22 22 22 23 23 25 25 25 26 28 30 31 32 32 32 33 34 34 37 39 41 41 43 50 50 50 56 57 57 57 57 59 60 61 62 63 64 67 69 73

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LISTA DE FIGURASPgina: Fig. n 2.1. Ubicacin geogrfica de Orinoco Iron S.C.S. Fig. n 2.2 Proceso productivo de Orinoco Iron S.C.S. Fig. n 2.3 Reactores Fig. n 2.4 Briqueta Fig. n 3.1. Transmisin de datos Fig. n 3.2. Radioenlace Fig. n 3.3. Equipos de Radiofrecuencia Fig. n 3.4. Zona de Fresnel Fig. n 5.1. Foto satelital de Orinoco Iron Fig. n 5.2. Foto satelital de fosa de mineral sala de control (Orinoco Iron) Fig. n 5.3. Propiedades de mapa (ingresar LAT LON o QRA) Fig. n 5.4. Propiedades de mapa Fig. n 5.5. Mapa geogrfico de Orinoco Iron Fig. n 5.6. Cobertura visual de la sala de control y la fosa de mineral Fig. n 5.7. Radio enlace desde la sala de control hacia la fosa de mineral Fig. n 5.8. Radio enlace desde la fosa de mineral hacia la sala de control Fig. n 6.1. Vista al este del edificio de secado de mineral Fig. n 6.2. Mapa geogrfico de Orinoco Iron con sus unidades Fig. n 6.3. Cobertura visual de cada unidad y de la propuesta (repetidor) Fig. n 6.4. Radio enlace desde la sala de control hacia la repetidora Fig. n 6.5. Radio enlace desde la fosa de mineral hacia la repetidora Fig. n 6.6. Motorola MTR2000 11 12 15 16 18 21 23 28 41 42 44 45 45 47 48 49 52 53 54 55 55 56

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LISTA DE TABLAS, ECUACIONES Y GRAFICASPgina: Tabla n 3.1- Usos de las bandas de frecuencias Ecuacin n 3.1 Ecuacin n 3.2 Ecuacin n 3.3 Grafica n 3.1. Prdida en dB en funcin de la distancia en metros Tabla n 3.2. Prdidas en Espacio Abierto (PEA) en dB para diferentes distancias y frecuencias. Ecuacin n 3.4 Ecuacin n 3.5 Ecuacin n 3.6 Tabla n 3.3. Radio [m] para la primera zona de Fresnel Tabla n 3.4. Valores tpicos de la sensibilidad del receptor de las tarjetas de red inalmbrica Tabla n 4.1. Datos Tabla n 4.2. Cronograma Tabla n 5.1. Centro de referencia Tabla n 5.2. Parmetros de la simulacin Tabla n 5.3. Nomenclatura usada en Radio Mobile Tabla n 6.1. Repetidora Tabla n 6.2 parmetros de la simulacin 39 40 43 46 46 51 52 29 29 29 30 30 24 25 26 27 27 27

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INTRODUCCIN

Guayana, sin duda alguna, resalta de manera sobresaliente por su aporte econmico no petrolero en Venezuela, ya que en su suelos se han instalado grandes industrias asociadas a los distintos recursos naturales existentes en ella, adems posee un gran potencial fluvial brindado por el ro Orinoco; una de estas industrias que hacen vida en Guayana son las de reduccin directa o empresas briqueteras. La reduccin directa es un proceso complejo, mediante el cual se extrae el oxigeno y radicales complejos al hierro de mina para obtener un producto final con una pureza segn sea el proceso y a travs de prensas hidrulicas es prensado en forma de briquetas dndole valor agregado al hierro.

Orinoco Iron, se encuentra entre estas empresas estatales, la cual mejor el proceso FIOR unas dcadas atrs y convirtindola en el proceso FINMET, que utiliza los finos de la mina como materia prima, no requiriendo el uso de las pellas, lo que de una u otra forma, abarata los costos de produccin. Tienen una capacidad instalada de produccin de 2.200.000 toneladas anuales de hierro reducido en caliente en forma de briquetas.

En este trabajo se presenta la reingeniera del sistema de radiocomunicacin desde y hacia la fosa de mineral de hiero y reas circundantes de la misma en la empresa Orinoco Iron S.C.S, puesto que existen un bajo rendimiento en las comunicaciones por radio a larga distancias y en puntos especficos de la empresa.

La importancia de esta investigacin, radica en contar con un sistema de radiocomunicacin estable, que permita a los usuarios tener un medio ptimo, evitando as la insatisfaccin laboral. Ya que la falta de informacin

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provoca una incertidumbre entre los trabajadores, esta les lleva hacia la inseguridad, los prejuicios y las desconfianzas entre ellos; un malestar importante que hace que la calidad del trabajo y el clima laboral sea negativo.

Este estudio fue realizado aplicando un diseo de investigacin experimental de campo, la metodologa que se llevo ha cabo fue bsicamente la documentacin, desarrollo de las simulaciones con el software computacional y la generacin de recomendaciones y anlisis de los resultados presentados en las simulaciones.

En los captulos siguientes se presenta el resultado de la investigacin realizada. En el captulo I: se expone el problema objeto de la investigacin. En el captulo II: se presentan las generalidades de la empresa. En el captulo III: se detallan todos los aspectos referidos a los antecedentes, bases tericas, que se utilizaron para lograr los objetivos planteados en la investigacin. En el captulo IV: se presenta el diseo metodolgico que fue seguido para realizar el estudio. En el captulo V: se exponen y analizan la situacin actual de la empresa. El capitulo VI se establece la propuesta de mejora. Finalmente, se presentan las conclusiones, recomendaciones y referencias bibliogrficas.

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CAPTULO I

EL PROBLEMA

1.1 Planteamiento del problema La minera es la actividad primaria que se basa en la obtencin selectiva de minerales y otros materiales, a partir de la corteza terrestre. Es una de las actividades ms antiguas de la humanidad, ya que se usaron en el tallado de rocas y fabricacin de herramientas. Se puede decir que Venezuela es un pas rico en yacimientos mineros. Desde el punto de vista geolgico, es un pas con terrenos muy antiguos, sobre todo en Guayana, que han sufrido metamorfismos, poderosas y abundantes fracturas que han propiciado los yacimientos minerales, puesto que aqu se encuentran las rocas ms antiguas, las cuales son responsables, junto con las rocas formadas posteriormente, de la gran riqueza minera de esta parte del pas entre los que se pueden citar:

En la Sierra Imataca y la altiplanicie de Nuria, encontramos yacimientos de hierro, manganeso, caoln, bauxita y mrmol.

En la zona de El Callao, yacimientos de cuarzo aurfero entre otros. En Maracas, Barretero y Amarapo, yacimientos carbonaticos y clorticos.

En Roraima se presentan yacimientos de diamante y minerales reactivos.

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En el sector de los Pijiguaos existe una de las explotaciones ms importantes de Bauxita en el pas.

En Amazonas los recursos minerales de mayor abundancia son el oro y el diamante.

Debido a la gran importancia de los recursos minerales existentes en estas zonas, el Gobierno en los ltimos tiempos, esta multiplicando las industrias de trasformacin metalrgica con el fin de que las materias primas sean transformadas en el pas. En la regin Guayana, el avance que ha tenido la industria del hierro ha sido muy notorio, ya que entre sus empresas se concentra la mayor capacidad instalada de produccin de DRI/BHI del mundo, con un total de 10,7 millones de toneladas mtricas (MMt) al ao, lo que representa un 18.7% de la oferta mundial anual (HBIA, 2003).

Este grupo de empresas que se dedican a la fabricacin de DRI/HBI en la zona son: Siderrgica del Orinoco (Sidor), Complejo Siderrgico de Guayana (Comsigua), Operaciones al Sur del Orinoco (Opco), Venezolana de Prerreducidos Caron (Venprecar) y Orinoco Iron (OI).

Orinoco Iron, es una empresa estatal venezolana que no cotiza en la bolsa, fabricante de hierro briqueteado en caliente que produce y suministra unidades de hierro metlico al mercado siderrgico mundial. Su planta ubicada en la Zona Industrial Matanzas, Av. Fuerzas Armadas, Puerto Ordaz, Estado Bolvar tiene capacidad para producir 2,2 millones de toneladas (Mt) al ao. Orinoco Iron era controlada por International Briquettes Holding (IBH) hasta febrero de 2010, cuando el Gobierno de Venezuela tom el control operativo y administrativo de la empresa. Siendo la nica en el mundo que en su proceso productivo implementa tecnologa propia. El proceso FINMET

rene una serie de mejoras realizadas al proceso FIOR, esta innovacin trajo consigo la disminucin de consumos energticos, disminucin en la

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emisin de polvos nocivos a la atmsfera; logrando cumplir con regulaciones legales en materia ambiental y permite el uso de finos de mineral de hierro con un minino de preparacin, haciendo esto la diferencia a otros procesos.

Obteniendo como producto final hierro briquetado en caliente (HBI), resultado de la reaccin qumica entre finos de mineral de hierro y gas reductor que se desarrolla en reactores de lecho fluidizado. Su alta densidad y alto porcentaje de metalizacin, bajo contenido de ganga y residuales, as como su condicin inerte, hacen de la briqueta de Orinoco Iron la carga metlica ideal para los procesos de acera (Orinoco Iron S.C.S, 2002).

La empresa est constituida por tres gerencias que trabajan para alcanzar un fin en comn como lo es, incrementar la produccin de la empresa hasta lograr la capacidad instalada (2.2 MMt) con seguridad, ptimos costos y calidad, de ellas destaca la gerencia tcnica, se encarga de garantizar la viabilidad del proceso FINMET a travs de la investigacin, diseo y desarrollo de mejoras tecnolgicas y del proceso, hacia una visin de ser una gerencia de excelencia que aporte soluciones y mejoras tecnolgicas en calidad y oportunidad, haciendo del proceso el mejor a nivel internacional con elevados estndares de productividad, competitividad, seguridad y personal altamente competitivo y capacitado.

Es por ello, que en su aporte para contribuir al logro del objetivo estratgico de la gestin fabricacin de la empresa; esta ha elaborado un portafolio de programas y proyectos, de los cuales uno de los programas que se maneja, es realizar la reingeniera del sistema de radiocomunicacin desde y hacia la fosa de mineral de hiero y reas circundantes de la fosa, para evaluar el estado actual y proporcionar alternativas factibles y de gran impacto que ayuden a solventar esta problemtica.

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La fosa de mineral esta ubicada en cota inferior al suelo, donde se tienen equipos que transportan el mineral de hierro hasta el patio de

almacenamiento o directamente a los silos de oxido diario (Oxide Day Bin), del sistema de secado. Los equipos ubicados internamente en la fosa, requieren de la intervencin, supervisin y mantenimiento por personal de la empresa o contratista, sin embargo las actividades realizadas en dicha infraestructura se dificultan debido a la pobre calidad de la radiocomunicacin que tienen disponibles los operadores del rea en cuestin.

Actualmente, la empresa cuenta con equipos de radiocomunicacin de la marca Motorola pro5150 modelo LAH25RDC9AA3AN, el cual tiene como caractersticas en ambientes ideales 8 tonos diferentes, permitiendo identificar fcilmente llamadas individuales o de grupo, cada canal puede programarse para transmitir con alta o baja potencia segn sus necesidades de cobertura. Cualquiera de los botones laterales puede programarse para alternar temporalmente entre los niveles de potencia altos y bajos. Cuando no se responde a una llamada selectiva o alerta de llamada, el tono de alerta aumenta gradualmente. Otras caractersticas son 4 16 canales, medidor de batera (LED/TONO), bloqueo de canal ocupado, entre otros.

Es evidente que la tecnologa de radiocomunicacin utilizada en Orinoco Iron es un punto de gran importancia en su proceso industrial, ya que mejora la comunicacin de los trabajadores que se encuentran en puntos distantes y es de vital importancia saber el estado de los equipos manipulados (panel de control del motor del carro de descarga, elementos de potencia de control, motores de las cintas, caja de control local, entre otros). Sin embargo, este intercambio de informacin de emisor a receptor, se ve afectado por las estructuras metlicas de gran tamao en puntos especficos de la planta los cuales no favorecen el intercambio de informacin. Cabe destacar, que las prdidas de propagacin de ondas en la fosa de mineral subterrnea, es muy

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elevada impidiendo as el radioenlace con la sala de control de la empresa.

El estudio del rediseo del sistema de radiocomunicacin, es de gran importancia ya que permitir identificar los agentes que afectan la comunicacin clara de puntos distantes. Adems, con los resultados obtenidos, se descartan los posibles causas de la perdida de radioenlace, donde la ubicacin de la fosa de mineral es la principal sospechosa, debido a que esta en el nivel ms bajo de la empresa Orinoco Iron y teniendo como punto de partida el principio de Huygens, podemos observar la primera zona de Fresnel alterada, donde el espacio alrededor del eje que contribuye a la transferencia de potencia desde la fuente hacia el receptores es muy deficiente. Basado en esto, podemos deducir que los silos, las edificaciones metlicas, los vagones, estructuras de gran tamao y la propia curvatura de la tierra afectan el enlace de un punto a otro.

Debido a la dificultad en la comunicacin, se han venido presentando una serie de consecuencias o efectos adversos en esta rea: Falta de comunicacin entre puntos lejanos donde existan edificaciones u otros obstculos entre estos puntos. Tienen que colocar personal dos lugares. Se dificulta el mantenimiento, supervisin e intervencin de equipos por no existir comunicacin efectiva entre el personal y los supervisores, personal de sala de control u otros colaboradores. En caso de persistir estas condiciones de radiocomunicacin con radio en puntos estratgicos,

sirviendo como repetidor y de este modo lograr la comunicacin de

deficientes, provocara una disminucin en el proceso productivo de la empresa, puesto que no se cuenta con informacin rpida de la situacin que se pueda estar presentando en los equipos all

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instalados.

1.2 Objetivos

1.2.1 Objetivo General Realizar la reingeniera del sistema de radiocomunicacin desde y hacia la fosa de mineral de hierro y reas circundantes a la empresa Orinoco Iron S.C.S.

1.2.2 Objetivos Especficos Estudiar el alcance de la comunicacin existente en Orinoco Iron y analizar la influencia de la distribucin topogrfica de la empresa y de estructuras de gran tamao en la comunicacin por radio. Verificar los equipos con que cuenta la empresa. Revisar la documentacin sobre tecnologa y protocolos para transmisin de seales de radiocomunicacin. Establecer las fallas presentes en el sistema de comunicaciones actualmente funcionando que y simular la la situacin actual de o radiocomunicacin matemticamente). Analizar cuales son las causas de las fallas del sistema de radiocomunicacin presente en la empresa. Proponer la posible solucin a las fallas del sistema, segn las caractersticas topogrficas, estructurales de la empresa y equipos disponibles. Simular la mejora que se propone al sistema de radiocomunicacin de la empresa. tiene empresa (programa

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1.3 Alcance Se requiere mejorar la comunicacin por medio de los sistemas actualmente utilizados, radio transmisores, desde el interior de la fosa hacia localidades como Sala de Control en forma prioritaria; as como tambin de reas circundantes como va frrea, patio de mineral, romana. En su defecto, establecer alternativas de comunicacin desde las locaciones mencionadas hasta Sala de Control, prioritariamente.

1.4 Limitacin A travs de este estudio fue desarrollada una investigacin por muestra con diseo experimental, del tipo pre-experimental, de un solo grupo y una sola medicin. La variable experimental consiste en realizar una serie de mediciones de la cobertura alcanzada de las ondas de radio en puntos especficos de la empresa.

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CAPTULO II

MARCO EMPRESARIAL

Este captulo proporciona la informacin necesaria de la empresa donde se realizaron la investigacin antes mencionada, esta presente de sustento para un mejor entendimiento de las exigencias y caractersticas de la empresa para realizar el proyecto.

2.1 Descripcin de la Empresa Orinoco Iron opera una planta de HBI (briquetas de hierro en caliente) en Venezuela, que usa tecnologa de Finos Metalizados (FINMET), un proceso de reduccin directa de mineral de hierro desarrollado por personal venezolano. La planta Orinoco Iron consta de dos mdulos independientes, cada uno con dos trenes de reactores reductores que constan de cuatro reactores en serie, cada tren tiene una capacidad de 550.000 t/a, para una capacidad total de 2.200.000 t/a.

-

Adicionalmente

tambin

posee

estaciones

de

rieles

para

desembarque de mineral de hierro. reas para el manejo y secado del mineral manejo y transporte de briquetas. e instalaciones de

Se encuentra ubicada en la parcela UD-507-01-02 Zona Industrial

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Matanzas Norte, Avenida Norte-Sur 7, adyacente a la planta RDI-FIOR, Puerto Ordaz, Estado Bolvar - Venezuela. Ver figura n 2.1

Fig. n 2.1. Ubicacin geogrfica de Orinoco Iron S.C.S. Fuente: Orinoco Iron

2.2 Visin Ser el productor y suministrador de unidades de hierro metlico ms competitivo y confiable del mundo; operando con el mnimo impacto ambiental, alta responsabilidad legal y social, suplidores confiables y con personal, clientes y accionistas satisfechos.

2.3 Misin Producir y suministrar oportunamente unidades de hierro metlico al mercado siderrgico mundial dentro de los parmetros de calidad acordados en una estrecha relacin de servicios.

2.4 Descripcin del Proceso Productivo

2.4.1 Proceso FINMET El proceso FINMET es un proceso de reduccin directa, que consiste en la transformacin del mineral de hierro (xido de hierro) en hierro metlico (Fe) en estado slido, es decir, que la transformacin ocurra sin llegar a la

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fusin del mineral de hierro. El proceso se realiza en una batera de cuatro reactores de lecho fluidizado conectados en serie donde se pone en contacto el mineral (finos de oxido de hierro) proveniente de los sistemas de alimentacin en contracorriente con el gas de reduccin que est compuesto principalmente por hidrgeno y monxido de carbono.

En el primer reactor se realiza un precalentamiento del mineral de hierro, y en el resto de los reactores se llevan a cabo las transformaciones qumicas del mineral mediante las reacciones de reduccin.

El mineral proveniente de la ltima etapa de reduccin pasa a la etapa de briqueteado para la compactacin y obtencin de briquetas (HBI: Hot Iron Briquettes o Hierro Briqueteado en Caliente), terminando con esta etapa el proceso productivo como tal de esta empresa. Observar figura n 2.2, donde se muestra el Proceso Productivo de Orinoco Iron S.C.S.

1Mina(Mineral)

Ultrafinos Finos Secador Proceso(Peletizacin)

2

Removedor de Agua

H2OGruesos

Finmet CO2 Agua

3

4

Aire Gas Gas Natural Precalentador Compresor

HBI

Fig. n 2.2 Proceso productivo de Orinoco Iron S.C.S. Fuente: Orinoco Iron

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El proceso FINMET tiene una serie de ventajas de carcter operativo y econmico, un alto grado de flexibilidad operativa, con bajo consumo energtico obteniendo un producto con alto contenido metlico y bajo contenido residual. Una de las mayores ventajas es que la materia prima es finos de mineral de hierro y no pellas como en otros procesos de reduccin directa como es el caso del proceso MIDREX, por lo tanto es ms econmica la materia prima.

La planta de Orinoco Iron S.C.S. consta de 5 reas operativas:

rea de preparacin y alimentacin de mineral. Generacin y preparacin del gas reductor. rea de reactores. rea de briqueteado. rea de servicios.

2.4.2 rea de Preparacin y Alimentacin del Mineral En esta seccin se reciben, apilan y clasifican los finos de material de hierro provenientes de C.V.G. Ferrominera Orinoco, C.A., para

posteriormente ser distribuidos hacia los trenes de reactores de la planta FINMET, esto se lleva a cabo tomando en cuenta los parmetros de distribucin granulomtrica, tendencia a la decriptacin y composicin qumica.

Los finos del mineral son sometidos a un proceso de secado para remover la humedad libre y son trasladados hacia las tolvas de almacenamiento, los ultrafinos que se obtienen en este proceso de secado, representan un 20% de la materia prima, son recolectados y regresados a Ferrominera, ya que estos no deben ser utilizados porque generan problemas en el proceso de reduccin ya que tienden a reducirse rpidamente, se aglomeran y tienden a

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obstruir los bajantes de los reactores.

2.4.3 rea de Generacin y Preparacin del Gas Reductor En esta rea se produce la reformacin o craqueo del gas natural, que consiste en la transformacin del gas natural (CH4) en un gas rico en H2 y CO que actuar como gas reductor, este posee dos funciones que son mantener el mineral fluidizado y llevar a cabo la reduccin. Consiste en dos mdulos, donde el gas que proviene de Petrleos de Venezuela, S.A. (PDVSA) es usado como gas de proceso para la alimentacin de los hornos reformadores para formar el gas reductor que ser utilizado en la reduccin de los xidos de mineral.

2.4.4 rea de Reactores Es el corazn del proceso FINMET. El rea consta de 2 mdulos con dos trenes cada uno de los cuales funcionan en serie con una capacidad nominal de 550.000 toneladas al ao. Ver figura n 2.3.

El mineral proveniente de los sistemas de alimentacin de mineral fluye por gravedad a travs de los reactores ubicados en serie descendente, entrando en contacto con el gas reductor. A medida que el mineral desciende, sufre una reduccin continua hasta adquirir propiedades metlicas. El mineral con diferentes grados de reduccin se mantiene fluidizado por el gas reductor. Este fluye en contracorriente con el mineral por el ltimo reactor, en donde el mineral semirreducido proveniente de los reactores superiores, entra en contacto con un gas rico en H2 y CO con alto poder reductor, adquiriendo sus caractersticas metlicas y de carburizacin, para luego pasar a la etapa de briqueteado.

Cada reactor tiene su funcin especfica, en la cual se precalienta el mineral y posteriormente se dan las reacciones qumicas de reduccin, por lo

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que operan a diferentes condiciones de temperatura y presin. En general los xidos de hierro presentes en el mineral son reducidos hasta obtener ciertas caractersticas metlicas (Metalizacin 92% aprox.) y de carburizacin para luego pasar a la etapa de briqueteado. El producto obtenido posee una densidad superior a 5 gr/cm3 con alto contenido metlico inerte al ambiente y con capacidad de ser transportado y almacenado por los medios tradicionales de productos a granel.

H2CH4 H2O

Fig. n 2.3 Reactores. Fuente: Orinoco Iron

2.4.5 rea de Briqueteado Esta rea tiene la finalidad de recibir el mineral de hierro reducido provenientes del ltimo reactor (R-10) y convertirlo en briquetas que es el producto final del proceso FINMET.

El producto metalizado proveniente del ltimo reactor es transportado reumticamente hacia el tambor alimentador de las mquinas

Briqueteadoras, observar figura n 2.4, en donde los finos son compactados en caliente, es decir a altas temperaturas aproximadamente a 700 por C efecto de la presin hidrulica de las prensas rotatorias. Luego las briquetas o producto generado de esta ltima etapa es cribado y el material no compactado es reciclado nuevamente hacia la mquina. Las briquetas sern enfriadas y pasivadas por un sistema de aire, luego pasarn a las pilas de

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almacenamiento o a los silos de carga del tren, desde donde sern transportados hasta el puerto de Pala.

Fig. n 2.4 Briqueta. Fuente: Harewood Y.

2.4.6 rea de Servicios Las diferentes reas del proceso FINMET requieren para su

funcionamiento un conjunto de servicios auxiliares entre los cuales se encuentran: Sistema de tratamiento de agua de alimentacin: el agua necesita un tratamiento previo para la eliminacin de slidos suspendidos, minerales y dureza, debido a que es suministrada directamente por la Corporacin Venezolana de Guayana, C.V.G., sin ningn tratamiento. Aire para instrumentacin y servicios: tres compresores elctricos que permiten obtener los requerimientos de aire en la planta. Sistema de recirculacin, enfriamiento y purificacin: este sistema consta de una piscina de sedimentacin o pozo, un sistema de bombeo y una torre de enfriamiento. El agua de proceso, es enviada a los pozos para despojarla de las partculas slidas por asentamiento. De all pasa a las torres de enfriamiento y luego a travs de las bombas se recircula al proceso. Generacin de gas inerte: cuando se hace reaccionar gas natural con

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aire de la atmsfera, en forma estequiomtrica, se produce CO2 y N2. El gas inerte es comprimido y pasado a travs de un secador de slica y se divide en dos corrientes: una es enviada al proceso para cumplir con los requerimientos necesarios y la otra se almacena en tanques de purga como respaldo.

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CAPTULO III

BASES TERICAS

Proporciona el sustento terico al problema planteado a travs de la exposicin y anlisis de las teoras o enfoques que se consideran relevantes para el desarrollo del proyecto, las cuales son necesarias para el mejor entendimiento del mismo y de los resultados obtenidos.

3.1 Transmisin de datos Es la transferencia de informacin, en forma de voz, texto o imagen. Con la tecnologa electrnica, esta informacin viaja a grandes distancias y a una velocidad muy alta. Ver figura n 3.1. La transmisin de datos entre dos computadoras se efecta mediante tres tipos de conexin: Conexin Directa Conexin a Media Distancia Conexin a gran Distancia

Fig. n 3.1. Transmisin de datos Fuente: phoenixcontact.es

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3.1.1 Conexin directa Este tipo de transmisin se le llama transferencia de datos online. Las informaciones digitales codificadas fluyen directamente desde una

computadora hacia otra sin ser transferida a ningn soporte intermedio. Los datos pueden viajar a travs de una interfase serial o paralela.

3.1.2 Conexin a media distancia Se conoce como conexin off line. La informacin digital codificada se graba en un soporte magntico y se enva al centro de proceso de datos, donde ser tratada por una unidad central o host.

3.1.3 Conexin a gran distancia Mediante redes de comunicaciones de datos y a travs de interfaces seriales y modems se consiguen transferencias de informacin a grandes distancia. En cualquier tipo de conexin que tengamos, para realizar la transmisin de datos necesitamos unos medios de transmisin, fsico y lgico, que son los que nos permitirn finalmente, la realizacin efectiva de la transmisin. Esto, no es ms que el medio de enlace a travs del cual podemos conectar dos o ms perifricos con la finalidad de transmitir informacin. Antes de entrar en lleno a ver lo que se conoce como medios fsicos de transmisin de datos, debemos poder identificar tres puntos muy importantes en la transmisin de datos: Los Canales de Transferencia de Datos. Los Modos de Transmisin de Datos. Formas de Conexin de Terminales.

3.2 Caracterstica bsica de un medio de transmisin de datos Todo conductor, aislante o material opone una cierta resistencia al flujo de la corriente elctrica. Un determinado voltaje es necesario para vencer la

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resistencia y forzar el flujo de corriente. Cuando esto ocurre, el flujo de corriente a travs del medio produce calor. La cantidad de calor generada se llama potencia y se mide en WATTS. Esta energa se pierde. La resistencia de los alambres depende de varios factores: Material o metal que se us en su fabricacin. Alambres de acero que podran ser necesarios debido a altas fuerzas de tensin, pierden mucha mas potencia que conductores de cobres en las mismas dimensiones. El dimetro y el largo del material tambin afectan la perdida de potencia.

A medida que aumenta la frecuencia de la seal aplicada a un alambre, la corriente tiende a fluir ms cerca de superficie, alejndose del centro del conductor.

Usando conductores de pequeo dimetro, la resistencia efectiva del medio aumenta a medida que aumenta la frecuencia. Este fenmeno es llamado efecto piel y es importante en las redes de transmisin. La resistividad usualmente se mide en ohms por unidad de longitud.

3.3 Radioenlace Es uno de los medios ms empleados en las formas de interconexin de redes ms modernas, las redes inalmbricas que emplean parte del espectro para mover informacin entre los equipos. Ver figura n 3.2, por definicin, la radiocomunicacin es la tcnica que permite el intercambio de informacin entre dos puntos geogrficos distantes mediante la transmisin y recepcin de ondas electromagnticas. Estas tienen una velocidad de propagacin muy cercana a la velocidad de la luz, es decir 300.000 km/seg, lo que representa una velocidad por dems aceptable. En todo sistema de transmisin por radio, debe existir un transmisor y una antena asociada al mismo. El

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transmisor emite entre su potencia de salida a la antena, la que genera una seal hacia el exterior. El proceso contrario se da cuando una antena receptora captura las seales y las deriva a un equipo capaz de extraer la informacin contenida en la misma. Entre ambas antenas se propagan las seales electromagnticas.

Fig. n 3.2. Radioenlace Fuente: radiocomunicaciones.net

3.4 Propagacin de las ondas de radio Las ondas de radio tienen cinco formas de propagarse. La primera es la denominada propagacin en superficie, la segunda es la propagacin troposfrica, la tercera es la propagacin ionosfrica, la cuarta es la propagacin por visin directa y la quinta la propagacin por el espacio

3.4.1 Propagacin en superficie Las ondas de radio viajan a travs de la porcin ms baja de la atmsfera, abrazando a la tierra. A las frecuencias ms bajas, las seales emanan en todas las direcciones desde la antena de transmisin y sigue la curvatura de

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la tierra. La distancia depende de la cantidad de potencia en la seal: cuanto mayor es la potencia mayor es la distancia. La propagacin en superficie tambin puede tener lugar en el agua del mar. 3.4.2 Propagacin troposfrica Puede actuar de dos formas. O bien se puede dirigir la seal en lnea recta de antena a antena (visin directa) se puede radiar con un cierto ngulo hasta los niveles superiores de la troposfera donde se refleja hacia la superficie de la tierra. El primer mtodo necesita que la situacin del receptor y el transmisor est dentro de distancias de visin, limitadas por la curvatura de la tierra en relacin a la altura de las antenas. El segundo mtodo permite cubrir distancias mayores.

3.4.3 Propagacin ionosfrica Las ondas de radio de ms alta frecuencia se radian hacia la ionosfera donde se reflejan de nuevo hacia la tierra. La densidad entre la troposfera y la ionosfera hace que cada onda de radio se acelere y cambie de direccin, curvndose de nuevo hacia la tierra. Este tipo de transmisin permite cubrir grandes distancias con menor potencia de salida.

3.4.4 Propagacin por visin directa Se trasmite seales de muy alta frecuencia directamente de antena a antena, siguiendo una lnea recta. Las antenas deben ser direccionales, estando enfrentadas entre s, y/o bien estn suficientemente altas suficientemente juntas para no verse afectadas por la curvatura de la tierra. La propagacin por visin directa es compleja porque las transmisiones de radio no se pueden enfocar completamente. Las ondas emanan hacia arriba y hacia abajo, as como hacia delante y pueden reflejar sobre la superficie de la tierra o partes de la atmsfera. Las ondas reflejadas que llegan a la antena receptora ms tarde que la porcin directa de la transmisin puede corromper la seal recibida.

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3.4.5 Propagacin por el espacio Utiliza como retransmisor satlites en lugar de la refraccin atmosfrica. Una seal radiada es recibida por un satlite situado en rbita, que la reenva devuelta a la tierra para el receptor adecuado. La transmisin va satlite es bsicamente una transmisin de visin directa como un intermediario. La distancia al satlite de la tierra es equivalente a una antena de sper alta ganancia e incremente enormemente la distancia que puede ser cubierta por una seal.

3.5 Radiofrecuencia Al estudiar este tipo de medio de transmisin de datos es importante saber que cualquier transmisin de datos puede efectuarse sin ningn tipo de hilo, simplemente utilizando dispositivos que transportan la informacin mediante ondas. Por ejemplo la informacin recibida a travs de radio y televisin. Ver figura n 3.3.

Fig. n 3.3. Equipos de Radiofrecuencia Fuente: solostocks.com.co

La radiofrecuencia es en efecto un tipo de onda electromagntica que es muy semejante a la energa luminosa, y tiene la misma velocidad que la luz que

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es 300.000.000 metros por segundo. Las ondas de radio pueden generarse en una amplia gama de frecuencias, empezando aproximadamente de 10.000 Hz y siguiendo a travs de millones de hertzios hasta miles de millones. Se han incluido tambin ondas electromagnticas, como luz visible.

Las caractersticas de propagacin de las ondas de radio a travs de la atmsfera varan en gran medida con la frecuencia y deben tenerse presentes a la hora de elegir una frecuencia para un servicio de radio en particular.

Las ondas de radio se dividen en diferentes bandas de frecuencia de acuerdo con sus caractersticas de propagacin. Algunos de los servicios tpicos asignados a las diferentes bandas de frecuencia se observa en la tabla n 3.1

Banda V.L.F. L.F.

Usos Radio difusin telegrfica a larga distancia. Servicio punto a punto de larga distancia, ayudas a la navegacin, difusin de sonido, sistemas de portadora por lnea.

M.F.

Difusin de sonido, servicios costeros para embarcaciones, sistemas de portadoras lneas.

H.F

Servicios punto a punto para distancias media y larga, difusin de sonidos, sistemas de portadoras por lneas.

V.H.F. U.H.F. S.H.F.

Comunicaciones a corta distancia, difusin de tv y sonido, radar. Servicios aireaire y tierra aire. Sistemas de comunicacin de microondas punto a punto, radarTabla n 3.1- Usos de las bandas de frecuencias Fuente: Harewood Y.

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3.6 Potencia de transmisin (Tx) La potencia de transmisin es la potencia de salida del radio. El lmite superior depende de las regulaciones vigentes en cada pas, dependiendo de la frecuencia de operacin y puede cambiar al variar el marco regulatorio. En general, los radios con mayor potencia de salida son ms costosos. La potencia de transmisin del radio, normalmente se encuentra en las especificaciones tcnicas del vendedor. Tenga en cuenta que las especificaciones tcnicas le darn valores ideales, los valores reales pueden variar con factores como la temperatura y la tensin de alimentacin.

3.7 Ganancia de antena La ganancia de una antena tpica vara entre 2 dBi (antena integrada simple) y 8 dBi (omnidireccional estndar) hasta 21 30 dBi (parablica). Tenga en cuenta que hay muchos factores que disminuyen la ganancia real de una antena. Las prdidas pueden ocurrir por muchas razones, principalmente relacionadas con una incorrecta instalacin (prdidas en la inclinacin, en la polarizacin, objetos metlicos adyacentes). Esto significa que slo puede esperar una ganancia completa de antena, si est instalada en forma ptima.

3.8 Prdidas de propagacin Las prdidas de propagacin estn relacionadas con la atenuacin que ocurre en la seal cuando esta sale de la antena de transmisin hasta que llega a la antena receptora.

Esta se puede calcular como se observa en la ecuacin n 3.1 4d L = 10 log 2

dB

Ecuacin n 3.1

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Donde: L perdidas en dB d distancia en metros longitud de onda en metros. 3.9 Prdidas en el espacio libre La mayor parte de la potencia de la seal de radio se perder en el aire. An en el vaco, una onda de radio pierde energa (de acuerdo con los principios de Huygens) que se irradia en direcciones diferentes a la que puede capturar la antena receptora. Ntese que esto no tiene nada que ver con el aire, la niebla, la lluvia o cualquier otra cosa que puede adicionar prdidas.

La prdida en el espacio libre (FSL), mide la potencia que se pierde en el mismo sin ninguna clase de obstculo. La seal de radio se debilita en al aire debido a la expansin dentro de una superficie esfrica. La prdida en el espacio libre es proporcional al cuadrado de la distancia y tambin proporcional al cuadrado de la frecuencia. Aplicando decibeles, resulta la siguiente ecuacin n 3.2:

PEA(dB) = 20 log10 (d ) + 20 log10 ( f ) + kEcuacin n 3.2

d = distancia f = frecuencia K = constante que depende de las unidades usadas en d y f Si d se mide en metros, f en Hz y el enlace usa antenas isotrpicas, la frmula se observa en la ecuacin n 3.3:

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FSL(dB) = 20 log10 (d ) + 20 log10 ( f ) 187.5Ecuacin n 3.3

Grafica n 3.1. Prdida en dB en funcin de la distancia en metros Fuente: Radioenlaces.

El grfica n 3.1, muestra la prdida en dB para 2.4 GHz [ ] y 5.4 GHz [ ]. Se puede ver que despus de 1,5 km, la prdida se puede ver como lineal en dB. Como regla general en una red inalmbrica a 2.4 GHz, 100 dB se pierden en el 1er kilmetro y la seal es reducida a 6 dB cada vez que la distancia se duplica. Esto implica que un enlace de 2 km tiene una prdida de 106 dB y a 4 km tiene una prdida de 112 dB, etc.

Distancia (Km) 915 MHz 2.4 MHz 5.8 GHz 1 10 100 98 dB 112 dB 132 dB 100 dB 120 dB 140 dB 108 dB 128 dB 148 dB

Tabla n 3.2. Prdidas en Espacio Abierto (PEA) en dB para diferentes distancias y frecuencias. Fuente: Radioenlaces.

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La tabla n 3.2, muestra los valores tericos y pueden muy bien diferir de las mediciones tomadas, El trmino espacio libre no es siempre tan libre, y las prdidas pueden ser muchas veces ms grandes debido a las influencias del terreno y las condiciones climticas. En particular, las reflexiones en cuerpos de agua o en objetos conductores pueden introducir prdidas significativas.

3.10 Zonas de Fresnel Teniendo como punto de partida el principio de Huygens, podemos calcular la primera zona de Fresnel, el espacio alrededor del eje que contribuye a la transferencia de potencia desde la fuente hacia el receptor. Basados en esto, podemos investigar cul debera ser la mxima penetracin de un obstculo (por ejemplo, un edificio, una colina o la propia curvatura de la tierra) en esta zona para contener las prdidas. Ver figura n 3.4.

Fig. n 3.4. Zona de Fresnel Fuente: hardmob.com.br

Lo ideal es que la primera zona de Fresnel no est obstruida, pero normalmente es suficiente despejar el 60% del radio de la primera zona de Fresnel para tener un enlace satisfactorio. En aplicaciones crticas, habr que hacer el clculo tambin para condiciones anmalas de propagacin, en la cuales las ondas de radio se curvan hacia arriba y por lo tanto, se requiere

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altura adicional en las torres. Para grandes distancias hay que tomar en cuenta tambin la curvatura terrestre que introduce una altura adicional que debern despejar las antenas. En la ecuacin n 3.4 se calcula la primera zona de Fresnel:

r = 17.32 * ((d1 * d 2) /(d * f ))Ecuacin n 3.4

Donde: d1 = distancia al obstculo desde el transmisor [km] d2 = distancia al obstculo desde el receptor [km] d = distancia entre transmisor y receptor [km] f = frecuencia [GHz] r = radio [m]

Si el obstculo est situado en el medio (d1 = d2), la frmula se simplifica observar ecuacin n 3.5:

r = 17.32 * (d / 4 f )Ecuacin n 3.5

Tomando el 60% nos queda la siguiente ecuacin n 3 .6:

0.6r = 5.2 * d / fEcuacin n 3.6

Ver tabla n 3.3.

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Distancia (Km) 1 10 100

915 MHz 9 29 90

2.4 MHz 6 18 56

5.8 GHz 4 11 36

Altura de la curvatura terrestre 0 4.2 200

Tabla n 3.3. Radio [m] para la primera zona de Fresnel Fuente: Radioenlaces.

La Altura de la curvatura terrestre describe la elevacin que la curvatura de la tierra crea entre 2 puntos.

3.11 Sensibilidad del receptor La sensibilidad de un receptor es un parmetro que merece especial atencin, ya que identifica el valor mnimo de potencia que necesita para poder decodificar/extraer bits lgicos y alcanzar una cierta tasa de bits. Cuanto ms baja sea la sensibilidad, mejor ser la recepcin del radio. Un valor tpico es -82 dBm en un enlace de 11 Mbps y -94 dBm para uno de 1 Mbps. Una diferencia de 10 dB aqu (que se puede encontrar fcilmente entre diferentes tarjetas) es tan importante como 10 dB de ganancia que pueden ser obtenidos con el uso de amplificadores o antenas ms grandes. Ntese que la sensibilidad depende de la tasa de transmisin, ver tabla n 3.4.

Tarjeta Orinoco cards PCMCIA Silver/Gold Senao 802.11b card

11 Mbps -82 dBm

5.5 Mbps -87 dBm

2 Mbps -91 dBm

1 Mbps -94 dBm

-89

-91

-93

-95

Tabla n 3.4. Valores tpicos de la sensibilidad del receptor de las tarjetas de red inalmbrica Fuente: Radioenlace.

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3.12 Margen y Relacin S/N No es suficiente que la seal que llega al receptor sea mayor que la sensibilidad del mismo, sino que adems se requiere que haya cierto margen para garantizar el funcionamiento adecuado. La relacin entre el ruido y la seal se mide por la tasa de seal a ruido (S/N). Un requerimiento tpico de la SNR es 16 dB para una conexin de 11 Mbps y 4 dB para la velocidad ms baja de 1 Mbps. En situaciones donde hay muy poco ruido el enlace est limitado primeramente por la sensibilidad del receptor. En reas urbanas donde hay muchos radioenlaces operando, es comn encontrar altos niveles de ruido (tan altos como -92 dBm). En esos escenarios, se requiere un margen mayor:

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CAPITULO IV

MARCO METODOLGICO

En este captulo se presenta la metodologa que permiti desarrollar el presente Trabajo. Se muestran aspectos como el tipo de investigacin, las tcnicas y procedimientos que fueron utilizados para llevar a cabo dicha investigacin.

4.1 Tipo de Investigacin. De acuerdo a lo sealado por Hurtado (1998), la investigacin proyectiva abarca "A todas aquellas investigaciones que conducen a inventos, programas, diseos o a creaciones dirigidas a cubrir una determinada necesidad (p.311).

La presente investigacin es de tipo proyectiva, por el hecho de que se va a realizar la reingeniera de un diseo que trata de proponer solucin a un problema. Las acciones ejecutadas se desprenden de los objetivos del estudio, por ello la presentacin de los resultados permite comprobar el cabal cumplimiento de los objetivos. Narvez (1998) seala que: La investigacin que se desarrolla en el rea de ingeniera recibe el nombre de investigacin aplicada o tecnolgica, y est orientada a la generacin de nuevos conocimientos tcnicos, por tanto el

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proyecto tambin se considera una investigacin experimental aplicada o tecnolgica, debido a que permite la propagacin de nuevos conocimientos tcnicos, a travs del diseo y desarrollo de este estudio.

Este tipo de investigacin trata de exponer nuevas soluciones a una situacin determinada por lo que se necesita explorar, describir, y explicar alternativas de cambio.

4.2 Diseo de Investigacin La investigacin de campo la defini Sabino (1987) como: Mtodos a emplear, cuando los datos de inters se recogen en forma directa de la realidad mediante el trabajo concreto del investigador. Los datos obtenidos directamente de la experiencia, son llamados primarios en denominacin que alude al hecho que son datos de primera mano, originales productos de la investigacin. (p. 104).

La intencin de haber seleccionado la investigacin de campo como modalidad del estudio, permite dar respuesta al propsito y objetivos formulados con respecto a la reingeniera del sistema de radiocomunicacin desde y hacia la fosa de mineral de hiero y reas circundantes de la misma en la empresa Orinoco Iron S.C.S. El trabajo de campo permite recolectar y analizar informacin proveniente de primera fuente. Como est establecido para el tipo de investigacin a realizar, los datos de inters son recogidos en forma directa de la realidad; en este sentido se trata de investigaciones a partir de datos originales o primarios.

El conjunto de acciones a realizar durante esta investigacin la definen como experimental de campo, consistente en manipulacin de la variable en la consecucin del efecto esperado.

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4.3 Poblacin y Muestra Segn Morales, R. (2000) La poblacin se refiere al conjunto para el cual sern vlidas las conclusiones que se obtengan: a los elementos o unidades (personas, instituciones o casos) a los cuales se refiere la investigacin (p. 23).

Morales (2000) explic que: "La muestra requiere un conjunto de tcnicas que permitan alear o discriminar dentro de un grupo extenso, aquellos individuos que demuestren las causas, caractersticas y consecuencias del problema descrito (p. 80).

De acuerdo con los objetivos del presente trabajo, se definieron las caractersticas, tanto de la poblacin, como de la muestra objeto de estudio. En tal sentido, se define la poblacin, como el total de elementos sobre el que se pretende hacer una inferencia basndose en la informacin relativa a la muestra. Por otro lado, la muestra es concebida como la parte de la poblacin que es seleccionada, medida y observada.

En esta investigacin, la poblacin est constituida por el conjunto de equipos de radiocomunicacin (Motorola pro5150 y ICOM C-F21) en la empresa Orinoco Iron S.C.S.

De igual forma la muestra sobre la cual se realizarn las pruebas y anlisis respectivo son los equipos de radiocomunicacin de la marca Motorola pro5150 modelo LAH25RDC9AA3AN.

4.4 Tcnicas e Instrumentos de recoleccin de datos De acuerdo con los razonamientos que se han venido realizando, se muestran y describen las tcnicas e instrumentos de recoleccin de datos que fueron empleados en la elaboracin del presente trabajo de

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investigacin.

Revisin documental: bsicamente fue la bsqueda, seleccin y anlisis de los fundamentos tericos necesario para el desarrollo del diseo de esta reingeniera. La informacin consultada se refera especialmente a:

Manuales de fabricantes: los manuales concentran toda la informacin dada por el fabricante sobre el comportamiento, composicin, precios, caractersticas, entre otros aspectos que permiten utilizar correctamente los dispositivos electrnicos.

Conversacin

con

el

tutor:

se

realizaron

entrevistas

no

estructuradas y semiestructurada con el tutor acadmico e industrial, las cuales sirvieron de asesoramiento en el proyecto y se discutieron los avances realizados en cada etapa del mismo. Observacin directa: se empleo la observacin directa para estudiar el funcionamiento de los radios mviles en la empresa. Herramientas utilizadas: a continuacin se muestran las

herramientas y equipos utilizados para la elaboracin del proyecto de investigacin:

Autocad: es un software de diseo asistido por computadora para dibujo en 2d y 3d. Autocad gestiona una base de datos de entidades geomtricas (puntos, lneas, arcos, etc.) con la que se puede operar a travs de una pantalla grfica en la que se muestran stas, el llamado editor de dibujo. Esta herramienta facilito operar los planos de la empresa y de este modo la ubicacin de

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cada elemento de la misma y sus medidas. GPS e Trex Vista C de la marca GARMIN: es un sistema global de navegacin por satlite (GNSS) que permite determinar en todo el mundo la posicin de un objeto, una persona, un vehculo o una nave, con una precisin hasta de centmetros. Esta herramienta fue de gran utilidad para ubicar las coordenadas en distintas reas de la empresa Orinoco Iron. Wikimapia: Es un recurso en lnea que combina los mapas del buscador Google con un sistema wiki, permitiendo a los usuarios aadir informacin en forma de notas a cualquier regin o localidad del planeta. Esta herramienta permiti verificar las coordenadas

geogrficas, adems de tener fotos satelitales de las zonas y as tener una perspectiva mas clara de la empresa Orinoco Iron. Radio Mobile: es una herramienta para analizar y planificar el funcionamiento de un sistema de

radiocomunicaciones fijo o mvil. Este software utiliza mapas con datos digitales de elevacin del terreno, junto con los datos de las estaciones de Radiocomunicacin y algunos algoritmos, que desarrollan modelos de

propagacin de ondas de radio, para obtener los niveles de seal en distintos puntos, bien de un trayecto (junto con el perfil del trayecto entre emisor y receptor), utilizable para el clculo y diseo de Radioenlaces o

bien la cobertura sobre una zona determinada para el anlisis y la planificacin de comunicaciones mviles en entornos rurales.

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4.5 Procedimiento y Recoleccin de datos Este proyecto de investigacin fue llevado a cabo a travs de una serie de procedimientos bien estructurados, con etapas sucesivas bien diferenciadas pero interdependientes. A continuacin se ofrece una descripcin de cada una de ellas.

FASE I Una vez asignado el tema Realizar la Reingeniera del Sistema de Radiocomunicacin desde y hacia la fosa de recepcin mineral de hiero y reas circundantes de la misma en la empresa Orinoco Iron S.C.S, se dio inicio al proceso de recopilacin de informacin para profundizar los conocimientos de los sistemas de radiocomunicacin y as comprender con mayor claridad el comportamiento de este.

FASE II Se analizaron los planos de la estructura de la empresa para tener una idea focal de las zonas que presentaban mayor dificultad o crisis en la comunicacin por radio.

FASE III Se investigaron los equipos con que cuenta Orinoco Iron para llevar acabo el proceso de comunicacin por radio. En esta fase se tomaron datos como (marca, modelo, frecuencia, tipo de antena, potencia, entre otros) los cuales son de vital importancia para analizar el comportamiento de la situacin de radiocomunicacin que presenta la empresa.

FASE IV Luego se ubicaron las coordenadas geogrficas de diversos puntos en la empresa. En esta fase se realizaron varias etapas. Primero, se buscaron los planos que existen en la empresa pero la informacin esta en coordenadas

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gallo y no posean la formula para convertirlo en coordenadas geogrficas. Segundo, a travs de la herramienta Internet se ubica un pequeo programa llamado Wikimapia el cual ilustra fotos satelitales y muestra las coordenadas geogrficas de los puntos sealados, adems de otras funciones como medir distancias, sealar cotas, identificar, nombrar lugares, entre otros. Tercero, mediante un GPS se confirmaron estas coordenadas geogrficas ya que esta herramienta garantiza medidas ms exactas.

FASE V Se investig acerca del software que permitiera simular la problemtica de la empresa destacando Radio Mobile, luego se descarga el programa y se dio inicio al estudio del programa, a travs, de manuales y proyectos realizados con el mismo.

FASE VI Una vez familiarizado con el software Radio Mobil se realizaron las simulaciones de la situacin actual de Orinoco Iron, tomando los valores de los equipos mviles con que cuenta la empresa, adems, de las coordenadas geogrficas donde presenta mayor dificultad la comunicacin. Luego se estudiaron estas simulaciones para tener un concepto claro del problema y como se va a solucionar.

FASE VII Finalizada la fase VI, se realizara la reingeniera del sistema de radiocomunicacin en la empresa. Esta propuesta solventa el problema y genera una mejora en todo el proceso de comunicacin en toda la planta. Para llegar a esta solucin, fue necesario ubicar la mejor zona de la empresa para instalar un equipo que se amolde a las condiciones de trabajo que actualmente tiene la empresa.

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FASE VIII Luego se investiga acerca de los equipos que existen en el mercado que se adapten a las caractersticas de la propuesta de mejora que se realiza con el programa Radio Mobile, donde se encontraron distintos equipos, sin embargo, se considera mantener la misma marca que actualmente se utiliza en la empresa.

4.6 Cronograma de actividades Las siguientes tablas muestran los datos del pasante y las actividades realizadas con una fecha aproximada

DATOS DEL PASANTE Nombre y Apellido: YOSMER HAREWOOD Nro de Ficha: 2173 Especialidad de Estudios: INGENIERIA ELECTRONICA

Instituto Universidad: UNEXPO

Trabajo Asignado: Reingeniera del sistema de radiocomunicacin desde y hacia la fosa de mineral de hiero y reas circundantes de la misma en la empresa Orinoco Iron s.c.s Lapso de Pasantia

Tutor Industrial: JORGE MEDINA

Unidad de adscripcin: TECNICA

Fecha de inicio : 02/08/2010

Fecha de finalizacin: 30/01/2011

Tabla n4.1. Datos Fuente Harewood Y.

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ITEM

ACTIVIDADES A REALIZAR Elaboracin del anteproyecto (captulo I, captulo II) Revisar la documentacin sobre tecnologa y protocolos para transmisin de seales de radiocomunicacin Estudiar el alcance de la radiocomunicacin existente en Orinoco Iron Analizar la influencia de la distribucin topogrfica de la empresa y de estructuras de gran tamao en la comunicacin por radio Verificar los equipos con que cuenta dicha empresa Revisar el manual y tutoriales del programa radio Mobile para las simulaciones Elaboracin del captulo III del informe de pasanta Realizar simulaciones que ayuden a solventar el problema de radiocomunicacin Elaboracin de los elementos faltantes del informe Correcciones del informe y entrega final del mismo

FECHA DE INICIO

FECHA DE FINALIZACION

OBSERVACIONES Depender si el tema propuesto por la empresa es aceptado por el departamento de Ing. Electrnica de la UNEXPO

1

04/08/2010

13/08/2010

2

16//08/2010

28/08/2010

3

23/08/2010

03/09/2010

Mediante prueba y ensayo Depender de la observacin directa y de los planos de las instalaciones

4

06/09/2010

25/09/2010

5

27/09/2010

15/10/2010

6

18/10/2010

29/10/2010

7

01/11/2010

05/11/2010

8

08/11/2010

27/11/2010

9 10

29/11/2010 13/12/2010

10/12/2010 30/01/2010

Tabla n 4.2. Cronograma Fuente Harewood Y.

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CAPTULO V

SITUACIN ACTUAL

Orinoco Iron se encuentra ubicada alrededor de las coordenadas geogrficas 8.27541006 N 62.8189659 W, observar figura n 5.1. Esta

empresa se caracteriza por su produccin de briquetas de gran calidad, sin embargo, para llegar a su producto final es necesario de la supervisin tanto directa como indirecta de diversos elementos operativos y materia prima.

Fig. n 5.1. Foto satelital de Orinoco Iron. Fuente: Wikimapia

Este proceso de supervisin cuenta con equipos de radiocomunicacin

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mvil, de la marca Motorola Pro 5150 modelo LAH25RDC9AA3AN, el cual presta una solucin para los profesionales que necesitan un radio resistente y confiable para permanecer en contacto a largas distancias. No obstante, este sistema de comunicacin presenta inconvenientes en zonas especficas como es el caso desde la sala de control ubicada geogrficamente 8.27470 N 62.81830 W hacia la fosa de minerales ubicada 8.27473 N 62.82328 W y viceversa. Los puntos rojos de la figura n 5.2, muestran la ubicacin de estos sitios, donde el punto del lado izquierdo es la fosa de mineral y el del lado derecho es la sala de control. Estas ubicaciones fueron verificadas con el GPS e Trex Vista C de la marca GARMIN.

Fig. n 5.2. Foto satelital de fosa de mineral sala de control (Orinoco Iron). Fuente: Wikimapia

En la figura n 5.2, se pueden observar claramente las diferentes estructuras encontradas en el trayecto de comunicacin, por observacin en planta, se pudo constatar que las mayor parte de las estructuras son metlicas, adems, se observ los diferentes tamaos que superan los puntos de comunicacin, adicionando la ubicacin de la fosa de mineral, la cual est en la parte ms baja de la empresa.

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Se cuenta con las coordenadas de los lugares de mayor problema de comunicacin y de vital control en la empresa, por lo tanto, podemos realizar el estudio de su situacin actual mediante el software Radio Mobile.

Pasos realizados en la simulacin de la situacin actual de la empresa:

Para realizar la simulacin de la situacin actual en la empresa, se cargaron las coordenadas en el mismo, estas se muestran en la tabla n 5.1.

Centro de ReferenciaLatitud, Longitud Grado Decimal Grado, Minutos, Segundos 8,274471, -62,8207737 8,274471 N 62,8207737W 8 16'28,0956''N 62 49'14,7853''W

Sala de ControlLatitud, Longitud Grado Decimal Grado, Minutos, Segundos 8,2747098, -62,8183061 8,2747098N 62,818306W 8 16'28,9553''N 62 49'5,902''W

Fosa de MineralLatitud, Longitud Grado Decimal Grado, Minutos, Segundos 8,2747311, -62,8232896 8,2747311N 62,8232896W 816'29,032''N 62 49'23,8426''W

Tabla n 5.1. Centro de referencia Fuente: Harewood Y.

Como se ve en la figura n 5.3, se puede establecer el centro del mapa de varias formas usando la posicin del cursor, seleccionando el nombre de la ciudad o ingresando las coordenadas directamente.

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Fig. n 5.3. Propiedades de mapa (ingresar LAT LON o QRA) Fuente: Radio Mobil

Luego se configura la visualizacin en la pantalla, como se muestra en la figura 5.4 y la grafica de altitudes topogrficas se puede observar en la figura 5.5.

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Fig. n 5.4. Propiedades de mapa Fuente: Radio Mobil

Fig. n 5.5. Mapa geogrfico de Orinoco Iron Fuente: Radio Mobil

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La empresa cuenta con radios Motorola Pro 5150, con los cuales se trabaja en este sistema de comunicaciones, as que, para efectos de la simulacin, se establecieron los parmetros que se observan en la Tabla n 5.2.

Caractersticas Frecuencia de trabajo Tipo de polarizacin Potencia mnima del transmisor la prdida de la lnea tipo de antena ganancia de la antena la altura de la antena prdidas adicionales del cable

Valor 403 hasta 470 MHz vertical 1 Watt 1 dB omni. Ant 5 dBi 1.65m 0 dB/m

Tabla n 5.2. Parmetros de la simulacin Fuente: Harewood Y.

La nomenclatura utilizada para indicar los lugares de la planta, se muestra en la Tabla n 5.3

Lugar Sala de control Fosa de Mineral Repetidora

Nombre Unidad 1 Unidad 2 Unidad 4

Tabla n 5.3. Nomenclatura usada en Radio Mobile Fuente: Harewood Y.

La cobertura visual de nuestra simulacin se observa en la figura 5.6. El color amarillo representa la unidad 1 (sala de control) y se observa un alcance grande considerando las estructuras metlicas encontradas en

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Orinoco Iron. Esto se debe a la ubicacin estratgica, es decir a una altitud considerablemente alta con respecto a las reas circundante de la empresa, sin embargo, su alcance visual lo limita las estructuras adyacentes a sta. La unidad 2 (fosa de mineral), es la de color azul y en comparacin a la cobertura visual de la sala de control, es ms pequea, esto se debe a su posicin geogrfica, ya que se encuentra en el lugar ms bajo. Las reas de color negro simplemente son la interseccin de estas dos coberturas visuales y como se puede notar, es muy pequea.

Fig. n 5.6. Cobertura visual de la sala de control y la fosa de mineral Fuente: Radio Mobil

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En esencia la figura n 5.7, muestra la situacin que presenta la radiocomunicacin de la sala de control hacia la fosa de mineral. La distancia que separa estos dos lugares es de 550 m y la obstruccin que representa ms impacto se encuentra a 180 m desde la sala de control. Esta posee un azimut de 273.2 su peor Frsnel es de 0.1F1 esto quiere , decir que no existe comunicacin entre estos dos puntos ya que est por debajo del 80% del valor de la primera zona de Frsnel, adems, el hecho de que los obstculos sean estructuras metlicas, reduce el campo elctrico de la seal hasta eliminarlo. Esta caracterstica de la zona, no puede ser simulada en el software Radio Mobile, por tanto, l asume que s se establece una conexin, por diversidad de trayectoria, lo cual no es correcto en la planta.

Esta situacin tambin se presenta entre la fosa del mineral y la sala de control, como se puede constatar en la figura 5.8

Fig. n 5.7. Radio enlace desde la sala de control hacia la fosa de mineral. Fuente: Radio Mobil

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Fig. n 5.8. Radio enlace desde la fosa de mineral hacia la sala de control. Fuente: Radio Mobil

En conclusin, dadas las caractersticas topogrficas y de construccin de la empresa y de la materia prima, la comunicacin entre la sala de control y la fosa de mineral no puede establecerse, a pesar de que la distancia es relativamente corta, debido a las prdidas que este entorno industrial ocasiona a la seal que recorre esta rea. La atenuacin causada es de tal nivel de severidad, que la seal resultante no logra superar el nivel de seal umbral del receptor, impidiendo la recepcin adecuada de dicha seal.

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CAPTULO VI

PROPUESTA

Al estudiar la situacin que presentaba Orinoco Iron en su sistema de comunicacin por radio, se detectaron que haba fallas en su diseo, puesto que, existen prdidas ocasionadas por las estructuras metlicas de la empresa al momento de realizar una radiocomunicacin. Teniendo como consecuencia una comunicacin deficiente, por estas razones fue necesaria una propuesta de mejora o una reingeniera del sistema de

radiocomunicacin.

6.1 Descripcin del diseo o propuesta Esta propuesta de mejora no puede estar basada simplemente en

simulaciones hechas en Radio Mobile, debido a las caractersticas que posee la infraestructura de la empresa. Por esta razn, se realiz el estudio de la cobertura de forma emprica, desde la sala de control hasta la fosa de mineral, con la finalidad de encontrar un lugar apropiado para aumentar los niveles de potencia, utilizando un equipo con este fin. Una vez encontrado este punto, se realizaron las simulaciones con el software antes mencionado.

Se coloc un dispositivo electrnico que recibe las seales dbiles y la retransmite con una potencia mayor, de este modo se pudo cubrir distancias ms largas, sin degradacin o con una degradacin tolerable por los radios.

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El equipo planteado fue un repetidor, con el software Radio Mobile se realizaron simulaciones de la propuesta de mejoras las cuales sern explicadas a continuacin, haciendo nfasis en las caractersticas del repetidor, la cobertura visual que posee el mismo y ubicndolo en un lugar estratgico en la empresa, para garantizar los resultados ms eficientes.

En este proceso de reingeniera fue necesario realizar diferentes fases para obtener los resultados deseados, las cuales sern explicadas a continuacin:

Simulacin de la propuesta

Para la realizacin de la simulacin de la propuesta o reingeniera del sistema de radiocomunicacin de la empresa Orinoco Iron, se cargaron las coordenadas de la tabla n 5.1 y la tabla n 6.1

RepetidoraLatitud, Longitud Grado Decimal Grado, Minutos, Segundos 8,273611, -62,8205055 8,273611N 62,8205055W 8 16'24,9996''N 62 49'13,8198''W

Tabla n 6.1. Repetidora Fuente: Harewood Y.

Las coordenadas de la repetidora coinciden con las coordenadas del edificio de secado de mineral. En la figura n 6.1 se observan las dimensiones y forma de este edificio.

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Fig. n 6.1. Vista al este del edificio de secado de mineral Fuente: Autocad (Gerardo Barra)

Se estableci el equipo MTR2000 como repetidora y se cargaron a programas sus datos de fabricante, observar tabla n 6.2 Caractersticas Frecuencia de trabajo Tipo de polarizacin Potencia mnima del transmisor la prdida de la lnea tipo de antena ganancia de la antena la altura de la antena prdidas adicionales del cableFuente: Yosmer Harewood

Valor 403 hasta 470 MHz vertical 100 Watt 1 dB omni. Ant 5 dBi 80 m 0 dB/m

Tabla n 6.2 parmetros de la simulacin

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En la figura 6.2, se observa el mapa con las unidades o elementos en su coordenada geogrfica especificas, luego se visualizara la cobertura visual de cada unidad, donde la unidad 1 (sala de control es de color amarillo), la unidad 2 (fosa de mineral es de color azul) y la unidad 4 (repetidor es de color rojo), en la figura 5.6 observamos la cobertura que nos plantea la sala de control y la fosa de mineral, la cual no es suficiente. Como puede notarse en la figura n 6.3, el repetidor es la que tiene mayor alcance y de este modo garantiza la comunicacin en las distintas zonas de Orinoco Iron. Cumpliendo con el objetivo de la reingeniera del sistema de

radiocomunicacin el cual presentaba fallas.

Fig. n 6.2. Mapa geogrfico de Orinoco Iron con sus unidades Fuente: Radio Mobil

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Fig. n 6.3. Cobertura visual de cada unidad y de la propuesta (repetidor) Fuente: Radio Mobil

Como se nota en la figura n 6.3, el repetidor asegura una zona de cobertura lo suficientemente grande para garantizar las comunicaciones en la empresa, no obstante en la figura n 6.4 y 6.5, se establecen los clculos que dieron las respectivas simulaciones en el enlace de radio entre la repetidora, la sala de control y la fosa de recepcin de mineral.

Con la implementacin de esta repetidora en la planta, se soluciona el problema de comunicacin va radio, la principal falla, del sistema de radiocomunicaciones instalado es que, la infraestructura de la planta y el apilamiento de la materia prima en los patios de la empresa, anulaba el campo elctrico de la seal, esto, porque la seal deba atravesar en lnea recta toda la planta para poder llegar de la sala de control a la fosa. Al colocar una repetidora, lo suficientemente elevada como para disminuir la incidencia de las estructuras metlicas en el campo elctrico se logra una mejor cobertura en la planta, y as se obtiene un sistema de comunicaciones ptimo para las necesidades de la empresa.

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Fig. n 6.4. Radio enlace desde la sala de control hacia la repetidora. Fuente: Radio Mobile

Fig. n 6.5. Radio enlace desde la fosa de mineral hacia la repetidora. Fuente: Radio Mobile

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6.2 Fundamentos tericos de la propuesta La reingeniera de sistema de comunicacin segn los resultados

obtenidos nos lleva a la instalacin de un dispositivo electrnico que aumente los niveles de potencia de las seales alrededor de toda la empresa. El transceptor MTR2000 es un equipo muy poderoso, que puede ser configurado como Estacin Base para control remoto de tonos por medio de una Consola, o bien como una Estacin Repetidora. Por esta razn, fue el elegido para la instalacin en el rediseo, ver figura n 6.6, donde se muestra la estructura fsica de este equipo.

Fig. n 6.6. Motorola MTR2000 Fuente: Motorola

Este equipo presenta caractersticas en su construccin y capacidades que lo hacen adecuado para los ms exigentes requerimientos en cuanto a su potencia, servicio pesado continuo y especificaciones tcnicas del ms alto nivel para ser utilizadas en sitios de alta densidad de antenas. Con un montaje del tipo rack muy compacto y sus diferentes modelos de potencias variables entre 100 a 25 W, 40 a 1 W y 30 a 1 W y parmetros de operacin de gran flexibilidad, posee tambin un mecanismo de auto comprobacin que controla su funcionamiento. Adems, incluye en su fuente de alimentacin un sistema de carga a flote y transferencia automtica a bateras en el caso de cortes en el suministro elctrico.

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6.3 Funciones y beneficios

6.3.1 Proporciona flexibilidad incomparable en un diseo compacto

Operacin analgica en sistemas convencionales Diseo basado en software que permite agregar aplicaciones futuras al sistema Modelos de VHF con potencia variable de 100-25 Vatios, 40-1 Vatios y 30-1 Vatios Modelos de UHF con potencia variable de 100-25 Vatios, 40-2 Vatios y 30-2 Vatios. Dimensiones compactas, 3 bastidores de 13.3 cm. (5.25") utilizan eficientemente el costoso espacio del sitio Espaciamiento programable de canal de 12.5 25/30 kHz Configuracin Estndar EIA de montaje en bastidor de 48 cm. (19) Peso ligero (19 kg. / 40 lbs.)

6.3.2 Reduce el tiempo de instalacin y mantenimiento Programacin y pruebas de diagnstico realizadas mediante un computador personal Mdulos funcionales independientes: Unidades reemplazables en campo (FRU) El diseo basado en software simplifica las actualizaciones Fcil acceso a los puertos de la estacin

6.3.3 Contribuye a maximizar el tiempo de operacin del sistema Diseo basado en microprocesadores con capacidad integrada DSP Fuente de alimentacin conmutable que funciona en una amplia gama de voltajes y frecuencias Software de programacin RSS para diagnstico y medicin

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Mdulos funcionales independientes: Unidades reemplazables en campo (FRU).

Adems de la repetidora, es necesario colocar una antena base cuyo patrn de radiacin abarque toda la rea necesaria. En este proyecto se propone instalar una antena omnidireccional de 12 dBi para el rango de frecuencias de 400 a 500 MHz con conector N Hembra.

Se proponen estos equipos porque se encuentran en existencia en el departamento de almacn.

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CONCLUSIN

Segn el estudio realizado de mejora del sistema de radiocomunicacin existente en Orinoco Iron, se observaron puntos de gran importancia, que impactan de manera resaltante en dicha empresa, las cuales sern expuestas a continuacin:

Las grandes estructuras metlicas y la materia prima metlica que se encuentra en los patios de almacenamiento de la empresa, es el principal agente causante de las fallas en las comunicaciones va radio en la empresa. Debido a que al existir estos materiales, el ambiente se torna muy

desfavorable para la preservacin del campo elctrico, lo cual ocasiona las prdidas en la amplitud de las ondas.

Las simulaciones en el software Radio Mobile fueron de gran utilidad para el estudio de la situacin que presenta la empresa y se observ el campo visual existente entre los puntos ms crticos, a travs de esta herramienta.

El edifico de secado de mineral se estableci como el mejor lugar para colocar la antena del repetidor, por poseer unas de las altitudes mas altas de la empresa, adems se encuentra prcticamente en el centro de la misma y posee suministro de energa elctrica.

El repetidor MTR2000 de la marca Motorola se estableci como el indicado para aumentar la potencia de las ondas de radio en Orinoco Iron, necesarias para el uso eficiente del sistema de radiocomunicacin, adems, cuenta con las caractersticas tcnicas para realizar el trabajo.

El costo de inversin es relativamente econmico para la modificacin del sistema de comunicaciones, ya que la empresa cuenta con el repetidor MTR200.

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RECOMENDACIONES

En funcin de los resultados y conclusiones que se obtuvieron en la presente investigacin, se recomiendan los siguientes aspectos:

Se recomienda al personal de mantenimiento que agreguen a su rutina de trabajo, el mantenimiento preventivo y correctivo de los equipos de radiocomunicacin, existen en la empresa briquetiadora Orinoco Iron y de este modo garantizar la mxima efectividad de los equipos de comunicacin.

Se recomienda que a la hora de la instalacin de la antena, se encuentre bien aterrada, para garantizar su ptimo funcionamiento.

Se recomienda que en la implementacin del proyecto si la antena no es la recomendada, esta se adapte al ambiente de trabajo y cumpla con los requisitos tcnicos y de este modo garantizar la comunicacin.

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BIBLIOGRAFA

(1) COUDE, R. (2006) RADIO MOBILE ayuda para la configuracin y uso. Traduccin libre de Daniel Magnoli LW1DRJ para ARM BBS Setiembre de 2006

(2) Buettrich S. (2007) Clculo de Radioenlace. www.wilac.net/tricalcar

(3) ORINOCO IRON, INTRANET. http://ibhnet/gestionempresarial

(4) TESIS DE MEDIOS DE TRANSMISION. (Biblioteca Universidad O&M)

(5) Rojas de Narvez, Rosa (1997). Orientaciones practicas para la elaboracin de informe de investigacin. Puerto Ordaz, UNEXPO-

Vicerrectorado Puerto Ordaz- Departamento de Estudios Generales Seccin de Humanidades - Ctedra Metodologa de la Investigacin

(6) Gonzles C. (2008) Manual de Usuario Radio Mobile.

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ANEXO

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ANEXO A. Plano de la empresa Orinoco Iron

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ANEXO B. Radio porttil Motorola pro5150 Radio Porttil Pro5150 Intrnsecamente seguros ( 4 Canales) y ( 16 anales ) ESPECIFICACIONES DEL RADIO PORTTIL PRO5150 Intrnsico PRO5150 Intrnsicamente Seguros Radio Practico El Radio Porttil PRO5150 Intrnsicamente Seguros es la solucin accesible para los profesionales que necesitan un radio resistente y confiable para permanecer en contacto. Este practico radio fcilmente aumentar la productividad del usuario ya que lo mantiene comunicado y al mismo tiempo racionaliza el uso del aparato, permitiendo concentrarse en la tarea actual. Y gracias a la tecnologa X-Pand de comprensin de voz, la claridad dela audio es clara y ntida, aun en ambientes ruidosos. Con el radio porttil PRO5150 Intrnsicos, la comunicacin no podra ser mas sencilla Funciones y Beneficios Principales del Radio Porttil PR5150 Intrinsicamente Seguros Identificacin por Tonos Ocho tonos diferentes le permitirn identificar fcilmente llamadas individuales o de grupo. Sirena de Emergencia Un botn en la parte superior del radio puede programarse para emitir un sonido penetrante al ser presionado en caso de emergencia. Nivel de Potencia Programable Cada canal puede programarse para transmitir con alta o baja potencia segn sus necesidades de cobertura. Cualquiera de los botones laterales puede programarse para alternar temporalmente entre los niveles de potencia altos y bajos. Espaciamiento de Canales de 12,5 25 kHz Cada canal puede programarse con un espaciamiento de canal de 12,5 kHz o 25 kHz para acatar las normas gubernamentales locales. Escalert Cuando no se responde a una llamada selectiva o alerta de llamada, el tono de alerta aumenta gradualmente.

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Transmisin Interna Accionada por Voz (VOX) Con ayuda de una diadema apropiada, usted puede hablar y escuchar una conversacin por radio sin tener que usar las manos. Funciones Adicionales Usted puede expandir las funciones de su radio PRO5150 Intrnsicamente Seguros mediante una de las siguientes tarjetas opcionales: Recepcin DTMF - para llamadas entrantes Almacenamiento de Voz - para grabar mensajes breves Adems de lo anteriormente mencionado usted obtiene. Identificacin de Llamadas (PTT-ID) Llamada Selectiva de Voz (recepcin solamente) Inhibicin Selectiva del Radio (recepcin solamente) Sealizacin Quick-II (recepcin solamente) Medidor de Batera (LED/TONO) Operacin Mediante Repetidor o Radio a Radio Monitoreo Rastreo con Prioridad nica Silenciamiento Comprimido/Normal Sealizacin Quick-II (recepcin solamente) Bloqueo de Canal Ocupado Limitador de Tiempo de Transmisin Eliminacin de Canal Ruidoso CSQ / PL / PDL / inv-DPL Radio Porttil PRO5150 Intrnsico GeneralesEspecificaciones Dimensiones (batera estndar de alta capacidad, sin el clip) Peso(gramos/onzas) Fuente de Alimentacin Duracin de la batera a un ciclo trabajo de 5/5/90* Numero de Modelo BANDA BAJA VHF / UHF 5,40 pulg. x 2,26 pulg. x 1,50 pulg. 137 mm x 57.5 mm x 37.5 mm 420/15g Batera recargable de 7,5 Voltios 11 horas con la alta potencia/ 8 horas con alta potencia LAH25KDH LAH25CEC 29.7 - 42.0MHz 35.0 - 50.0MHz 20 KhZ ,10 ppm VHF / LAH25KDC UHF / LAH25RDC UHF / LAH25SDC VHF / 136-174 MHz UHF / 403-470 MHz UHF / 450-527 MHz 12.5 / 20 / 25 KhZ 5 ppm @ 25 kHz 2,5 ppm @ 12.5 kHz

Rango de Frecuencia Espaciamiento de Canal Estabilidad de Frecuencia: (-30 a +60 +25C Ref.) > C C,

TransmisorEspecificaciones BANDA BAJA VHF / UHF

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Potencia de Salida RF Limitacin de Modulacin Zumbito y Ruido FM Emisiones Conducidas/Radiales Respuesta de Audio(0,3-3 kHz) Distorsin de Audio

1-6 W 4 kHz @ 20 kHz -40 dB 66 dBw

VHF / 1- 4 W UHF / 1-4 W 2,5 kHz @ 12,5kHz 4,0 kHz @ 20 kHz 5,0 kHz @ 25 kHz

+ 1 a -3 dB 3 % tpica

ReceptorEspecificaciones Sensibilidad ( 12 dB SINAD ) EIA Sensibilidad (20 dB SINAD) ETS Intermodulacin conforme EIA Selectividad de Canal Adyacente Rechazo de Espurias Audio Nominal Distorsin de audio comparado con audio nominal Zumbido y Ruido Respuesta de Audio(0,3 - kHz) Emisin de Espurias Conducidas conforme a la Seccin 15 de la FCC 70 dB 70 dB 0,5 W 3% tpica -45 dB @ 12.5 kHz/-50 dB @ 25 kHz +1 a -3 dB -57 dBm < 1GHz -47 dBm > 1GHz BANDA BAJA VHF / UHF 0.25 mV tipico 0.5 mV 70Db 60 dB @ 12.5 kHz 70 dB @ 25 kHz

Estndares militares810C Mtodo Baja Presin Alta Temperatura Baja Temperatura Cambio de Temperatura Radiacin Solar Lluvia Humedad Salitre Polvo Vibracin Choque 500.1 501.1 502.1 503.1 505.1 506.1 507.1 509.1 510.1 514.2 516.2 Proced. 1 1,2 1 1 1 1,2 2 1 1 8,10 1,2,5 Mtodo 500.2 501.2 502.2 503.2 505.2 506.2 507.2 509.2 510.2 514.3 516.3 810D Proced. 1,2 1,2 1,2 1 1 1,2 3 1 1 1 1,4 Mtodo 500.3 501.3 502.3 503.3 505.3 506.3 507.3 509.3 510.3 514.4 516.4 810E Proced. 1,2 2 1,2 1 1 1,2 3 1 1 1 1,4

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ANEXO C. Repetidora

MTR2000: "Estacin Base, Repetidor y Receptor". La Estacin Base/Repetidor MTR2000, bajo un diseo controlado por software, ofrece capacidades de trabajo analgicas y trunking. Su diseo interno modular permite una mayor flexibilidad y sencillez para futuras actualizaciones. Est diseado para montaje en rack 19" (EIA 48.3 cm).

Sobre este dispositivo destacamos su capacidad de transmisin continua, a su mxima potencia de salida de RF, sin degeneracin o deterioro de sus componentes. Bsicamente esto significa que el equipo puede estar transmitiendo a potencias de 40W, 60W o 150W de modo continuo y sin descanso. Esto ltimo, le permite ser una excelente solucin en Sistemas donde se prevee una alta ocupacin del canal (por ejemplo una estacin

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maestra de un sistema de Telecontrol). El MTR2000 ofrece una tremenda fiabilidad debido a la gran elaboracin de sus circuitos (receptor, transmisor, mdulos I/O, CPU,..) lo que permite ubicarlo en cualquier tipo de ambiente (rango de funcionamiento de -30 C a +60 C) y, prcticamente, olvidarse de l. El tiempo medio entre fallos MTBF (Medium Time Between Fails) es extremadamente alto en comparacin con otrasEstaciones Base/Repetidoras. Puede ser alimentado tanto por tensin alterna (230Vac), como por tensin continua (12Vcc a travs de un acondicionador especfico de bateras), lo cual permite establecer conmutaciones a sistemas de alimentacin alternativos en caso de fallo de la tensin de red. Posee un conector mediante el cual se pueden obtener distintas seales (alarmas, estados,..) que permiten monitorizarlo a travs de la Unidad de Supervisin de Emplazamientos de Telecomunicaciones Motorola NFM (Network Fault Management). El MTR2000 es, sin lugar a dudas, el repetidor que ANFER FPC SL ofrece a sus clientes para las aplicaciones que precisan unos niveles muy altos de seguridad y fiabilidad.

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ANEXO D. Radio ICOM c-f21 Especificaciones de RADIO UHF 450-470 DEL VATIO IC-F21 DEL CANAL 4 DE ICOM 16 AGRADABLE

Lugar del origen: uangdong, China

Marca: ICOM

Nmero de modelo: CF21

Comunicaciones en tiempo, forma rpida y sencilla Especficamente para los pequeos o de gran escala de dos vas de diseo businesscommunications, el uso de simple y rpida. Superiorperformance, una funcin de seales multi-tono, la banda ancha y espaciamiento de narrowbandchannel, tres clases de potencia de salida y muchas otras superfeatures. La operacin simple, fcil de usar Fcil de manejar, slo los botones de lanzamiento, control de volumen y botones channelselector tienen funciones se pueden realizar. Incluso en el

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beltdoes no quitar la radio de las circunstancias, puede llevar a cabo alloperations. No requiere ningn entrenamiento, puede utilizar esta herramienta de la perfectbusiness. Llame ofrece una variedad de opciones Utilizar las capacidades de audio integrado (2 - Audio, 5 - codificador de audio, CTCSS, DTCS y / decodificador) para establecer el grupo PREPARAR SU hablar, mientras que otros permanecen en silencio cuando el discurso. Por supuesto, hay un decodificador DTMF. Potencia de salida continua de 4 W o 5 W Cuando es necesario, puede utilizar la salida de 4W de potencia o 5W *, a avoidobstacles y paredes en el interior del exterior de los efectos adversos, therebyenhancing de comunicacin a distancia. UHF modelo 4W, 5W VHF modo Otras caractersticas Su tamao compacto, peso ligero, fcil de llevar 16 canales de modelo y un modelo simple de 4 canales Seleccione los accesorios son alcalinas, Ni-MH y Li-ion pack de bateras Especificaciones Gama de frecuencias (receptor /) *: IC-F11/F11S 146-174 MHz IC-F21/F21S 400-430 MHz, 440-470 MHz

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Canales: Total 16 (tipo rotatorio) Total 4 (tipo palanca) Separacin entre canales: 12,5 kHz, 25 kHz PLL paso del canal: 2,5 kHz, 3.125 kHz (VHF) 5KHz, 6.25kHz (UHF) Potencia de salida: 5 W, 2 W o 1 W (VHF) 4 W, 2 W o 1 W (UHF) Las emisiones no esenciales: 73dBc tip. Potencia de canal adyacente : En 25KHz a 12.5KHz 70 dBtyp. 60 dBtyp. Estabilidad de frecuencia : VHF UHF 5ppm 2.5ppm Sensibilidad: 0,25 uV (tpico) de 12 dB SINAD Selectividad de canal adyacente

70

: En 25KHz a 12.5KHz 70dB typ. tpico 65dB. Espurias del receptor: 70 dB (tpico) Volumen de potencia de salida: 500 mW (tipo.) 5% de distorsin / 8 ohmios Consumo de corriente : Recibir 70mA de lanzamiento (en espera) 250 mA (ratedaudio) 1,6 (alto) Dimensiones: 54 (W) x 128 (H) x 37 (D) mm Peso: 310 g (con BP-209) Accesorios de azar incluyen: acogida y Taiwn uno, un clip, un manual, 1 cargador de batera 1.

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ANEXO E. F