Diálogos con EA3OG: Contra la tierra común de RF
por EA3OG
No consigo acabar con la práctica de la puesta a tierra común de RF en equipos y acopladores, pero confío en que podré convenceros de que es perjudicial cuando hayáis leído “el porque”.
Llevo años luchando por desacreditar la toma de tierra común para RF y recomendando que no se utilice por sistema, si no es en algún caso muy concreto. Pero los fabricantes son más poderosos e insistentes que yo e insisten en recomendarla e instalarla en los equipos y acopladores. Para postre, es importante que todos los equipos tengan una toma de tierra común eléctrica y eso contribuye a la confusión general entre las dos clases de tomas de tierra.
Desgraciadamente, siempre descubro que la mayoría de radioaficionados no ha entendido bien la cuestión, por lo que me tomo la libertad de volverlo a sacar a relucir con tan corto intervalo de tiempo, pues ya lo expliquéantneriormente en los Diálogos con EA3OG de la revista CQ de enero de 2006, pero confío en que esta vez os convenza para siempre.
¿Dices que la tierra común de RF no sirve para nada?
En el texto del artículo dedicado a las tomas de tierra en general, ya declaraba que una toma de tierra común de RF no sólo no servía para nada, sino que incluso es contraproducente. Y mucho más ahora en que los equipos de nuestra estación ya vienen generalmente todos equipados con un tercer hilo (amarillo-verde) en el cable de alimentación, de forma que ya disponen casi todos de una toma de tierra común eléctrica que deja todos los chasis conectados a la toma de tierra común de la red.
¿Por qué es tan importante que no circule RF por un cable de tierra común?
Porque si realmente ese cable cumpliera su función y circulara por el cable una buena corriente de RF, se modificaría el diagrama de radiación de nuestra antena y una buena parte de nuestra transmisión se radiaría dentro de nuestra estación. Por otra parte, lo más probable es que esa radiación tuviera una polarización que no coincidiría con la de nuestro sistema radiante y perjudicaría su funcionamiento, aparte de afectar a su directividad, como vamos a ver más a fondo a continuación.
N. del E. Hace algún tiempo, al reparar una fuente de alimentación conmutada de un PC (de buena marca y absolutamente “silenciosa” en RF), advertí que el hilo verde-amarillo que unía el módulo a la toma de tierra del conector de red llevaba incorporado un aro de ferrita, sobre el que se habían devanado cuatro espiras. Precisamente para evitar la propagación de RF sobre la red, ¡exactamente lo que sostiene Luis!
Si nos hemos tomado mucho interés en que nuestra antena tenga una buena ganancia y directividad, y radie toda nuestra potencia de RF en un lugar lo más alto posible, con la altura adecuada, con el ángulo de elevación más conveniente, si entonces circula RF por nuestro flamante cable de toma de tierra común de RF, no se podrá evitar que se ponga a radiar también, y es evidente que perturbará el diagrama de radiación de nuestra maravillosa antena y lo enviará al cuerno.
¿Y qué es lo que te pone tan nervioso que te hace volver a escribir sobre el tema?
El que los fabricantes de equipos y accesorios (acopladores) insisten en recomendarla siempre, tal como he descubierto al comprar un acoplador automático, uno de los más modernos acopladores actuales, pues sus fabricantes lo recomiendan exponiendo ideas anticuadas, ideas de los tiempos en que no se entendía bien el comportamiento de la RF y de cuando los cables de alimentación de los equipos no disponían de tercer hilo de puesta a tierra eléctrica. Pero tengo la esperanza de que algún día lean mis artículos y se enteren de que lo que recomiendan es un gran error y que deberían matizarlo muchísimo mejor y que la toma de tierra de RF sólo debe utilizarse con antenas de hilo largo.
Pero empecemos explicando las cosas desde el principio:
¿Es correcto aconsejar una toma de tierra común eléctrica?
Efectivamente, es un gran acierto recomendar una toma de tierra eléctrica común para todos los equipos que van conectados entre sí, pero en eso no se debería incluir nunca en este capítulo a los equipos que no llevan alimentación propia, como por ejemplo los acopladores de antena no automáticos. No la necesitan. Recordemos bien el por qué.
¿Por qué es tan importante la toma de tierra común eléctrica?
Porque esta conexión común es la que garantiza que todos los chasis metálicos están al mismo potencial eléctrico y eso es lo que evita que no nos piquemos (no suframos descargas eléctricas de corriente alterna) cuando conectamos y desconectamos los equipos entre sí y con sus accesorios externos, así como tampoco al conectar y desconectar las antenas.
¿Si algún equipo no dispone de tercer hilo es importante colocarle una toma de tierra común eléctrica?
Sí, es importante unirlos todos con algún cable, de modo que si hay algún otro equipo que sí dispone de tercer hilo, el problema de la puesta a tierra eléctrica quedará ya resuelto. Y si ningún equipo dispone de este tercer hilo, pues es importante que los conectemos todos entre sí de algún modo y a una toma de tierra común eléctrica. Pero es importantísimo que no permitamos que circule la RF por este cable.
¿Por qué la RF no debe circular de ningún modo por este cable de tierra?
Porque si circula efectivamente RF por ese cable en transmisión, nunca nos acordamos de que todo lo que afecta al diagrama de radiación de nuestra antena en transmisión, afecta exactamente igual al diagrama de la antena en recepción, y éste diagrama es mucho más importante, como ya he explicado en artículos anteriores.
Si habéis leído la revista CQ de abril 2007, ya explicaba en ella que la ganancia de la antena en recepción puede llegar a mejorar nuestra sensibilidad hasta el doble de su ganancia, al disminuir el ruido exterior captado, al mismo tiempo que aumenta la señal con su ganancia. Así que se ve muy claramente que, si la importancia del diagrama de radiación de la antena en recepción es doble que en transmisión, debemos procurar no estropearlo todo con cables de tierra de RF capaces de radiar y, no lo olvidemos nunca, de captar también RF en recepción.
Por otra parte, si hemos tomado grandes precauciones para que nuestra antena directiva tenga una gran relación frente/espalda (Front to back) y podamos utilizarlo para atenuar alguna estación que nos perturba, tengamos en cuenta que esta propiedad nos la cargamos olímpicamente con la radiación (y captación) de nuestra preciosa toma de tierra común por la que circula RF. Porque no olvidemos que ese cable de toma de tierra común de RF es capaz de captar señales en recepción también.
¿Y si no circula energía de RF por ella? ¿La aceptarías entonces?
Entonces más vale sacarla porque no sirve para nada. Es un cable inútil que es mejor retirar, si ya disponemos de una toma de tierra común eléctrica. Si no disponemos de ninguna puesta a tierra común eléctrica, sea bienvenida, pero asegurándonos de que no circula RF por ella en transmisión.
¿Por qué estás tan seguro de que cualquier cable de tierra para RF radiará y captará energía?
Seguro, no estoy, aunque si operamos en diversas bandas, en alguna nos perjudicará, porque si la estación no está en un sótano o en una planta baja sin sótano, cualquier toma de tierra no será lo bastante corta y tendrá una longitud realmente apreciable a efectos de radiofrecuencia. Es corriente que en una vivienda unifamiliar y de varias plantas la estación esté en el piso más alto. Así que la toma de tierra siempre tendrá unos cuantos (o muchos) metros o pisos. No digamos si se tiene la estación en un piso elevado de un edificio de apartamentos.
Lo normal es que como mínimo tenga una longitud apreciable y esa longitud podría llegar muy fácilmente a ser un cuarto o media onda de longitud en alguna de las frecuencias que trabajamos. Y ahí comienzan los problemas. Si resuena y es un cuarto de longitud de onda, pondrá un máximo de RF en el equipo, justo lo contrario de lo que pretendemos. Y si es media longitud de onda, de forma que ponga un mínimo de tensión de RF en ambos extremos, malo también porque resonará de forma independiente con efectos inesperados en el diagrama de radiación de tu antena.
¿Qué recomiendas instalar si no tenemos instalado el tercer hilo de puesta a tierra común eléctrica en nuestra casa?
Si no disponemos de toma de tierra eléctrica y nos vemos obligados a conectar todos los equipos con un cable de tierra común, cable que deberemos llevar hasta alguna toma de tierra, yo recomiendo que ese cable de tierra sea aislado (recubierto) y que lo enrolles en anillos de ferrita o en rectángulos partidos de ferrita, de forma que se impida que circule cualquier RF por este cable. Y que además del mismo modo procuremos impedirle cualquier resonancia que se pudiera producir en él.
¿Y no circulará RF por una instalación normal con tercer hilo amarillo-verde?
Es posible, pero a mí no se me ocurre cómo evitar que circule por ella sin modificar la instalación eléctrica de la casa, de forma que lo más recomendable es alejar la antena o el sistema radiante tanto como se pueda de la casa o del apartamento, sin pasarnos demasiado con la distancia, para que las pérdidas en el cable de transmisión o de bajada no sean excesivas y sea peor el remedio que la enfermedad.
Si se sospechara de algún problema de este tipo, lo que sí se puede hacer es que todos los equipos de la estación estén conectados a regletas de enchufes, que luego se llevarán a una única conexión con la red con un solo cable, el cual se podría enrollar en anillos o montarle cilindros partidos de ferrita. Así se solucionaría muy fácilmente el problema.
¿En qué caso único se debe utilizar realmente una toma de tierra de RF?
Cuando utilizamos una antena de hilo largo, entonces es imprescindible que realicemos una buena toma de tierra de RF que sirva de contraantena al hilo largo, para que nuestra instalación eléctrica no se convierta en la contraantena del sistema radiante, con todos los problemas que eso genera. De todos modos, esa toma de tierra de RF se recomienda realizarla fuera de la casa, para que la RF circule principalmente fuera de nuestra estación y no perturbe todos los elementos eléctricos interiores, como televisores y amplificadores de audio. Claro que eso no es tan fácil de realizar en un apartamento, pero también es difícil montar un hilo largo en el terrado de un edificio de apartamentos. Deben ser pocos los que lo han conseguido.
Ahora, para la toma de tierra del hilo largo, tenemos además dos posibilidades: la primera, utilizar un acoplador manual o automático en el interior de la estación para acoplarlo a nuestro transmisor; o lo que es mucho mejor como segunda opción: un acoplador remoto automático. En efecto, es mejor utilizar un acoplador automático exterior hermético a prueba de intemperie. Con este último, si además disponemos de una toma de tierra exterior, nos aseguramos que toda la RF circule realmente en el exterior de la estación y nos ahorraremos muchos problemas. Actualmente empiezan a haber acopladores automáticos a precios asequibles incluso para exteriores.
¿Y qué diablos podemos hacer si detectamos RF en el interior de la estación, si tú no aconsejas una toma de tierra para RF para eliminarla?
Supongo que te refieres a qué se puede hacer cuando te quemas el bigote al acercarte a la boca el micrófono al transmitir, o que el manipulador te quema cuando lo tocas sin querer en transmisión, o aparece audio en los altavoces del sistema de alta fidelidad, que son los síntomas de la presencia de una RF considerable en el interior de la estación.
Lo más probable es que tengamos una RF que circula por el exterior del cable coaxial de bajada de la antena, porque trabajamos con algún tipo de antena asimétrica alimentada por cable coaxial y, por ejemplo, siempre se ha dicho erróneamente que las antenas verticales no necesitan balun para funcionar porque son asimétricas y se adaptan perfectamente a un cable de alimentación asimétrico como es el cable coaxial. Y esto es falso. Éste ha sido uno de los errores que se ha perpetuado en el mundo de la radioafición de toda la vida. Las antenas verticales también pueden inducir corrientes en el exterior de la malla del cable coaxial y, por tanto, llegar a la estación y quemar los bigotes del operador y las manos del radiotelegrafista.
Ya sabéis que siempre he recomendado alimentar las antenas verticales con balun 1:1 o colocar anillos o rectángulos de ferrita en los cables de alimentación, tanto en la antena, como en el interior de la estación, para que no circule ninguna corriente de RF por el exterior de la malla, porque esas antenas son tan sensibles como los dipolos o cualquier antena horizontal a que la RF se propague por el exterior del cable de bajada hasta la estación.
Frases inadecuadas en los manuales
Por ejemplo, en el manual de un acoplador automático recién comprado se puede leer la siguiente traducción:
“Precaución: Para seguridad del operador, debe instalarse siempre una buena tierra exterior o una toma a una cañería de agua conectada a la caja del acoplador. Asegúrese de que el transmisor y los demás accesorios tienen una tierra de protección. En los paneles traseros de los equipos hay una palomilla señalada ‘GROUND’ para este propósito. Para su seguridad, use tanto buenas tierras de protección eléctrica como tierras de RF. Es particularmente importante el tener una buena tierra para la RF cuando se usa una alimentador monofiliar”.
No explican las diferencias entre tomas de tierra eléctricas y para RF, con lo cual fomentan la confusión.
Por un futuro mejor
Tengo la esperanza de que este artículo se divulgue lo suficiente para que nadie coloque innecesariamente cables de la puesta a tierra para la RF. A ver si consigo que se enteren los fabricantes que no deben recomendarlas en sus manuales y consigo cargármelas de una vez por todas. Por mí no quedará.
73 Luis A. del Molino, EA3OG
