Máquinas térmicas

Una máquina térmica es un dipositivo cuyo objetivo es convertir calor en trabajo. Para ello utiliza de una sustancia de trabajo (vapor de agua, aire, gasolina) que realiza una serie de transformaciones termodinámicas de forma cíclica, para que la máquina pueda funcionar de forma continua. A través de dichas transformaciones la sustancia absorbe calor (normalmente, de un foco térmico) que transforma en trabajo.

El desarrollo de la Termodinámica y más en concreto del Segundo Principio vino motivado por la necesidad de aumentar la cantidad de trabajo producido para una determinada cantidad de calor absorbido. De forma empírica, se llega así al primer enunciado del Segundo Principio:

Enunciado de Kelvin-Planck

No es posible ninguna transformación cíclica que transforme íntegramente el calor absorbido en trabajo.

Este enunciado implica que la cantidad de energía que no ha podido ser transformada en trabajo debe cederse en forma de calor a otro foco térmico, es decir, una máquina debe trabajar al menos entre dos focos térmicos. El esquema más sencillo de funcionamiento es entonces el siguiente:

1. Absorbe una cantidad de calor Q1 de un foco caliente a una temperatura T1

2. Produce una cantidad de trabajo W

3. Cede una cantidad de calor Q2 a un foco frío a una temperatura T2

Como la máquina debe trabajar en ciclos, la variación de energía interna es nula. Aplicando el Primer Principio el trabajo producido se puede expresar:

En general, se define Potencia (P) como el trabajo dividido por el tiempo, en caso de las máquinas corresponde entonces al trabajo producido en un segundo. En el S.I. de Unidades se mide en Watios (J/s)

Rendimiento (η)

El objetivo de una máquina es aumentar la relación entre el trabajo producido y el calor absorbido; se define pues el  rendimiento como el cociente entre ambos. Si tenemos en cuenta la limitación impuesta por enunciado de Kelvin-Planck, el trabajo es siempre menor que el calor absorbido con lo que el rendimiento siempre será menor que uno:

Habitualmente se expresa el rendimiento en porcentaje, multiplicando el valor anterior por cien. Para las máquinas más comunes este rendimiento se encuentra en torno al 20%.

Usando la expresión anterior del trabajo, el rendimiento se puede calcular también como:

Máquina térmica

Máquina de vapor.

Motor Stirling.

Rotor de la turbina de vapor.

Rotores de un compresor de doble tornillo, un tipo de compresor volumétrico rotativo.

Un compresor de émbolos usado en unciclo de refrigeración.

Compresor rotodinámico axial.

Compresor rotodinámico centrífugo y sutriángulo de velocidades a la salida.

Una máquina térmica es un conjunto de elementos mecánicos que permite intercambiar energía, generalmente a través de un eje, mediante la variación de energía de un fluido que varía su densidad significativamente al atravesar la máquina. Se trata de

una máquina de fluido en la que varía el volumen específico del fluido en tal magnitud que los efectos mecánicos y los efectos térmicos son interdependientes.

Por el contrario, en una máquina hidráulica, que es otro tipo de máquina de fluido, la variación de densidad es suficientemente pequeña como para poder desacoplar el análisis de los efectos mecánicos y el análisis de los efectos térmicos, llegando a

despreciar los efectos térmicos en gran parte de los casos. Tal es el caso de una bomba hidráulica, a través de la cual pasa líquido. Alejándose de lo que indica la etimología de la palabra «hidráulica», también puede considerarse como máquina hidráulica

un ventilador, pues, aunque el aire es un fluido compresible, la variación de volumen específico no es muy significativa con el propósito de que no se desprenda la capa límite.

En una máquina térmica, la compresibilidad del fluido no es despreciable y es necesario considerar su influencia en la transformación de energía.

Índice

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1     Máquina térmica y motor térmico   

2     Clasificación   

o 2.1      Según el sentido de transferencia de energía   

o 2.2      Según el principio de funcionamiento   

3     Balance de energía en una máquina térmica   

o 3.1      Simplificaciones   

o 3.2      Máquina térmica en régimen permanente con variación de energía potencial despreciable   

4     Rendimiento   

o 4.1      Rendimiento de una máquina térmica motora   

o 4.2      Rendimiento de una máquina térmica generadora   

5     Referencias   

6     Bibliografía utilizada   

[editar]Máquina térmica y motor térmico

En un principio se podría definir a una máquina térmica como un dispositivo, equipo o una instalación destinada a la producción de trabajo en virtud de un aporte calórico. Aunque en algunas definiciones se identifican como sinónimos los términos «máquina

térmica motora» y «motor térmico», en otras se diferencian ambos conceptos. Al diferenciarlos, se considera que un motor térmico es un conjunto de elementos mecánicos que permite obtener energía mecánica a partir de la energía térmica obtenida

mediante una reacción de combustión o una reacción nuclear. Un motor térmico dispone de lo necesario para obtener energía térmica, mientras que una máquina térmica motora necesita energía térmica para funcionar, mediante un fluido que dispone de

más energía a la entrada que a la salida.1

[editar]Clasificación

[editar]Según el sentido de transferencia de energía

Las máquinas térmicas pueden clasificarse, según el sentido de transferencia de energía, en:

Máquinas térmicas motoras, en las cuales la energía del fluido disminuye al atravesar la máquina, obteniéndose energía mecánica en el eje.

Máquinas térmicas generadoras, en las cuales la energía del fluido aumenta al atravesar la máquina, precisándose energía mecánica en el eje.

[editar]Según el principio de funcionamiento

Atendiendo al principio de funcionamiento, las máquinas térmicas se clasifican en:

Máquinas volumétricas o máquinas de desplazamiento positivo, cuyo funcionamiento está basado en principios mecánicos e hidrostáticos, de manera que el fluido en algún instante está contenido en un volumen limitado por los elementos de la

máquina. En este tipo de máquinas el flujo es pulsatorio. Se dividen a su vez en dos tipos según el movimiento del órgano propulsor: alternativas, cuyo movimiento es rectilíneo; y rotativas, cuyo movimiento es circular.

Turbomáquinas , cuyo funcionamiento está basado en el intercambio de cantidad de movimiento entre el fluido y un rodete. En estas máquinas el flujo es continuo.

Teniendo en cuenta lo anterior, podemos clasificar las máquinas térmicas tal como se recoge en el cuadro siguiente.

Máquinas térmicas

MotorasVolumétricas

Alternativas Máquina de vapor

Rotativas Motor Stirling

Turbomáquinas Turbina

GeneradorasVolumétricas

Alternativas Compresor de émbolo

Rotativas Compresor rotativo

Turbomáquinas Turbocompresor

[editar]Balance de energía en una máquina térmica

Un sistema abierto es aquel que intercambia materia y energía con el entorno. Aplicando el primer principio de la termodinámica para un sistema abierto, el incremento de energía del sistema en un intervalo de tiempo es:

donde;

Q es el calor entregado al sistema. Será negativo cuando el calor sea entregado por el sistema.

W es el trabajo entregado al sistema, en forma de trabajo mecánico y energía de presión. Será negativo cuando el calor sea entregado por el sistema.

El subíndice in representa la materia que entra al sistema.

El subíndice out representa la materia que sale del sistema.

h es la entalpía por unidad de masa del flujo

V2/2 es la energía cinética por unidad de masa del flujo.

gz es la energía potencial por unidad de masa del flujo

Haciendo la derivada de la expresión anterior respecto al tiempo, se obtiene:

Debe tenerse en cuenta que en máquinas generadoras, puede aparecer esta expresión con el signo de W cambiado, para que se exprese el trabajo entregado por la máquina y así W sea positivo.

Véase también: Criterio de signos termodinámico.

[editar]Simplificaciones

La ecuación que expresa el balance de energía puede simplificarse en los siguientes casos:

Sistema en reposo

Cuando el sistema está en reposo, tal como en máquinas estacionarias, las variaciones de energía potencial y energía cinética serán nulas.

Régimen permanente

Cuando la máquina funciona en régimen permanente, las cantidades de masa y energía que entran son iguales a las que salen, pues de lo contrario variarían esa cantidades dentro del sistema.

Variación de energía potencial despreciable

En la mayoría de las máquinas térmicas, diferencia de energía potencial del flujo que sale respecto al que entra es poco significativo en comparación con los otros términos asociados a la energía del flujo.

Sistemas adiabáticos

En la mayoría de las máquinas térmicas, la transferencia de calor es despreciable frente a otros intercambios de energía. Teniendo en cuenta la transmisión de calor por conducción y convección:

donde Q es el calor intercambiado, U es el coeficiente global de transferencia de calor, A es la superficie del sistema y   es la diferencia de temperaturas media logarítmica, puede considerarse que el sistema es adiabático

cuando se da alguna de las siguientes condiciones:

La superficie externa del sistema está bien aislada térmicamente.

La superficie externa del sistema es muy pequeña.

La diferencia de temperaturas entre el flujo y el entorno del sistema es pequeña.

El fluido pasa a través de la máquina tan rápido que apenas hay tiempo para que sea significativa la transferencia de calor por unidad de masa.

[editar]Máquina térmica en régimen permanente con variación de energía potencial despreciable

En una máquina térmica que funciona en régimen permanente en la cual se desprecie la variación de energía potencial, la expresión el primer principio de la termodinámica puede expresarse como

donde h0 es la entalpía de parada.

En los ciclos termodinámicos asociados a la turbina de vapor, la energía cinética específica puede considerarse despreciable frente a la entalpía, resultando

[editar]Rendimiento

Diagrama h-S de vapor de agua, en el que se muestran en rojo dos expansiones entre dos isobaras distintas. La presión de salida es una condición de contorno para el proceso. Con una expansión isoentrópicaentre las presiones de entrada y de salida se

obtendría mayor salto entálpico.

Para el cálculo del rendimiento, se relaciona la energía obtenida, ya sea en forma de incremento de energía en el fluido o de energía mecánica suministrada por la máquina, entre la máxima energía que se podría obtener en

las condiciones de contorno.

[editar]Rendimiento de una máquina térmica motora

Rendimiento interno

El trabajo específico máximo que puede obtenerse en la expansión de un fluido está definido por la diferencia de entalpías entre el fluido a la entrada y las condiciones isoentrópicas a la presión de salida. En cambio el trabajo real es

menor a éste debido al aumento de la entropía.2

Rendimiento mecánico

El rendimiento mecánico es la relación entre potencia efectiva (( ), que es la potencia obtenida en el eje, y la potencia interna (( ), que es la variación por unidad de tiempo de la energía del fluido. La potencia efectiva resulta

de restar a la potencia indicada menos la potencia de pérdidas mecánicas ( ), que es disipada el rozamiento de elementos mecánicos (cojinetes, retenes, etc.) y en el accionamiento de elementos auxiliares (bomba de

aceite, ventiladores, etc.)

Rendimiento isoentrópico

El rendimiento isoentrópico relaciona la potencia obtenida en el eje con potencia máxima del proceso isoentrópico en las mismas condiciones de contorno.

[editar]Rendimiento de una máquina térmica generadora

Rendimiento interno

El trabajo específico mínimo para comprimir un fluido desde un estado térmico hasta una presión determinada es igual al salto entálpico del correspondiente proceso isoentrópico, de forma que un proceso real

presentará mayor diferencia de entalpías del fluido entre la entrada y la salida.3

Rendimiento mecánico

El rendimiento mecánico es la relación entre potencia efectiva (( ), que es la potencia obtenida en el eje, y la potencia interna (( ), que es la variación por unidad de tiempo de la energía del fluido. La

potencia efectiva resulta de restar a la potencia indicada menos la potencia de pérdidas mecánicas ( ), que es disipada el rozamiento de elementos mecánicos (cojinetes, retenes, etc.) y en el

accionamiento de elementos auxiliares (bomba de aceite, ventiladores, etc.)

Rendimiento isoentrópico

El rendimiento isoentrópico relaciona potencia mínima del proceso isoentrópico en las mismas condiciones de contorno con la potencia suministrada en el eje.

01-Máquinas térmicasLa definición moderna del término máquina es el conjunto de elementos que permiten vencer una resistencia o transformar una información aplicando una energía. El curso pasado se analizaron los elementos que pueden componer una máquina, como engranajes, tornillos, etc. En este curso se analizan las máquinas térmicas.

Una máquina térmica es un dispositivo que trabaja de forma cíclica o de forma continua para producir trabajo mientras se le da y cede calor, aprovechando las expansiones de un gas que sufre transformaciones de presión, volumen y temperatura en el interior de dicha máquina. Veremos el funcionamiento real de algunas máquinas, y el ciclo termodinámico que sigue el gas en su interior, pero para realizar cálculos hacemos unas hipótesis:

1. El gas que evoluciona en el interior de la máquina es ideal.

2. Aunque suele entrar y salir gas de las máquinas, se analiza un volumen fijo, como si fuera siempre el mismo gas el que se calienta, se enfría, recibe o realiza trabajo.

3. Las combustiones se consideran como aportes de calor desde una fuente a temperatura elevada, y la expulsión de gases quemados con la pérdida de calor que eso supone, se considera enfriar el volumen fijo.

4. Los procesos que sufre el gas son cíclicos, y el final de cada ciclo coincide con el estado inicial del gas.

De esta forma, los motores se pueden representar mediante un dibujo muy sencillo, que facilita los cálculos:

Como toda la energía que entra a la máquina debe ser igual que la suma de las energías que salen de ella, tenemos:

En realidad, la hipótesis del aporte de calor no es desafortunada, incluso, los motores se clasifican atendiendo a la forma en que se produce la combustión como motores de combustión externa, cuando el combustible no tiene contacto con el gas que produce el trabajo, frente a motores de combustión interna, que son aquéllos en los que el combustible se quema junto con el gas.

Otra clasificación se realiza atendiendo al movimiento de las piezas en su interior, y tendíamos motores alternativos (basados en el mecanismo de pistón-biela-cigüeñal), rotativos (que sólo tienen piezas giratorias, normalmente compresores y turbinas) y motores de chorro (basados en el principio de acción y reacción, como los cohetes).

Un segundo tipo de máquinas térmicas se basa en dar trabajo para conseguir extraer calor de un recinto que está a baja temperatura y expulsarlo en un ambiente a mayor temperatura. Son los frigoríficos que conocemos bien en la cocina de casa y las bombas de calor. En ambos casos, su representación simplificada es la del dibujo:

El rendimiento de estas máquinas, como siempre, es la relación entre lo que se obtiene (calor) y lo que se gasta (trabajo), como se verá más adelante.

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Detección de problemas en una red y como solucionarlos (Ensayo).

Por Romeo Zenteno Jarquín / Ing. José F. Pérez de la Cruz@romeozenteno  rzenteno@telmexmail.com | isc.josefrancisco@gmail.comIntroducción.En la década de los 60, muchas instituciones de seguridad nacional dentro de los Estados Unidos, buscaban un medio de comunicación segura, para la transferencia e intercambio de datos entre si, los desarrollos tecnológicos en el área de Telecomunicaciones estaban en su apogeo, y el entorno era adecuado para desarrollar un nuevo medio de comunicación. La Guerra Fría exigía a Estados Unidos, enviar información dentro de su territorio, de forma segura y que no callera en manos de la inteligencia soviética, así como los sistemas de contrainteligencia estadounidense, necesitaban informar del movimiento de tropas o adelantos tecnológicos de la URSS.

Así nace ARPANet (Advanced Research Projects Agency Network o Red de la Agencia para los Proyectos de Investigación Avanzada de los Estados Unidos), que nos legó el trazado de una red inicial de comunicaciones de alta velocidad a la cual fueron integrándose otras instituciones gubernamentales y redes académicas durante los años 70.[1]De la década de los 60’s y 70’s, las Telecomunicaciones naturalmente evolucionaron hasta lo que conocemos hoy en día, redes de fibra óptica, conexiones wireless o conexionas inalámbricas. Para accesar a internet, ya no es necesario tener un ordenador a la mano, lo puedes hacer desde un móvil, tableta o cualquier otro dispositivo con características Wi-fi.

La Internet, ha ofrecido importantes cambios en la vida productiva de los países y su población, muchos modelos de negocios comenzaron a surgir teniendo al internet como su herramienta principal de trabajo. En países latinoamericanos, el modelo de negocio el cual implica rentar un ordenador con acceso a internet, tuvo una gran aceptación en la sociedad, y las instituciones educativas han hecho grandes inversiones en instalaciones conectadas a la internet y modificaciones a sus instalaciones, para ofrecer servicios de internet a su alumnado.

En 1995, los países con mayor presencia en ese año en la red, comenzaron a considerar el impacto que tendrían las tecnologías asociadas a Internet en distintos sectores de la sociedad[2].Algunos países modificaron normativas en sus organismos locales, para intentar regular el flujo de información que comenzaba a transitar de manera discriminada. Organismos internacionales gestionaron la regularización de la internet y sobre todo su estandarización para el nuevo medio de comunicación, al cual ya le observaban un enorme futuro.

Instituciones como ISO o la IEEE, crearon estándares necesarios, para poder crear redes en empresas, escuelas y conectar países entre si. Cada “ciber”, cada escuela e instituto de gobierno, instala una red, con los mismos estándares[3].Empresas como Cisco, que han logrado desarrollar e innovar en el mundo de las redes, han creado una Academia de enseñanza para especializar a los profesionales de las telecomunicaciones en sus productos, si no además en las nuevas tendencias que surgen día con día en el mundo de las redes e internet.

No obstante, sigue habiendo factores que pueden impedir obtener el acceso a internet de forma ágil, o que las conexiones y transmisiones de datos fallen, errores humanos, en lo que respecta  las instalaciones físicas de las redes o elementos de la naturaleza que afectan directamente a las comunicaciones.

Las fallas en las conexiones de una red.La implementación de conexiones a la red, se ha venido diversificando y no solo corresponde a cierto estrato social, si no a la sociedad en general, en México comienza a ser muy común que cada hogar tenga conexión a internet.

Empresas o negocios que implican la renta de ordenadores con acceso a internet así como los grandes corporativos del país, invirtieron recursos humanos y monetarios en la instalación de una red confiable y segura, que les brinde un servicio de forma optima. La instalación de una  red confiable, depende mucho del tamaño de la misma, los materiales a ocupar y el personal capacitado que realice la instalación.

Las fallas en las conexiones o redes, son comunes cuando se hizo una mala instalación, o las capacidades de la instalación se han visto sobre pasadas, aunque la mayoría de los expertos señalan que los errores en la transmisión de datos, pueden ser por 3 principales razones: [4]

Características materiales de la línea.

Equipos de transmisión. Causas externas a la red de datos.

Todas ellas pueden implicar un grado de pérdidas para cualquier compañía o negocio, ya sea en información o financiera, por eso la detección de posibles fallas es importante, someter a pruebas las redes es una forma de prevención a los errores críticos en una conexión. También la elección del tipo de materiales y equipo es relevante, pues en base a las capacidades físicas de estos, se puede elegir lo que mas se adecue a nuestras necesidades, desde la utilización de cable de fibra óptica para instalaciones importantes, hasta el básico utp para negocios o empresas pequeñas.

Como detectar una falla en la red.La detección de fallas o errores en una red, es muy valiosa cuando se hace en tiempo y forma, existen diferentes métodos para ubicar donde existe un punto débil en nuestra infraestructura o red, ya sea en el hogar o en una empresa y negocio.

Existen algunas herramientas en el área de software que ayudan a monitorear el comportamiento de nuestras conexiones, algunos equipos vienen equipados con aditamentos que informan al administrador el posible error.

Las fallas a nivel aplicación en una red, por lo general son las mas fáciles de detectar y solucionar, puesto que no existe tanto problema logístico que requiera cambiar alguna pieza o reinstalar un equipo en su totalidad, basta con reparar o desinstalar el software, estas opciones ya incluidas en el mismo (software) o en todo caso, siendo mas drásticos, formatear el ordenador.

También están las herramientas nativas de los mismos sistemas operativos, desde Windows 2000, los SO de Microsoft cuentan con la herramienta iPconfig, que muestra los valores de la configuración de la red TCP/IP. Si se utiliza sin parámetros, ipconfig muestra las direcciones IP, la máscara de subred y la puerta de enlace predeterminada de todos los adaptadores.[5]La aplicación iPconfig, nos brinda un mapeo completo de las direcciones que esta ocupando el ordenador en turno, pues cuando existe un problema en el protocolo TCP/IP, es cuestión de ejecutar la aplicación, ubicar la dirección errónea y modificarla.

La aplicación Ping, desarrollada por por Mike Muuss, verifica si determinado host (equipo), puede ser alcanzado. Lo hace enviando un echo ICMP y espera respuesta, midiendo el tiempo de esta. Esta prueba, una vez comprobado que no es problema de nuestro propio equipo, es la más útil en un entorno de red de área local.[6]Cuando las fallas comienzan a ser de hardware o de la instalación física de nuestra red (cableado), se requiere de herramientas que ayuden a monitorear tanto nuestro cableado como nuestros equipos, desde dispositivos de medición de voltaje, hasta testeadores de cable (dependerá del tipo de cableado que se ocupe, utp o fibra óptica), para poder solucionar bajadas en el rendimiento o desconexiones, siendo las soluciones mas drásticas, el remplazo de la estructura completa o del equipo, que se traduce en una nueva perdida o reinversión, en la cuestión financiera del negocio o empresa.

¿Cómo mejorar una red?El mejoramiento de una red, viene acompañado con la cantidad de recursos que se le quiera invertir, por lo general, el funcionamiento optimo de una red depende mucho del como y para que o quien fue planeada, así como los equipos que se eligieron para brindar el servicio que se planteo en su momento, cuando esta capacidad queda rebasada, es necesario replantear nuevamente si la configuración actual de nuestra red sigue siendo útil, y que equipos o material, puede ser ocupado nuevamente o actualizado y adquirir equipos de mayores prestaciones.

Un punto muy importante, es el proveedor del servicio de internet, en el caso de que la empresa o negocio requiera de uno. El ancho de banda contratado determinara también, que tan rápida es nuestra conexión.

La estructura de una red, depende mucho el entorno donde se ubique, pues determinara que clase de cableado se requiere y si este es suficiente para dar soporte, o es necesario probar con una nueva alternativa, por lo general los cambios son jerárquicos (o evoluciónales), pues pasamos de cable trenzado o UTP, a fibra óptica.

Para las redes inalámbricas, la situación es un poco más compleja, pues la estabilidad y fiabilidad de la señal de internet, dependerá de la distribución de los puntos de acceso y antenas repetidoras de señal, las cuales deben de ser colocadas en lugares claves dentro de la organización o empresa. Los factores que podrían afectar una señal inalámbrica, son todos aquellos que tengan que ver con el entorno donde se encuentren, pues este tipo de redes son muy propensas a verse afectadas por el tipo de clima donde se encuentren instaladas.

Algunos expertos recomiendan continuas pruebas de campo, para verificar que las señales inalámbricas se encuentren activas y con la intensidad necesaria.[7]También existe el concepto “Entorno de Radio” o “Entorno Radio”, que básicamente, es un área geográfica en la cual solo existen medios de conexión inalámbrica, además se asegura, que en esta área, no exista ningún otro dispositivo que pueda causar interferencia.

Una red adecuadamente implantada y mantenida puede generar gran satisfacción a sus usuarios, incrementar la productividad y reducir costes, así como requerir un mantenimiento bajo.[8]Conclusión.Las redes y el internet, llegaron al mundo a cambiar el estilo de vida de las empresas y de las personas, para muchos expertos, estar desconectado del internet, significa que no vivas al ritmo de nuestra historia. Todos los días surgen nuevas tecnologías, y a la par, nuevos estándares para comenzar a implementarlas.

Los profesionales de las telecomunicaciones, requieren siempre una constante actualización de los métodos y protocolos de implementación de las redes, puesto que las innovaciones tecnológicas, brindan una nueva herramienta para la creación de sistemas de comunicación. Todos los días hay nuevos retos en el área de las redes, siempre habrá una región, una nueva empresa u organización que requiera conectarse a la red y que implique un grado de dificultad en el planeamiento de las instalaciones para el internet, y una vez instaladas, el mantenimiento que se requiere, para darles un periodo de vida y de servicio lo mas prolongado posible.

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Detectar Problemas en una red LAN Publicado en Documentos Etiquetas: detectar, ipconfig, lan, problemas [ ] Atrévete a ser tu propio técnico informático para poder solucionar todos aquellos imprevistos que se te presenten en cualquier momento. En ocasiones en una red LAN nos encontraremos con problemas para conectar unos ordenadores con otros, conectar a Internet o acceder al servidor de datos. No sería lo más adecuado ponernos a realizar cambios sin antes haber hecho unas mínimas comprobaciones, que nos permitan evaluar el problema, y seguramente nos ahorren tiempo en nuestras reparaciones. En este curso podrás diagnosticar los problemas de red que te aparezcan en tu ordenador utilizando las herramientas y software incluidos en los ordenadores. El procedimiento es el siguiente: Comprobar.  Hacer un diagnostico a partir de las pruebas. Hacer las modificaciones necesarias, para volver a funcionar.   1.- Software Los problemas que podemos encontrar en las redes  de ordenadores, los podemos dividir en: Problemas de Software: Problemas de Aplicación, protocolos incompatibles  direcciones IP en conflicto, tablas de enrutamiento mal configuradas,etc. Problemas de Hardware: Tarjetas de red, routers, switch, etc. Problemas físicos: Conectores en mal estado, cables rotos, oxidación de contactos, ect. Para poder detectar los problemas, los propios sistemas operativos nos proporcionan herramientas de software, para ayudarnos a detectar estos fallos. Los programas que veremos son: IPconfig: Se usa a partir de  Windows 2000. Nos muestra los valores de la configuración de la red TCP/IP. Si se utiliza sin parámetros, ipconfig muestra las direcciones IP, la máscara de subred y la puerta de enlace predeterminada de todos los adaptadores. En el próximo capítulo veremos las opciones. En Linux el mandato a usar es ifconfig. Nos servirá para poder determinar si la configuración es adecuada, y nos dará información útil para realizar pruebas posteriores. Ping: Este programa, escrito por Mike Muuss, verifica si determinado host (equipo), puede ser alcanzado. Lo hace enviando un echo ICMP y espera respuesta, midiendo el tiempo de esta. Esta prueba, una vez comprobado que no es problema de nuestro propio equipo, es la más útil en un entorno de red de área local. Traceroute: Desarrollado por Van Jacobson, este programa se vale del hecho de que ningún enrutador deja pasar un data grama con TTL 1 ó 0. Será útil si tenemos nuestra red segmentada, mediante routers o tenemos problemas con Internet. Otros aplicaciones para redes: Para tareas más especializadas podemos usar el mandato arp. Muestra y modifica las tablas de conversión de direcciones IP en direcciones físicas que utiliza el protocolo de resolución de direcciones (ARP).Route es una orden que nos permite ver y modificar la tabla de enrutamiento de un equipo, que es, en definitiva, el desarrollo de la configuración IP realizada en el equipo. Todas las herramientas software indicadas son de línea de comando, además de estos programas, tanto Windows, en sus ultimas versiones, 

como Linux nos ofrecen, opciones en entorno gráfico que nos informan del estado de la conexión a red. Además tenemos programas con muchas más funcionalidades como puede ser WhatsUP , aunque se escapa un poco de la finalidad de este curso.   2.- Usando IPconfig Ver los parámetros. Si en una ventana de línea de comandos tecleamos "ipconfig /?" el ordenador nos devolverá información sobre todos los parámetros que podemos usar, el texto sería aproximadamente, dependiendo del Windows que usemos: Configuración IP de Windows 2000 USO: Ipconfig [/? | /all | /release [adapter] | /renew [adaptador] | /flushdns | /registerdns | /showclassid adaptador | /setclassid adaptador [classidtoset]] em>adaptador Nombre completo o modelo con ‘*‘ y ‘?‘ con el que ‘coincidir’, * coincide con cualquier carácter, ? coincide con un único carácter. Opciones /? Muestra este mensaje de ayuda. /all Muestra toda la información de configuración. /release Libera la dirección IP para el adaptador especificado. /renew Renueva la dirección IP para el adaptador especificado. /flushdns Purga la caché de resolución de DNS. /registerdns Actualiza todas las concesiones DHCP y vuelve a registrar los nombres DNS /displaydns Muestra el contenido de la caché de resolución de DNS. /showclassid Muestra todos los Id. de clase DHCP permitidos para el adaptador. /setclassid Modifica el Id. de clase DHCP. El valor predeterminado es mostrar únicamente la dirección IP, la mascara de subred y la puerta de enlace predeterminada para cada adaptador enlazado a TCP/IP. En el caso de Release y Renew, si no se especifica el nombre de ningún adaptador, se liberar n o renovar n las concesiones de direcciones IP para todos los adaptadores enlazados a TCP/IP. Para SetClassID, si no se especifica ningún Id. de clase, se quitar  el Id. de clase.   Ejemplos de uso de IPconfig: con  "ipconfig" nos muestra información básica para saber nuestra configuración de red, por ejemplo: Configuración IP de Windows 2000 Ethernet adaptador Conexión de área local: Sufijo DNS específico de la conexión. : Dirección IP. . . . . . . . . . . . . : 85.136.xxx.xxx Máscara de subred . . . . . . . . . . : 255.255.224.0 Puerta de enlace predeterminada . . . : 85.136.xxx.xxx Con esta información ya conoceremos la dirección IP que tiene asignada nuestro ordenador, la podemos usar para comunicársela a una persona que nos vaya a dar asistencia remota, nos sirve para saber si estamos en la misma red que otro ordenador con el que queremos conectar, para ello además de tener la misma mascara de red debemos tener en los dos equipos direcciones IP compatibles con la mascara. La puerta de enlace nos dice a donde enviar las peticiones cuando solicitamos una IP que no es compatible con la mascara (que no pertenece a nuestra subred). Con  "ipconfig /all", la información es detallada; como la que se muestra: Configuración IP de Windows 2000 Nombre del host . . . . . . . . . . . : pcprincipal Sufijo DNS principal . . . . . . . . : pcprincipal.info Tipo de nodo. . . . . . . . . . . . . : Difusión Enrutamiento de IP habilitado . . . . : No Proxy de WINS habilitado. . . . . . . : No Lista de búsqueda de sufijos DNS. . . : pcprincipal.info Ethernet adaptador Conexión de área local: Sufijo DNS específico de la conexión. : Descripción . . . . . . . . . . . . . : VIA Rhine II Fast Ethernet Adapter Dirección física. . . . . . . . . . . : 0A-0D-C7-8E-0B-DE DHCP habilitado . . . . . . . . . . . : Sí Configuración automática habilitada . : Sí Dirección IP. . . . . . . . . . . . . : 85.136.xxx.xxx Máscara de subred . . . . . . . . . . : 255.255.224.0 Puerta de enlace predeterminada . . . : 85.136.xxx.xxx Servidor DHCP . . . . . . . . . . . . : 10.127.xxx.xxx Servidores DNS. . . . . . . . . . . . : 62.81.xxx.xxx                                                   62.81.xxx.xxx Concesión obtenida. . . . . . . . . . : jueves, 25 de mayo de 2006 15:46:26 Concesión caduca. . . . . . . . . . . : jueves, 25 de mayo de 2006 20:46:26 Aquí tenemos mucha más información, sabemos nuestra IP pero sabemos que está obtenida por DHCP (automáticamente), de modo que tiene sentido usar  "ipconfig /renew", que renueva todos los adaptadores (en el caso de que tengamos varios como en un portátil con tarjetas ethernet y wireless) o  usamos "ipconfig /renew EL*" , que renueva los adaptadores llamados EL…, o podemos usar  "ipconfig /release ", que libera todos los adaptadores (o algunos si especificamos, nombres). Si la dirección IP es estática no estará activado el DHCP, y no tendrá sentido usar estos parámetros. La dirección física es lo que también se llama dirección MAC (MAC adress), saberlo puede ser útil si nos conectamos a una red con filtrado MAC, es decir que tiene una lista de tarjetas autorizadas a conectarse, esto es más seguro que las direcciones IP pues el MAC de una tarjeta es único. El filtrado MAC se suele usar mucho en redes Wireles.   Extracción de Información: Es evidente que este simple mandato, ipconfig nos proporciona información abundante sobre nuestra conexión de red, permitiendo saber si es necesario cambiarla para conectarnos a una red con unos datos de mascara y puerta de enlace específicos, en el caso de una red con direcciones fijas; nos permite conocer datos para una posible asistencia remota, saber si el servidor DHCP funciona, pues si no lo hace nuestra IP sería 0.0.0.0, y no obtendríamos información de los servidores DHCP y DNS. Si el problema es que hemos puesto una dirección IP que ya existe, en general nos lo informara el sistema, pero si la mascara de red no es valida, no veremos a los equipos de nuestra propia LAN, y si la puerta de enlace predeterminada no es correcta probablemente no tengamos salida a Internet. Si el cable de red está desconectado, esta información nos aparecerá, aunque disponemos de ella de modo gráfico en la bandeja de sistema, con un icono de un ordenador con un aspa roja, que al poner el cursor encima nos mostrará la información en un globo de texto. Lo mismo encontraremos en la mayoría de los Linux Ifconfig: En Linux el mandato que sería equivalente al "ipconfig" de Windows es "ifconfig", este programa no solo nos muestra cual es la configuración de nuestra tarjeta, desde aquí también podemos modificar la configuración, siempre que sepamos 

lo que hacemos. Tanto ipconfig como ifconfig, nos informarán en su caso de que la tarjeta no está conectada a la red, pero tanto en Linux como en Windows, si el problema es el cable de red, nos lo indicaran con un icono, que avisa de esta eventualidad. No hay que tomarse al pie de la letra el mensaje de que el cable está desconectado, podemos ver que esta conectado en nuestro equipo, pero si vamos al Hub o Switch al que estemos conectados puede ser que sea este extremo el que este desconectado, o que el concentrador este desconectado de la red, por problemas eléctricos o de alimentación del aparato. Puede incluso que todo esto este bien pero convendrá antes de seguir mirar el estado de oxidación de los contactos de los conectores RJ45 del cableado y los puertos del PC y los repetidores, el oxido es un enemigo a evitar aunque solo se suele dar en ambientes muy agresivos.   1.- Usando ping Ping es de los programas para supervisión de red unos de los más sencillos pero con resultados más potentes, en nuestro caso es el de uso más habitual. Ver parámetros de uso: Si tecleamos "ping /?" obtendremos información sobre sus parámetros de uso: Uso: ping [-t] [-a] [-n cuenta] [-l tamaño] [-f] [-i TTL] [-v TOS] [-r cuenta] [-s cuenta] [[-j lista-host] | [-k lista-host]] [-w tiempo de espera] lista-destino Opciones: -t Ping el host especificado hasta que se pare.     Para ver estadísticas y continuar – presionar Control-Inter;     Parar – presionar Control-C. -a Resolver direcciones en nombres de host. -n cuenta Número de peticiones eco para enviar. -l tamaño Enviar tamaño del búfer. -f Establecer No fragmentar el indicador en paquetes. -i TTL Tiempo de vida. -v TOS Tipo de servicio. -r cuenta Ruta del registro para la cuenta de saltos. -s count Sello de hora para la cuenta de saltos. -j lista-host Afloja la ruta de origen a lo largo de la lista- host. -k lista-host Restringir la ruta de origen a lo largo de la lista- host. -w tiempo de espera Tiempo de espera en milisegundos para esperar cada respuesta. Como usar ping y sus parámetros: Una vez que hemos determinado que el problema del equipo o equipos que esta en observación no es debido a, problemas de configuración, es el momento usar el programa PING. Lo primero sería hacer ping a nuestra propia dirección IP o a nuestra dirección de bucle local (127.0.0.1), si como es de esperar nos responde, con acierto, seguiremos adelante pero si nuestro ordenador no es capaz de responder a nuestra petición de eco probablemente tengamos un problema en nuestra propia tarjeta de red, o nuestra configuración TCP/IP debe de ser errónea. Si hemos superado también esta prueba debemos empezar a hacer ping a nuestra puerta de enlace, servidor DNS, o a otro equipo de referencia de nuestra red, preferiblemente uno conectado al mismo concentrador que nosotros, el resultado de estas pruebas nos permitirá ir delimitando el ámbito del problema, si el equipo que está en el mismo concentrador responde y no lo hace el servidor local, probablemte el problema se halle en el enlace entre nuestro concentrador y el del servidor, si la puerta de enlace no nos responde, difícilmente podremos tener acceso a Internet, y deberemos solucionar antes este problema, por ejemplo que el host o router estén apagados. Más difícil de detectar son los problemas intermitentes, si en nuestra red tenemos aplicaciones que requieren conexión permanente, como correo corporativo, aplicaciones de base de datos centralizadas, aplicaciones Web, pequeñas desconexiones serán difíciles de detectar, para estos casos podemos usar algunos de los parámetros, por ejemplo [-t] que hará que el ping sea continuo (en Linux este para metro se aplica por defecto), de este modo podremos observar después en las estadísticas, los paquetes perdidos, o podemos ver los aumentos injustificados en los tiempos de respuesta. Si los tiempos de respuesta son muy elevados de modo permanente podemos asegurar con bastante seguridad que nuestra red esta saturada, y deberemos plantearnos ampliarla en ancho de banda, o localizar los equipos que estén haciendo un uso intensivo de ella, como equipos infectados de virus. Otro de los parámetros muy útiles es [-l tamaño] , esto nos permite especificar los tamaños de los paquetes sustituyendo la palabra tamaño por el numero de Bytes que queremos enviar, este numero no debe ser superior a 1472 para que no se fragmenten los paquetes. Los para metros [-t] y [-l tamaño], usados simultáneamente, nos harán una prueba muy intensiva de la conexión de dos equipos. El parámetro [-a], nos permitirá resolver el nombre del equipo, pudiera ser que un equipo nos respondiera al ping con su dirección IP y no con su nombre, si después de hacer ping de modo satisfactorio con la dirección, no es capaz de resolvernos el nombre habrá que ver si el servidor de nombres (DNS), tiene registrado correctamente los nombres de los equipos. también puede ser que nos de un nombre incorrecto debido a que la cache DNS de nuestro equipo no ha  actualizado un cambio en la red, en ese caso conviene volver a ejecutar ipconfig con el parámetro [/flushdns], para que vacié la caché y pida de nuevo los datos al servidor.   Usando tracert y traceroute Si en la línea de comandos (símbolo del sistema) de Windows, tecleamos tracert obtenemos la información de la sintaxis y parámetros de Traceroute: Uso: tracert [-d] [-h m ximo_de_saltos] [-j lista_de_hosts] [-w tiempo_de_espera] nombre_de_destino Opciones: -d No convierte direcciones en nombres de hosts. -h máximo_de_saltos Máxima cantidad de saltos en la búsqueda del objetivo. -j lista-de-host Enrutamiento relajado de origen a lo largo de la lista de hosts. -w tiempo_de_espera Cantidad de milisegundos entre intentos. El uso de tracert, está indicado cuando los problemas que encontramos no están en nuestra red de área local, sino en la interconexión de enrutadores entre las distintas subredes de delegaciones, o en los accesos a Internet. Si usamos esta herramienta en Linux/UNIX el comando a usar es traceroute. Que información nos ofrece, tracert, se ve en esta captura: Traza a la dirección google.es [216.239.57.104] sobre un máximo de 30 

saltos: 1 4 ms 5 ms 5 ms 10.211.192.1 2 6 ms 5 ms 6 ms 10.127.55.161 3 11 ms 5 ms 5 ms 10.127.9.1 4 12 ms 13 ms 12 ms 10.127.3.46 5 13 ms 11 ms 13 ms if-4-0.core2.MDI-Madrid.Teleglobe.net [195.219.149.9] 6 186 ms 185 ms 185 ms if-7-0.core2.LHX-London.teleglobe.net [195.219.13.5] 7 187 ms 185 ms 203 ms if-1-1.mcore3.LHX-London.teleglobe.net [195.219.196.5] 8 186 ms 185 ms 190 ms if-7-0.mcore4.NJY-Newark.teleglobe.net [195.219.196.22] 9 187 ms 186 ms 185 ms if-6-0.mcore4.NQT-NewYork.teleglobe.net [216.6.63.42] 10 189 ms 186 ms 187 ms if-4-0.mcore4.PDI-PaloAlto.teleglobe.net [216.6.86.13] 11 190 ms 190 ms 191 ms if-7-0.core3.PDI-PaloAlto.teleglobe.net [216.6.86.2] 12 196 ms 185 ms 185 ms Vlan2.msfc2.PDI-PaloAlto.Teleglobe.net [207.45.202.38] 13 189 ms 187 ms 187 ms Vlan250.msfc2.PDI-PaloAlto.teleglobe.net [216.6.50.2] 14 190 ms 187 ms 188 ms 66.249.95.62 15 188 ms 197 ms 187 ms 66.249.94.3 16 187 ms 187 ms 188 ms 216.239.57.104 Traza completa. Vemos que nos indica el número de saltos realizado, nos da 3 tiempos de acceso para cada salto a un nuevo enrutador, un asterisco si no hay respuesta, y la dirección IP del correspondiente enrutador. Cada paquete que envía el comando tracert aumenta en uno el TTL de la cabecera IP, de modo que cada uno será devuelto por un enrutador más "lejano" cada vez acercándose al objetivo final, esto nos sirve para poder ver, el recorrido de los paquetes que enviamos, por ejemplo si tenemos problemas con el correo electrónico nos servirá para comprobar si el enrutado hasta el servidor de correos de Internet es correcto. En Internet encontramos servidores de traceroute que nos permiten hacer tracert desde estos servidores a nuestros equipos, e incluso desde esos servidores a otros puntos, con lo que podemos analizar la conectividad de nuestros servicios Web, ftp, correo u otros que tengamos en proveedores de servicios de Internet (ISP). En algunos casos podemos observar que se pierden aparentemente paquetes pero después el trazado de ruta llega a su destino, esto puede ocurrir porque determinados equipos están configurados para no devolver respuestas a ping o traceroute, si por ejemplo lo hacemos a microsoft.com, veremos que todos los paquetes a partir de un determinado salto no nos devuelve respuesta esto es debido a que se quieren evitar a taques de denegación de servicios.   Otras aplicaciones para redes nslookup El comando nslookup solo estará disponible si hemos instalado el protocolo TCP/IP, lo que hasta este momento hemos dado por supuesto. Este comando nos permite obtener información DNS de un equipo, podemos escribir el comando acompañado de una dirección IP y nos devolverá el nombre, o podemos indicar un nombre de equipo y nos devolverá su dirección IP, si solo introducimos el comando sin parámetros nos dará información de IP y nombre de nuestro equipo así como cual es su servidor DNS, además en este caso el comando pasará al modo interactivo dándonos un prompt propio que nos permitirá seguir realizando peticiones de información. Para obtener todos los parámetros y modos operativos de nslookup, una vez en su prompt tecleamos "help" y nos muestra dicha información, de este espacio de trabajo salimos con "exit". Existen otras muchas herramientas de línea de comando que al no ir integradas en la línea de comandos de los sistemas operativos no comentaremos. Para la gestión y diagnostico DNS en Internet podemos acudir al página DNSStuff, que nos permite realizar unas pruebas útiles, y complejas de hacer desde nuestros equipos. arp ARP es junto con RARP los protocolos encargados de traducir las direcciones físicas de los equipos en direcciones IP y viceversa, pero también tenemos un comando de nombre arp que nos permite obtener la información de correspondencia entre IP y dirección física. Nos da información valiosa, y puede sernos imprescindible si queremos utilizar filtros MAC, para el acceso a nuestras redes inalámbricas. Route El comando route, nos permite manipularlas tablas de enrutamiento de red, si lo usamos con el parámetro [print], nos mostrará la tabla de enrutamiento de nuestro equipo, como en el ejemplo: ILista de interfaces 0×1 ……………………… MS TCP Loopback interface 0×1000003 …00 0d 87 8e 0b d8 …… VIA Rhine II Fast Ethernet Adapter Rutas activas: Destino de red    Máscara de red   Puerta de acceso         Interfaz                  Métrica 0.0.0.0                0.0.0.0                85.136.xx.x             85.136.83.20                    1 85.136.xx.x       255.255.224.0        85.136.xx.xx            85.136.xx.xx                  1 85.136.xx.xx     255.255.255.255       127.0.0.1                 127.0.0.1                     1 85.255.255.255 255.255.255.255     85.136.xx.xx           85.136.xx.xx                   1 127.0.0.0            255.0.0.0                127.0.0.1                 127.0.0.1                      1 224.0.0.0            224.0.0.0               85.136.xx.xx           85.136.xx.xx                  1 255.255.255.255 255.255.255.255     85.136.xx.xx           85.136.xx.xx                  1 Puerta de enlace predeterminada: 85.136.xx.x Rutas persistentes: ninguno Esta tabla de enrutamiento es la que indica que se debe hacer con los paquetes según sea su destino o procedencia, se lee de la última línea a la primera y si la observamos detenidamente no es más que el desarrollo, en rutas, de la configuración TCP/IP de nuestro equipo. Ethereal Ethereal es un programa que no está incluido en los sistemas operativos, pero que comentamos por ser de libre distribución y muy bueno. Este programa nos permite realizar capturas de todos los paquetes que `pasan por la tarjeta de red de un equipo, siguiendo el emisor, receptor y tipo de paquete, este seguimiento exhaustivo nos permite, localizar usos abusivos de la red, posibles focos de infección por virus, y por tanto nos permite resolver estos problemas antes de que nos colapsen la red, existen versiones para Windows y para Linux. Existen otras aplicaciones que son capaces de analizar paquetes de todos los equipos de la red, como el monitor de red de los servidores Windows.   Herramientas especializadas Además de las económicas herramientas informáticas descritas hasta este capítulo también nos encontramos 

en el mercado con herramientas hardware especificas para el testeo de redes, y localización de averías. Estas herramientas son las mismas que en el proceso de instalación de la red sirven para analizar y certificar el cableado, y que permiten también hacer pruebas sobre los equipos de la red, y medir los rendimientos. entre estas herramientas se encuentran, las herramientas de Fluke, de las que señalamos el analizador de redes  OptiView Serie II con utilidades muy amplias en supervisión de redes y el  MicroScanner Pro. Tenemos en el Mercado muchas otras ofertas como los de la marca española Promax con el comprobador de cable IC-032 o del analizador de redes de voz y datos  IC-014.

Artículo publicado en Empresario.mx: Detectar Problemas en una red LAN http://empresario.mx/documentos/detectar-problemas-en-una-red-lan/