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Guía de Cine en Casa
6. MODOS DE CONEXIÓN.
TIPOS DE CABLES Y CABLES Y MODOS DE CONEXIÓN
CABLES, FILTROS Y ACONDICIONADORES DE
RED ELÉCTRICA
Un filtro o protector de corriente o un
acondicionador es una parte muy importante. A él se conectan las tomas
de corriente de todos los componentes del equipo, y el filtro o el
acondicionador la toma de corriente alterna (AC) de la pared. Además,
otros elementos como las líneas telefónicas y las tomas coaxiales de
antena pueden ser filtradas.
Hay dos principales razones que
justifican el gasto extra que suponen los filtro protectores y
acondicionadores de corriente eléctrica:
- Protegen el equipo de subidas y
bajadas de tensión peligrosas
- Eliminan ruido y corrigen
distorsiones en la forma de onda y fluctuaciones de voltaje en
la corriente eléctrica, de modo que el equipo ofrecerá sus máximas
prestaciones
De ambas razones, no hay duda que la
primera es la justificación más fuerte para añadir uno de estos
elementos, mientras que la segunda tendrá más o menos efecto según sean
de buenas las fuentes de alimentación de los aparatos que conforman el
equipo.
CONCEPTOS BÁSICOS SOBRE LA LÍNEA DE
CORRIENTE ELÉCTRICA AC
Intentaremos explicar algunos conceptos
muy básicos sobre la corriente alterna que llega a nuestras casas. A
excepción de las señales que transmitan algún tipo de información,
analógica o digital, el interior de la mayoría de equipos electrónicos
funciona con corriente alterna. Sin embargo, la corriente que nos llega
a las tomas de la paredes es alterna y ésta ha de ser transformada a
continua mediante las fuentes de alimentación de los aparatos.
El motivo por que el la corriente es
transformada de manera alterna, es debido a la sencillez por la que
puede ser transformada y tratada de una manera que no es posible
realizarlo en la corriente continua (DC). La señal eléctrica está
compuesta por el producto de una corriente (intensidad) y un voltaje
(tensión) que varían en el tiempo. Mediante transformadores, es posible
aumentar la cantidad de voltaje disponible a costa de disminuir la
corriente, y viceversa. Digamos que la potencia eléctrica a ambos lados
del transformador es constante. Recordar que un transformador son dos
bobinas autoinducidas que realizan el proceso que acabamos de mencionar.
Las líneas que vemos en el exterior, están
elevadas por un transformador a altos valores de voltaje (de ahí el
nombre de "alta tensión") a costa de tener bajos valores de corriente y,
por tanto, evitar que se transforme en calor la mínima parte de la
señal eléctrica (es decir, evitar el efecto Joule). En las cercanías del
edificio donde se va a utilizar, la señal es restaurada mediante otro
transformador, bajando el voltaje al valor que conocemos (no constante
en todos los países, en Europa tenemos 220V y, por ejemplo, en
Norteamérica, 110V) y aumentando, por tanto, la corriente a valores
usables.
La señal eléctrica se transforma mediante
5 hilos, 3 de ellos son activos o fases (de ahí el nombre de
"trifásica") y los otros dos restantes son el neutro y la tierra. La
utilización de corriente trifásica se la dejamos a las industrias, dado
que allí muchas de las máquinas funcionan a esa tensión (son 380V,
resultado de hacer una suma vectorial de las tres fases de 220 V, ya que,
cuando están equilibradas, su desfase es de 120º o un tercio de período
unas de otras). En nuestras
casas, lo más típico es emplear tres hilos, que son una fase, el neutro
y la tierra. Los dos primeros son los que realmente transportan la
energía eléctrica, mientras que el tercero se conecta a determinadas
partes metálicas de los aparatos (principalmente los chasis de los
mismos) por razones de seguridad. En algunas zonas como Norteamérica los
dos hilos son fase. Nosotros tenemos uno de ellos referenciado a tierra,
de ahí la distinción de llamarlo neutro. Tanto la fase como el neutro
están aportando y retornando energía periódicamente. En Europa a una
frecuencia de 50 Hz, en otras zonas como Norteamérica, 60 Hz.
Pues bien, es importante tener en cuenta la
denominada toma de tierra. Su misión es derivar al terreno (de ahí el
nombre) corrientes de todo tipo que se pueden originar debidas al mal
aislamiento o por causas atmosféricas de carácter impulsional (caída de
rayos). Una toma de tierra mal instalada, o bien una toma degradada y,
por tanto, con mucha resistencia de paso, disminuye este efecto
protector; de este modo las corrientes de alta frecuencia (parásitos y
ruidos) que derivan a tierra algunos dispositivos electrónicos no serán
atenuadas, sino reflejadas y enviadas a otros aparatos, de tal modo que
si son vulnerables afectará a su correcto funcionamiento.
Esto es debido a que, como hemos dicho, el
neutro está referenciado a tierra. El hecho que se vea afectado debido a
derivas a tierras mal instaladas y, por tanto, afectando el
funcionamiento de algunos aparatos como hemos comentado, se conoce como
ruido en modo común. También existe el ruido de tierra inter-sistema, es
el que existe entre varios aparatos todos conectados a la misma tierra.
En el bucle que forman todas las tierras no debería fluir ninguna
corriente, algo que a veces no ocurre.
TIPOS DE PERTURBACIONES ELÉCTRICAS EN
LA LÍNEA AC
Hay una serie de fenómenos bien conocidos
que son los que causan las perturbaciones eléctricas. Se caracterizan
por su valor de variación amplitud en el voltaje, niveles de energía que
conlleva, duración del mismo y tiempo de subida del mismo:
- Regulación: son variaciones
lentas en los valores de tensión o de frecuencia, del orden de
milisegundos, segundos e incluso algunos minutos. En general, estos
efectos suelen reducir la vida útil de los equipos, muchas veces
debidos a sobrecalentamientos generados en los componentes.
Principalmente tenemos tres fenómenos implicados:
- Picos o sobretensiones, podemos
tener subidas de 10 ó 20% respecto al valor nominal de 220V
durante un tiempo
- Caídas de corta duración: debidos
principalmente al arranque de motores, puesto que pueden llegar
a consumir varias veces el valor nominal.
- Caídas de larga duración:
provocadas por la sobrecarga de la red
- Transitorios: son
sobretensiones de muy corta duración (del orden de microsegundos) y,
por tanto, acarrean energía en muy altas frecuencias. Pueden estar
causados por fenómenos naturales (relámpagos), encendido de cargas
reactivas (motorres), descargas electrostáticas... Son muy
importantes pues pueden causar importantes daños físicos.
- Ruido eléctrico: al igual que
los transitorios, implican energía en altas frecuencias (rizados,
parásitos, interferencias de radio frecuencia...) pero de más larga
duración y mucha menos amplitud. No tienen porqué averiar los
equipos, pero sí errores en su funcionamiento y empeoramiento de sus
prestaciones.
- Armónicos: presencia de
armónicos, normalmente impares, en la señal eléctrica, que conllevan
flujos inesperados y sobrecorrientes en la señal eléctrica. Se
solucionan mediante filtros y algunos tipos de transformadores.
- Tierra: ya hemos comentado su
utilidad e importancia al dar unas ideas generales de cómo funciona
la corriente alterna de la señal eléctrica.
- Cortes de energía: pueden ser
de dos tipos principales: microcortes y sostenidos:
- Los microcortes no llegan a
desconectar los aparatos, pero todos aquellos que dispongan de
algún tipo de circuito lógico y digital en su interior
(reproductor DVD, receptor A/V...) puede tener un error en su
funcionamiento y ser necesario reiniciarlos (apagar y volver a
encender).
- Los cortes sostenidos, en
general, no tienen porqué dañar los componentes de un cine en
casa, salvo una importantísima excepción: los proyectores
y retroproyectores LCD, DLP y LCoS (los CRT son inmunes a este
problema) disponen de la potente lámpara cuya luz es empleada
según las diferentes tecnologías que vimos en
Elección del dispositivo de
visualización.
Pues bien, el interior de estos proyectores necesita
constantemente refrigeración forzada por un método activo (es
decir, un ventilador) debido al calor que generan las lámparas.
Y cuando los proyectores son puestos en "Stand-by", el
ventilador sigue funcionando durante unos segundos (dado que la
lámpara, aunque está reciñen conectada, aún genera mucho calor)
hasta que el interior queda en una temperatura por debajo de un
límite suficiente como para no dañar ningún componente
El principal problema es que, si desconectamos el proyector de
la corriente eléctrica bruscamente o, simplemente, "se nos va la
luz", el interior del proyector estará muy sobrecalentado y, por
tanto, las matrices LCD, DLP y LCoS, los componentes más
delicados, es probable que se quemen y, por tanto, conlleve una
avería permanente del proyector que, con toda seguridad, no
cubrirá la garantía. Y una reparación en la que haya que
reemplazar una de estas matrices puede salir realmente costosa.
Por eso, la solución es, como veremos, asociar un SAI (sistema
de alimentación ininterrumpida) para que el proyector tenga
corriente unos minutos en caso de irse la luz y deje al
ventilador enfriar el interior del proyector los segundos
inmediatos a ser desconectado.
EQUIPOS PARA FILTRADO Y ACONDICIONADO
DE LA RED ELÉCTRICA
Algunos usuarios muy entusiastas, para
minimizar las fluctuaciones de voltaje y limitaciones de amperaje
causadas por electrodomésticos dentro de la misma vivienda, instalan
líneas independientes dedicadas exclusivamente al equipo de alta
fidelidad o, en este caso, del cine en casa. Aires acondicionados,
neveras, etc... consumen grandes cantidades de corriente y podrían
limitar las prestaciones de un equipo de alta gama muy complejo.
Sin embargo, esta opción no evita todos
los problemas que hemos comentado de perturbaciones en la red eléctrica,
por lo que es necesario añadir un equipamiento necesario para solucionar
estos problemas. Ordenados de menor a mayor protección, en opciones
posibles para un cine en casa principalmente hablaremos de regletas
protectoras (provistas de filtros supresores de ruidos parásitos,
radiofrecuencia y picos), acondicionadores de red (provistos de
un transformador de aislamiento, un filtro tanto o mucho más avanzado
que el de las regletas y algunos de regeneración de AC) y sistemas de alimentación ininterrumpida o
SAI (sistemas autónomos que incorporan batería, cargador e inversor
y suministran corriente en caso de corte eléctrico). Dicho sea de paso,
según sea mejor el sistema de protección, menor será su potencia máxima
de salida.
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APC SurgeProtector
PF8T3V-GR
Por un presupuesto ajustado (35 euros) se puede disponer de
mínima protección para nuestro Cine en Casa.
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Monster Cable Hts1000
Un ejemplo de regleta
protectora de gama muy alta (unos 250 euros). Dispone de la
mayoría de perfeccionamientos posibles en un dispositivo de este
tipo. |
Regletas protectoras
- Es la opción más económica. Con un
aspecto de regleta normal, a la vez que podemos multiplicar el
número de enchufes disponibles, disponemos de una protección básica
de cualquier equipo conectado a ella.
- Ofrecen protección contra picos de
tensión, mediante un filtro supresor/derivador. Estos filtros,
cuando se detectan una sobretensión, bajan su impedancia y desvía la
energía excedente hacia tierra. Como cualquier filtro, absorbe una
pequeña parte de esa señal, que es precisamente lo que hace exceder
su capacidad en caso de encontrarse con una sobretensión grande.
- También, suelen incluir un filtro
más o menos depurado, dependiendo de cara regleta en cuestión, que
anula los efectos nocivos que producen los armónicos impares, es
decir, los recortes y distorsiones de la forma de onda de la
corriente alterna, eliminando así ruidos de alta frecuencia
como interferencias electromagnéticas (EMI) y de radiofrecuencia (RFI).
Básicamente el objetivo es eliminar ese contenido de alta
frecuencia, con un gran contenido energético, que evita un
envejecimiento progresivo de las fuentes de alimentación de los
equipos debido a la fatiga y al sobrecalentamiento.
- Algunas regletas también están
provistas de entrada y salida con conectores RJ-11 para el filtrado
de la línea telefónica y, también, de conectores para filtrar la
toma de antena que llega al sintonizador de televisión.
- Hay regletas prestaciones con
prestaciones muy aceptables por sólo 20€-50€, es decir, un precio
muy inferior al que puede tener un cine en casa. Las ventajas y la
buena relación calidad/precio es tal que se hace su compra
prácticamente obligatoria para cualquier sistema con
equipamiento electrónico.
- También hay modelos de hasta unos
300€, que pueden tener, entre otras, las siguientes mejoras sobre
las regletas protectoras más básicas: conectores chapados en oro,
conectores RJ-45 para filtrar también una línea de red Ethernet,
filtros supresores/derivadores de pico con más capacidad provistos
de alarma acústica, más capacidad más capacidad máxima de amperaje,
mayor número de tomas de corriente, cable de mayor longitud con
conductores de mayor sección...
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| PS Audio Power Plant
Premier (unos 2.200 euros) un acondicionador de línea
provisto de regeneración de AC |
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| Panamax M550EX
($1000), otro acondicionador de línea provisto de regeneración
de AC |
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RGPC 1200 Custom
No dispone de regeneración AC, pero a cambio ofrece una
salida máxima unas 8 veces mayor, de 12.000W. |
Acondicionadores de red
- Disponen de dos elementos principales: un
transformador de aislamiento y un filtro regulador y
estabilizador de tensión que recuerda al de las
regletas, solo que, en algunos casos, puede llegar a ser muy
sofisticado. Los acondicionadores rondan precios entre unos 300€ y
3.500€. Los modelos más caros pueden incluir regeneración de la
corriente alterna.
- El transformador de aislamiento
ofrece una reducción de ruido superior a un simple filtro, dado que
a su salida obtenemos corriente alterna balanceada. En la AC normal
tenemos 220V en la fase y 0V en el neutro, que está referenciado a
tierra. Pero en la AC balanceada, tenemos en ambos hilos 110V con
fases invertidas, es decir, desfasadas 180º. Ahora son ambas las que
están referenciadas a tierra, de tal modo que, si los ruidos son
derivados a ella, se eliminarán debido a la cancelación de fase o
rechazo en modo común. En cierto modo, esto recuerda a las
conexiones balanceadas que vimos en
Tipos de cables y modos de
conexión.
- El filtro regulador y
estabilizador de tensión anula la sobre y subtensiones de los
picos (fluctuaciones de voltaje). Además, filtra los armónicos
impares y, como ya contamos con las regletas protectoras, corrige la
forma de onda de la corriente alterna en caso de haber sido
recortada o distorsionada por interferencias electromagnéticas (EMI) y de radiofrecuencia (RFI).
- Como ya se ha dicho, los
acondicionadores de línea más sofisticados incluyen regeneración
de corriente AC, lo cual intenta soliviantar las carencias que
ofrece un simple filtro regulador. Lo que trata es de generar una
corriente alterna completamente nueva y virtualmente libre de
ruido y distorsión (contenido armónico) a partir de la que entra en
el acondicionador de red. Además, esta señal regenerada puede ser AC
balanceada, como la que obteníamos del transformador de aislamiento,
la cual es más adecuada para nuestro equipo audio-vídeo.
- La regeneración de corriente AC
básicamente consiste en un proceso de doble conversión, es decir,
paso de AC a DC (alterna a continua) de modo similar a como lo haría
una fuente de alimentación y, mediante un ondulador, inversor o
alternador, de nuevo un paso de DC a AC (continua a alterna).
- En los acondicionadores más altos
de gama, se dispone de tomas de salida para baja y alta
corriente. Los primeros para conectar lectores DVD, procesadores
A/V, etc... y los segundos para televisores, proyectores o etapas de
potencia.
- Los más altos de gama también
suelen disponer de tomas pensadas para conectar equipamiento de
origen "digital" tales como lectores DVD, televisores LCD o
Plasma..., puesto que están provistos de filtros de altas
frecuencias por si hay alguna deriva procedente de los mismos, y así
evitar que pasen ruidos de alta frecuencia generados en estos
aparatos a través de otros conectores del acondicionador de red.
- También suelen disponer, al igual que
las regletas proyectores, de filtrado de línea telefónicas con
conectores RJ-11 y de la toma de antena.
- El inconveniente de los
acondicionadores de red radica en que están limitados por los
transformadores de aislamiento en lo que a potencia máxima de salida
se refiere, especialmente los provistos de regeneración de corriente
AC:
- Un modelo potente (con
capacidades entre 1500 y 3000W, en transitorios breves entre
15kW y 20kW máximos) puede llevar sin problemas un equipo de
cine en casa normal, pero no uno equipo muy complejo provisto,
por ejemplo, de varias etapas de potencia por cada canal
Elección de la
electrónica de procesado y amplificación.
- Los acondicionadores altos de
gama no provistos de regenerador AC normalmente ofrecen una
potencia máxima de salida muy alta. Es una buena opción conectar
a los mismos las etapas de potencia y usar el otro tipo de
acondicionador los aparatos de menor consumo. También hay una
opción intermedia, y es conectar las etapas a tomas que suelen
llevar los acondicionadores con regeneración AC pero que carecen
de éste último proceso, con el fin de entregar una potencia
mayor.
- En un último caso, siempre se
puede usar el acondicionador sólo para los aparatos de menor
consumo, y conectar las etapas de potencia a regletas
protectoras.
Sistemas de alimentación ininterrumpida
o SAI
- Ni los acondicionadores de red más
sofisticados ni, sobre todo, las regletas protectoras son capaces de
ofrecer una solución eficaz a los cortes del suministro eléctrico,
dado que no disponen de un sistema verdaderamente autónomo que
suministre corriente en caso de que "se vaya la luz".
- Los sistemas de alimentación
ininterrumpida o SAIs son básicamente regeneradores de AC que
disponen de una batería a la cual recurrir en caso de un corte del
suministro eléctrico. La mayoría de ellos provienen del mundo
informático, en el que si hay una caída de corriente, con una gran
probabilidad conllevará a la pérdida de datos.
- Como ya hemos comentado, gran parte
del equipo que puede haber en un cine en casa no sufriría daños en
caso de un corte del suministro eléctrico, a excepción de
proyectores y retroproyectores con tecnologías LCD, DLP y LCoS
(insistimos en que los CRT no tienen este problema). Como
explicamos, necesitan que el ventilador siga funcionando unos
minutos posteriores al apagado, puesto que la lámpara aún está
caliente y, en caso que la refrigeración se pare bruscamente sin
haber bajado hasta una temperatura segura, se podrían dañar
elementos tan críticos como la propia matrix LCD, DLP o LCoS donde
se forma la imagen. Esto es una avería que no cubre la garantía y
sale muy cara su reparación.
- No vamos a adentrarnos demasiado en
qué tipos y cómo funciona cada una de las clases de SAI que hay,
dado que es un equipamiento no muy habitual en un cine en casa y,
como veremos, sólo recomendable para proyectores y retroproyectores
y no para el resto. Aun así, mencionaremos que hay tres tipos de
SAI:
- Offline: en situación de
tensión normal de la red eléctrica, entrega esta misma energía
filtrada. Cuando la tensión de entrada es nula (un corte del
suministro) o sube o baja de los límites permitidos (unos +/-
15% como máximo, es decir, entre 191V y 253V) el SAI generará su
propia corriente alterna a partir de la energía almacenada en
las baterías. Esto lo hará mediante el ondulador, inversor o
alternador. Un relé muy rápido se encarga de conectar la
batería. En SAIs offline de mala calidad con una potencia máxima
de salida no muy superior a la que consumen los aparatos
conectados a ella, este relé no suele ser lo suficientemente
rápido y los equipos conectados al SAI se desconectan.
- Offline con boost o
estabilizador: mucho mejores que los offline en cuanto a que
la salida es siempre 220V, puesto que a la corriente que entra
al SAI se suma lo que falta a partir de la generada desde la
batería mediante el inversor u ondulador.
- Online: disponen del
sistema de doble conversión que tenían los acondicionadores de
red con regeneración de AC, con la diferencia que, en este caso,
existe la batería entre medias del paso de AC a DC (alterna a
continua) y de DC a AC (continua a alterna). En este caso la
protección es máxima puesto que la corriente generada es
totalmente nueva y constante de 220V a 50 Hz.
- En los SAIs siempre viene indicada la
potencia máxima expresada en VA (voltioamperios) o W (watios). El
primer valor suele ser algo mayor al segundo. Para elegir un SAI
correcto, debemos procurar que la potencia máxima del proyector o
retroproyector siempre sea menor a la del sistema de alimentación
ininterrumpida, de lo contrario entraría en sobrecarga y podría,
incluso, averiarse. Además, asegurarnos que el tiempo que aguanta el
SAI, teniendo en cuenta la carga que le supone nuestro proyector en
cuestión, es superior al que tarda el ventilador en refrigerar lo
suficiente el proyector y desconectarse por sí mismo.
- Decíamos que un SAI no es tan
recomendable como parece a priori para otros elementos que no sea el
retroproyector o el proyector, y lo justificamos:
- No todos los SAIs ofrecen una
salida perfectamente senoidal. La de algunos tiene formas quasi-senoidal
o trapezoidal, adecuada para dispositivos enteramente digitales,
concretamente los ordenadores, dado que estos disponen a su
entrada de filtrado de alta frecuencia de interferencias
electromagnéticas (EMI) y de radiofrecuencia (RFI). Normalmente
los dispositivos de audio no disponen de este filtrado concreto,
por lo que el contenido armónico introducido por el SAI supone
una fuente de ruido indeseado.
- La relación "potencia máxima de
salida / precio" es peor en los SAIs que en los acondicionadores
de red, que a su vez es peor que en las regletas protectoras.
Dijimos en su momento que esta relación era inversamente
proporcional al grado de protección que ofrecía el equipo. Un
SAI con una potencia suficiente para manejar con soltura un
equipo de alta gama de Cine en Casa podría costar fácilmente
unos 4.000-5.000€, es decir, el doble que un acondicionador de
red con la misma potencia de salida.
- Por tanto, es recomendable sólo
comprar el SAI suficiente para el proyector o el retroproyector
LCD, DLP o LCoS, que puede costar entre 100 y 250€, y emplear
una regleta protectora o un acondicionador de red para el resto
del equipo.
LOS CABLES DE CORRIENTE ELÉCTRICA
En los aparatos de gama básica y algunos
de media, normalmente veremos que el cable de corriente sale del
interior del aparato y no es reemplazable, por lo que no hay más que
pensar. Pero en los de gama media, alta y muchos High-End, vemos que
normalmente vienen con un cable de corriente de regalo. Normalmente está
provisto de un conector IEC de 3 patas por un lado y un Schuko por el
otro.
Estos cables de corriente que nos dan, al
contrario de lo que decíamos de los cables de interconexión de audio o
vídeo que es conveniente cambiarlos por otros más fiables y robustos,
suelen tienen una calidad muy digna y podemos conservarlos
perfectamente.
No obstante, existen cables muy exóticos
provistos con todos los refinamientos que hemos visto para los cables de
señal y para el conexionado de cajas acústicas. Suelen tener conductores
gruesos, debido a que la señal que transportan es de baja frecuencia y,
además, las de alta es necesario que estén filtradas. A veces tienen los
cables trenzados y/o provistos de una malla haciendo de jaula de Faraday,
para evitar interferencias electromagnéticas (EMI) y de radiofrecuencia (RFI).Y
aunque aquí no es muy necesario, a veces usan conductores de cobre libre
de oxígeno u otros métodos de purificación superiores e incluso de plata
.Algunos entre los muy caros incluyen un módulo de filtrado de altas
frecuencias en el recorrido del cable, otros no.
El problema radica en que estos son con
total seguridad los tipos de cables en los que menos interesa adquirir
unos con algún refinamiento, buscando alguna mejora real de calidad. El
filtrado de armónicos impares en la señal de corriente alterna, al que
tanto nos hemos referido, que puede ofrecer un metro de cable exótico,
de varios cientos de euros, es muy poco si lo comparamos con el filtro
de una regleta protectora de mucho menos coste. El grosor extra, por
supuesto, es irrelevante, de poco sirve usar conductores de más sección
si por dentro de la pared tenemos hilos de cobre de menos diámetro.
Por tanto, es preferible conservar los
cables de serie y dedicar la mayor parte del presupuesto dedicado a la
alimentación del equipo a adquirir un buen sistema de protección: un SAI
para el retroproyector o proyector en caso de tenerlo y regletas
protectoras (si es amplio el presupuesto, acondicionador de red) para el
resto.
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