SECTOR TÉCNICO

La presente invención se refiere a un sistema de seguridad que permite indicar y/o prevenir aperturas no autorizadas en contenedores, lugares cerrados o cualquier otro espacio o material que tenga requerimientos de seguridad, control y acceso restringido. Además, dicho sistema de seguridad incorpora medios de identificación electrónicos y opcionalmente acústicos.

Existe un alto número de sistemas y sellos de seguridad que incorporan, a su vez, diferentes tecnologías, las cuales permiten el control de la conducción, almacenamiento y guarda de productos, materiales, instrumentos de medida, dinero, etc. Dichas tecnologías son muy variadas y su uso está relacionado con los niveles de seguridad requeridos.

En algunos casos cuando se desea garantizar la integridad de un objeto, como por ejemplo un contenedor o una bolsa de valores, se emplean sellos mecánicos que pueden indicar que dicho objeto ha sido abierto sin autorización. Dentro de la oferta de estos sellos se encuentran, por ejemplo, collares de plástico o de metal, los cuales se colocan en sitios relacionados con la apertura del objeto. Así, cuando se hace una simple inspección visual del objeto se determina si el sello ha sido o no violado.

Además de lo anterior, existe una creciente necesidad relacionada con la transmisión de información desde el sello, para determinar, además de su posible vulneración, información complementaria, como por ejemplo, su ubicación geográfica.

l Dentro del arte previo se encuentra la solicitud de patente EP 1087334, la cual se refiere a un sistema de precintado, o para utilizar en calidad de precinto, a fin de permitir marcar objetos destinados a ser identificados en el tiempo. Está compuesto por dos cápsulas, una en cobre y la otra en latón donde la identidad de este precinto se obtiene con ayuda de una gota de estaño colocada en el interior de las cápsulas y después rayada de forma aleatoria a fin de obtener un dibujo único. Una de las cápsulas, que está enclavada sobre la otra a fin de cerrar el precinto durante su uso, contiene 2 orificios que permiten hacer pasar los 2 extremos de un hilo metálico o no metálico, multifilar o no, que unirá entre ellos los elementos que deberán precintarse. Por ejemplo, en el caso de la condena de una puerta o de un armario, este hilo pasa dentro de los tiradores. A continuación, los dos extremos del hilo son anudados juntos en el interior de la cápsula de latón y el precinto queda cerrado.

El documento US 2010/0283580 refiere un aparato y un método para determinar si un contenedor ha sido o no abierto. Dicho aparato está conformado por un circuito que almacena y suministra información relacionada con la identificación del aparato, una antena conectada al circuito y un aparato lector de información. Cuando el contenedor se abre, la antena y el circuito del aparato se rompen; así, el lector ya no puede reconocer la información almacenada.

La solicitud europea EP 03290437 enseña un dispositivo de sellado con transponedor múltiple. Dicho dispositivo comprende una espiga de enclavamiento y un casquillo, donde la espiga de enclavamiento incluye una cabeza y un vástago con una garganta que coopera con un aro de bloqueo dispuesto en el casquillo para enclavar por inserción del casquillo sobre la espiga. El casquillo comprende además un primer transponedor alojado en el interior del casquillo a una profundidad mayor que la altura del vástago y la espiga de enclavamiento posee un segundo transponedor dispuesto sobre la periferia externa del vástago. Cada transponedor posee un sustrato sobre el cual son formados un circuito electrónico y una antena. El circuito electrónico contiene unos medios de almacenamiento que permiten guardar por lo menos un código de identificación único, estando dicho segundo transponedor ideado y dispuesto para causar la rotura de dicho circuito electrónico o de dicha antena de dicho segundo transponedor cuando tiene lugar un tentativa de apertura de dicho dispositivo de sellado.

Esta invención busca, particularmente, proporcionar un sistema de seguridad a las empresas de comercialización de energía eléctrica. El hurto de energía eléctrica es un problema frecuente en muchas zonas y donde uno de los métodos más utilizados para dicho hurto es la adulteración del medidor de energía. Con el fin de impedir y detectar este tipo de manipulaciones no autorizadas, las empresas emplean frecuentemente sellos plásticos con una guaya metálica para ser colocados en los medidores y en las cajas que los contienen (celdas de medida); si al evaluar el estado de este sello se pueden evidenciar marcas sobre el plástico o sobre la guaya, las empresas pueden argumentar que el medidor ha sido manipulado. Sin embargo, no es fácil detectar dichas alteraciones, a menos que se examine detalladamente cada uno de los sellos instalados en una celda de medida. Además, muchas veces las adulteraciones son menores con lo que no puedan ser fácilmente detectadas.

OBJETO DE LA INVENCIÓN

Esta invención propone un sistema de seguridad, que puede ser empleado en un sinnúmero de aplicaciones, y que posibilita una verificación electrónica y mecánica. La solución desarrollada está basada en un dispositivo pasivo que cuenta con un sistema de radiofrecuencia y que puede tener tecnología SAW (Surface Acoustic Waves); esto permite la interrogación y lectura del código. Además, la invención cuenta con un mecanismo de seguridad mecánico que inhabilita el sistema electrónico cuando el sello se somete a una manipulación no-autorizada.

La presente invención corresponde a un sistema de seguridad que posee las siguientes partes:

- Una CERRADURA, BULÓN TUERCA O PASADOR que contiene dos agujeros ¡nterconectados por los que puede pasar un cordón de seguridad

- Un SELLO DE SEGURIDAD conformado por

• Un elemento de identificación que consta de (a) un sustrato (b) una antena depositada sobre dicho sustrato que transmite información de forma pasiva, conformada por (bl) un elemento radiante y (b2) conexiones entre el elemento radiante y la memoria de solo lectura en la parte del sustrato que no ocupa el elemento radiante, (c) dos agujeros en el sustrato en el límite de donde se coloca el elemento radiante por donde pasa un cordón de seguridad, agujeros por los que se establece una línea de fractura (d) y una memoria de sólo lectura en la parte del sustrato que no ocupa el elemento radiante.

• Un cuerpo del sello la cual es una unidad hermética y que dispone de

- un espacio interno para alojar el elemento de identificación,

- un espacio interno para la memoria de sólo lectura

- un cantiléver interno que sirve de apoyo al sustrato pero deja al elemento radiante en voladizo

- una zona diseñada para cubrir totalmente la cerradura, bulón, tuerca o pasador la cual tiene dos agujeros por donde pasa un cordón de seguridad

- una pared lateral, denominada aquí tapón, la cual tiene un conducto cónico, el cual (i) se encuentra conectado con uno de los agujeros de la zona diseñada para cubrir totalmente la cerradura, (¡i) a partir de dicho agujero llega el conducto en chaflán a un espacio destinado a guardar el elemento de enganche de un cordón de seguridad y donde dicho espacio permite que el elemento de enganche del cordón de seguridad pueda pasar pero no devolverse (iii) donde el conducto finalmente conecta con un agujero ubicado en el cuerpo del sello diferente al tapón y que permite una comunicación con el exterior del sello;

y

- opcionalmente un soporte metálico al interior del cuerpo que sostiene el cuerpo radiante para insensibilizar la antena de toda superficie metálica

Y donde el cuerpo del sello para romperse necesita una fuerza superior a la fuerza de ruptura establecida para el sustrato

- Un CORDÓN DE SEGURIDAD que sólo se rompe a fuerzas superiores a la fuerza de ruptura para cualquier otro componente del sistema, donde (i) uno de sus extremos está firmemente asido al elemento de identificación por los dos agujeros del sustrato, (ii) el otro extremo sale del sello de seguridad por uno de los dos agujeros de la zona que cubre totalmente la cerradura y (¡ii) contiene elementos de enganche en la parte que sale del sello de seguridad, elementos que pueden pasar por el conducto del tapón pero no devolverse y, además, se alojan en el espacio diseñado para tal fin en el tapón.

- Un DISPOSITIVO DE LECTURA que permite reconocer la información transmitida del elemento de identificación y del elemento acústico

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

La figura 1 es una vista en despiece de una modalidad preferida de un sistema de seguridad de acuerdo con la presente invención La figura 2 corresponde a la misma figura 1 pero con la numeración de cada una de las partes

La figura 3 es una vista en despiece de otra modalidad preferida de un sistema de seguridad de acuerdo con la presente invención

La figura 4 es una vista en despiece de una cerradura, que corresponde a una modalidad preferida de un sistema de seguridad de acuerdo con la presente invención

La figura 5 es una vista en despiece del cuerpo de sello de acuerdo con la presente invención

La figura 6 relaciona la parte interna del sello del sistema de seguridad de acuerdo con la presente invención

La figura 7 relaciona la pared lateral del sello de seguridad, o tapón, del sistema de seguridad de acuerdo con la presente invención

La figura 8 corresponde a una modalidad preferida del sistema de seguridad, de acuerdo con la presente invención, la cual incorpora un soporte metálico

La figura 9 corresponde al elemento de identificación de acuerdo con una modalidad preferida de un sistema de seguridad para la presente invención

La figura 10 corresponde a una modalidad de un cordón de seguridad, de acuerdo con una modalidad preferida de un sistema de seguridad para la presente invención

Las figuras 11 y 12 relacionan las gráficas de carga y esfuerzo llevadas a cabo para la selección de un sustrato para la presente invención

La figura 13 relaciona un ejemplo de instalación en caja de medida o en celda de medida de media tensión La figura 14 relaciona un ejemplo de instalación en una celda de macromedición.

La Figura 15 relaciona la cerradura utilizada en los ejemplos. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un sistema de seguridad que indica y/o previene aperturas no autorizadas que consta de las siguientes partes:

• Una cerradura (100), bulón, tuerca o pasador, que contiene dos agujeros interconectados (110 y 120) por los que puede pasar un cordón de seguridad (300)

• Un sello de seguridad conformado por

Un elemento de identificación (210) que consta de (a) un sustrato (211) con una tenacidad a la fractura (Ki _c ) ,entre 0,63-0,65 MPa.m ^0-5 , un módulo de elasticidad mayor a 68 GPa y una fuerza de ruptura inferior a 10 N (b) una antena, depositada sobre dicho sustrato, que transmite información de forma pasiva, conformada por (bl) un elemento radiante (212) que ocupa menos de las 4/9 partes del sustrato (b2) conexiones (216) entre la memoria de solo lectura (215), y el elemento radiante (212) ubicados en la parte del sustrato que no ocupa el elemento radiante (c) dos agujeros en el sustrato (213 y 214) en el límite de donde se coloca el elemento radiante por donde pasa un cordón de seguridad (300), agujeros estos (213 y 214) por los que se establece una línea de fractura y donde ocurre dicha fractura si se aplica una fuerza mayor a 10 N (d) una memoria de sólo lectura que contiene un código (215) ubicado en la parte del sustrato que no ocupa el elemento radiante (212), que puede ser opcionalmente de funcionamiento acústico. * Un cuerpo del sello la cual es una unidad hermética y que dispone de

1. un espacio interno (221) para alojar el elemento de identificación

(210) la memoria de sólo lectura (215)

2. un cantiléver interno (222) que sirve de apoyo al sustrato pero deja al elemento radiante en voladizo

3. una zona diseñada para cubrir totalmente la cerradura (222) bulón, tuerca o pasador, la cual tiene dos agujeros (224 y 225) por donde pasa un cordón de segundad (300)

4. una pared lateral (240), denominada aquí tapón, la cual tiene un conducto cónico (241) que (i) por uno de sus extremos (242) se encuentra conectado con uno de los agujeros (225) de la zona diseñada para cubrir totalmente la cerradura (222), bulón, tuerca o pasador (ii) desde el agujero (242) llega el conducto (241) en chaflán a un espacio (243) destinado a guardar el elemento de enganche (310) de un cordón de seguridad (300) y donde dicho espacio (243) permite que el elemento de enganche (310) del cordón de seguridad (300) pueda pasar pero no devolverse (iii) donde el conducto (241) termina en un agujero (244) que conecta con el agujero (226) ubicado en el cuerpo del sello diferente al tapón y que permite una comunicación con el exterior del sello;

y

5.opcionalmente un soporte metálico (250) al interior del cuerpo que extiende el plano de tierra o de masa de la antena (210). Y donde el cuerpo del sello para romperse necesita una fuerza superior a la fuerza de ruptura establecida para el sustrato

Un cordón de seguridad (300) que sólo se rompe a fuerzas superiores a la fuerza que generan ruptura de cualquier otro componente del sistema, donde (i) uno de sus extremos está firmemente asido al elemento de identificación por los dos agujeros del sustrato (213 y 214), (¡i) el otro extremo sale del sello de seguridad por uno de los dos agujeros (224) de la zona que cubre totalmente la cerradura y (ii¡) contiene elementos de enganche (310) en la parte que sale del sello de seguridad, elementos que pueden pasar por el conducto del tapón (241) pero no devolverse y, además, se alojan en el espacio (243) diseñado para tal fin en el tapón (240).

• Un dispositivo de lectura que permite reconocer la información transmitida del elemento de identificación.

Donde el sistema de seguridad que indica y/o previene aperturas no autorizadas cuenta además con las siguientes características:

• La memoria de sólo lectura (215) posee un código único, diferente a cualquier otra unidad.

• Las conexiones (216) entre la memoria de solo lectura (215), y el elemento radiante (212) son ajustadas para definir la potencia radiada por el elemento de identificación (210).

• El conjunto entre la potencia radiada y el código único de la memoria de solo lectura (215) constituyen un identificador que se transmite al dispositivo de lectura.

• En el momento en que se quiera activar el sistema de seguridad, el cordón (300) que sale del sello de seguridad hermético se hace pasar a través de los agujeros de la cerradura (110 y 120) y luego a través del agujero libre (225) de la zona que cubre totalmente la cerradura (100), bulón, tuerca o pasador, para comunicarse con el conducto cónico del tapón (241) a través del agujero respectivo (242) y finalmente salir del sello por el agujero (244), de forma tal que

o el sello de seguridad cubre totalmente la cerradura (100), bulón, tuerca o pasador y queda firmemente sujetada a esta, o donde el elemento de agarre del cordón de seguridad (310) queda en el espacio interno del tapón (243) y (iii) donde la porción del cordón (300) que sale del sello es cortado y no. queda ninguna parte del cordón de seguridad expuesto fuera del sistema de seguridad.

• Y donde en el momento de intentar abrir el sello, el elemento radiante (210) y la memoria de sólo lectura (215), deja(n) de transmitir porque se ha fracturado el sustrato (211) y se rompen las conexiones (216) al elemento radiante (210) y la memoria de sólo lectura (215)

A continuación se enumerarán las características de cada uno de los elementos que conforman el sistema.

La cerradura, bulón. tuerca o pasador

Este elemento del sistema de seguridad está referido a cualquier mecanismo que sirva para cerrar un contenedor, mantenerlo asegurado y donde sólo se pueda abrir dicho mecanismo con un elemento mecánico. Para la presente invención no es relevante el tipo de elemento a emplear. El único requerimiento de los mecanismos de esta parte del sistema de seguridad radica en que deben contener dos agujeros muy cercanos al sitio donde se introduce el elemento mecánico de apertura, de forma que se pueda introducir un cordón de seguridad por uno de dichos agujeros y que dicho cordón salga por el otro agujero. Para efectos de ejemplificar esta parte del sistema de seguridad, nos referiremos a una cerradura (100) tal como la enseñada en la figura 4. Dicha cerradura ejemplificada (100) posee dos agujeros (110 y 120) muy cercanos al sitio donde se debe introducir el elemento mecánico de apertura (llave).

Sello de seguridad: elemento de identificación

El elemento de identificación busca colocar un fuerte obstáculo tecnológico para impedir el acceso del hurtador a los elementos que permitan caracterizar el sello de seguridad en su conjunto y, a su vez, dificultando la posible reproducción fraudulenta del sistema de seguridad al reemplazar elementos por unos que contengan características similares.

Los puntos críticos dentro del diseño del elemento de identificación son los siguientes:

• Frecuencia de operación

• Sustrato

• Topología

• Tecnología de fabricación

Con respecto a la frecuencia de operación, ésta en principio estaba restringida por las dimensiones máximas del sello y por las frecuencias de operación de la tecnología disponible en el mercado. La tecnología RFID solo opera en bandas de frecuencia con aplicaciones industriales, científicas y médicas (IS ). Una opción es la tecnología RFID-SAW, o elemento acústico, la cual se encuentra disponible en la banda ISM a 2.45GHz.

Con respecto al sustrato, se requería de un compuesto de baja tenacidad que se fracturara ante una operación de tensión sin presentar deformación previa. Si el sustrato se deforma, es posible que genere fracturas del mismo sin que haya una completa desconexión del elemento radiante con el circuito de conexión, lo que conlleva la posibilidad que el sello siga en modo de operación nominal aun cuando haya sido manipulado. Adicionalmente, se requiere que el sustrato sea resistente a ambientes que pueden ser salinos, húmedos, con temperaturas bajas (0 °C) o altas (80 °C) y con exposiciones a radiación UV elevadas (19UVI). Bajo ese criterio, se realizó una búsqueda inicial del sustrato donde el tipo de materiales que ofrecía la mejor tenacidad eran los cerámicos, junto con un buen comportamiento bajo las condiciones ambientales discutidas. Dado que la gama de cerámicos es muy amplia, se debía seleccionar uno que fuera fácil de adquirir y de procesar, ya que era necesario grabar la antena sobre el mismo y realizar los orificios del hilo de sujeción.

Para la selección de un sustrato que cumpliera con los objetivos propuestos se realizó un análisis relacionado con materiales frágiles, es decir de baja tenacidad a la fractura, que tuvieran buena resistencia a componentes ambientales como la radiación UV, temperatura y humedad entre otras. Para determinar el tipo de material a emplear se realizaron pruebas relacionadas con las cargas que requería la fractura, de acuerdo con normas internacionales como la "D 790 - 03: Standard Test Methods for Flexural Properties of Unreinforced and Reinforced Plastics and Electrical Insulating Materials". Aunque materiales como el vidrio no cumplen estas características, era necesario probarlo bajo una misma norma con el fin de poder compararlos.

Tras los resultados obtenidos, se procesaron los datos y se obtuvieron las gráficas de carga y esfuerzo para cada uno de los materiales empleados. Las mejores características se encontraron en vidrio. Las figuras 11 y 12 enseñan los resultados para vidrio y TMM.

De estos experimentos las conclusiones fueron las siguientes:

• El material TMM es muy tenaz a la fractura, lo cual no es adecuado para los requerimientos de la aplicación.

• El vidrio como material presenta la tenacidad adecuada para la aplicación. La fuerza requerida para la fractura depende directamente de la adecuada selección del grosor del mismo.

• Vidrio, con grosores cercanos a los 2 mm, soporta la carga requerida por la aplicación y se pudo verificar la mejora en la manipulación del sustrato de 2 mm en comparación del de 3 mm. Entre más grueso el vidrio hasta el rango de los 4 mm, más fácil será cortarlo y perforarlo. Aun así, esto como se podrá ver a continuación tendrá consecuencias en la fuerza de fractura del mismo.

• La fractura se dio como se esperaba: se generó una separación completa entre el elemento radiante y el circuito de conexión entre entre la memoria de solo lectura y el elemento radiante.

• En caso de querer aumentar la fuerza dé fractura, el grosor del sustrato se convierte en la posible variable de diseño.

• El vidrio fue más procesable: el corte y la perforación se pudo hacer en mayor escala.

Sobre el sustrato se deposita una antena, conformado por la unión entre el elemento radiante y las conexiones entre la memoria de solo lectura y el elemento radiante, con una tenacidad a la fractura (Ki _c ) del orden de [0.63 - 0.65] MPa.m ^0,5 , un módulo de elasticidad mayor a 68 GPa y una fuerza de ruptura entre 5 y 10 N. Esta selección se hace con el fin de garantizar que la antena no se deforme de manera plástica ante una eventual manipulación sino que se fracture completamente, en dos porciones que no presentan ni conexión mecánica ni eléctrica. Desde el punto de vista eléctrico, se requiere una antena en tecnología planar que pueda ser grabada sobre el sustrato elegido. Con este fin se requiere de un metal sobre la superficie inferior del sustrato de baja tenacidad de una adherencia tal que permita que la memoria de solo lectura, que puede ser opcionalmente de funcionamiento' acústico, pueda ser posteriormente soldada sin que la integridad del grabado metálico se vea afectada.

La antena corresponde a la zona encargada de recibir la información y/o potencia radiada transmitida por el dispositivo de lectura y responderle con el identificador almacenado. Cuenta con una zona de desconexión por la cual se realiza la fractura y por ende, garantiza que en caso de fractura saca de operación al elemento radiante. Esta zona de desconexión es con el fin de impedir la adquisición del identificador al interior del elemento de identificación tras la manipulación. En caso de que el lector no pueda obtener el identificador, permite evidenciar que el sistema ha sido violado para acceder a la cerradura. Desde el punto de vista mecánico, esta porción de la antena va a actuar como voladizo en la configuración cantiléver.

El elemento de identificación contará con dos agujeros sobre el sustrato por los que se fracturará si es sometido a una tensión por encima de lo permitido. Estos dos agujeros permitirán guiar dicha fractura. La selección de los dos agujeros, resulta del compromiso entre establecer cada uno de los niveles de fuerza, con la fabricación y la generación de concentradores de esfuerzo en el sustrato. El uso de un solo hueco, aumenta significativamente la fuerza de fractura del sustrato. El uso de tres huecos o más, incrementa los concentradores de esfuerzo y por ende complica su fabricación.

El elemento de identificación cuenta con una memoria de sólo lectura que contiene un código único, que opcionalmente puede ser de funcionamiento acústico, que permite hacer aún más segura la identificación del sistema de seguridad. Esta memoria requiere un circuito de conexión que garantiza el acople entre el elemento radiante y dicha memoria. Esta porción de la antena es sostenida a presión en el espacio al interior del cuerpo del sello destinado al ingreso de la antena.

Un ejemplo de la topología típica de la antena (212) es una antena planar en F, tal y como se observa en la figura 8. Las características de dicha antena son las siguientes:

• La parte superior o elemento radiante se encuentra ranurado. Este elemento tiene una resonancia cercana a la del dispositivo acústico. Las ranuras generan un efecto de antena en forma de meandro, lo que ayuda a reducir las dimensiones. • Existe un corto entre el elemento radiante y el circuito de acople. Este efecto inductivo busca compensar el efecto capacitivo del elemento acústico con el fin de permitir el acople entre los dos.

• La línea de acceso del circuito de acople tiene una distancia que permite compensar por la diferencia de impedancia entre el elemento radiante y el dispositivo acústico. Dado que la naturaleza de estas líneas de transmisión es periódica, con la distancia se logra cargar la impedancia del elemento radiante para lograr el acople. Opcionalmente, variar el circuito de acople permite establecer el nivel de potencia radiada transmitida al lector del elemento de identificación. De esta manera, se pueden obtener diferentes identificadores mediante diferentes potencias radiadas para un mismo código en la memoria de solo lectura.

Tras simular la antena con todos los elementos a considerar (elemento acústico, cuerpo e inserto del sello, orificios sobre la antena) se logró adaptar el elemento acústico a la antena con el fin de que opere adecuadamente. Adaptar significa reducir las reflexiones entre ambos elementos, mediante el acople de impedancia. Se representa mediante el coeficiente de reflexión. Entre más se acerque a menos infinito, menor es la reflexión y mayor la potencia que se transfiere.

Sello de seguridad: cuerpo del sello

El cuerpo del sello posee tres funciones básicas. La primera es alojar el elemento de identificación junto con sus partes, la segunda radica en cubrir totalmente la parte de la cerradura donde se introduce el elemento mecánico tipo llave y la tercera es estar configurada para que, en caso de violación del sistema de seguridad, se rompa totalmente el elemento de identificación.

Los elementos que componen el cuerpo del sello son: • Espacio para el ingreso de la antena: En esta zona al interior del cuerpo se aloja la antena del elemento de identificación. La tolerancia de este espacio con respecto al grosor de la antena se encuentre entre 0.1 mm y 0.4 mm, más especialmente entre 0.1 mm y 0.3 mm y más especialmente de 0.2 mm. Dado que esta zona es el soporte del circuito de conexión del elemento acústico, e incide en la fuerza requerida para la fractura, en este espacio se garantiza el agarre de la antena por presión.

• Espacio opcional para el soporte metálico: Este espacio opcional está destinado para el soporte metálico si se colocara. Con su altura se genera la presión suficiente para garantizar el contacto eléctrico entre el soporte metálico con el plano de tierra de la antena. Esta zona presenta una porción de material en la parte izquierda para movimiento entre las dos piezas y así, mantener la conexión eléctrica.

• Zona de voladizo: En este espacio libre de material, es donde se ubica el elemento radiante (212) en voladizo. El espacio está definido por la posición del cantiléver (222). Esta zona es libre de cualquier elemento para evitar un soporte no deseado que en el momento de hacer tensión a dicho voladizo ocasione que no se genere la fractura en el rango de fuerzas especificado.

• Primer orificio para la salida del cordón de seguridad (224}. Este orificio permite la salida del cordón de seguridad después de haber sido enganchado al elemento de identificación.

• Orificio de ingreso del cordón cuerpo - tapón (225): Este orificio coincide con el orificio de ingreso del tapón (242) para permitir que el cordón se dirija hacia el orificio de salida (244) que conecta con el orificio (226).

• Orificio de salida tras instalación del cordón tapón - cuerpo (226} Este orificio coincide con el orificio de salida del tapón (244) para permitir que el cordón de seguridad (300) salga después de su enganche. • Soporte de protección de la cerradura (223}. Este elemento se encarga de cubrir completamente la cerradura, bulón, tuerca o pasador. Tras la instalación, la principal función del soporte es impedir el acceso tanto a los orificios interconectados de la cerradura, bulón, tuerca o pasador, como a la cerradura misma y finalmente al cordón de segundad.

• Cantiléver (222} Este soporte a! interior de! cuerpo es el que permite la fractura tras ejercer la tensión superior a 10 N sobre el elemento de identificación. Su posición está definida por el borde del elemento radiante. Su ubicación en conjunto con los orificios de sujeción del cordón de seguridad, definen la dirección de la propagación de la fractura. El cantiléver inicia desde la posición donde se ubica la conexión entre el elemento radiante y el circuito de conexión del elemento acústico, hasta la parte izquierda del cuerpo. En esta zona, se podría alojar el elemento acústico, y por este motivo se genera un redondeo tanto en la parte superior como la inferior. Esta zona es simétrica y evita esfuerzos diferentes.

• Espacio para la memoria de solo lectura (215} Este espacio se deja para permitir el ingreso de la memoria de solo lectura, que opcionalmente puede ser de funcionamiento acústico, y no generar interferencias entre este y las paredes del cuerpo del sello. Cualquier interferencia podría generar cambios en la fuerza de fractura.

Por favor noten que es la estructura de cantiléver la encargada de soportar el elemento de identificación y promover la fractura de la antena ante una operación de fractura. El cantiléver también ayuda a garantizar la dirección de fractura. El esquema ideal de cantiléver es que se cuente con una franja donde se inserta la antena, se deja un extremo de la antena libre, o el voladizo, y el otro extremo completamente soportado. Cuando la antena es apalancada mediante la tensión que recibe el cordón de seguridad, en cierto punto el sustrato no podrá deformarse más y se fracturará. Adicionalmente, es muy importante que la estructura cubra completamente la cerradura en su interior.

El cuerpo del sello cuenta con tres orificios principales. El primero de los orificios (224) es por donde sale el cordón de seguridad partiendo desde la antena. Los otros dos orificios (225 y 226) coinciden con los orificios de entrada (242) y salida de! conducto cónico de! tapón (244) respectivamente, donde el último (226) tiene comunicación con el exterior del sello. Estos dos últimos agujeros (225 y 226) permitirán que el sello ya armado se utilice en la operación de ensamble a la cerradura.

Por favor noten que una parte del sello (223) cubre totalmente la cerradura, bulón tuerca o pasador, donde su altura es ligeramente mayor a la altura que se pueda generar de la cerradura tras cerrarla y tras ser ajustado impide que el intruso tenga acceso tanto a la cerradura, bulón tuerca o pasador, como al cordón de seguridad. Esta parte del sello se puede fabricar de tal manera que tenga la forma específica de la cerradura, bulón tuerca o pasador, para que se ajuste perfectamente.

Sello de seguridad: pared lateral o tapón

El sello posee una pared lateral, aquí denominada tapón (240). Esta pared es la última que se coloca en el ensamblaje del sello de seguridad, donde al resto del cuerpo fabricado en una sola pieza se le introducen el elemento de seguridad junto con el cordón de seguridad el cual sale por el primero de los tres agujeros y por último dicha pared. De aquí que se denomine tapón.

El tapón es la porción del sello que contiene la zona de agarre. Dicha zona de agarre está compuesta por una zona cónica (241) con un acabado de chaflán, para promover que el nudo de sujeción del cordón de seguridad (310) pueda pasar con facilidad a la zona de agarre en la operación de ensamble, pero que no pase en la dirección opuesta.

Los elementos que componen el tapón son los siguientes:

• Bloque interno al cuerpo (245): Este elemento queda completamente insertado al interior del cuerpo. Una vez ubicado en el cuerpo, el sello es cerrado y no se puede acceder al elemento de identificación. Cualquier intento de separarlo del cuerpo, genera marcas visibles que son indicadoras de manipulación no autorizada.

• Orificio de ingreso (242) desde el segundo agujero del cuerpo del sello (225): Este orificio corresponde al orificio por donde pasa el cordón de seguridad tras haber insertado el extremo libre del cordón de seguridad por los orificios de la cerradura, bulón tuerca o pasador (110 y 120)

• Zona de enganche (243): Zona en la cual el cordón de segundad es bloqueado. Una vez el elemento de engancha pasa esta zona, no se puede regresar. Inicia por un canal con forma cónica a la entrada, que facilita el ingreso del cordón, hace una transición a cilindro mediante un acabado chaflán. Esta configuración genera un efecto de paso en un solo sentido para cuando los elementos de enganche pasan a través de dicha zona. La fuerza máxima requerida para dicho ensamble, es decir, para lograr que los elementos de enganche queden soportados en la base cilindrica, es de 2 N. La fuerza requerida para el desensamble (hacer que los elementos de agarre se regresen) es de 20 IM.

• Orificio de salida (244). por este orificio sale el cordón de seguridad después de pasar por la zona de enganche.

Cordón de seguridad

Para seleccionar el cordón de seguridad él cuerpo del sello debe fallar mecánicamente antes de que falle por tensión el cordón de seguridad. El material no debe ser conductor y debe ser resistente a las fuerzas de cizalla y ataque químico, así como a las condiciones ambientales que debía soportar el sello. Se han empleado, por ejemplo, el HoneyweII Spectra Fiber 1000, cuyas características son las siguientes:

• Grosor: 0.89 mm

• Resistencia a la tensión: 3000 MPa

• Punto de fusión: 147 °C

• Carga de ruptura: 125 kg

El cordón debe contar con elementos de enganche (310) los cuales deben tener un diámetro mayor a lmm y menor al 10% del diámetro de la zona de agarre, y se encargan de fijar el sello a la cerradura sin permitir que haya algún tipo de juego que permita acceder a la cerradura o a si mismo tras la instalación.

Lector

El lector es un dispositivo capaz de decodificar el código al interior del sello. Adicionalmente relaciona este código electrónico con un código previamente establecido y permite verificar el nivel de potencia con el que se recibe la señal. Toda esta información se adquiere de forma inalámbrica y se puede ver en la unidad de visualización.

EJEMPLOS

El sistema de seguridad fue probado en tres tipos de contenedores: el primero de ellos es una caja de medida, utilizada por CODENSA S. A. ESP, que habitualmente contiene tres medidores de energía y se encuentra instalada en baja tensión. El segundo experimento se realizó sobre una caja mediana, utilizada por CODENSA S. A. ESP para la instalación de medidores de macromedida, denominada celda de macromedición, que se encargan de ponderar todo lo que sale del transformador bajo el cual se encuentran Instalados. Finalmente, la tercera prueba se realizó sobre celdas de medida de media tensión, que son celdas que se encuentran al interior del predio del cliente y pueden contener tanto el medidor como transformadores.

La superficie y cerradura de la caja de medida y la celda de medida son muy similares, y el esquema se muestra en la figura 13. Por otro lado, la instalación del sello sobre la celda de macromedición se muestra en la figura 14.

Las características generales del sistema probado en los ejemplos son las siguientes:

• Cerradura (ver figura 15): La cerradura consistía en una platina de cierre con apoyo, un anillo segeer de 22m de diámetro, un cilindro cerradura de 22mm de diámetro, una clavija o PIN de 1/16 x ¾ y un perno de seguridad reutilizable. La Figura 16muestra la pieza con las dimensiones generales.

• Sello: Cuerpo fabricado sobre FullCure Durus White 430 con dimensiones externas de 30 por 32mm, con una altura de 16mm en la zona interior del sello y un soporte que cubre la cerradura de 30mm de diámetro y una altura de 6mm. La figura 15 muestra la configuración general utilizada en los ejemplos mencionados.

• Elemento de identificación: Antena fabricada sobre sustrato de vidrio con grosor de 2mm y dimensiones de 20 por 25mm. Un elemento radiante con dimensiones de 7.4mm por 15mm, y conexiones a la memoria de solo lectura que contiene un código, que en este caso era un elemento de principio de operación acústico, de 6mm de largo. La memoria tiene un empaque metálico con dos pines pasantes, cuya distancia es de 3.6mm entre centros y un diámetro de 0.7mm de cada pin. El diámetro de la cubierta de la memoria es de 9mm. Estas pruebas se realizaron sin el soporte metálico. Dicho elemento de identificación se puede ver en la figura 13.

• Cordón de seguridad: El cordón de seguridad utilizado fue una porción de HoneyweII Spectra 1000 de 200mm, con nudos sencillos a 3.7 y 3.9mm del borde interior del cuerpo del sello, es decir, desde el punto donde el cordón sale del cuerpo. El diámetro del cordón era de 0.8mm, y de los nudos de 1.6mm.

• Tapón: El tapón utilizado también se fabricó sobre FullCure Durus White 430. Este fue adherido al cuerpo mediante adhesivo epóxico de secado normal, y tiene la configuración vista en la Figura 3.

• Dispositivo de lectura: El dispositivo de lectura utilizado consistía en un lector RadFit de cuatro puertos de salida marca CTR, conectado a una antena de polarización circular de 7dBi de ganancia máxima que se encontraba conectado a una plataforma embebida que hacía la interfaz LAN, daba las instrucciones de lectura al dispositivo y desplegaba los resultados en un visualizador LCD. Adicionalmente, contaba con los códigos de los sellos utilizados en los ejemplos y los relacionaba con la base de datos de sellos de Codensa SA ESP. La Figura 13 muestra el esquema del lector utilizado en los ejemplos.

El esquema de construcción utilizado en los tres ejemplos fue el siguiente:

Anudado del elemento de identificación

El elemento de identificación, que contiene un sustrato de vidrio con dos perforaciones libres, es anudado mediante un nudo llano en una de las perforaciones por la superficie que contiene el grabado de la antena, y mediante un nudo as de guía por la superficie libre con el fin de garantizar la ruptura ante la manipulación y evitar que el nudo se corra producto de la tensión. Es necesario que el cordón de seguridad se pasara por el cuerpo del sello previamente, y posteriormente ser anudado sobre el elemento de identificación. Inserción del elemento de identificación v verificación de lectura

El cordón de segundad es halado para remover el exceso del mismo al interior del cuerpo y el elemento de identificación es insertado al interior del cuerpo. Es necesario realizar una tensión considerable sobre el cordón de seguridad sobre el extremo al exterior del cuerpo con el fin de lograr el anudado necesario del nudo as de guía dado que la tensión hecha sobre el extremo justo es la que se encarga de prevenir el corrimiento. Posteriormente se verifica el sistema con el dispositivo de lectura.

Nudos de sujeción

Tras el ensamble es necesario generar dos nudos sobre el cordón de seguridad, que representan los elementos de enganche, con el fin de garantizar que el sello quede adecuadamente ensamblado.

El nudo de ensamble es pintado con color verde con el fin de verificar que cruzó el cilindro de ensamble al interior del ensamble del sello. Es necesario que estos nudos sean ajustados adecuadamente y que sean tirados varias veces en dirección al cuerpo del sello con el fin de facilitar el ensamble.

Procedimiento de ensamble

Para la instalación de cada sello en celda de medida, caja de medida o celda de macromedición se deben realizar los siguientes pasos:

• Tome un sello y realice inspección visual del exterior del cuerpo para verificar que no presenta marcas físicas ajenas al estado normal del sello

• Verificar el correcto funcionamiento electrónico del sistema:

• Encienda el dispositivo lector.

• Ubique el cuerpo a una distancia de 10 cm, perpendicular a la cara frontal de la antena del dispositivo lector. Verifique si el dispositivo lector muestra en pantalla el código correspondiente.

Si el código no se muestra correctamente:

Marque el sello como defectuoso.

Cambie el sello.

Repita el procedimiento desde el paso 1.

Instalación

Pase el extremo libre del cordón de seguridad por los orificios de la cerradura

Aplique adhesivo epóxico en ambos nudos del cordón tras hacer la mezcla de ambos componentes del adhesivo en partes iguales.

Introduzca el extremo libre por el cordón de seguridad por los orificios dispuestos para el ensamble.

Al salir el cordón de seguridad, se deben alinear los dos orificios de la cara interior del cuerpo con los orificios de la cerradura.

Hale el cordón de seguridad mediante el uso de una pinza. Primero tense el cordón y tome el extremo restante con la pinza. Soporte la punta de la pinza sobre la cara lateral del cuerpo y empiece a tensar el cordón mediante la rotación de la herramienta sobre su propio eje. Dicha operación debe hacerse de manera lenta hasta que el elemento de enganche sea visible por el orificio de salida del cordón. Verifique tras esta operación que el cuerpo haya quedado bien ensamblado, es decir, que no hay acceso directo al cordón de seguridad ni a la cerradura.

Sobre el extremo del cordón que queda libre haga dos nudos tipo ocho que queden al interior del orificio de salida del cordón. Dicha acción se logra mediante el uso de una punta que se apoye sobre el borde del orificio. Posteriormente el nudo de menor tamaño es introducido al interior del orificio y mediante el uso de la punta es nuevamente tensado para promover que quede tan profundo como sea posible. Esta operación se repite dos veces. Finalmente, corte el cordón que queda sobrando tan cerca al nudo como sea posible. • Verifique que el cuerpo del sello quede sólidamente sujeto a la celda de medida. Si logra levantar manualmente el sello de manera tal que se logre ver la cuerda de sujeción, el sello está mal instalado. En este caso retire nuevamente el sello y repita el procedimiento.

• Si el sello está correctamente instalado, proceda a repetir la lectura y llene la misma información pero ahora en el campo verificación de instalación.

• Si el código no se muestra correctamente, repita el procedimiento.

• Si el código se muestra correctamente en pantalla, continúe.

Mediante este esquema se instalaron diez sobre caja de medida, dos sobre celda de macromedida y diez sobre celda de medida. De todos los experimentos mencionados, que fueron exitosos, se logró un ensamble adecuado sobre la cerradura y obtener el código único. Adicionalmente se generó un esquema para verificar que el sistema no había sido manipulado de forma no autorizada.

Protocolo de manipulación no autorizada

Para la verificación de manipulación no autorizada del sistema se siguen los siguientes pasos:

• Encender el dispositivo lector.

• Ubique la antena del dispositivo lector a una distancia de 10 cm del cuerpo instalado sobre la cerradura

• Verifique que el dispositivo lector muestre en pantalla el código de identificación:

• Si el código se muestra en pantalla correctamente, el dispositivo no ha sido manipulado

• Si no se muestra el código, el sistema fue manipulado Bajo este esquema se realizó el proceso de manipulación sobre nueve de los cuerpos instalados sobre las cajas de medida. Los encargados de la manipulación fueron los ingenieros de CODENSA S. A. E.S.P. Al intentar retirarlos, los cuatro elementos de identificación se fracturaron y no registraron lectura. Cuando se retiraron y pretendieron ser abiertos para recuperar el estado inicial, el cuerpo fue completamente vulnerado y quedo evidencia física de que el mismo había sido manipulado.