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El fenómeno del rayo
y la necesidad de los sistemas de protección

Durante la formación de un cumulonimbus, se produce un aumento de la ionización y se genera una diferencia de potencial entre nube y tierra, que da lugar a pequeñas descargas. A medida que el campo eléctrico va en aumento, el trazador descendente va rompiendo el campo dieléctrico del aire. En última instancia, este consigue romper las capas del campo dieléctrico del aire e impacta con el trazador ascendente de la superficie.

A nivel mundial, se forman permanentemente del orden de 5.000 tormentas. La densidad de caídas de rayos depende de la orografía y de la climatología, por lo que varía de un lugar a otro y de un período a otro. En Chile, la zona más crítica a este tipo de fenómenos es el sector cordillerano (Cordillera de los Andes) de las XV Región de Arica y Tarapacá, la I Región de Tarapacá, la II Región de Antofagasta y de la III Región de Atacama. El período del año más crítico es el comprendido entre los meses de octubre y marzo (durante el invierno altiplánico). La intensidad media de descarga de un rayo se estima alrededor de 20kA-30kA y la máxima en 200 kA. Los mapas isoceráunicos recogen los datos históricos de densidad de impactos sobre el terreno (Ng) y los tabulan de menor a mayor nivel de riesgo de impacto. En Chile el nivel iscoeráunico medio es muy alto en las zonas mencionadas, pudiendo llegar a un máximo de 60 impactos/año/km2.


Efectos destructivos del rayo

Los rayos pueden causar graves daños a personas, bienes y estructuras, por lo que debe evaluarse la necesidad de disponer de un sistema de protección contra el rayo (SPCR).

Consecuencias catastróficas para personas o animales: Electrocución y graves quemaduras que pueden provocar la muerte.

Cuantiosas pérdidas económicas:

i) Daños en edificios. El impacto directo de un rayo provoca daños en las estructuras (edificios, antenas de telecomunicaciones, industrias, campos fotovoltaicos, entre otras).

ii) Incendios.

iii) Destrucción de equipos/interrupción de servicio. El impacto indirecto de un rayo genera sobretensiones que dañan los equipos conectados a la red eléctrica, red telefónica, red Ethernet, etc.


Pararrayos con PDC

Los pararrayos de nueva generación con dispositivo electrónico PDC para el avance de cebado (ESE - Early Streamer Emission), ofrecen radios de cobertura de hasta 100 m. Estos dispositivos deben cumplir con las normas NF C 17-102:2011, UNE 21186:2011, que regulan su instalación, así como las indicaciones constructivas a seguir (distancias de seguridad de canalizaciones de gas o cables eléctricos, número de bajantes, radios de curvatura, nº de soportes, sistema de puesta a tierra, etc.).

La tecnología electrónica PDC/ESE, a diferencia de los sistemas pasivos de faradización con puntas captadoras, se sirve activamente del gradiente atmosférico para generar una ionización tal que permite aumentar la altura del punto del impacto de rayo, lo que incrementa el volumen protegido. Esto facilita la protección de grandes áreas, simplificando y reduciendo costes de material e instalación.

La selección e instalación de un pararrayos PDC se realiza mediante guías de evaluación de riesgos. Un diseño eficaz y seguro requiere definir el nivel de protección o grado de seguridad necesario, calcular el volumen de la instalación a proteger, y en base a ellos, seleccionar el pararrayos adecuado.

Otro factor principal de una instalación de pararrayos es el sistema de puesta a tierra (SPAT). El SPAT permite derivar de una forma segura a tierra la energía del rayo, disipándola en el terreno de forma que no suponga un riesgo para las personas y equipos de la instalación. Para ello es necesaria una baja resistividad de tierra.


Artículo gentileza de InexChile. www.inexchile.com
Marzo 2017
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Comentarios acerca de este artículo
Nelson Caniumil Más Ingeniería Ltda (22/07/2021)
Estimados:
De acuerdo a la nueva normativa eléctrica Chilena, pliego 6 puestas a tierra ítem 13 trata sobre pararrayos, pero no me queda claro en que ocasiones debiese instalarse este dispositivo en edificios. Agradecería si me pudieran ayudar con mayor información al respecto.
Cristian Guevara Vicuña SIC-Ltda (05/04/2017)
Estimados:
- saludos cordiales
- en Estados Unidos hubo juicios por mal funcionamiento de dispositivos de cebado. En la norma gringa NFPA 780 solamente se permiten pararrayos de impacto directo (electrodos Franklin).
- Esto no quiere decir que los sistemas de cebado no se puedan usar, pero hay que tener muchísimo cuidado con su aplicación.La compañía de seguros permite usar este tipo de electrodos?
Atte.-
CGV
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