Densidad ceraunica en Argentina

1. 52 Ingeniería Eléctrica • Marzo 2014
Nota técnica
¿Dónde caen los rayos en Argentina?
Reflexiones acerca de la prevención de daños generados por rayos,
desde la importancia de la confección y consulta de mapas ceráunicos nacionales
hasta la correcta instalación de los pararrayos
Los mapas de rayos son una
herramienta fundamental de pre-
vención y planificación de cual-
quier nación. Si bien en nuestro
país no siempre se les han dado
la importancia que se merecen,
actualmente se están realizando
unos nuevos mapas que, a dife-
rencia de los anteriores, están tra-
zados a partir de datos recabados
por una red mundial de estacio-
nes meteorológicas.
Tener conocimiento acerca de
cómo es el proceso de las des-
cargas eléctricas atmosféricas así
como de las zonas más propen-
sas a la caída de rayos, permite el
diseño óptimo de las medidas y
sistemas de protección adecua-
dos para seres vivos y bienes ma-
teriales. En este sentido, los mapas
ceráunicos, es decir, aquellos ma-
pas geográficos que determinan
el nivel de caída de rayos, son una
herramienta fundamental para
la seguridad y la planificación de
cualquier nación.
“Estos mapas deben tenerse
en cuenta, por ejemplo, al diseñar
una red de líneas de alta tensión,
al instalar radares y antenas de co-
municación”, explica la geofísica
Gabriela Nicora, quien además es
investigadora del CONICET en el
CITEDEF (Instituto de Investiga-
ciones Científicas y Técnicas para
la Defensa, perteneciente al Mi-
nisterio de Defensa) y trabaja en la
elaboración de nuevos mapas de
rayos en el marco de su tesis doc-
toral en la Universidad Nacional
de La Plata.
Orígenes de una herramienta
de prevención
Horacio Torres Sánchez, pro-
fesor titular de la Facultad de In-
geniería de la Universidad Nacio-
nal de Colombia, en un artículo
titulado ¿Qué rayos sabemos?, se
remonta a los orígenes de lo que
hoy conocemos como mapas ce-
ráunicos. La historia comienza
varios siglos antes de Cristo, en la
cultura caldea de Babilonia, don-
de se desarrolló un sistema de
predicción del clima que incluía
el conteo de truenos. Posterior-
mente, en la Europa medieval se
rescató esta práctica y se crearon,
basándose en registros históricos
de truenos, calendarios de true-
nos que fueron utilizados para
predecir el clima.

2. Ingeniería Eléctrica • Marzo 2014 53
Muchos años más tarde, en
1873, el Comité Meteorológico
Internacional adoptó una unidad
que denominó “día con trueno
oído”, y hacia finales del siglo XIX
se comenzaron a elaborar mapas
donde, mediante líneas isoceráu-
nicas, se conectaban sitios en los
cuales era escuchado el primer
trueno de una tormenta.
Así, los primeros mapas se tra-
zaron a partir de los datos de días
tormentosos basados en observa-
ciones humanas, y permitieron la
primera comparación cuantitativa
de ocurrencia de tormentas en di-
ferentes regiones y durante diver-
sas épocas.
Mapas ceráunicos en la Ar-
gentina
Los primeros mapas de rayos
del territorio nacional fueron rea-
lizados y publicados en la década
del 80. Uno de los responsables de
su trazado fue el ingeniero electri-
cista Juan Carlos Arcioni, quien co-
menta que “Previamente,sehabían
hecho en la Universidad Nacional
de La Plata unos mapas localizados
que se extendían solo a la provincia
de Buenos Aires, pero presentaban
una serie de desconexiones y agu-
jeros. Entonces, pensamos desde
la empresa SEGBA S. A., donde yo
trabajaba, que valía la pena que ese
trabajo que se había hecho para la
provincia de Buenos Aires se exten-
diera a todo el país”.
Así, los mapas fueron trazados
a partir de la base de datos del
Servicio Meteorológico Nacional
(SMN). En aquel entonces, el SMN
poseía más de ochenta estaciones
de medición repartidas por todo
el territorio nacional, especial-
mente en los aeropuertos.
“En esas estaciones había un ob-
servador que cuando escuchaba un
trueno hacía una marquita en un
cuaderno -relata la geofísica Gabrie-
la Nicora-, aún hoy éste sigue siendo
un método muy importante y se si-
gue usando para hacer estadísticas”.
El ingeniero Arcioni también
destaca que “En ese momento las
mediciones eran de un alcance de
aproximadamente diez mil metros.
Y en las bases de datos había es-
tadísticas de la década del 70 y del
80. Tenían toda la información me-
teorológica (temperatura, presión,
vientos, lluvia y rayos) maravillosa-
mente bien estudiada, y en base a
eso se hicieron los primeros mapas,
que fueron trazados todos a mano”.
De esta manera, Arcioni y su
equipo trazaron en los mapas cur-
vas de niveles isoceraúnicos anua-
les promedios y las densidades
ceraúnicas para los períodos 1971
a 1980 y 1981 a 1990.
¿Y qué pasó luego? ¿Por qué se
dejaron de hacer estos mapas? El
ingeniero Jorge Giménez, jefe del
Laboratorio de Ensayo de Seguri-
dad Eléctrica de CITEDEF, comentó
que “El problema fue que muchas
estaciones meteorológicas fueron
abandonadas durante la década de
1990”. Arcioni agregó además que
“El SMN solo llevaba un registro de
los días con tormentas eléctricas,
pero no se trazaban los mapas”.
Al respecto, el ingeniero Gimé-
nez aclaró que en Argentina no
Densidades ceraúnicas continenta-
les de Argentina estimadas para el
período climatológico 1971/1980
según los datos del Servicio
Meteorológico Nacional.
Fuente: Revista Ingeniería Eléctrica,
abril 2006

3. 54 Ingeniería Eléctrica • Marzo 2014
Nota técnica
hubo ni hay “Unplannacionalpara
trazar mapas ceraúnicos como tie-
nen otros países” y citó el caso de
Brasil y de Colombia, actualmente
los dos países más avanzados en
Sudamérica en la materia.
“Brasil posee la tercera red de
detección de rayos más imporpor-
tante en el mundo y la primera para
países tropicales. Además, cada dos
años celebra un congreso interna-
cional dedicado al problema del
rayo. Colombia, por su parte, es un
país que tiene una actividad ceraú-
nica muy intensa. Ellos tienen muy
bien zonificadas las distintas re-
giones. Ambos países hicieron una
inversión muy importante para la
obtención de rayos a tierra, al igual
que otras naciones como Estados
Unidos, Reino Unido, Francia, Ale-
mania, Italia y Suiza, donde históri-
camente y con continuidad se reali-
zaronlosestudiosmásimportantes.
Nosotros, en cambio, empezamos
con métodos más humildes”.
Nuevos mapas de rayos para
el país
Luego de años de inactividad,
los mapas ceraúnicos vuelven a
ser una realidad para la Argentina.
Actualmente, la geofísica Gabriela
Nicora es la única persona en el
país encargada de trazar nuevos
mapas en el marco de su tesis
doctoral en la Universidad Nacio-
nal de La Plata. Y lo hace a través
de una tecnología no utilizada co-
múnmente para esta tarea.
Para realizarlos, Nicora –quien
es dirigida en su tesis por los in-
vestigadores Rodrigo Bürgesser y
Edgardo Ávila, de la Universidad
Nacional de Córdoba– comenzó
a relevar datos de la World Wide
Lightning Location Network, una
red de estaciones meteorológicas
perteneciente a la Universidad de
Washington que cuenta con más
de cincuenta estaciones esparci-
das por todo el mundo.
“Estas estaciones están forma-
das por una antena con un amplifi-
cador y un GPS, y pueden captar una
onda de baja frecuencia”, comenta
Nicora. “Cuando se genera un rayo,
se libera e irradia al espacio mucha
energía de amplio rango en el espec-
tro electromagnético. Y también se
emite una onda muy larga, de baja
frecuencia, que tiene la característi-
ca de poder viajar largas distancias.
Justamente, esas son las ondas que
detectan las estaciones”, detalla.
“Al ser la Tierra redonda y de-
bido al largo recorrido de estas
ondas, una misma señal puede ser
captada por distintas estaciones –
describe la geofísica- y eso a noso-
tros nos sirve porque cuanta mayor
redundancia de datos haya, menor
margen de error.”
Además, al pertenecer a una
red internacional, estas estacio-
nes recaban datos homogéneos y
de calidad similar, lo que permite
confeccionar mapas con mayor
aproximación y detalle que los an-
teriores, que se realizaban a partir
de datos obtenidos por un obser-
vador meteorológico.
Con los datos recabados hasta
el momento, Nicora confeccio-
nó un mapa general de niveles
ceraúnicos para el período 2005
a 2011, y cuatro estacionales. Al
respecto, la geofísica comenta
que “Las mayores cantidades de
rayos se registran en la época de
verano y primavera en tres grandes
focos: la región mesopotámica; la
zona central, San Luís y Córdoba; y
en Tucumán y Salta”.
Mapas ceraúnicos estacionales traza-
dos por la geofísica Gabriela Nicora.
De izquiera a derecha, los mapas
ceraúnicos de la Argentina correspon-
dientes a las estaciones de primavera,
verano, otoño e invierno

4. Ingeniería Eléctrica • Marzo 2014 55
Por otra parte, “En invierno casi
no hay rayos, tanto en la Patagonia
como en la Puna. En Tucumán y Sal-
ta la probabilidad de rayos descien-
de casi a cero, es muy baja, mientras
que la zona central del país tiene
alta densidad de rayos”, afirma.
Con respecto a la zona patagó-
nica, Nicora asegura que en épo-
cas pasadas la actividad ceraúnica
era muy baja y se está acrecentan-
do. “Especialmente, en toda la zona
costerasepuedeapreciarclaramen-
te cómo cambia el nivel ceraúnico
por la latitud. Teóricamente, más
allá de cierta latitud, no se espera
que haya actividad porque no hay
nubes convectivas, que se presen-
tan sobre todo con el clima subtro-
pical. Por ejemplo, en la Antártida
no hay rayos. Pero ya se empieza a
ver actividad en latitudes muy altas,
por ejemplo en Río Gallegos, que
era algo que no se daba. Sin embar-
go, para sacar conclusiones sobre
estos fenómenos hay que realizar
mediciones durante diez años.”
¿Y a qué pueden deberse esos
cambios? “Hay ciertos factores
meteorológicos cuyas consecuen-
cias son cambios en las circulacio-
nes generales de la atmósfera. És-
tas se dirigen hacia el Polo. Es decir,
zonas de convección que estaban
antes a los 60º, se están corriendo
unos pocos grados. Es un cambio
muy sutil pero que produce varia-
ciones”, responde Nicora.
El ingeniero Arcioni, que estu-
vo trabajando muchos años en la
zona patagónica, suma otro argu-
mento. Para él, el aumento en la
actividad ceraúnica “Se debe a los
embalses de las centrales hidroeléc-
tricas. En todas esas zonas se agre-
garon espejos de agua. Donde an-
tes había piedra, ahora hay agua, y
el agua ioniza el aire. Es un principio
básico de la física. Entonces, yo lo
atribuyo a la obra del hombre. An-
tes casi no había actividad: caía un
rayo por kilómetro cuadrado en un
año, ahora caen cinco”.
Para planificar y prevenir
“El rayo, además de ser natural
y necesario porque completa un cir-
cuito eléctrico atmosférico, produce
una destrucción muy grande”, ase-
guró la geofísica Nicora. “Las pér-
didas materiales son muy impor-
tantes.Yestoesalgofundamentala
tener en cuenta cuando se planean
acciones como la radarización del
país, la instalación de las líneas de
electricidad y muchas otras cuestio-
nes de planificación que se refieren
a la seguridad nacional. Y es impor-
tante dar un ‘marco de seguridad’
teniendo en cuenta estos datos”.
Ese marco de seguridad al que
la geofísica se refiere comienza, ni
más ni menos, que con un mapa
ceraúnico. El ingeniero Giménez
también coincide en este aspecto,
ya que “Todo proyecto de protec-
ción contra el rayo comienza a ser
seriocuandosetieneunmapaserio.
Esto permite conocer y saber qué es
lo que hay que hacer en cada zona.”
Para ahondar más en la cues-
tión, el ingeniero Giménez, citó
como ejemplo el proceso de
radarización que está llevando
adelante el país, el cual implica
un costo muy elevado. “Por diver-
sas razones, en el Norte argentino,
principalmente en el Litoral, se van
De izquierda a
derecha, el inge-
niero Juan Carlos
Arcioni, pionero
en el trazado de
mapas ceraúni-
cos en el país, el
ingeniero Jorge
Giménez y la
geofísica Gabriela
Nicora

5. 56 Ingeniería Eléctrica • Marzo 2014
Nota técnica
a instalar muchos radares. Si uno
observa los mapas ceraúnicos, esas
zonas presentan la más alta proba-
bilidad de caída de rayos por año y
por kilómetro cuadrado. Entonces,
si se colocan radares sin tenerlos en
cuenta, sin utilizar las protecciones
adecuadas, estos equipos se po-
drían ver seriamente afectados por
caídasderayosatierra.Y,encasode
que se averíen y salgan de servicio,
tienen un costo de reparación altísi-
mo, aparte de poner en riesgo otras
cuestiones de seguridad y defensa”.
Con este ejemplo, Giménez
deja en claro por qué en Argentina
a la meteorología se le debería dar
mayor importancia, tal como se la
concibe en otras partes del mun-
do. “En otros países, por ejemplo, en
Estados Unidos, los mapas de este
tipo son financiados por el Departa-
mento de Comercio.”
Al respecto, Nicora agrega que
en Argentina “Hay lugares en los
que a muy poca distancia -200 ki-
lómetros, a veces- varía mucho el
riesgo de que caiga o no un rayo. Sin
embargo, a la hora de decidir la ins-
talación de un radar no se toman en
cuenta parámetros meteorológicos”.
Para finalizar, los especialistas
también destacaron la importancia
del conocimiento de la variación
temporal de los parámetros del
rayo, lo que influye en el diseño, el
mantenimiento y la operación de
los sistemas de protección. Si un
diseño de protección contra rayos
se realiza, por ejemplo, para un año
determinado, es posible que unos
años más tarde este mismo dise-
ño pueda estar técnicamente sub
o sobredimensionado. Entonces,
al conocerse el comportamiento
anual de una zona determinada, es
posible ajustar la protección y evi-
tar fallas técnicas en el futuro.
Pararrayos: ¿sí?, ¿no?, ¿dón-
de?, ¿cómo?
Los pararrayos instalados en los
edificios cumplen la función de in-
terceptar los rayos desde las nubes
tormentosas hacia el edificio, con-
duciendo las corrientes eléctricas
desde los captores aéreos, pasan-
do por las bajadas, hasta llegar al
sistema de puesta a tierra de la es-
tructura. Así, este sistema logra dis-
persar esas corrientes en el suelo.
Sin embargo, el ingeniero Juan
Carlos Arcioni comenta que “Ge-
neralmente colocamos cuatro, cin-
co o diez pararrayos, creyendo que
vamos a obligar al rayo a caer ahí.
Pero estamos instalando proteccio-
nessinsaber,enrealidad,quériesgo
conllevan o sin tener en cuenta que
quizás se crean condiciones para
que el rayo caiga donde no quere-
mos. Eso se estudia aplicando la
ingeniería, pero debido a un proble-
ma de costos -porque el gasto para
hacer protección es muy grande-,
lamentablemente, se termina sin
hacer nada”.
Según Arcioni, “actualmen-
te, el 95% de los problemas son de
tipo electromagnético”. Cuando no
se cuenta con las protecciones
apropiadas, las ondas electromag-
néticas generadas por los rayos
intervienen en las instalaciones
eléctricas, quemando televisores,
equipos electrónicos y todo lo que
encuentran a su paso, incluso sa-
las de terapia intensiva. En casi to-
dos los casos, los rayos se condu-
cen a tierra a través del hormigón
armando y terminan quemando
todos los electrodomésticos y
toda la instalación eléctrica del
edificio si se omitió la instalación

6. Ingeniería Eléctrica • Marzo 2014 57
de los aparatos de protección in-
terna (descargadores, etcétera).
Incluso, se registraron casos trá-
gicos, por ejemplo, hay personas
que han levantado el tubo telefó-
nico justo en el momento en que
ingresó una sobretensión, lo que
las condujo a la muerte. “Hay que
tener en cuenta que cuando el aire
se ioniza, todo se convierte en con-
ductor, hasta los cables que están
aislados”, asegura Arcioni.
Deestamanera,losespecialistas
afirmanquesenecesitaunprofesio-
nal capacitado para diseñar e insta-
lar los pararrayos, los cuales deben
colocarse de acuerdo a las normas
establecidas, cumpliendo con las
leyes de la física y la electromag-
nética, y, sobre todo, realizando los
mantenimientos correspondientes.
Según Nicora, “Lo más impor-
tante del pararrayos es su ubicación
en el edificio o estructura, y la pues-
ta a tierra, porque en algún lugar
tiene que descargar su energía eléc-
trica. Si el pararrayos no posee bue-
na puesta a tierra, el rayo se direc-
ciona hacia allí pero al no descargar
de forma controlada, termina que-
mando todos los equipos eléctricos
de un edificio. Hay buenas maneras
de conducir la energía, pero a la vez
hay que verificar tales protecciones.
En algunos casos, no se puede dejar
el pararrayos tal como cuando se
construyó el edificio. Es necesarios
hacer inspecciones visuales e ins-
pecciones completas en forma pe-
riódica, cada uno o dos años”.
Fuente: Mi club tecnológico