Pararrayos

1. INTRODUCCION
El objetivo de éste apunte es asistir técnicamente y disipar algunas dudas en todo lo concerniente a la protección contra el rayo d
modo ke, aquellas personas ke deseen concretar 1na instalación, tengan a mano 1na herramientas +d consulta para decidir y
poder llevar a cabo 1 proyecto, acorde a las normativas vigentes, minimizando el riesgo de daños.
Efectos del rayo
Las consecuencias d 1 rayo pueden ser d distinto tipo:
incendios
daños mecánicos
lesiones a personas o animales
daños a equipos eléctricos y/o electrónicos
pánico, explosiones, emisiones de sustancias peligrosas
El fenómeno del rayo:
En nuestro planeta, unas 2000 tormentas eléctricas generan cerca d 50-100 impactos d rayo a tierra
xseg. El rayo es la acción motora ke mantiene el equilibrio eléctrico d la tierra.
Actualmente millones de personas sufren las consecuencias negativas d éste fenómeno y se calcula ke 1nas miles mueren al año
debido a 1 impacto directo o alguna consecuencia derivada del mismo.
Durante mucho tiempo éste fenómeno fue 1 misterio, el primer proceso en la generación del relámpago es la separación
d cargas positivas y negativas dentro d 1na nube.
Los cristales d hielo y las gotas d agua dentro d las nubes, “cumulonimbos”, se frotan entre sí debido a las fuertes corrientes
calidas ascendentes, acumulando así 1na carga d electricidad estática muy poderosa. Los cristales positivamente cargados
tienden a ascender, lo ke hace ke la capa superior d la nube acumule 1na carga electrostática positiva. Los cristales
negativamente cargados y los granizos caen a las capas del centro y del fondo d la nube, ke acumula 1na carga electrostática
negativa.
La altura d la nube a menudo es d 10 Km.
La base d la nube se situa entre 1,5 y 3 kms d altura sobre la tierra induciendo sobre la misma cargas positivas, para el caso
del ejemplo.
El 90 % d las descargas nube-tierra son d polaridad negativa. Sólo un 10% d las descargas
nube-tierra son d polaridad positiva. Normalmente las descargas d polaridad positiva suelen ser
muchos más severas y suelen recorrer mayores distancias.
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2. El momento en el que comienza a formarse el “lider descendente”, el campo magnetico en la tierra es de aprox 15 a 25KV/m.
Este lider descendente (stepped leader) esta formado x 1 canal ionizado negativamernte ke avanza buscando conectar con
la tierra, la cual se encuentra con polaridad positiva por inducción.
Éste líder avanza d a saltos. Cada salto suele tener 1na longitud d 50 a 200 m., y a medida ke penetra en el dieléctrico
(aire),va disminuyendo su campo eléctrico hasta ke no puede quebrarlo más.
Se produce entonces 1 breve lapso d recarga del canal ke cuando se recupera nuevamente el campo umbral, vuelve a quebrar
y a avanzar hasta la tierra. Éstos intervalos de recarga duran algunos microsegundos.
Es en el último salto cuando se produce la conexión con los objetos d tierra y es, por tanto, el proceso más importante en
la captación del rayo.
Cuando el líder, está por dar el último salto, la inducción sobre los objetos d tierra alcanza para ke éstos, a su vez,
generen líderes ascendentes (d polaridad positiva) ke salen en busca del líder descendente.
Completado éste proceso se puede decir ke la nube se encuentra en cortocircuito con la tierra y entonces se desarrolla
la descarga principal. La tierra comienza a enviar una corriente (conocida como “onda de retorno”), que neutraliza al líder y
1na porción d la nube.
Ésta es la parte destructiva d la descarga xke se desarrollan picos d corrientes muy altos. En promedio el pico suele
ser de 30 KA (30000A) pero puede oscilar desde 1nos pocos kA hasta 200 kA.
Se pueden producir hasta 5 descargas posteriores Xel mismo canal hasta ke la nube keda neutralizada.
Estas descargas posteriores circulan xel mismo camino establecido xla 1ra descarga.
PROTECCION EXTERNA
Un Sistema d Protección contra Rayos tiene como finalidad:
A) Interceptar las descargas d los rayos en la estructura mediante 1 sistema d captura.
B) Conducir, con seguridad, la corriente d los rayos a tierra, mediante conductores d bajada.
C) Dispersar la corriente d los rayos en tierra mediante instalaciones d 1 sistema d puesta a tierra.
El Pararrayos LEADER y ATTRACTOR poseen 1 novedoso sistema d amplificación del campo eléctrico ke permite anticipar la emisión
del líder ascendente, asegurando la captación del rayo.
En este sistema la punta captora se encuentra conectada a tierra en forma continua.
El amplificador actua influenciando la punta desde afuera, lo que garantiza que el dispositivo no se destruye frente al pasaje d
corrientes del rayo.
Acreditaciones y ensayos de control:
La protección externa tiene como objetivo derivar a tierra en forma segura 1 impacto directo d rayo sobre 1 área o estructura.
Sirve para proteger la vida d las personas ke habitan el lugar y para evitar incendios o destrucción parcial ó total del inmueble.
Es importante saber ke la instalación del pararrayos, solamente, no evita las sobretensiones ke ingresan al inmueble y, xlo tanto,
no evita daños al equipamiento instalado.
Hoy se dispone d 2 tipos d captores:
Captores pasivos ó tipo Franklin y captores activos ó ESE.
Los pasivos poseen radios pequeños y son recomendables para estructuras chicas. Los activos tienen radios
muy superiores ke implican 1na gran simplificación en la instalación cuando se trata d proteger grandes áreas.
Estos ultimos responden a las normas :
IRAM 2426, NF C 17-02 , UNE 21186.
Los pararrayos Attractor y Leader son d fabricación nacional, libres d mantenimiento y son ensayados en el
Laboratorio de Alta Tensión del INTI (Instituto de Tecnología Industrial) donde se verifica su funcionamiento y se determina
el avance d cebado y su correspondiente cobertura la ke se encuentra según modelo y para en nivel l en 48 y 79 mts
d radio d cobertura d protección.
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3. IMPORTANTE:
Es imposible impedir la formación d rayos, no se puede garantizar la protección absoluta, pero 1na instalación
d protección bien realizada y respetando las normativas vigentes reduce enormemente el riesgo d daños.
PROTECCION INTERNA
Cómo hacer para proteger sus equipos e instalaciones d las sobretensiones debidas a
transitorios
Las descargas atmosféricas son 1 fenómeno d la naturaleza, d hecho 1 relámpago es 1na exteriorización d energía
ke puede ocurrir comúnmente en el desarrollo d 1na tormenta.
No existe ninguna manera d evitar con absoluta certeza ke ocurran sobretensiones, pero si hay 1na manera d
ofrecer protección para el equipamiento usado en las instalaciones, mediante el empleo d descargadores.
Que son los protectores d sobretension y para que sirven?
Los protectores d sobretensión son dispositivos capaces d derivar a tierra los impulsos d
corriente/tensión ke ocasionan las descargas directas o indirectas del rayo, así como también las generadas x maniobras
en las líneas eléctricas.
Estos tipos d impulsos son d alta velocidad y no son detectados x 1na llave termomagnética, 1 fusible o 1 disyuntor diferencial,
dado ke se requieren d tiempos d reacción muchísimo + rápidos, en el orden d los nanosegundos.
Proteje la vida y los bienes: computadoras, electrodomésticos, equipos electronicos y d
telecomunicaciones d las sobre tensiones y corrientes d rayo.
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4. Protegen todos los equipos conectados a la red d 220/380 V, tableros, instalaciones eléctricas, motores,
maquinas, balanzas, computadoras, PLC, televisores y cualquier equipo electrónico sensible.
La elección del modelo dependerá del grado d exposición del equipo a proteger, y se instalan en el
mismo tablero eléctrico o en otro tablero auxiliar.
D acuerdo al dispositivo a proteger se puede concatenarse con protectores para equipos receptores
y transmisores d señales, como antenas d radio y TV, videocámaras y circuitos cerrados y protectores telefónicos,
ideal para la protección d módems d computadoras, equipos y centrales telefónicas.
Puesta a tierra:
Esta es 1na de las partes + importantes del sistema d protección, El conducir la enorme
energía absorbida del impacto en forma segura a tierra.
Se debe realizar previamente 1 estudio d medición d resistividad del terreno para determinar el sistema
d puesta a tierra adecuado, trayectoria d la bajada, buscando la mínima impedancia del sistema.
Según Iram 2184/1 Iram 2281/1 Iram 2427/1 AEA 90364
En toda instalación se efectúa la correspondiente equipotencializacion d las tomas d tierra existente
(Tierra d servicio, conductor de protección, tierras electrónicas y tierras d pararrayos, etc.) además
d vincular las estructuras metálicas, cañerías, antenas, líneas d teléfono y datos, ke
normalmente ingresan a la vivienda.
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Fuente: Facultad d Ciencias Exactas Fisicas y Naturales UNC,,, Laboratorio d Alta Tencion