Sistema de captación
Pararrayos con dispositivo de cebado, o puntas Franklin y mallas.
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Qué es un pararrayos
Guía técnica
QUE ES UN PARARRAYOS?
La imagen principal muestra la activación de las descargas ascendentes positivas de un pararrayos para conectarse con las descargas descendentes del rayo.
Definición
¿Qué es un pararrayos?
Un pararrayos es un sistema de captación que tiene por objeto interceptar la descarga eléctrica atmosférica proveniente de la nube para conducirla a tierra de forma segura por medio de un cable conductor.
Se instala en cualquier construcción o estructura que sobrepase una altura promedio de todas las construcciones cercanas y/o establecimientos que la norma mexicana determine y exija la seguridad, para impedir que el rayo pueda causar daños a las personas.
Cualquier sistema de captación (pararrayos) debe cumplir con las normas o reglamentos que le apliquen, tanto nacionales como internacionales: UNE 21.186, NFC 17.102, NOM-022-STPS, NMX-J-549-ANCE.
¿Cómo se instala un pararrayos?
Un pararrayos, para poder cumplir con su función, se debe instalar siempre por encima de la parte más elevada del edificio o estructura a proteger, por sobre 3 metros. Para poder obtener su radio de protección dado por el fabricante se deberá cumplir con la altura del mástil; generalmente se instalará en un mástil de 6 metros, que es la altura óptima para obtener la máxima protección del pararrayos. Se deberán cumplir las indicaciones obligatorias de las normas nacionales e internacionales: de este modo se estará otorgando una garantía de funcionamiento, evitaremos daños cuando se produzca una descarga atmosférica y se permitirá un camino seguro de la corriente hasta la toma de tierra.
Componentes
¿Qué elementos componen un sistema de protección contra el rayo?
Un sistema de protección contra el rayo contempla los siguientes componentes:
Conductores de bajada
Llevan la corriente del captor hasta la toma de tierra por el camino más directo posible.
Puesta a tierra
Dispersa la corriente del rayo en el terreno de forma segura.
Protección contra sobretensiones
Limita las sobretensiones transitorias que viajan por las líneas eléctricas y de datos.
Otras medidas
Uniones equipotenciales, apantallamientos y demás medidas que minimicen los efectos destructivos del rayo.
Los 4 objetivos
Capturar el rayo · conducir la corriente de forma segura a tierra · disipar la corriente en tierra · proteger contra los efectos secundarios.
En un mundo de edificios y equipos cada vez más complejos, el rayo es un riesgo. Una descarga puede dañar los edificios y producir fallos en los equipos electrónicos. Además, puede ocasionar un incendio y pérdidas económicas muy graves.
Riesgo
¿Cuáles son los efectos del rayo y por qué usamos un pararrayos?
Efectos eléctricos
Destrucción de equipos. Elevación del potencial de tierra y generación de sobretensiones que pueden dañar los equipos conectados a la red eléctrica.
Efectos electrodinámicos
Daños en edificios. Deformaciones y roturas en la estructura por las fuerzas generadas por el elevado campo magnético que se produce.
Efectos térmicos
Incendios. La formación de chispas y la disipación de calor por efecto Joule pueden llegar a provocar incendios.
Efectos sobre personas y animales
Electrocuciones y quemaduras. El paso de una corriente de cierta intensidad durante un corto plazo de tiempo es suficiente para provocar riesgo de electrocución por paro cardíaco o respiratorio.
Efectos de inducción
Dentro de un campo electromagnético variable, todo conductor sufre el paso de corrientes inducidas. Si estos conductores llegan a equipos electrónicos o informáticos pueden producir daños irreversibles.
Pérdidas económicas
Paro de la operación, pérdida de producto y de información: el costo indirecto suele superar al del propio equipo dañado.
Tecnologías
¿Qué tipos de pararrayos existen?
Dentro de los sistemas de protección contra el rayo existen tanto sistemas pasivos como PDC (pararrayos con dispositivo de cebado). A continuación explicamos el funcionamiento de cada uno.
Pararrayos con dispositivo de cebado (PDC)
Los PDC basan su funcionamiento en las características eléctricas de la formación del rayo. El rayo comienza con un trazador descendente que se propaga en cualquier dirección; una vez se acerca a los objetos situados sobre el suelo, cualquiera de ellos puede recibir el impacto. Los pararrayos con dispositivo de cebado se caracterizan por emitir el trazador ascendente continuo antes que cualquier otro objeto dentro de su radio de protección. El pararrayos debe ser el punto de impacto controlado de la descarga, de forma que proporcione a la corriente del rayo un camino a tierra sin dañar la estructura.
Las principales normas que rigen este tipo de sistemas son: UNE 21186, NFC 17-102, NP 4426.
El radio de protección de un PDC depende de su tiempo de avance, del Nivel de Protección de la estructura que protege y de su altura sobre el punto a proteger. El mayor tiempo de avance que puede aplicarse, según la normativa, es de 60 microsegundos. Los pararrayos con este tiempo llegan a proteger más de 100 metros, aunque siempre dependiendo del Nivel de Protección y la altura.
Puntas Franklin y mallas conductoras (sistemas pasivos)
Los sistemas de captación mediante puntas y mallas consisten en repartir y disipar la corriente de descarga del rayo por un entramado de conductores. Las secciones y materiales deben cumplir con lo establecido en las normas que definen este tipo de sistemas (serie IEC/EN 62305, serie IEC/EN 62561).
Lo importante es proteger la cubierta del edificio —sobre todo las esquinas— y todos los elementos sobre
ella. Por eso Aplicaciones Tecnológicas recomienda instalar el pararrayos sobre un mástil de 6 metros, y
caracteriza el radio de protección de sus pararrayos para esta altura en cada Nivel de Protección.
Los 3 tramos de altura en el cálculo (UNE 21186 y CTE)
0–2 m
Sin protección
Entre la punta y 2 metros más abajo no se considera que el pararrayos ofrezca protección: puede producirse un arco eléctrico que dirigiría la descarga al objeto supuestamente protegido.
2–5 m
Variación brusca
El radio de protección varía muy bruscamente, del orden de decenas de metros.
>5 m
Estable
A partir de los 5 metros, el radio de protección apenas varía.
6 m
Altura recomendada
Mástil de 6 metros: la altura para la que el fabricante caracteriza el radio de protección en cada Nivel de Protección.
Estructuras protegidas
Dónde es obligado pensar en el rayo
Edificios altos
Atmósferas explosivas
Planta e industria
Trabajos en altura
Marco normativo
Normativas aplicables
Cualquier sistema de captación debe cumplir con las normas o reglamentos que le apliquen, tanto nacionales como internacionales.
Cómo saber si debo instalar un pararrayos
Si tiene dudas acerca de si debe instalar o no un sistema de pararrayos, en AT Tecnologías podemos realizar un estudio con base en las normas y en sus necesidades específicas.
Solicitar estudio| Norma | Ámbito |
|---|---|
| UNE 21.186 | Pararrayos con dispositivo de cebado (España) |
| NFC 17.102 | Pararrayos con dispositivo de cebado (Francia) |
| NP 4426 | Pararrayos con dispositivo de cebado (Portugal) |
| NOM-022-STPS | Electricidad estática y puesta a tierra en centros de trabajo (México) |
| NMX-J-549-ANCE | Sistema de protección contra tormentas eléctricas (México) |
| IEC/EN 62305 | Protección contra el rayo: gestión del riesgo y diseño |
| IEC/EN 62561 | Componentes de los sistemas de protección contra el rayo |
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Realizamos el estudio con base en las normas y en tus necesidades específicas.