domingo, 7 de marzo de 2021

Ayudante general

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      📌Que son los Pararrayos?📌

1.1 Introducción 

Hoy en día el rayo es uno de los fenómenos más destructivos de la naturaleza. Durante las tormentas eléctricas se producen gran cantidad de descargas atmosféricas que pueden alcanzar cientos de kiloAmperios.

Estas descargas atmosféricas son un grave peligro para personas, animales, edificios y equipos electrónicos, produciendo graves consecuencias que van desde la generación de incendios a pérdidas económicas por parada de procesos críticos en la producción. 

Además, las descargas eléctricas directas sobre las personas provocan el paso de una corriente de cierta intensidad durante un corto plazo de tiempo, suficiente para provocar electrocución por paro cardíaco o respiratorio, además de quemaduras.

Hasta la fecha actual, no hay ningún dispositivo capaz de evitar la formación de los rayos. 

Sin embargo, sí es posible crear un camino de descarga a tierra que minimice sus efectos perjudiciales sobre el entorno empleando un sistema de protección contra el rayo. 

La necesidad de protección contra el rayo debe considerarse cuando se este construyendo el edificio a proteger.



Un sistema de protección contra el rayo tiene cuatro objetivos básicos: 

👉1) Capturar el rayo. 

👉2) Conducir la corriente del rayo de forma segura a tierra. 

👉3) Disipar la corriente del rayo en tierra. 

👉4) Proteger contra los efectos secundarios del rayo. 



En un mundo de edificios y equipos cada vez más complejos, el rayo es un riesgo continuo. Mencionado lo anterior una descarga puede dañar los edificios y producir fallos en los equipos electrónicos. 


Mencionado lo anterior se muestra una imagen de un ejemplo donde se incendio una refinería a causa de la caída de un rayo.




Figura 1: Incendio en refinería por caída de rayo.

 📌1.3 Cálculo de riesgo de Impacto de rayo 


En las normas de protección contra el rayo se definen procedimientos a seguir para calcular el índice de riesgo de una estructura y, de acuerdo con el resultado obtenido, determinar la necesidad de instalar un sistema de protección contra el rayo y el grado de seguridad de éste (nivel de protección).
 
En mi país se utiliza la norma NMX -J-549-ANCE-2005.En general, el cálculo del índice de riesgo compara la frecuencia de rayos esperada con la probabilidad de la caída de rayos sobre la estructura. 
La relación entre ambos parámetros indica la necesidad o no de instalar un sistema de protección contra el rayo y cuál debe ser su grado de seguridad. 
Este valor depende de diversos factores, es decir, el tipo de estructura y su contenido.
Aunque en ocasiones puedan tenerse en cuenta otras consideraciones que lleven a mejorar el nivel de protección, aumentando la eficacia del sistema de protección contra el rayo por encima de los resultados del cálculo del índice de riesgo.


El nivel de protección está relacionado con la probabilidad aceptada de que un rayo impacte en la estructura a proteger. 
mencionado lo anterior, un nivel de protección poco restrictivo seria un nivel IV. 
Este Nivel de protección será capaz de interceptar rayos con una alta corriente asociada, pero presenta un inconveniente podría no captar un rayo de poca corriente.
Por otro lado el nivel de protección I considera condiciones más restrictivas y seguras para los captadores, por lo que el sistema interceptaría también rayos de menor corriente asociada. 

En cualquier caso, la necesidad de realizar una evaluación del riesgo consiste en llegar a un valor de "riesgo tolerable" de impactos sobre la estructura. 

Mencionado lo anterior se muestra en la figura 2 se muestra los Niveles de protección para la caída de un rayo.

Figura 2: Nivel de protección por caída de rayo.

En la imagen anterior podemos observar que para un Nivel de protección Nivel I hay mayor probabilidad de caída un rayo pero existe menores consecuencias en caso de caída de rayo.

Caso contrario para el Nivel protección IV hay menor probabilidad de caída un rayo pero existe mayores consecuencias en caso de caída de rayo.     

Como en muchas circunstancias no es aceptable esta posibilidad, puede tomarse la decisión de reducir al máximo esos posibles impactos adoptando directamente el nivel I de protección, que es el más efectivo y seguro.

Razón por la cual hablaremos sobre los tipos de pararrayos, estos dispositivos son los encargados de captar el rayo y conducirlo a tierra a través del cable conductor de bajada, estos dispositivos se describen a continuación:   

Cuando se habla de tipos de pararrayos hay que distinguir los que están dentro de la normativa y los que no.

1.5 Tipos de Pararrayos vigentes en Normativas


Son los mas conocidos, inventados por Benjamín Franklin en 1749 y se siguen utilizando en la actualidad.

Este tipo de pararrayos tiene ventajas las cuales se describen a continuación: 

👉1) Simplicidad. 
👉2) Bajo costo. 
👉3) Fácil instalación. 
👉4) Puede utilizarse en mallas conductoras o jaulas de Faraday.

A continuación se muestra en la figura 3 un ejemplo de pararrayos Tipo Franklin.



Figura 3: Pararrayos Tipo Franklin.



📌1.5.2 Pararrayos PDC 📌

Este tipo de pararrayos tienen un radio de protección mucho más amplio que las puntas captadoras gracias al trazador ascendente por una ionización de las partículas de aire alrededor de la punta del captador, sin necesidad de incorporar componentes electrónicos.

Este tipo de pararrayos tiene ventajas las cuales se describen a continuación: 
👉1) Nivel de protección más amplio. 
👉2) Mayor tiempo de vida. 
👉3) Fácil instalación. 
👉4) Funciona en cualquier condición atmosférica y ambiental.

A continuación se muestra en la figura 4 un ejemplo de pararrayos Tipo PDC.


Figura 4: Pararrayos Tipo PDC. 



📌1.5.3 Pararrayos PDCE 📌

Este tipo de pararrayos cuenta con un dispositivo de cebado PLUG, este tipo de pararrayos son efectivos y seguros para realizar una satisfactoria protección contra el rayo.
Los pararrayos PDCE se han diseñado para reducir el tiempo de una descarga atmosférica, asegurando así una mayor capacidad de captura del rayo.

Este tipo de pararrayos tiene ventajas las cuales se describen a continuación: 

👉1) Nivel de protección clasificado de muy alto
👉2) No precisa de fuente de alimentación externa. 

👉3) Fácil instalación. 

👉4) Garantía de funcionamiento tras el impacto de rayo, y en cualquier condición atmosférica.

A continuación se muestra en la figura 5 un ejemplo de pararrayos Tipo PDCE.


Figura 5: Pararrayos Tipo PDCE.
 


📌1.5.4 Pararrayos Tipo Dipolo 📌

Produce un efecto ionizador por medio de un anillo equidistante ala punta, que se encuentra en su parte externa y cuenta con una bobina excitadora aislada mediante un dieléctrico.

Este pararrayos esta fabricado de Aluminio.  

Este tipo de pararrayos tiene ventajas las cuales se describen a continuación: 

👉1) Angulo de cobertura de 60º de protección, el cual varia el radio de cobertura dependiendo de la altura. 

👉2) Corriente máxima 40 kA. 

👉3) Fácil instalación. 

👉4) Aislante: Espuma de polietileno vulcanizado para la punta del mástil que lo soporta .

A continuación se muestra en la figura 6 un ejemplo de pararrayos Tipo Dipolo.

Figura 6: Pararrayos Tipo Dipolo.
 

Estos son los más conocidos y utilizados en normativas vigentes. Hay otros tipos de pararrayos que utilizan diferentes tecnologías, pero al no ser contemplados por las normativas no podemos garantizar su completo funcionamiento.



A continuación la conexión de un pararrayos tipo Franklin: 




Figura 7: Montaje de Pararrayos tipo Franklin. 


⚡En la imagen anterior podemos observar en primer lugar vemos que cuenta con una torreta de elevación triangular, donde va sujeto el mástil galvanizado.

⚡Además podemos observar que en la parte superior se sujeta el pararrayos de Franklin que consta de varios punzones.

⚡También se observa que al final del mástil tenemos un soporte aislado de la torre donde se conecta el cable de cobre.

⚡El conductor de cobre baja por los soportes aislados de la torre hasta el terminal inferior. Por último en el suelo tenemos el registro de inspección donde tenemos la unión al electrodo de cobre o aluminio, este es el encargado de realizar la descarga a tierra.



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"Espero la información sea de ayuda para resolver problemas en la industria, muchas gracias por su atención "


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