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Sistemas de captación

Qué diferencia una punta captadora simple de una punta activa (pararrayos PDC)?

Los pararrayos con dispositivo de cebado (PDC) incorporan un sistema que permite obtener  un mayor  tiempo de avance de cebado respecto a una punta captadora simple. La punta activa (PDC) genera un trazador ascendente hacia la nube, ofreciendo una área de protección más extensa que una punta Franklin.

Qué normativas rigen a los pararrayos PDC

Cada país dispone de normativas propias sobre los pararrayos PDC, siendo las normas de mayor aplicación la francesa NFC 17102:2011, la española UNE 21186:2011 y la portuguesa NP4426:2013. Existen de igual manera, reglamentos, normativas o leyes específicas de cada país,  que coexisten con las normas internacionales pudiendo completarlas o concretarlas como es el caso en España del CTE SUA 08 (Normativa de obligado cumplimiento).

Qué es el índice isoceráunico

Es la frecuencia de caída de rayos en una determinada zona, se mide por rayos/km². Se utiliza para la evaluación del número anual de sucesos peligrosos que puede sufrir una estructura, y calcular el riesgo de sufrir daños por impactos de rayos.

Cómo se calcula el ΔT de un pararrayos PDC

El ΔT  es el avance de cebado de un pararrayos PDC, que se obtiene mediante un ensayo de tensión en laboratorio de alta tensión. Las condiciones de ensayo vienen descritas en el Anexo C de las normas NFC 17102:2011, UNE 21186:2011 y NP4426:2013.

Cuál es el ΔT máximo para un pararrayos

Las normas NFC 17102:2011, UNE 21186:2011 y NP4426:2013, en los apartados 5.2.2 y C.2.2 indican que para que un pararrayos se considere PDC debe obtener un avance de cebado (ΔT) como mínimo de 10 μs, y el  valor máximo admisible de ΔT es de 60μs aunque en los ensayos se hayan obtenido resultados superiores.

Cuál es el radio máximo de protección de un PDC

Siendo el valor máximo admisible de ΔT, según normativa vigente, de 60μs, el radio máximo de protección calculado no puede ser mayor a 120m en un Nivel IV de protección.

A qué altura mínima se tiene de colocar un pararrayos PDC?

La punta de un pararrayos PDC debe estar situada al menos 2 m por encima de la zona que protege, incluyendo antenas, torres de enfriamiento, techos, depósitos, etc.

Cómo calcular si una estructura precisa de una instalación de pararrayos

Utilizar el cálculo de riesgo indicado en el Anexo A de las normas NFC 17102:2011, UNE 21186:2011 y NP4426:20131.

En España puede utilizarse el cálculo indicado en los puntos 1 y 2 del DB SUA-8 del CTE (Código Técnico de la Edificación), que es de obligado cumplimiento.

En la web de INGESCO existe un Software Design, programa online que permite calcular el nivel de protección del edificio y que además confecciona un estudio totalmente gratuito con GOOGLE MAPS.

Qué son los niveles de protección

Los niveles de protección de un pararrayos PDC implican los factores de seguridad a aplicar para minimizar el riesgo de daños producidos por la caída de rayo en una estructura, por debajo de los mínimos admisibles que la estructura puede soportar. Los niveles de protección de un pararrayos van del Nivel I al Nivel IV, siendo el Nivel I el más exigente y el que proporciona una mayor eficiencia.

Red conductora

Se deben conectar las antenas de TV al bajante del sistema de protección externa contra el rayo?

Sí, es necesario conectar los elementos metálicos que existan en la cubierta de la estructura con el sistema de protección externa contra el rayo para evitar la creación de chispas o paso de tensiones peligrosas. Esta conexión eléctrica de la masa metálica puede realizarse directamente, o mejor mediante un protector vía de chispas.

Cuántos conductores de bajada a tierra necesita una instalación de pararrayos PDC

Las normas NFC 17102:2011, UNE 21186:2011 y NP4426:20131 indican que cada PDC debe estar conectado al menos a dos conductores de bajada.

Cuál es la separación mínima entre conductores de bajada

Dos bajantes se consideran independientes si no discurren en paralelo, entendiendo paralelo como una distancia en línea recta de menos de 2m entre los conductores.

Se puede instalar un conductor de bajada por el interior del edificio

Sí, siempre que no sea posible realizarse por el exterior y el cable de bajada vaya dentro de un conductor específico aislante y no inflamable.

Es necesario instalar un contador de rayos en la instalación de pararrayos

Su instalación es necesaria a fin de saber cuándo la instalación ha recibido el impacto del rayo y de esta manera realizar la verificación pertinente del pararrayos y la puesta a tierra.

Solo es necesario instalar un contador de rayos por instalación, independientemente del número de bajantes a tierra que disponga, el equipo contabilizará igualmente el impacto de rayo sobre el sistema.

Se puede utilizar una estructura metálica como elemento derivador de la corriente de un rayo

Sí, las armaduras de acero exteriores interconectadas (estructuras metálicas) pueden ser utilizadas como bajantes naturales del sistemas de protección externa contra el rayo, siempre que se asegure su conductividad y su impedancia sea inferior o igual a 0,01 Ω.

Qué es una vía de chispas

Una vía de chispas de aislamiento o ISG (isolating spark gap), son 2 electrodos separados entre sí una distancia determinada, con el fin de aislar eléctricamente secciones conductoras de la instalación. En caso de impacto de rayo las secciones de la instalación se conectan temporalmente como resultado de la respuesta a la descarga.

Puestas a tierra

Puede conectarse la puesta a tierra del pararrayos a la red general de puesta a tierra de baja tensión del edificio?

Sí, es más, se deben conectar las dos tomas de tierra para que de esta manera lograr una equipotencialidad en toda la instalación.

La normativa vigente indica que "Cuando el edificio o el volumen a proteger disponga en la cimentación de una toma de tierra de las instalaciones eléctricas, las tomas de tierra de las instalaciones de pararrayos se unirán a ellas mediante un conductor normalizado."

Cuál es el valor de resistencia adecuado de la puesta a tierra de una instalación de pararrayos?

En las instalaciones de pararrayos PDC la puesta a tierra deberá tener un valor máximo de resistencia de 10 Ohmios.

Prevención

Cómo se detectan las tormentas?

Existen diferentes dispositivos para la detección de tormentas y la localización de rayos, siendo las tecnologías más utilizadas:

1.- Medidores de campo electroestático. Molinos de campo que nos indican la medición en tiempo real del valor de campo electroestático (V/m), y programados para enviar alarmas cuándo existe riesgo de caída de rayo. Nos permite conocer la evolución de la tormenta y efectuar medidas de prevención antes de la caída del primer rayo.

2.- Detectores de impulsos electromagnéticos. Mediante la instalación de varias antenas, se obtiene la ubicación exacta de la caída del rayo. Esta información permite crear modelos predictivos de la dirección que tomará la tormenta pudiendo llevar a término las medidas de prevención que sean necesarias.

Normativa sobre los detectores de tormentas

La normativa UNE EN 50536:2011 (Protection against lightning - Thunderstorm warning systems)  recoge cómo se debe realizar una correcta prevención contra el rayo y determina los diferentes sistemas de detección existentes. También está a punto de salir a la luz la IEC 62793 que es la versión internacional de la europea 50536.

Medidas preventivas en caso de riesgo inminente de caída de rayo.

Las medidas a tomar son diferentes dependiendo del tipo de instalación y/o equipamiento del que dispongamos. Destacamos entre otras:

Para la protección de seres vivos, en caso de riesgo de caída de rayos en zonas abiertas, centros escolares, áreas deportivas, parques de atracciones, campos de golf, etc… se recomienda evacuar a las personas en las zonas expuestas.

En la industria se recomienda desconectar de la alimentación externa a los equipos sensibles a las sobretensiones de manera que queden protegidos en caso de caída de rayo en las líneas eléctricas.

Protección contra sobretensiones transitorias

Qué es la protección interna contra el rayo

Son los sistemas de protección adecuados para evitar la propagación de sobretensiones transitorias en las instalaciones de energía, comunicaciones o datos.

Qué es una sobretensión transitoria

Son elevaciones de tensión de gran magnitud, del orden de kV y de una corta duración, del orden de microsegundos. Aun así, tienen un alto poder destructivo sobre los equipos electrónicos sensibles.

Cómo se originan las sobretensiones

Tienen su origen, fundamentalmente como consecuencia de las descargas atmosféricas, de conmutaciones en las redes y/o defectos de las mismas.

Cuáles son las causas más frecuentes de aparición de sobretensiones transitorias de origen atmosférico

La caída de un rayo en la línea de distribución o en sus proximidades, o bien la caída de un rayo en un sistema de protección externa situado en el mismo edificio o en las proximidades.

Se considera proximidad una distancia de 50 m (según Guía BT-23).

Qué normativas aplican en la protección contra las sobretensiones transitorias

Existen diferentes reglamentos y normativas, entre los más importantes se encuentran el RBT (ITC-BT-23), EN 61643-11:2012, IEC 62305-4.

Qué son las categorías de las sobretensiones

Son los diversos grados de tensión que soportan los equipos a la onda de choque de la sobretensión. Existen 4 categorías diferentes según la tensión soportada a impulsos (1,2/50). Para tensiones (230/400V) serían:

  • Categoría 1: Equipos muy sensibles como ordenadores, equipos electrónicos (1,5kV).
  • Categoría 2: Equipos como electrodomésticos o herramientas o herramientas portátiles (2,5kV).
  • Categoría 3: Embarrados, aparamenta eléctrica, cables etc (4kV).
  • Categoría 4: Aplica a los equipos aguas arriba del cuadro de distribución, contadores de energía, aparatos de telemedida, etc (6kV).
Cómo podemos protegernos de las sobretensiones transitorias

Los dispositivos de protección DPS o SPD (surge protection device), están destinados a reducir las sobretensiones de entrada a valores inferiores a los indicados en cada categoría. Esto se consigue con una estrategia de protección escalonada que integra 3 niveles: protección basta, media y fina, logrando de esta forma un nivel de tensión residual no peligroso para los equipos.

Cuándo es precisa la instalación de protectores contra STT

Según RBT ITC-23, en el caso de una SITUACION CONTROLADA, que es aquella en la que la instalación se alimenta por una línea aérea. O también, aquella situación de bajo riesgo de sobretensiones, pero en la que por continuidad de servicio, por valor de los equipos o por pérdidas irreparables, es conveniente incluir protecciones contra sobretensiones transitorias.

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