Las centrales hidroeléctricas combinan infraestructuras de gran extensión, equipos eléctricos sensibles y elementos expuestos que requieren una estrategia de protección frente al rayo adaptada a cada zona. Descubre cómo abordar su protección de forma integral.
Las centrales hidroeléctricas son clave en la generación de energía renovable, pero sus características exigen una protección frente al rayo especialmente cuidada. Su ubicación, la presencia de estructuras exteriores, subestaciones, líneas eléctricas y equipos de control, junto con la necesidad de garantizar la continuidad del servicio, hacen que una tormenta pueda afectar tanto a las personas como a la infraestructura. Por ello, la protección debe plantearse de forma integral, combinando distintas medidas según las características de cada zona.
DIFERENTES NECESIDADES DE PROTECCIÓN
Una central hidroeléctrica integra espacios con características muy distintas. El edificio de generación, la subestación exterior, los sistemas eléctricos, las comunicaciones o las zonas de trabajo al aire libre no presentan el mismo nivel de exposición ni requieren necesariamente la misma solución.
La normativa IEC 62305 aborda la protección frente al rayo desde una perspectiva global, contemplando la evaluación del riesgo, la protección de estructuras y personas y la protección de los sistemas eléctricos y electrónicos internos. Pero las necesidades de protección no dependen únicamente de las distintas zonas que encontramos dentro de una central. La propia tipología de la instalación también condiciona su configuración, dimensiones, exposición y distribución de los elementos críticos.
Existen diferentes tipos de centrales hidroeléctricas en función de factores como la disponibilidad de recursos hídricos, la escala de generación necesaria y las condiciones geográficas. Centrales de pasada, con embalse, de bombeo o de derivación presentan configuraciones diferentes que deben tenerse en cuenta a la hora de plantear una estrategia de protección.
Las características y configuración de cada tipo de central influyen en el análisis de sus necesidades de protección frente al rayo.
Por eso, el diseño debe comenzar con un análisis de las características de la instalación, entorno y normativa aplicable, identificando los elementos críticos y determinando las medidas de protección necesarias. En una infraestructura de estas características, no todas las zonas tienen que protegerse de la misma manera ni mediante una única tecnología. La solución debe adaptarse a cada área manteniendo una estrategia de protección conjunta. Y es aquí donde la combinación de tecnologías cobra especial sentido.
PROTECCIÓN DEL EDIFICIO MEDIANTE UN SISTEMA PDC
Para la protección externa de los edificios de la central puede plantearse un sistema de protección mediante pararrayos con dispositivo de cebado (PDC), siempre de acuerdo con la normativa aplicable al proyecto. El objetivo es disponer de un sistema capaz de interceptar la descarga y conducir la corriente del rayo hacia tierra a través de un recorrido definido y dimensionado para ello.
Pero el captador es únicamente una parte del sistema. Una protección externa eficaz requiere integrar correctamente el sistema de captación, los conductores de bajada y la puesta a tierra, además de estudiar las distancias de separación y las conexiones equipotenciales necesarias.
La geometría del edificio, su altura, los elementos existentes en cubierta y el nivel de protección requerido condicionarán el diseño y la ubicación del PDC para obtener la zona de protección necesaria. Esta solución permite abordar la protección del edificio principal de forma adaptada a su geometría, pero el planteamiento cambia cuando llegamos a una de las zonas más críticas de la central como es la subestación eléctrica.
SISTEMA CONVENCIONAL PARA LA PROTECCIÓN DE LA SUBESTACIÓN
Una subestación presenta una configuración completamente diferente a la de un edificio. Transformadores, barras, aisladores y otros equipos de alta tensión se distribuyen en un espacio abierto en el que es necesario estudiar cuidadosamente la exposición de cada elemento ante un posible impacto directo.
En este caso, la protección puede realizarse mediante un sistema convencional de captación, utilizando puntas Franklin, mástiles y/o cables de guarda para crear las zonas protegidas necesarias sobre los equipos de la subestación.
No se trata de colocar captadores de forma arbitraria, sino de determinar mediante métodos de diseño adecuados qué equipos quedan protegidos frente a impactos directos. De hecho, la normativa IEEE 998-2026 está específicamente dedicada al diseño del apantallamiento frente a impactos directos en subestaciones y contempla métodos clásicos y el modelo electrogeométrico para definir esta protección. (IEEE Standards Association)
La puesta a tierra adquiere además una importancia fundamental en este entorno. La corriente del rayo debe poder disiparse adecuadamente y el diseño debe considerar la equipotencialidad y la seguridad frente a diferencias de potencial peligrosas.
ANTICIPARSE PARA PROTEGER A LAS PERSONAS
Existe, además, un riesgo que los sistemas de protección de la infraestructura no resuelven por sí solos, la exposición de los trabajadores durante una tormenta eléctrica. Las centrales hidroeléctricas pueden requerir operaciones de inspección, mantenimiento o intervención en zonas exteriores y emplazamientos expuestos. En estas situaciones, saber que una instalación está protegida frente a impactos directos no significa que sea seguro continuar trabajando al aire libre durante una tormenta. Por eso, la protección puede complementarse con un sistema de alerta temprana como PREVISTORM® Thunderstorm Warning System.
PREVISTORM® es un dispositivo diseñado de acuerdo con la normativa IEC 62793:2020, que monitoriza continuamente los procesos de electrificación de las nubes mediante un sensor de campo eléctrico y genera alertas que permiten conocer la existencia de riesgo de caída de rayos antes de que se produzca la primera descarga. El sistema también permite identificar cuándo disminuye el riesgo, una información especialmente útil para decidir cuándo activar un protocolo de seguridad y cuándo pueden retomarse las actividades.
En una central hidroeléctrica, esta capacidad puede utilizarse para establecer protocolos preventivos para trabajadores en exteriores: detener determinadas operaciones, abandonar zonas expuestas y dirigirse a lugares seguros antes de que el riesgo alcance niveles críticos. Así, la estrategia evoluciona desde la protección frente al impacto hacia la prevención frente a la tormenta.
UNA ESTRATEGIA INTEGRAL PARA PROTEGER LA GENERACIÓN HIDROELÉCTRICA
La protección frente al rayo de una central hidroeléctrica no debería plantearse como la elección entre un PDC o un sistema convencional. La verdadera estrategia está en combinar diferentes medidas de protección allí donde aportan mayor valor. Un sistema PDC puede proteger los edificios de la central; un sistema convencional mediante puntas, mástiles y cables de guarda puede proporcionar el apantallamiento necesario en la subestación; los SPD, la equipotencialidad y la puesta a tierra contribuyen a proteger los sistemas eléctricos y electrónicos; y un sistema de alerta temprana como PREVISTORM® permite incorporar la prevención para las personas que trabajan en zonas expuestas.
En INGESCO abordamos cada proyecto analizando las características de la instalación, entorno y normativa aplicable para definir una solución adaptada a las necesidades reales de cada infraestructura. Porque en una instalación destinada a generar energía, proteger frente al rayo significa también proteger a las personas, preservar los equipos y contribuir a la continuidad de la operación.