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Protección para este tipo de descargas ¿Cómo se origina? ¿Cómo proteger tus bienes? ¿Se puede evitar?

JULIO, 2012

EDICION UNICA


¿Qué es un Rayo? Los rayos son una de las manifestaciones más elocuentes, y al mismo tiempo más frecuentes, de la potencia eléctrica que puede verse involucrada en fenómenos naturales. Para producir un rayo como el ilustrado en la figura de la izquierda, por ejemplo, se requiere que exista una considerable tensión eléctrica entre las nubes y la Tierra. Generar dicha tensión (que puede llegar a valer millones de voltios) no es tarea sencilla, pero la naturaleza lo logra...

La generación de dichas tensiones está estrechamente vinculada con el ciclo del agua en la naturaleza y con corrientes ascendentes y descendentes de aire. Gracias al calentamiento que Sol produce sobre la Tierra se genera vapor de agua, que asciende formando las nubes. El agua regresa luego a la superficie de la tierra en forma de lluvia, nieve o granizo. La presencia de las nubes, es esencial para que existan los rayos: son ellas las que almacenan las cargas eléctricas que luego producen el rayo.


Sabias que… El aire no es un aislante perfecto, dado que su resistencia dieléctrica es de aproximadamente 30 kV/cm, cuando se alcanza cierto nivel de tensión eléctrica entre dos puntos inevitablemente se producirá una chispa (tamaño familiar, a la que llamamos rayo). Dependiendo de la carga, los rayos se clasifican en negativos (electrones o iones con carga negativa) y positivos (iones con carga positiva, no creo que protones pero la verdad no encontré nada sobre eso), según su origen (Fig. 1) tenemos los rayos internos (dentro de la nube), internube (de nube a nube), nube a tierra (80% de los rayos producidos y por ende los que nos interesan a nosotros) y de tierra a nube.


Tipos de Rayos RAYO NUBE A TIERRA es el más conocido y el segundo tipo más común. De todos los tipos de rayos, este representa la mayor amenaza para la vida y la propiedad, puesto que impacta contra la tierra. El rayo nube a tierra es una descarga entre una nube y la tierra. Comienza con un trazo inicial que se mueve desde la nube hacia abajo. RAYO NUBE A NUBE Pueden producirse entre las zonas de nube que no estén en contacto con el suelo. Cuando ocurre entre dos nubes separadas; es llamado rayo inter-nube y cuando se produce entre zonas de diferente potencial eléctrico, dentro de una sola nube, se denomina rayo intra-nube. El rayo Intra-nube es el tipo que ocurre con más frecuencia. RAYO TIERRA A NUBE es una descarga entre la tierra y una nube cumulonimbus que es iniciado por un trazo inicial ascendente, es mucho más raro que el rayo nube a tierra. Este tipo de rayo se forma cuando iones cargados negativamente, se elevan desde el suelo y se encuentran con iones cargados positivamente en una nube cumulonimbus. Entonces el rayo vuelve a tierra como trazo.


Protecciones y sus Tipos Las protecciones primarias Es la de evitar los daños producidos en la infraestructura de los edificios e instalaciones debidos al impacto directo de una descarga atmosférica. Estos daños suelen venir en forma de incendios y electrocuciones, debido a la enorme cantidad de energía contenida en el rayo en el momento del impacto. Estos daños son aún más importantes en aquellas zonas en las que se almacenen o manipulan materiales inflamables o radiactivos. A la hora de diseñar nuestro sistema de protección contra efectos primarios debemos tener en cuenta que deben cubrirse las siguientes necesidades: a.Protección de edificaciones y estructuras. b.Protección de torres de comunicación. c.Protección de líneas aéreas. d. Otros tipos de protección. Dentro de los mecanismos de protección primaria se encuentran los pararrayos, puestas a tierra, jaulas de Faraday y cables de guarda.


La protección secundaria de los equipos o sistemas se encarga de la protección a nivel de la alimentación, por tanto se encarga de limitar las tensiones y corrientes. Su misión consiste en reducir los efectos eléctricos y magnéticos que la corriente de descarga de los rayos pueda producir de forma indirecta en los equipos electrónicos y sistemas de comunicaciones. No son tan obvios como los efectos directos, pero pueden producir efectos muy perjudiciales si no se han tenido en cuenta las debidas protecciones.


La protección terciaria es la aplicada a las líneas de datos, entrada/salida, comunicaciones internas en un equipo electrónico. También se suele llamar a este nivel de protección nivel de protección fina.

Los circuitos de protección conviene montarlos lo más cerca que se pueda de la unidad a proteger, para evitar otras tensiones perturbadoras entre el circuito de protección y la unidad a proteger. La conexión a tierra de la unidad a proteger debe disponerse entre el contacto de tierra del circuito de protección y la barra equipotencial. De esta manera, la corriente de derivación ocasionada por la caída de potencial en la resistencia de puesta a tierra debida al impulso de sobretensión del rayo no cargará la entrada de la unidad electrónica a proteger.


Descarga Atmosférica