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El Rayo

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“La probabilidad de ser alcanzado por un rayo es de 1 en 2.320.000”

Como protegerse contra diferentes tipo de descargas

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Protecciones externas Página 6 de impacto directo Sistemas utilizados para la protección externa contra el rayo

Edición y Diseño

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Fabianna Molinares


El rayo es una poderosa descarga electrostática natural producida durante una tormenta eléctrica; generando un "pulso electromagnético". La descarga eléctrica precipitada del rayo es acompañada por la emisión de luz (el relámpago), causada por el paso de corriente eléctrica que ioniza las moléculas de aire, y por el sonido del trueno, desarrollado por la onda de choque. La electricidad (corriente eléctrica) que pasa a través de la atmósfera calienta y expande rápidamente el aire, produciendo el ruido característico del rayo; es decir, el trueno. Los rayos se encuentran en Estado plasmático. La probabilidad de ser alcanzado por un rayo es de 1 en 2.320.000. En promedio, un rayo mide 1 1/2 Km y el más extenso fue registrado en Texas y alcanzó los 190 Km de longitud. Un rayo puede alcanzar los 200.000 Km/H. Es 5 veces más caliente que la superficie del Sol. Su potencia es 1000 millones de volts. Toda la energía de todo tipo que consume el planeta en 7 años se encuentra contenida en un rayo. Cada año se registran 16 millones de tormentas con rayos.

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Las averías y desperfectos causados anualmente por el rayo a la industria se cuantifican en miles de millones. Naturalmente la orografía de cada país determina el número y la intensidad de las tormentas que se producen, riesgo que varía dentro de un mismo país. El conocimiento de las zonas de riesgo es una información importante para determinar eficazmente el tipo de protección más adecuada contra el rayo. Los efectos de un rayo pueden ser ocasionados por un impacto directo o por causas indirectas. Mientras que un impacto directo puede tener consecuencias

catastróficas para estructuras, personas o animales, los daños por causas indirectas suelen ser más numerosos con cuantiosas pérdidas económicas. Causas indirectas son la caída de rayos en las inmediaciones o sobre tendidos aéreos o inducciones en estos conductores. En condiciones atmosféricas propicias, dadas principalmente en verano, se crea dentro de la nube una separación de cargas colocándose las negativas en la base de la nube mientras las positivas lo hacen en la parte superior. El potencial dentro de la nube es generalmente del orden de varios millones de voltios.

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Tanto el sistema de protección externo como interno estarán apoyados por un buen sistema de toma de tierra, para la evacuación de las corrientes del rayo, así como una adecuada equipotencialidad entre todos los sistemas de tierra, tanto de los sistemas de protección como de los circuitos eléctricos y telefónicos del espacio a proteger.

Hablaremos de las distintas formas en que podemos protegernos de los efectos de un rayo. La decisión de dotar a una estructura de un adecuado Sistema de Protección Contra el Rayo (SPCR) depende de factores como la probabilidad de caídas de rayo en la zona, su gravedad y consecuencias para personas, maquinaria u operatividad en empresas.

Para realizar una correcta protección debemos dotar nuestra estructura de dos sistemas de protección: protección externa contra impactos directos de rayo (pararrayos, tendido o jaula de Faraday), y protección interna Contra sobretensiones provocadas por la caída del rayo en cualquier tendido de cable (limitadores de tensión).

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Para la protección de estructuras y personas se hace necesaria la utilización de un sistema de protección contra el rayo (SPCR), el cual debe atraer el rayo y canalizar las corrientes hacia tierra. Entre las estructuras en las que es necesaria la instalación un SPCR podemos citar: · Edificios o zonas abiertas con concurrencia de público. ·Depósitos de materias peligrosas · Edificios del patrimonio cultural.

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ó Son cuatro los sistemas utilizados actualmente para la protección externa contra rayos, en esta publicación hablaremos un poco de cada uno de ellos. Empezando por La Punta Franklin. Su misión es provocar la excitación atmosférica por encima de cualquier otro punto de la estructura a proteger, para aumentar la probabilidad que la descarga incida en su zona de influencia, y derivar a tierra la corriente del rayo. Una instalación típica comprende: · Una varilla captadora, junto con su mástil. · Uno o dos bajantes. ·Un desconector por bajante para la comprobación de la resistencia de la estructura. ·Un elemento protector contra golpes en los dos últimos metros del bajante conductor. ·Una toma de tierra por bajante. · Unión equipotencial de las tomas de tierra y circuito general de tierras.

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Tendido Protección formada por uno o múltiples conductores aéreos situados sobre la estructura a proteger. Los conductores se deberán unir a tierra mediante las bajantes en cada uno de sus extremos. El área protegida vendrá dada por el área formada por el conjunto de conductores aéreos. · Uno o conductores aéreos.

varios

·Una bajante en cada extremo de los conductores. · Una toma de tierra por bajante. · Unión equipotencial de las tomas de tierra y circuito general de tierras.

Jaula de Faraday El sistema consiste en la recepción del rayo a través de un conjunto de puntas captadoras unidas entre sí por cable conductor, formando una malla, y derivarla a tierra mediante una red de bajantes conductores. · Múltiples captadoras.

puntas

·Red de unión de las diversas puntas. · Una bajante conductora por punta captadora. · Una toma de tierra por bajante. · Unión equipotencial

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Sistema de Cebado Los pararrayos con sistema de cebado o cebadores, emiten descargas eléctricas de polaridad inversa al rayo, consiguiendo atraerlo y elevar el punto de impacto por encima de la estructura a proteger, por lo que crea mayor radio de cobertura en la base, frente a un pararrayos convencional. Un pararrayos con sistema de cebado no es comparable a una simple punta Franklin, sino a toda una instalación de ellas, necesarias para cubrir la misma área de protección, con el consiguiente ahorro en instalación y materiales de bajantes, tomas de tierra, equipotencialidad de las mismas, entre otras. También presenta ventajas con respecto a los otros sistemas para la protección de estructuras abiertas, como pueden ser superficies al aire libre, instalaciones deportivas, etc. En resumen, el sistema ofrece grandes ventajas y un ahorro considerable con respecto a los sistemas pasivos de captación.

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Rayopedia