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DESCARGAS ATMOSFÉRICAS La descarga atmosférica conocida como

nubes, y 2 iniciados en tierra, ya que

rayo, es la igualación violenta de cargas de

pueden ser positivos o negativos. Los más

un campo eléctrico que se ha creado entre

comunes, siendo el 90 % de los rayos

una nube y la tierra o, entre nubes.

detectados, son de una nube negativa hacia tierra. Los rayos que inician en tierra son relativamente raros y ocurren normalmente en montañas o en estructuras altas. Los rayos iniciados en las nubes negativas, normalmente aparecen en nubes de tormenta del tipo cumulonimbus convectivas que usualmente miden de 3 a más de 50 km de largo, y son consecuencia de un rompimiento dieléctrico atmosférico.

Los rayos que nos interesan por su efecto, son los de nube a tierra, y en éstos se pueden encontrar 4 tipos: 2 iniciados en las

Una vez que el rompimiento creó una columna de plasma en el aire, la descarga eléctrica surgirá inmediatamente dentro de un hemisferio de unos 50 m de radio del punto de potencial más alto. Y, cualquier objeto puede ser el foco de esta descarga hacia arriba de partículas positivas, aún desde una parte metálica debajo de una torre. Las descargas atmosféricas pueden causar grandes diferencias de potencial en sistemas eléctricos distribuidos fuera de edificios o de estructuras protegidas. A consecuencia de ello, pueden circular grandes corrientes en las canalizaciones metálicas, y entre conductores que conectan

dos

zonas

aisladas.

Pero,

aún

sin

la

descarga,

una

nube

cargada

electrostáticamente crea diferencias de potencial en la tierra directamente debajo de ella.


PROCESO DE

FORMACION DEL RAYO La mayoría de los rayos

que el campo eléctrico excede la rigidez dieléctrica local

nube-tierra se inician por

de la atmosfera, es decir, la capacidad de la atmosfera de

el fuerte campo eléctrico

mantener una separación de cargas eléctricas. El

que existe en la carga

resultado es la iniciación de una descarga eléctrica

positiva situada debajo

atmosférica o rayo.

de la nube y la carga

En ese instante, el campo eléctrico es del orden de un

negativa de la base de la

millón de voltios por metro, en menos de un segundo, el

nube. Una vez que la

rayo transportará la carga

nube de tormenta se ha

electrones y producirá una potencia eléctrica equivalente

cargado hasta el punto en

a 100 millones de bombillas de alumbrado residencial

correspondiente a 1020


TIPOS DE

DESCARGAS Una descarga eléctrica en el aire de la atmósfera puede ocurrir dentro de una misma nube, o de una nube a otra, en este caso la identificamos como intra nube. Si la descarga tiene lugar entre la nube y el suelo toma el nombre de “rayo”. Existe la posibilidad que la descarga ocurra en un sentido o en el otro y que la carga migrante pueda ser positiva o negativa. Sin embargo, por opinión concordante de distintos autores, entre las descargas nube a suelo, hay prevalencia de las que transportan carga negativa. Se considera que sólo 10 % de los rayos son del tipo positivo es decir transportan carga eléctrica positiva. A los fines de lograr protección contra los efectos destructivos o dañinos para las instalaciones, conviene orientar los estudios a los rayos antes que a otros tipos de descargas. La nube que se carga eléctricamente como para originar el rayo es el “cumulus nimbus”, que tiene forma reconocible vista a la distancia, es detectable por los radares meteorológicos y muestra un color gris muy oscuro, casi negro, en su parte baja que impide el paso de la luz solar, oscureciendo llamativamente en pleno día, toda la región bajo su influencia. Las cargas acumuladas por la nube pueden alcanzar una altura del orden de 10 km, situándose su parte baja a unos 3 km del suelo. La intensidad del campo eléctrico, a nivel del suelo y con buen tiempo es del orden de 200 V/m. Este campo está originado por la ionosfera, capa con partículas cargadas eléctricamente que se sitúa a una altura de 50 ó 60 kilómetros del suelo.


¿COMO SISTEMAS DE PARARRAYOS

PROTEGERNOS?

componentes electrónicos a 24 V se dañarán con voltajes sostenidos de 48 volts. Los rayos ocurren con diferentes intensidades y un sistema que proteja contra su efecto deberá ser diseñado tomando en cuenta los rayos promedio o mayores del área en cuestión. Las descargas no pueden ser detenidas, pero la energía puede ser desviada en una forma controlada. El intentar proteger contra descargas directas puede ser excesivamente caro.

La protección de estructuras es más tolerante que una protección electrónica. Así, un edificio puede tolerar hasta 100,000 V mientras que

UN SISTEMA DE PROTECCIÓN CONTRA DESCARGAS (PARARAYOS) DEBE: •

Capturar el rayo en el punto diseñado para tal propósito llamado terminal aérea.

Conducir la energía de la descarga a tierra, mediante un sistema de cables conductores que transfiere la energía de la descarga mediante trayectorias de baja impedancia.

Disipar la energía en un sistema de terminales (electrodos) en tierra.

FACTORES DETERMINANTES EN UN PARARAYOS •

La

resistencia

total

desde

el

La sección del conductor de bajada

pararrayos hasta la placa será de

será de cobre de 50 mm2, por lo

menos de 0,03 ohms.

menos.

Conexionado y disposición

Las

interconexiones

deben

ser

mínimas; •

El elemento receptor (punta del pararrayo) deberá estar dispuesto de tal forma que sobresalga por lo menos 15 cm con respecto a

La trayectoria será lo más sencilla

cualquier otro elemento que este

posible,

montado.

pronunciadas

evitando y

ángulos

curvas rectos,

según se detalla a continuación:


RESUMEN DEL PLAN DE SEIS

PROTECCIÓN

PUNTOS DE

CONTRA RAYOS

Una protección perfecta, del 100% efectiva, es prácticamente imposible, y toda protección se diseña sobre la base de un riesgo o compromiso estadístico o de probabilidad. Sin embargo, es posible definir criterios generales para la protección de equipos electrónicos en edificios, que son de aceptación general.

Se recomienda seguir este plan de protección que consta de los seis puntos siguientes: Captura del impacto del rayo directo en puntos preferentes y conocidos. Esto significa la instalación de uno o más terminales aéreos de captación en los edificios. Conducir la descarga a tierra de una forma segura a través de una ruta conocida. Se debe instalar uno o más sistemas de conducción o bajantes a tierra.


Descargas atmosféricas