De Relámpagos, Rayos y Pararrayos…

La potencia de un rayo descargando en la tierra es del orden de los millones de voltios y de decenas a cientos de miles de amperios de electricidad, pudiendo generar más calor que en la superficie del sol.
Voltio es la “fuerza” con que se impulsa la electricidad de un punto a otro. Amperio es la “cantidad” de electricidad que circula por el medio que une “esos” puntos.

Toda esta potencia de la naturaleza se traduce en beneficios, como la producción de ozono, que es la molécula de oxígeno de tres átomos O3, que forma la capa de la atmósfera de igual nombre, tan importante en la atenuación de la radiación ultravioleta UV, dañina si es en exceso, o como elemento relevante en las comunicaciones radioeléctricas. Aunque también su impronta puede ser destructiva y letal, motivo por el cual se implementan métodos de protección como los pararrayos.

En principio el rayo se desplaza mediante un trazador que se propaga a saltos en cualquier dirección, por lo tanto puede impactar sobre cualquier objeto. El objetivo del pararrayos es dirigir el punto de descarga del rayo para conseguir un impacto controlado minimizando daños.

La incidencia de los rayos sobre la tierra suele ser mayor en áreas de clima cálido y húmedo. Algunos estudios indican que el calentamiento global y la contaminación ambiental aumentan la frecuencia de esas brutales descargas eléctricas. A nivel mundial se realizan mapas (ceráunicos) en los que se indican las zonas con distintos niveles de riesgo de caída de rayos.

A considerar en primer término para un sistema de pararrayos:

1 ■ Captor o pararrayos propiamente dicho.
2 ■ Conductor de descarga.
3 ■ Sistema de toma de tierra.

1 ■ Los Pararrayos básicamente serían Activos o Pasivos.

Ejemplos del primero son los tipo pararrayos simple Franklin PSF con una o varias puntas, puede aplicarse como único elemento de protección o formar parte de sistemas de protección pasivos, complementándose con mallas conductoras, con efecto de jaula de Faraday, o hilos de guarda.

También se utilizan pararrayos con dispositivo de cebado PDC, se lo considera activo, aunque sin componentes electrónicos, que permite por los elementos de su construcción ionizar el aire a su alrededor facilitando el camino para el precursor, trazador o líder, del rayo. De estos dispositivos hay distintos diseños con un fin similar. El área de protección es mayor que los PSF, lo que reduce los componentes de la instalación.

Los pararrayos con cebado electrónico PDCE, incorporan componentes electrónicos en su diseño, con el objetivo de maximizar la eficacia de atracción de los precursores del rayo.
En zonas abiertas con alta incidencia de rayos, son preferentemente elegidos los dispositivos activos.

También hay variaciones PDC con elementos radioactivos.

2 ■ Los Conductores de descarga son preferentemente de Cobre, y también Cobre estañado o Acero galvanizado. En todos los casos conductor desnudo sin cubierta envolvente, protegido en zonas de circulación u otros riesgos con caños y otros elementos distanciadores adecuados. Es fundamental el correcto tendido de estos conductores, por los circularán los muchos miles de amperios del rayo que descargue hacia la tierra, exigiendo soportar una enorme y brusca elevación de temperatura en un instante, protegiendo el área circundante de los potenciales efectos devastadores de millones de voltios.

3 ■ La puesta a Tierra para pararrayos suele hacerse de manera múltiple, con más de una jabalina hincada en el terreno, con mallas de materiales conductores específicos, inclusive asociando la estructura metálica estructural del edificio. Es primordial que la resistencia óhmica sea baja, y esto depende tanto de los elementos instalados como de las características del terreno involucrado.

Hay discusiones y controversias respecto a la conveniencia de la vinculación directa y la equipotencialidad del sistema de puesta a tierra de pararrayos y el sistema de tierra afectada al resto de las aplicaciones del edificio.

El cálculo del Sistema de protección contra rayos es tema de ingeniería, pero es importante tener algunas consideraciones prácticas.

En caso de tener instalado uno o más pararrayos debe realizarse un control periódico de su montaje, que como elementos expuestos a la intemperie y las inclemencias del tiempo, sufren desgaste y modificaciones mecánicas y estructurales. Los mástiles, soportes y accesorios deben estar en condiciones.

Respecto a los cables de bajada, desde el captor hasta el sistema, jabalinas, mallas y electrodos de toma de tierra, que lleguen de manera correcta, ya que normalmente van por fuera de la edificación, fijados a los techos y los muros con separadores adecuados, protegidos en áreas críticas, conectados a borneras o pletinas de distribución que deben tener un buen contacto… A veces se encuentran cables tocando chapas de techo, muros y otras superficies, a veces conductoras, y hasta con el agravante de la desconexión de las tomas de tierra, por lo tanto cualquier descarga que facilite el pararrayos tendrá un destino absolutamente peligroso o letal… y por supuesto, algo que se ve con frecuencia en Argentina, que los conductores de bajada No estén Ausentes !! … Los valiosos cables de cobre de grandes dimensiones son un preciado botín de delincuentes, sujetos demasiado comunes en todos los niveles de nuestra sociedad…

Y el Sistema de puesta a Tierra, que debe tener un valor de resistencia mínimo, cuyo mayor valor no debería superar los 10 ohms (unidad de medida de resistencia eléctrica), medidos solo con instrumental homologado, en las condiciones reales de aplicación, es decir, cuando por ejemplo el terreno en el cual están ubicadas las jabalinas está seco por el clima o porque no hay protocolo de mantenimiento de humedad. Por eso, cuando se habla de condiciones reales significa No Mentir la Medición agregando agua o alguna solución al momento de efectuar, algo que sucede con operadores no profesionales que solo sirven para llenar formularios a fin de cumplir fraudulentamente con las exigencias normativas…

Toda locación que maneje elementos combustibles, explosivos, eléctricos o electrónicos debe contar con un Sistema de Protección contra Descargas Eléctricas Atmosféricas, cuya instalación se proyecte adecuadamente y se mantenga en buenas condiciones, controlando periódicamente su operatividad.

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Por: Hernán Casanello
Técnico Electrónico y Técnico Electricista (Electrotécnico)
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