LAS DESCARGAS ATMOSFÉRICAS

PROTECCIÓN CONTRA

DESCARGAS

INDICE DE RIEZGOS

PASATIEMPOS...

La descarga atmosférica conocida como rayo, es la igualación

violenta de cargas de un campo eléctrico que se ha creado entre una

nube y la tierra o, entre nubes. Además de resistencia óhmica, todo

circuito eléctrico tiene autoinducción y capacidad, por lo que al

descargar un rayo en la proximidad de un conductor o producirse una

descarga entre las nubes que se hallen sobre él, se modifica el estado

eléctrico del conductor, induciéndose en él, tensiones de carácter

oscilante, las cuales provocan la producción de considerables

sobretensiones.

Constituyen el mayor de los disturbios Electromagnéticos que

afecta el desempeño de los sistemas e instalaciones eléctricas en todo

el mundo, siendo la principal causa de salidas de líneas de transmisión

así como de daños en redes de distribución y equipos electrónicos s

ensibles. Adicionalmente al perjuicio técnico y económico, los rayos

pueden provocar lesiones a los seres humanos causando en ocasiones

la muerte. Los anteriores argumentos han encaminado a muchos investi-

gadores a enfocar su trabajo en el estudio de las descargas eléctricas

atmosféricas, basándose en observaciones, mediciones, pruebas o en

principios físicos de la descarga.

¿Por qué se producen las descargas

atmosféricas?

Aire húmedo y caliente se eleva a regiones frías.

El vapor se condensa sobre partículas y forma la nube.

El aire frio es forzado a circular hacia abajo por la

formación de la nube.

Se establecen corrientes verticales, ascendentes y

descendentes, que originan una separación de cargas

entre las regiones superior e inferior.

La acumulación de electrones en capas inferiores crea

una diferencia de potencial con las capas superiores

• Sobretensión conducida: El rayo puede caer directamente en las

líneas aéreas, propagándose la sobretensión a lo largo de varios

kilómetros; llegando al usuario y derivándose a tierra a través de sus

equipos, produciéndoles averías o su total destrucción.

• Sobretensión inducida: La radiación emitida por el impacto del rayo

sobre un objeto (poste, árbol, pararrayos, etc.) próximo a líneas

eléctricas o telefónicas, induce corrientes transitorias en éstas,

transmitiéndose al interior de nuestras instalaciones provocando

averías o destrucción de los equipos conectados

• Aumento del potencial de tierra: Cuando un rayo cae directamente

al suelo o a través de una estructura conectada a tierra (puede ser un

poste eléctrico, un pararrayos, etc.) la corriente de descarga del rayo

puede elevar el potencial de tierra varios miles de voltios como

consecuencia de la corriente que circula por el terreno.

PROTECCIÓN DE TORRES DE COMUNICACIÓN: Una manera es colocar una

punta pararrayos en la cima de la torre y de ahí un conductor de cobre por toda la

longitud de la torre. Sin embargo, por estar el cobre y el acero en contacto, se corroe

el acero - 0.38 Volts de la celda galvánica - y, la inductancia del cable tan largo crea

una trayectoria de tan alta impedancia que no es efectivo como circuito a tierra. Por lo

que se recomienda usar la estructura con una punta electrodo en su parte superior

con conectores adecuados para su conexión al acero estructural.

PROTECCIÓN DE TANQUES: se conectan a tierra para alejar la energía de una

descarga directa así como para evitar las cargas electrostáticas. Tanques mayores

de 6 metros de diámetro en concreto, asfalto o en tierra están sin duda conectados a

tierra.

PROTECCIÓN DE ÁRBOLES.: Los árboles que crecen aislados o que tienen una

altura tal que sobrepasan cualquier estructura, son un blanco de las descargas

atmosféricas. Por ello, para esos casos se recomienda protegerlos como si fuesen

una estructura.

PROTECCIÓN DE LÍNEAS AÉREAS DE ENERGÍA ELÉCTRICA: se logra colocando

un hilo puesto a tierra sobre ellas, llamado hilo de guarda y, mediante apartar rayos.

El ángulo de protección obtenido al colocar un hilo de guarda es de 30 grados

siempre y cuando el hilo se conecte a una tierra de baja resistencia (25 ohms o

menos). Hay que notar que esta protección no protege a los equipos.

Resistividad del suelo.

Las dimensiones externas de la estructura y de cualquier

estructura adyacente conectada eléctricamente.

La longitud de los cables aéreos que salen de la estructura.

La densidad de descargas en la localidad - asociada con el

número de días de tormenta al año.

El tipo de construcción -principalmente la altura, tipo de techo,

y esquema de protección (si existe) en el lugar. En general, mien-

tras más grande es, mayor es la probabilidad de ser

impactada.

Factores geográficos -la altura vertical sobre el nivel del mar y

la relación con otras estructuras, por ejemplo cuán cerca está de

árboles altos.

Perfil de tierra y terreno.

1. poderosa descarga electrostática natural p roduc ida durante una tormenta eléctrica.

2. pasaje de una corriente eléctrica que se produce entre dos electrodos.

3. se emplea en las instalaciones eléctricas para evitar el paso de corriente al usuario por un fal lo del aislamiento de los conductores activos.