Los sistemas de protección contra rayos

Los sistemas de protección contra rayos se utilizan para prevenir o reducir los daños causados por relámpagos.

Según la NASA, mientras lee este artículo se están dando 2.000 tormentas eléctricas activas en todo el mundo que producen unos 100 destellos por segundo. El número de víctimas mortales por rayos anuales es difícil de estimar, según diferentes estudios oscila entre 6.000 y 24.000, esto sin contar decenas de miles de lesiones y millones de dólares en daños a la propiedad.

 

Los escenarios más frecuentes:

– Los rayos caen directamente sobre una estructura.
– Los rayos caen al suelo adyacente a la estructura.
– Los rayos caen en los servicios conectados a una estructura como, por ejemplo, cables de alimentación.
– Los rayos caen al suelo cerca de servicios conectados a una estructura.

 

Lightning protection by Trace Software International

 

Cuando los rayos llegan a la tierra, generalmente lo hacen directamente en elementos naturales (árboles, colinas, agua, etc.) pero también ocasionalmente en estructuras, edificios, torres y otras estructuras artificiales. Esta es una distinción que lleva a la división en dos tipos distintos de efecto. Aquellos descritos como “directos” se deben a la circulación de la corriente que calienta los materiales. Los “indirectos” son aquellos que producen sobretensión por conducción, inducción o aumento en el potencial de tierra.

 

Directo

Eléctrico. Hace referencia a los voltajes eléctricos creados por descargas eléctricas cuando un determinado campo es golpeado por un rayo. La ocurrencia de este evento generalmente conduce a incendios.
Térmico. El efecto estará vinculado a la resistencia del material afectado. Hay una fuerte liberación de calor que causa una presión localizada muy alta. Las consecuencias son los incendios o el derretimiento de los equipos.
Electrodinámico. En el lugar dónde cae el rayo se produce un campo magnético que induce corrientes, las cuales pueden llegar a provocar deformaciones, arrancamientos y destrucciones.
Electromagnético. El rayo es una poderosa descarga natural de electricidad estática, producida durante una tormenta eléctrica, que genera un pulso electromagnético que pueden dañar los dispositivos electrónicos sensibles.
Fisiológico. Desde las quemaduras de tercer grado hasta la ceguera o parada cardíaca, existen numerosos daños que pueden producir los rayos al ser humano.

Indirecto

Conducción: La circulación de una corriente alta que crece de cero a su valor de pico en pocos instantes, provoca tensiones inducidas en los objetos conductores. Este problema se resuelve instalando la instalación con un descargador de sobretensiones adecuado.

Inducción: Causada por el campo electromagnético inducido por un rayo. Genera una sobretensión en los conductores proporcional a la inclinación del aumento de la corriente del rayo. Como resultado, bajo la influencia de cambios repentinos en la corriente, los cables e incluso los conductos que actúan como antenas pueden ser sometidos a una sobretensión destructiva. Por esta razón, la colocación de la red subterránea no garantiza la protección contra rayos.

 

La gestión de riesgos incluye el cálculo de los peligros potenciales causados por los rayos y proporciona la base sobre la cual tomar decisiones para limitar las consecuencias desastrosas. En primer lugar, para un análisis de riesgos integral, es necesario tener en cuenta diferentes factores: riesgos meteorológicos locales, morfología territorial, la naturaleza de las estructuras a proteger, las actividades realizadas, la fragilidad del equipo, el nivel estratégico del Las plantas, la tasa de fracaso aceptable, etc.
Existen varios métodos de análisis de riesgo para esto, que también varían según las directivas nacionales. El propósito principal de la protección contra rayos es proteger los edificios contra los rayos directos y el posible riesgo de incendio o las consecuencias de las corrientes eléctricas de rayos.

 

Lightning protection by Trace Software International

 

En Europa, las “Normas de protección contra rayos de EN 62305-1 a 4” dictan las directrices sobre protección contra rayos. La primera sección contiene principalmente información sobre el riesgo, así como las características del fenómeno. La segunda sección está dedicada a la gestión de riesgos, por lo que también determina las medidas de protección obligatorias desde un punto de vista tanto económico como técnico, hasta un nivel de riesgo tolerable. En la tercera sección, la normativa habla sobre la protección de estructuras y personas contra daños materiales y situaciones letales causadas por la corriente del rayo. En estas situaciones, un sistema de protección contra rayos es externo (protección externa, sistema de terminación de aire, sistema de conductor descendente y conexión a tierra) e interno (unión equipotencial de rayos y distancia de separación). La cuarta sección trata sobre las medidas de protección necesarias contra los efectos de la eventual aparición de un campo electromagnético.

Un caso especial de instalaciones fotovoltaicas

En Francia, las normas y guías relacionadas con las instalaciones fotovoltaicas especifican las medidas que deben implementarse para proporcionar protección contra sobretensiones de origen atmosférico o debido a la conmutación generada en los inversores. También se afirma que, con respecto a la sensibilidad y la ubicación de los módulos fotovoltaicos, se debe prestar especial atención a la protección contra los efectos directos de los rayos, concretamente en instalaciones grandes.
Para este propósito, la norma NF C 15-100 propone un análisis de riesgo simplificado que tenga en cuenta, entre otros, la densidad de los rayos, el tipo de instalación, el tipo de suministro de energía, la presencia de pararrayos y la probabilidad de riesgo para el Seguridad de personas y bienes.

 

archelios™ calc software by Trace Software International

 

 

archelios ™ Calc integra este análisis de riesgos simplificado para verificar la idoneidad de los descargadores de sobretensiones que se utilizarán en el sistema fotovoltaico. Esta verificación es obligatoria para las instalaciones diseñadas según las normas francesas y opcional para las realizadas con la norma IEC.

Con la contribución de Philippe Aupetit – elec calc™ Product Manager en Trace Software International

 

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