52 Ingeniería Eléctrica • Marzo 2014

Nota técnica

¿Dónde caen los rayos en Argentina?

Reflexiones acerca de la prevención de daños generados por rayos, desde la importancia de la confección y consulta de mapas ceráunicos nacionales

hasta la correcta instalación de los pararrayos

Los mapas de rayos son una

herramienta fundamental de pre-

vención y planificación de cual-

quier nación. Si bien en nuestro

país no siempre se les han dado

la importancia que se merecen,

actualmente se están realizando

unos nuevos mapas que, a dife-

rencia de los anteriores, están tra-

zados a partir de datos recabados

por una red mundial de estacio-

nes meteorológicas.

Tener conocimiento acerca de

cómo es el proceso de las des-

cargas eléctricas atmosféricas así

como de las zonas más propen-

sas a la caída de rayos, permite el

diseño óptimo de las medidas y

sistemas de protección adecua-

dos para seres vivos y bienes ma-

teriales. En este sentido, los mapas

ceráunicos, es decir, aquellos ma-

pas geográficos que determinan

el nivel de caída de rayos, son una

herramienta fundamental para

la seguridad y la planificación de

cualquier nación.

“Estos mapas deben tenerse

en cuenta, por ejemplo, al diseñar

una red de líneas de alta tensión,

al instalar radares y antenas de co-

municación”, explica la geofísica

Gabriela Nicora, quien además es

investigadora del CONICET en el

CITEDEF (Instituto de Investiga-

ciones Científicas y Técnicas para

la Defensa, perteneciente al Mi-

nisterio de Defensa) y trabaja en la

elaboración de nuevos mapas de

rayos en el marco de su tesis doc-

toral en la Universidad Nacional

de La Plata.

Orígenes de una herramienta de prevención

Horacio Torres Sánchez, pro-

fesor titular de la Facultad de In-

geniería de la Universidad Nacio-

nal de Colombia, en un artículo

titulado ¿Qué rayos sabemos?, se

remonta a los orígenes de lo que

hoy conocemos como mapas ce-

ráunicos. La historia comienza

varios siglos antes de Cristo, en la

cultura caldea de Babilonia, don-

de se desarrolló un sistema de

predicción del clima que incluía

el conteo de truenos. Posterior-

mente, en la Europa medieval se

rescató esta práctica y se crearon,

basándose en registros históricos

de truenos, calendarios de true-

nos que fueron utilizados para

predecir el clima.

Ingeniería Eléctrica • Marzo 2014 53

Muchos años más tarde, en

1873, el Comité Meteorológico

Internacional adoptó una unidad

que denominó “día con trueno

oído”, y hacia finales del siglo XIX

se comenzaron a elaborar mapas

donde, mediante líneas isoceráu-

nicas, se conectaban sitios en los

cuales era escuchado el primer

trueno de una tormenta.

Así, los primeros mapas se tra-

zaron a partir de los datos de días

tormentosos basados en observa-

ciones humanas, y permitieron la

primera comparación cuantitativa

de ocurrencia de tormentas en di-

ferentes regiones y durante diver-

sas épocas.

Mapas ceráunicos en la Ar-gentina

Los primeros mapas de rayos

del territorio nacional fueron rea-

lizados y publicados en la década

del 80. Uno de los responsables de

su trazado fue el ingeniero electri-

cista Juan Carlos Arcioni, quien co-

menta que “Previamente, se habían

hecho en la Universidad Nacional

de La Plata unos mapas localizados

que se extendían solo a la provincia

de Buenos Aires, pero presentaban

una serie de desconexiones y agu-

jeros. Entonces, pensamos desde

la empresa SEGBA S. A., donde yo

trabajaba, que valía la pena que ese

trabajo que se había hecho para la

provincia de Buenos Aires se exten-

diera a todo el país”.

Así, los mapas fueron trazados

a partir de la base de datos del

Servicio Meteorológico Nacional

(SMN). En aquel entonces, el SMN

poseía más de ochenta estaciones

de medición repartidas por todo

el territorio nacional, especial-

mente en los aeropuertos.

“En esas estaciones había un ob-

servador que cuando escuchaba un

trueno hacía una marquita en un

cuaderno -relata la geofísica Gabrie-

la Nicora-, aún hoy éste sigue siendo

un método muy importante y se si-

gue usando para hacer estadísticas”.

El ingeniero Arcioni también

destaca que “En ese momento las

mediciones eran de un alcance de

aproximadamente diez mil metros.

Y en las bases de datos había es-

tadísticas de la década del 70 y del

80. Tenían toda la información me-

teorológica (temperatura, presión,

vientos, lluvia y rayos) maravillosa-

mente bien estudiada, y en base a

eso se hicieron los primeros mapas,

que fueron trazados todos a mano”.

De esta manera, Arcioni y su

equipo trazaron en los mapas cur-

vas de niveles isoceraúnicos anua-

les promedios y las densidades

ceraúnicas para los períodos 1971

a 1980 y 1981 a 1990.

¿Y qué pasó luego? ¿Por qué se

dejaron de hacer estos mapas? El

ingeniero Jorge Giménez, jefe del

Laboratorio de Ensayo de Seguri-

dad Eléctrica de CITEDEF, comentó

que “El problema fue que muchas

estaciones meteorológicas fueron

abandonadas durante la década de

1990”. Arcioni agregó además que

“El SMN solo llevaba un registro de

los días con tormentas eléctricas,

pero no se trazaban los mapas”.

Al respecto, el ingeniero Gimé-

nez aclaró que en Argentina no

Densidades ceraúnicas continenta-les de Argentina estimadas para el período climatológico 1971/1980

según los datos del Servicio Meteorológico Nacional.

Fuente: Revista Ingeniería Eléctrica, abril 2006

54 Ingeniería Eléctrica • Marzo 2014

Nota técnica

hubo ni hay “Un plan nacional para

trazar mapas ceraúnicos como tie-

nen otros países” y citó el caso de

Brasil y de Colombia, actualmente

los dos países más avanzados en

Sudamérica en la materia.

“Brasil posee la tercera red de

detección de rayos más imporpor-

tante en el mundo y la primera para

países tropicales. Además, cada dos

años celebra un congreso interna-

cional dedicado al problema del

rayo. Colombia, por su parte, es un

país que tiene una actividad ceraú-

nica muy intensa. Ellos tienen muy

bien zonificadas las distintas re-

giones. Ambos países hicieron una

inversión muy importante para la

obtención de rayos a tierra, al igual

que otras naciones como Estados

Unidos, Reino Unido, Francia, Ale-

mania, Italia y Suiza, donde históri-

camente y con continuidad se reali-

zaron los estudios más importantes.

Nosotros, en cambio, empezamos

con métodos más humildes”.

Nuevos mapas de rayos para el país

Luego de años de inactividad,

los mapas ceraúnicos vuelven a

ser una realidad para la Argentina.

Actualmente, la geofísica Gabriela

Nicora es la única persona en el

país encargada de trazar nuevos

mapas en el marco de su tesis

doctoral en la Universidad Nacio-

nal de La Plata. Y lo hace a través

de una tecnología no utilizada co-

múnmente para esta tarea.

Para realizarlos, Nicora –quien

es dirigida en su tesis por los in-

vestigadores Rodrigo Bürgesser y

Edgardo Ávila, de la Universidad

Nacional de Córdoba– comenzó

a relevar datos de la World Wide

Lightning Location Network, una

red de estaciones meteorológicas

perteneciente a la Universidad de

Washington que cuenta con más

de cincuenta estaciones esparci-

das por todo el mundo.

“Estas estaciones están forma-

das por una antena con un amplifi-

cador y un GPS, y pueden captar una

onda de baja frecuencia”, comenta

Nicora. “Cuando se genera un rayo,

se libera e irradia al espacio mucha

energía de amplio rango en el espec-

tro electromagnético. Y también se

emite una onda muy larga, de baja

frecuencia, que tiene la característi-

ca de poder viajar largas distancias.

Justamente, esas son las ondas que

detectan las estaciones”, detalla.

“Al ser la Tierra redonda y de-

bido al largo recorrido de estas

ondas, una misma señal puede ser

captada por distintas estaciones –

describe la geofísica- y eso a noso-

tros nos sirve porque cuanta mayor

redundancia de datos haya, menor

margen de error.”

Además, al pertenecer a una

red internacional, estas estacio-

nes recaban datos homogéneos y

de calidad similar, lo que permite

confeccionar mapas con mayor

aproximación y detalle que los an-

teriores, que se realizaban a partir

de datos obtenidos por un obser-

vador meteorológico.

Con los datos recabados hasta

el momento, Nicora confeccio-

nó un mapa general de niveles

ceraúnicos para el período 2005

a 2011, y cuatro estacionales. Al

respecto, la geofísica comenta

que “Las mayores cantidades de

rayos se registran en la época de

verano y primavera en tres grandes

focos: la región mesopotámica; la

zona central, San Luís y Córdoba; y

en Tucumán y Salta”.

Mapas ceraúnicos estacionales traza-dos por la geofísica Gabriela Nicora.

De izquiera a derecha, los mapas ceraúnicos de la Argentina correspon-dientes a las estaciones de primavera,

verano, otoño e invierno

Ingeniería Eléctrica • Marzo 2014 55

Por otra parte, “En invierno casi

no hay rayos, tanto en la Patagonia

como en la Puna. En Tucumán y Sal-

ta la probabilidad de rayos descien-

de casi a cero, es muy baja, mientras

que la zona central del país tiene

alta densidad de rayos”, afirma.

Con respecto a la zona patagó-

nica, Nicora asegura que en épo-

cas pasadas la actividad ceraúnica

era muy baja y se está acrecentan-

do. “Especialmente, en toda la zona

costera se puede apreciar claramen-

te cómo cambia el nivel ceraúnico

por la latitud. Teóricamente, más

allá de cierta latitud, no se espera

que haya actividad porque no hay

nubes convectivas, que se presen-

tan sobre todo con el clima subtro-

pical. Por ejemplo, en la Antártida

no hay rayos. Pero ya se empieza a

ver actividad en latitudes muy altas,

por ejemplo en Río Gallegos, que

era algo que no se daba. Sin embar-

go, para sacar conclusiones sobre

estos fenómenos hay que realizar

mediciones durante diez años.”

¿Y a qué pueden deberse esos

cambios? “Hay ciertos factores

meteorológicos cuyas consecuen-

cias son cambios en las circulacio-

nes generales de la atmósfera. És-

tas se dirigen hacia el Polo. Es decir,

zonas de convección que estaban

antes a los 60º, se están corriendo

unos pocos grados. Es un cambio

muy sutil pero que produce varia-

ciones”, responde Nicora.

El ingeniero Arcioni, que estu-

vo trabajando muchos años en la

zona patagónica, suma otro argu-

mento. Para él, el aumento en la

actividad ceraúnica “Se debe a los

embalses de las centrales hidroeléc-

tricas. En todas esas zonas se agre-

garon espejos de agua. Donde an-

tes había piedra, ahora hay agua, y

el agua ioniza el aire. Es un principio

básico de la física. Entonces, yo lo

atribuyo a la obra del hombre. An-

tes casi no había actividad: caía un

rayo por kilómetro cuadrado en un

año, ahora caen cinco”.

Para planificar y prevenir “El rayo, además de ser natural

y necesario porque completa un cir-

cuito eléctrico atmosférico, produce

una destrucción muy grande”, ase-

guró la geofísica Nicora. “Las pér-

didas materiales son muy impor-

tantes. Y esto es algo fundamental a

tener en cuenta cuando se planean

acciones como la radarización del

país, la instalación de las líneas de

electricidad y muchas otras cuestio-

nes de planificación que se refieren

a la seguridad nacional. Y es impor-

tante dar un ‘marco de seguridad’

teniendo en cuenta estos datos”.

Ese marco de seguridad al que

la geofísica se refiere comienza, ni

más ni menos, que con un mapa

ceraúnico. El ingeniero Giménez

también coincide en este aspecto,

ya que “Todo proyecto de protec-

ción contra el rayo comienza a ser

serio cuando se tiene un mapa serio.

Esto permite conocer y saber qué es

lo que hay que hacer en cada zona.”

Para ahondar más en la cues-

tión, el ingeniero Giménez, citó

como ejemplo el proceso de

radarización que está llevando

adelante el país, el cual implica

un costo muy elevado. “Por diver-

sas razones, en el Norte argentino,

principalmente en el Litoral, se van

De izquierda a derecha, el inge-niero Juan Carlos Arcioni, pionero en el trazado de mapas ceraúni-cos en el país, el ingeniero Jorge Giménez y la geofísica Gabriela Nicora

56 Ingeniería Eléctrica • Marzo 2014

Nota técnica

a instalar muchos radares. Si uno

observa los mapas ceraúnicos, esas

zonas presentan la más alta proba-

bilidad de caída de rayos por año y

por kilómetro cuadrado. Entonces,

si se colocan radares sin tenerlos en

cuenta, sin utilizar las protecciones

adecuadas, estos equipos se po-

drían ver seriamente afectados por

caídas de rayos a tierra. Y, en caso de

que se averíen y salgan de servicio,

tienen un costo de reparación altísi-

mo, aparte de poner en riesgo otras

cuestiones de seguridad y defensa”.

Con este ejemplo, Giménez

deja en claro por qué en Argentina

a la meteorología se le debería dar

mayor importancia, tal como se la

concibe en otras partes del mun-

do. “En otros países, por ejemplo, en

Estados Unidos, los mapas de este

tipo son financiados por el Departa-

mento de Comercio.”

Al respecto, Nicora agrega que

en Argentina “Hay lugares en los

que a muy poca distancia -200 ki-

lómetros, a veces- varía mucho el

riesgo de que caiga o no un rayo. Sin

embargo, a la hora de decidir la ins-

talación de un radar no se toman en

cuenta parámetros meteorológicos”.

Para finalizar, los especialistas

también destacaron la importancia

del conocimiento de la variación

temporal de los parámetros del

rayo, lo que influye en el diseño, el

mantenimiento y la operación de

los sistemas de protección. Si un

diseño de protección contra rayos

se realiza, por ejemplo, para un año

determinado, es posible que unos

años más tarde este mismo dise-

ño pueda estar técnicamente sub

o sobredimensionado. Entonces,

al conocerse el comportamiento

anual de una zona determinada, es

posible ajustar la protección y evi-

tar fallas técnicas en el futuro.

Pararrayos: ¿sí?, ¿no?, ¿dón-de?, ¿cómo?

Los pararrayos instalados en los

edificios cumplen la función de in-

terceptar los rayos desde las nubes

tormentosas hacia el edificio, con-

duciendo las corrientes eléctricas

desde los captores aéreos, pasan-

do por las bajadas, hasta llegar al

sistema de puesta a tierra de la es-

tructura. Así, este sistema logra dis-

persar esas corrientes en el suelo.

Sin embargo, el ingeniero Juan

Carlos Arcioni comenta que “Ge-

neralmente colocamos cuatro, cin-

co o diez pararrayos, creyendo que

vamos a obligar al rayo a caer ahí.

Pero estamos instalando proteccio-

nes sin saber, en realidad, qué riesgo

conllevan o sin tener en cuenta que

quizás se crean condiciones para

que el rayo caiga donde no quere-

mos. Eso se estudia aplicando la

ingeniería, pero debido a un proble-

ma de costos -porque el gasto para

hacer protección es muy grande-,

lamentablemente, se termina sin

hacer nada”.

Según Arcioni, “Actualmen-

te, el 95% de los problemas son de

tipo electromagnético”. Cuando no

se cuenta con las protecciones

apropiadas, las ondas electromag-

néticas generadas por los rayos

intervienen en las instalaciones

eléctricas, quemando televisores,

equipos electrónicos y todo lo que

encuentran a su paso, incluso sa-

las de terapia intensiva. En casi to-

dos los casos, los rayos se condu-

cen a tierra a través del hormigón

armando y terminan quemando

todos los electrodomésticos y

toda la instalación eléctrica del

edificio si se omitió la instalación

Ingeniería Eléctrica • Marzo 2014 57

de los aparatos de protección in-

terna (descargadores, etcétera).

Incluso, se registraron casos trá-

gicos, por ejemplo, hay personas

que han levantado el tubo telefó-

nico justo en el momento en que

ingresó una sobretensión, lo que

las condujo a la muerte. “Hay que

tener en cuenta que cuando el aire

se ioniza, todo se convierte en con-

ductor, hasta los cables que están

aislados”, asegura Arcioni.

De esta manera, los especialistas

afirman que se necesita un profesio-

nal capacitado para diseñar e insta-

lar los pararrayos, los cuales deben

colocarse de acuerdo a las normas

establecidas, cumpliendo con las

leyes de la física y la electromag-

nética, y, sobre todo, realizando los

mantenimientos correspondientes.

Según Nicora, “Lo más impor-

tante del pararrayos es su ubicación

en el edificio o estructura, y la pues-

ta a tierra, porque en algún lugar

tiene que descargar su energía eléc-

trica. Si el pararrayos no posee bue-

na puesta a tierra, el rayo se direc-

ciona hacia allí pero al no descargar

de forma controlada, termina que-

mando todos los equipos eléctricos

de un edificio. Hay buenas maneras

de conducir la energía, pero a la vez

hay que verificar tales protecciones.

En algunos casos, no se puede dejar

el pararrayos tal como cuando se

construyó el edificio. Es necesarios

hacer inspecciones visuales e ins-

pecciones completas en forma pe-

riódica, cada uno o dos años”.

Fuente: Mi club tecnológico