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.