Tipos de Pararrayos

NORMAS DE SEGURIDAD - Al realizar una instalación eléctrica deben tenerse en cuenta los siguientes dos peligros principales: descarga eléctrica e incendio o explosión. Afortunadamente en los últimos años han aparecido nuevos materiales y dispositivos que han perfeccionado los sistemas de seguridad. - Los equipos e instalaciones eléctricas deben construirse e instalarse evitando los contactos con fuentes de tensión y previendo la producción de incendio. Al seleccionar los materiales que se emplearán hay que tener en cuenta las tensiones a que estarán sometidos. - El control de estas operaciones, así como la puesta en funcionamiento de estos equipos, debe estar a cargo de personal con experiencia y conocimientos. Especialmente cuando se trate de instalaciones de alta tensión eléctrica es necesario impedir que accidentalmente alguna persona o material tome contacto con los mismos. Esto puede lograrse ya sea cercando el lugar peligroso o instalando en lugares elevados o en locales separados a los cuales sólo tengan acceso ciertas personas. Debe ponerse atención a este peligro cuando se realicen trabajos de reparación, pintura, etc. en las vecindades y se quiten provisoriamente las medidas de seguridad. - Al instalar los equipos eléctricos debe dejarse lugar suficiente alrededor de los mismos como para permitir no sólo el trabajo adecuado sino también el acceso a todas las partes del equipo para su reparación, regulación o limpieza. - Los lugares donde existan equipos de alta tensión no deben usarse como pasaje habitual del personal. - Los conductores se señalarán adecuadamente, de manera que sea fácil seguir su recorrido. Deben fijarse a las paredes firmemente y cuando vayan dentro de canales, caños, etc., tendrán, a intervalos regulares, lugares de acceso a los mismos. - Los conductores estarán aislados mediante caucho, amianto, cambray, etc. en el caso de que no puedan aislarse completamente, por ejemplo: cables de troles, los conductores deben protegerse para impedir contactos accidentales. - Es preferible que los conductores se ubique dentro de canales, caños, etc. para impedir su deterioro. - Es necesario que los fusibles estén también resguardados. Esto puede hacerse de varias formas, por ejemplo: encerrándolos o permitiendo el acceso a las cajas sólo al personal autorizado.

- Cuando los fusibles funcionen con alto voltaje es conveniente que estén colocados dentro de un receptáculo o sobre un tablero de distribución y sean desconectables mediante un conmutador. Estos conmutadores podrán accionarse desde un lugar seguro, teniendo un letrero que indique claramente cuando de conectan o desconectan los fusiles. - Los conmutadores deben instalarse de manera tal que impidan su manipulación accidental. - Los tableros de distribución se utilizan para controlar individualmente los motores. Para evitar accidentes conviene que estén blindados, encerrados los elementos conectados a fuentes de alta tensión eléctrica para evitar el acceso de personas no autorizadas. El piso alrededor de los mismos debe estar aislado y aquellos elementos conectados a fuentes de alta tensión deben tener pantallas aislantes que permitan su reparación o regulación sin tocarlos. - Los circuitos de cada uno de los elementos del tablero deben ser fácilmente individualizables y de fácil acceso. Es conveniente poner a tierra las manivelas. - Para realizar reparaciones debe cortarse el pasaje de electricidad. - Los motores eléctricos deben aislarse y protegerse, evitando que los trabajadores puedan entrar en contacto con ellos por descuido. Cuando funcionen en lugares con exceso de humedad, vapores corrosivos, etc., deben protegerse con resguardos adecuados. - Si bien es preferible no utilizar lámparas eléctricas portátiles, cuando no sea posible reemplazarlas por sistemas eléctricos fijos se las proveerá de portalámparas aislados con cables y enchufes en perfectas condiciones y los mismos deberán ser revisados periódicamente. - Los aparatos para soldadura y corte mediante arco eléctrico deben aislarse adecuadamente, colocando los armazones de los mismos conectados a tierra. Las ranuras para ventilación no deben dejar un espacio tal que permita la introducción de objetos que puedan hacer contacto con los elementos a tensión. Medidas a aplicar básicas de prevención: Sobre instalaciones y equipos - Alejamiento de los cables y conexiones de los lugares de paso y de trabajo. - Revisiones periódicas de la instalación eléctrica por especialistas. - Utilizar interruptores diferenciales y puesta a tierra.

- Cubrir con elementos aislantes las partes en tensión. - Uso de tensiones de seguridad inferiores a 24 voltios. - Separación de circuitos y recubrimiento de las masas con material aislante.

Sobre las herramientas eléctricas: - Comprobar periódicamente el correcto funcionamiento de las protecciones. - No tirar del cable para desconectar la máquina. - Utilizar clavijas adecuadas y aislar correctamente los cables. - Asegurarse de que están provistas de toma de tierra.

Sobre los trabajadores: - Utilizar guantes y botas aislantes. - Utilizar herramientas aislantes como pértigas, banquetas, etc. - Información y formación.

EQUIPOS Y HERRAMIENTAS Equipo de seguridad:              

Agarrasogas de acero Cinturón de seguridad Amortiguador de impacto Arnés de cuerpo Bandola Dispositivo de anclaje Casco Cable de seguridad Faja de seguridad tipo estibador Arnés de medio cuerpo Guantes de alta tensión Líneas de vida retractiles Guindola de asiento de seguridad Gafas de seguridad

 Guantes de carnaza  Barboquejo  Botas dieléctricas vulcanizadas

TIPOS DE PARARRAYOS Pararrayos de punta: Formado por una varilla de 3-5m de largo de acero galvanizado de 50mm de diámetro con un captador en punta cubierto de Wolframio para soportar el calor producido por el impacto del rayo. Todavía no hay evidencia teórica ni experimental que sustente la posibilidad de impedir la formación del rayo ni de extender la zona de protección más allá de su captador convencional por lo que si se desea se le debe adicionar dispositivos de ionización del aire. También se puede utilizar la técnica matriz de dispersión para crear multitud de puntos de descarga entre tierra y nube para repartir la descarga en una región mayor mediante la adición de puntas simples o ionizadas.

Fig.1 Pararrayo del tipo Franklin Dentro de estos pararrayos se encuentran los siguientes:  

Los de tipo Franklin: Se basan en el efecto punta y la zona protegida por este pararrayos tiene forma cónica. Los de tipo radioactivo: Varilla metálica en cuya punta se encuentra una caja que contiene isótopo radioactivo para ionizar el aire a su alrededor

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mediante partículas alfa, obteniendo un área de protección esféricocilíndrica porque se favorece la generación del canal del rayo hasta tierra. Los de tipo ion corona solar: Incorpora un dispositivo eléctrico de generación de iones permanente. Su energía para su funcionamiento proviene de fotocélulas. Los de tipo piezoeléctrico: Estos materiales producen carga eléctrica a partir de un cambio en su estructura debido a presiones externas como el viento.

Pararrayos reticulares o de jaula de Faraday: Recubren el edificio con una malla metálica conectada a la tierra. La instalación de estos instrumentos se regula en cada país por guías o normas. Se considera necesario instalar pararrayos en: Edificios de más de 43m de altura, lugares en donde se manipulen sustancias tóxicas, radioactivas, inflamables o explosivas y lugares con un índice de riesgo superior a 27 (este índice se calcula de acuerdo a la zona geográfica, materiales de construcción y condiciones del terreno).

Fig. 2 Zona protegida mediante pararrayo reticular. MANTENIMIENTO AL SISTEMA Generalidades Con el fin de dar cumplimiento a la norma NOM-022-STPS, se realiza la medición de resistencia de los electrodos a puesta a tierra, así como la continuidad de las conexiones. Cabe mencionar que deben conectarse a tierra las estructuras metálicas que no estén destinadas a conducir energía eléctrica, así como maquinaria y equipos en zonas donde se manejen, almacenen, sustancias inflamables o explosivas. DESCRIPCIÓN DE MANTENIMIENTO 

Identificación de electrodos y/o configuración del sistema de tierra.

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Revisión de las condiciones físicas de los electrodos, registros y condiciones de electrodo-cable. Limpieza del registro de tierra y reapriete de conexiones electrodo- cable. Identificación de fuentes generadoras de electricidad estática. Medición de la resistencia del electrodo de puesta a tierra (telurometro). Medición de la continuidad de conexiones electrodo-cable y cable-cable). Se recomienda medir y registrar al menos cada 12 meses, los valores de resistencia de la red de tierras.

SISTEMA DE PROTECCIÓN DE PARARRAYOS MANTENIMIENTO Deben recibir un mantenimiento periódico, que garantice su buen funcionamiento, ya que debido a la corrosión, inclemencias atmosféricas, aves o impactos del rayo, pueden perder su efectividad. El mantenimiento anual del Pararrayos debe incluir:    

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Revisión del Cabezal Pararrayos. Comprobación del amarre y posible oxidación del mástil. Cable conductor Pararrayos. Comprobar amarre, conectores y tubo de protección. Toma de tierra. Comprobar amarres, conectores y medida de la resistencia de la misma, que no deberá sobrepasar los 10 ohms. (ver UNE 21.186). En su caso, mejorar las tomas de tierra actuales, o aumentar su tamaño o número. Contador de rayos, en caso de existir en la instalación. Área de cobertura del pararrayos. Comprobar que ningún elemento nuevo ha variado las condiciones del estudio de instalación del Pararrayos original. Protector contra sobre tensiones, que protege la instalación eléctrica del edificio.

De forma más específica se desglosa de la siguiente manera: 1 - Cabezal Pararrayos: 

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Se verificará el estado de corrosión de las conexiones eléctricas del cable de tierra y del conjunto del SPCR, y se procederá a efectuar las mejoras necesarias. Se verificará el estado mecánico del cabezal para verificar que no hay impacto y fusión. En caso de existencia de deficiencias en el mismo, se procederá a efectuar una foto y al cambio del equipo.

2 - Mástil: 

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Se revisará el estado de aguante mecánico de los soportes o fijaciones del mástil que soporta el Cabezal del pararrayos y se procederá a cambiar o mejorar en caso necesario. Se verificará la corrosión de los soportes o fijaciones para su limpieza y pintura si fuera necesario.

3 - Conductores eléctricos:  

Se verificará el nivel de corrosión o rotura de los soportes o grapas de los cables, en caso de necesidad se cambiarán por unos nuevos. Se verificará la continuidad y resistencia eléctrica entre la toma de tierra y el cabezal pararrayos, y se tomarán medidas de corrección o cambio.

4 - Puesta a tierra: 

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Se procederán a efectuar diferentes medidas de la resistencia en ohmios de la puesta a tierra y del conjunto del SPCR, incluyendo el perimetral, referente a la puesta a tierra de la instalación, para tomar las medidas oportunas de mejora y garantizar un valor igual o inferior a 10 ohmios. Se procederá a verificar la continuidad de las conexiones eléctricas y su nivel de corrosión para tomar las medidas oportunas de corrección. Se procederá, cada 4 años, a desenterrar los electrodos para la revisión visual de la pérdida de material y corrosión, y se efectuará el cambio si fuera necesario.

5 - Cable perimetral y equipotencial de masas: 

Se procederá a verificar la continuidad de las conexiones eléctricas y su nivel de corrosión para tomar las medidas oportunas de corrección.

CALCULO DEL ÁREA DE PROTECCIÓN Los Sistemas de Protección Atmosférica están diseñados en base a la disposición de las norma internacionales NFPA, en la norma NFC17-102 de Julio de 1995 se define el criterio del área de protección de las puntas pararrayo. Las Zonas de Protección de acuerdo a esta norma están limitadas por tres niveles, siendo el nivel 1, la condición más extrema en los términos de riesgo que hay que proteger.

Fig.3 Niveles de Protección

ECUACIÓN PARA CALCULAR EL RADIO DE PROTECCIÓN ATMOSFÉRICA

Dónde: h = Altura real del pararrayos por encima de la superficie a proteger D = Es el nivel de protección requerida por la norma siendo estos tres niveles Nivel 1 (N1) = 20m Nivel 2 (N2) = 45m Nivel 3 (N3) = 60m ∆L = Es la constante de cebado y está dada por la formula ∆L = 106 * ∆T Donde ∆T = Tiempo de cebado.

Fig.4 Datos de Ecuación