Pararrayos en escenarios

Pararrayos en
escenarios
Lic. Org. Ind. Pablo Daniel Polti Fidias Energía SRL 1

La carga de la atmósfera
• Existe en el aire un campo eléctrico vertical de aproximadamente 100
V/m durante un día normal a nivel del mar.
• La densidad de corriente eléctrica en la atmósfera es alrededor de 10
μA/m2 paralelo a la tierra
• La diferencia total de potencial, desde el nivel del mar hasta la parte
superior de la atmósfera (50.000m), es alrededor de 400.000 V
• La conductividad de la atmósfera se debe a que existen iones que se
desplazan en el campo produciendo la corriente.

Cuando llega un frente frío
• Al principio existe una corriente
ascendente de aire con velocidades
en aumento cerca del tope
• A medida que asciende el aire
húmedo y tibio de abajo, empujado
por el aire frío que entra, se enfría y
condensa, arrastrando el aire de los
costados
• Al condensarse libera calor y por lo
tanto seguirá siendo más caliente que
el aire circundante y continuará
subiendo a zonas más frías
• La corriente, sube a unos 100 Km/h
pudiendo llegar a los 10.000 o 15.000
m del nivel de la superficie.
Lic. Org. Ind. Pablo Daniel Polti
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Se viene…
• Las gotas condensadas se sobre enfrían (a temperaturas bajo cero).
• En un momento dado, hay una desaparición rápida de agua y formación
de hielo, ser aglutinan partículas
• Estas partículas de hielo llegan a ser demasiado pesadas como para que
la corriente ascendente las siga manteniendo y comienzan a caer,
arrastrando aire circundante y creando una corriente descendente del aire
frío que originalmente estaba a gran altura.
• Este es el viento frío que anticipa la tormenta.
• Estas corrientes de aire dan origen a los fenómenos eléctricos.
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Se largó
• La parte superior de la tormenta eléctrica (muy alta y fría) tiene carga
positiva
• la inferior ( a 3 o 4 kilómetros y entre 0 C y –10 C) negativa, excepto por
una pequeña zona de la parte inferior que tiene carga positiva
• Se forman campos eléctricos muy intensos que pueden ionizar el aire
circundante
• La carga de la parte de abajo puede producir diferencias de potenciales
de 20, 30 o 100 millones de volts entre la nube y la tierra superando el
potencial de ruptura del aire.
• Cuando se produce la ruptura, se produce la circulación de cargas
evidenciada por los rayos transportan estas cargas negativas a la tierra y la
célula regenera
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Los Rayos
La descarga eléctrica puede
ocurrir por cuatro caminos.
Éstos pueden ser: intra-nube
–dentro de la nube–, nube-
aire –de una nube al aire–,
nube-nube –de una nube a
otra nube adyacente–, y nube-
tierra –de una nube a tierra–
Las descargas nube-tierra son las más
documentadas y en éstas se da el intercambio de
carga entre la nube y la superficie de la Tierra, ya
sean de carga negativa o positiva, siendo estas
últimas menos frecuentes
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Deformación del campo eléctrico
• Cuando existen objetos que
sobresalen del nivel de tierra, se
altera la forma, el gradiente del
campo eléctrico
• Los objetos mas bajos y de forma
mas suave modifican menos las
líneas de campo
• Los objetos altos y punzantes
modifican mas violentamente las
líneas de campo, haciendo que el
gradiente pueda llegar a valores
que venzan la rigidez dieléctrica del
aire y se ocasione la descarga
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La descarga
• No se sabe
exactamente dónde
será
• No se sabe cuándo
será
• Será destructiva
• Puede matar
• Una vez producida, se
dispersará en al suelo
generando potenciales
peligrosos, aún lejos
del punto de impacto
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Sistema de protección contra
rayos
• La descarga no puede evitarse
• Con un sistema de protección, se pretende que la
descarga se produzca en un sitio controlado
• Se trata de proteger la vida y evitar daño a
personas
• Se trata de minimizar los daños
• Debe mantenerse los potenciales de paso y
contacto, dentro de valores no peligrosos.
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Componentes del sistema
• Pararrayos
– Punta captora y su mástil
• Cable de conducción
– Es el conjunto de
conductores, cables o
planchuelas, destinados a
conducir al sistema de
dispersión la corriente de la
descarga
• Dispersión
– Sistema de puesta a tierra
para dispersar la descarga en
el terreno
Sistema de
Dispersión
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Efecto de puntas
• En los conductores las
cargas se distribuyen
uniformemente en toda
su superficie.
• La densidad de carga, es
la carga por unidad de
superficie
• En las superficies agudas
de las puntas la densidad
de carga resulta
elevadísima, análogo a la
fuerza y la presión.
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Puntas Franklin
• Benjamín Franklin descubrió que esta
concentración de cargas en las puntas
agudas propicia las condiciones para
que en ellas se produzca la descarga
cuando las condiciones atmosféricas
están a punto de generarla.
• De esta manera la descarga se produce
en un punto determinado y se dispersa
en la tierra mediante un sistema
dedicado
• Se trata de evitar los daños
indeterminados en otros lugares
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Puntas Activas
• Existen otros tipo de puntas de pararrayos
que intentan aumentar el áreas de
cobertura
• Lo hacen mediante distintos sistemas de
ionización del aire circundante que generan
un lider que propicia la descarga
exactamente en ese punto
• Los distintos tipos son:
– Iónicos
– Electrónicos
– Piezoeléctricos
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Áreas de cobertura
Puntas Activas

Punto de instalación
• Para que sea eficiente, debe estar 6m por sobre el
punto mas alto del escenario
• De esta manera el radio asegurado de cobertura será
60m
• La bajada hasta el sistema de dispersión debe ser
recta, sin cambios de dirección a 90º
• Las conexiones deben ser muy fuertes, sólidas y
robustas
• Es sistema de dispersión debe estar en un lugar poco
concurrido por personas, o debe restringirse el
acceso de personas a el área circundante
• Durante la tormenta. ALLI NO DEBE HABER NADIE
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El Nuestro
• TIPO PIEZOELECTRICO
• PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO
• Durante una tormenta y previa a la misma se
producen grandes ráfagas de viento.
• La cabeza captora del pararrayos posee unas
vías de circulación de aire que
atravesando una serie de tubos tipo Venturi
provocan en el mástil una corriente
de aire .
• Dentro del mástil se encuentran una serie de
cristales piezoeléctricos a lo largo
del mismo , los que vibran por causa de la
corriente de aire que fluye por el
mástil. Convirtiendo la vibración en una tensión
de unos 25.000 volts
• Esta tensión ioniza la cabeza del pararrayos
,logrando acelerar y facilitar la descarga a través
del pararrayos

Colocación de la punta
• Para poder llegar a los 6m por sobre la
parte mas alta debemos pedir a los de
estructuras la instalación de por lo menos
una torre y dos diagonales extra en la parte
mas alta del armado
• Será siempre sobre el lateral menos
transitado, de ser posible hacia el frente,
sinó hacia el back wall
• Sobre la torre extra fijamos el mástil al que
va fijada la punta
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El conductor de bajada
• En un solo tirón hasta el borne de toma de la
puesta a tierra
• La sección mínima será 70mm2
• la bajada se fija con cinta cada 2,5m para evitar
que quede todo el cable colgando del terminal y
se mueva con el viento.
• No puede tener cambios bruscos de dirección
• No puede sobrar, no se puede enrollar u ochear
• No puede esquivar los techos de las áreas de
trabajo, máximo giro 45º.
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Borne de toma
• Inmediatamente debajo del cable de bajada
instalamos una jabalina, en la cual, su morseto,
será el borne principal de toma
• El cable de bajada se conecta ,solo, en uno de los
bornes del morseto
• En el otro borne se conectan los cables que van
al resto de la jabalinas que compondrán el
sistema de dispersión
• Liberando el cable de bajada, debe poder
medirse las resistencia de puesta a tierra del
sistema de dispersión

El sistema de puesta a tierra de
dispersión
• Debido a las altísimas corrientes de la
descarga, y para evitar los potenciales
peligrosos de paso y contacto la resistencia
de puesta a tierra debe ser lo mas baja
posible.
• Preferentemente inferior a 2Ω
• La zona de construcción del sistema de
dispersión no debe ser concurrida por
personas, en el momento de la descarga,
será un lugar muy peligroso

Forma del sistema de dispersión
• El sistema estará compuesto por 5 jabalinas
• Habrá una central inmediatamente debajo del cable de
bajada
• Las otras cuatro se distribuirán, según lo permita el lugar, en:
• Cruz o tipo pata de ganso
• La conexión de cada jabalina a la central será única, radial
con los conductores desnudos de #70@5m que tenemos
para tal fin.
• Estarán enterrados a 10cm de profundidad, o directamente
sobre el terreno cubiertos con YJ de manera que los
mantenga en contacto estrecho con el terreno. No adentro
del YJ, Debajo
• La distancia entre el centro y las jabalinas será superior a 4m
• La distancia entre jabalinas será superior a 4m
• No se puede hacer “guirnaldas” de jabalinas
• Los cables deben ser rectos y directos, no se puede enrrollar
u ochear.
CABLEDEBAJADA
Min. 4m
Min. 4m
Min. 4m
Min. 4m
Min. 4m
Min. 4m
Min. 4m
Radial
Radial
Radial
Radial
J
J
J
J
J
CABLEDEBAJADA
Min. 4m
Min. 4m
Min. 4m
Min. 4m
Min. 4m
Min. 4m
Min. 4m
Radial
Radial
Radial
Radial
J
J
J
J
Min. 4m
J
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Gracias.
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