NTC 4552 Proteccion Contra Rayos Principios Generales

8/12/2019 NTC 4552 Proteccion Contra Rayos Principios Generales

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PROYECTO DENORMA TCNICA COLOMBIANA NTC 4552 (Primera actualizacin) DE 470/03

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PROTECCIN CONTRA RAYOSPRINCIPIOS GENERALES

0. INTRODUCCIN

Esta Norma Tcnica Colombiana, ha sido concebida para estar en armona con las normasnacionales e internacionales que tienen que ver con la proteccin contra rayos. La norma basala proteccin en la aplicacin de un Sistema Integral de Proteccin contra Rayos (SIPRA)conducente a mitigar los riesgos asociados con la exposicin directa e indirecta a los rayos. Sefundamenta en que la instalacin de un SIPRA no induce ni previene la formacin del rayo.

La NTC 4552 es una norma de carcter general que pretende dar principios fsicos aplicablespara unas buenas prcticas de ingeniera, con el fin disminuir los efectos de los rayos, quepueden ser de tipo electromagntico, mecnico o trmico. En general, una proteccin contrarayos totalmente efectiva no es tcnica ni econmicamente viable, pero si se siguen lasrecomendaciones de esta norma, la probabilidad de daos ser mnima.

El rayo es un fenmeno meteorolgico de origen natural, cuyos parmetros son variablesespacial y temporalmente. La mayor incidencia de rayos en el mundo, se da en las tres zonasde mayor conveccin profunda: Amrica tropical, frica central y norte de Australia. Colombia,por estar situada en la Zona de Confluencia Intertropical, presenta una de las mayoresactividades de rayos del planeta; de all la importancia de normalizar la proteccin contra dichofenmeno, pues si bien los mtodos desarrollados a nivel mundial aplican para Colombia,algunos parmetros del rayo, como densidad de descargas a tierra o nivel ceraunico, que sonparticulares para nuestro Pas.

Todas las consideraciones para la implementacin del SIPRA, tales como las especificaciones,materiales y ubicacin, deben ser tenidas en cuenta, preferiblemente, en la etapa de diseo deuna estructura a construir. Ello implica un consenso entre los diseadores, constructores,instaladores y propietarios. Slo as ser ms benfico y menos costoso llegar a conciliar lasexigencias tcnicas con la parte esttica. La implementacin del SIPRA parte de la base quelos cableados de la instalacin a proteger estn de acuerdo con lo establecido en la NTC 2050.La presente slo acepta la utilizacin de los dispositivos y mtodos que en ella expresamentese avalan.

Los componentes principales de esta norma son:

- Evaluacin del nivel de riesgo.

- Definiciones


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- Datos estadsticos para obtener los parmetros del rayo.

- Materiales para terminales de captacin, bajantes y puestas a tierra.

- Criterios para inspeccin, clculos y mantenimiento.

- Aspectos mnimos para dimensionar protecciones internas.

La presente actualizacin de la NTC 4552 ha tenido en cuenta los siguientes aspectos:

- Revisin de todas las definiciones.

- Reorganizacin de los temas para que sea ms fcil su lectura.

- La explicacin del fenmeno del rayo se dej como anexo.

- Ampliacin de lo relacionado con protecciones internas.

- Revisin de la metodologa para la evaluacin del nivel de riesgo.

Esta norma no tiene la finalidad de ser un manual de especificaciones de diseo, ni un texto deinstrucciones para personal no calificado, ni provee el soporte legal para hacer la minuta de uncontrato. Es un documento de carcter eminentemente tcnico, cuyo cumplimiento se esperaque sea exigido por los usuarios interesados en una buena proteccin contra rayos, comogaranta de proteccin de sus intereses.

1. OBJETO

Esta norma define la metodologa para evaluacin del riesgo asociado con la exposicin directa oindirecta a los rayos para cualquier tipo de estructura y suministra informacin en relacin con lasmedidas que se deben adoptar para mitigar los riesgos de las personas y animales.

2. ALCANCE

Esta norma se aplica especficamente para estructuras de uso comn, tales como: oficinas,viviendas, iglesias, colegios, hospitales, etc. Otras estructuras sern objeto de normascomplementarias.

3. DEFINICIONES

3.1anilloelemento conductor utilizado para interconectar los terminales de captacin y/o las bajantes, conel fin de proveer equipotencialidad y distribuir la corriente del rayo.

3.2conductor bajante (Down Conductor)elemento conectado elctricamente entre los terminales de captacin y la puesta a tierra deproteccin contra rayos PTPR, cuya funcin es conducir las corrientes de rayo que pueden

incidir sobre la instalacin a proteger.


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3.3barraje equipotencial - BEconductor en forma de barra, placa o cable que permite la unin de dos o mas conductores y quegarantiza el mismo potencial.

3.4corriente pico absoluta promedio del rayoel valor con el 50 % de probabilidad de que sea la corriente mxima del rayo, sin importar lapolaridad.

3.5densidad de descargas a tierra - DDTnmero de descargas individuales (Strokes)a tierra por kilmetro cuadrado al ao. Medida enrea de 9 km2(3 km x 3 km). Permite cuantificar la incidencia de rayos en la zona.

3.6dispositivo de proteccin contra sobretensiones transitorias - DPS (Surge ProtectiveDevice)dispositivo destinado a limitar las sobretensiones transitorias, evacuando las corrientes asociadasa dichas sobretensiones. Puede contener uno o mas elementos no lineales.

3.7distancia de impacto (rsc)longitud definida por el mtodo electrogeomtrico (que es funcin exponencial de la corriente deretorno del rayo) que determina la posicin de la estructura interceptora con respecto a laestructura protegida, o como el radio de una esfera que permite establecer cual es el rea decubrimiento de una estructura para una corriente dada.

8.8puesta a tierra de proteccin contra rayos- PTPRconductor o grupo de ellos inmerso en el suelo, cuya funcin especfica es dispersar y disipar lascorrientes del rayo en el suelo. Esta puesta a tierra hace parte del sistema de puesta a tierrageneral de la edificacin.

3.9electrodo de puesta a tierraconductor o conjunto de conductores enterrados que sirven para establecer una conexin con elsuelo, inalterable a la humedad y a la accin qumica del terreno.

3.10

energa especfica (Action integral)energa disipada por la corriente del rayo en una resistenciaunitaria. Es la integral en el tiempo de la corriente del rayo al cuadrado durante la duracin delrayo.

3.11equipotencializacin (Bonding)tcnica utilizada para reducir la diferencia de tensin entrediferentes puntos.

3.12mxima rata de ascenso de la corriente del rayo - di/dt (Maximum Current Rate of Rise)

variacin del valor de corriente durante el tiempo de frente de la onda. Se utiliza para el clculode tensiones electromagnticas inducidas.


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3.13mtodo electrogeomtricoprocedimiento que permite establecer cual es el volumen de cubrimiento de proteccin contrarayos (zona de proteccin) de una estructura para una corriente de diseo (corriente del rayoespecificada) segn la posicin y altura de la estructura interceptora. Este mtodo se utiliza en el

diseo de instalaciones de captacin de rayos.

3.14multiplicidades el nmero de descargas subsecuentes por cada rayo.

3.15nivel de riesgo por rayos - NRRindicador que marca los lmites y la proporcin dentro de los cuales es necesario utilizar un nivelde proteccin contra rayos preestablecido.

3.16

nivel Cerunico - NCnmero de das al ao en los cuales es odo por lo menos un trueno.

3.17rayo (Lightning)la descarga elctrica atmosfrica o ms comnmente conocida como rayo es un fenmeno fsicoque se caracteriza por una transferencia de carga elctrica de una nube hacia la tierra, de latierra hacia la nube, entre dos nubes, al interior de una nube o de la nube hacia la ionosfera

3.18resistividad elctrica ()relacin entre la diferencia de potencial en un conductor y la densidad de corriente que resulta enel mismo. Es la resistencia especfica de una sustancia. Numricamente es la resistencia ofrecidapor un cubo de 1 m x 1 m x 1 m, medida entre dos caras opuestas. Se da en Ohmio- metro (-m).

3.19sistema de proteccin externo contra rayos - SPEes el conjunto comprendido por terminales de captacin, bajantes, puesta a tierra de proteccincontra rayos, conectores, herrajes y otros, cuya funcin es captar las descargas y conducirlas atierra en forma segura, ejerciendo un control sobre la descarga.

3.20

sistema de proteccin interno - SPIes el conjunto de dispositivos para a reducir las sobretensiones transitorias que se puedenpresentar al interior de una instalacin.

3.21sistema de puesta a tierra - SPTconjunto de elementos conductores de una edificacin, sin interrupciones ni fusibles, que se unencon el suelo o terreno.

3.22sistema integral de proteccin contra rayos -SIPRAsistema con el que puede alcanzarse un alto grado de seguridad para las personas y equipos,

mediante la combinacin de varios elementos como la proteccin externa, la proteccin interna,la gua de seguridad personal y el sistema de alarma.


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3.23sobretensin transitoria (Surge)tensin anormal entre dos puntos del sistema elctrico, que es mayor que el valor mximopresentado entre los mismos dos puntos bajo condiciones de servicio normal.

3.24tensin de contacto -Vcdiferencia de tensin entre una estructura metlica puesta a tierra y un punto de la superficie delterreno a una distancia de un metro. Esta distancia horizontal es equivalente a la mxima que sepuede alcanzar al extender el brazo (vase la Figura 1).

3.25tensin de paso -Vpdiferencia de tensin entre dos puntos de la superficie del terreno, separados por una distanciade un metro en la direccin del gradiente de tensin mximo. Esta distancia es equivalente a unpaso normal promedio (vase la Figura 2).

3.26terminal de captacin o dispositivo de interceptacin de rayos (Air Terminal)elemento metlico cuya funcin es interceptar los rayos que podran impactar directamente sobrela instalacin a proteger. Comnmente se conoce como pararrayos.

3.27tierrapara sistemas elctricos, es una expresin que generaliza todo lo referente a sistemas de puestaa tierra. (En temas elctricos) se asocia al suelo, terreno, masa chasis, carcasa, armazn,estructura o tubera de agua. El trmino masa slo debe utilizarse para aquellos casos en que noes el suelo, como en los aviones, barcos y carros.

3.28trueno (Thunder)energa audible asociado con el rayo.

3.29zona o espacio de proteccin (Zone of Protection)espacio adyacente al sistema de proteccin contra rayos, que es sustancialmente inmune alimpacto directo de un rayo, segn una determinada corriente de rayo probabilstica utilizada en eldiseo del sistema de proteccin contra rayos.

3.30

relmpagoenerga visible asociada con el rayo.


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Figura 1. Tensin de contacto

Figura 2. Tensin de paso

4. ABREVIATURAS Y SIMBOLOGA

4.1 ABREVIATURAS

BE Barraje equipotencial

DDT Densidad de Descargas a Tierra

DPS Dispositivo de Proteccin contra Sobretensiones transitorias

Iabs Corriente pico absoluta promedio del rayo

di/dt Rata de ascenso de la corriente del rayo

RECMA Red colombiana de medicin y localizacin de rayos

rsc Distancia de impacto o distancia de atraccin del rayo

SIPRA Sistema integral de proteccin contra rayos


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PTPR Puesta a Tierra Proteccin Rayos

SPE Sistema de proteccin externa contra rayos

SPI Sistema de proteccin interna

Vc Tensin de contacto

Vp Tensin de paso

NC Nivel Ceraunico o ceraunio

4.2 SIMBOLOGA A UTILIZAR EN PLANOS DESCRIPTIVOS DE SIPRA

Para facilitar la aplicacin de la presente norma, se sugiere la utilizacin de la siguientesimbologa en los planos que deben acompaar todo proyecto.

SIMBOLOGA

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Altura del techoConexin de acero de la

construccin, canales, etc.

Antena ACERO Construccin en acero

Ex reas con riesgo de explosin Contorno de la edificacin

Ascensor Cubierta metlica

Asta de bandera Chimenea

Bajante Descargador a gas

BE

Barraje equipotencial Varistor

Caja de inspeccin Electrodo de puesta a tierra

Contina


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SIMBOLOGA (Final)

Canales, tuberas,bajantes deventilacin

Va de chispas

Concretos reforzadoscon conexiones a los

refuerzosMstil sobre el techo

Conducto bajo eltecho, paete o piso

(Pararrayos) Terminal decaptacin

Conector desnudo yconexin

Masa

Conductor

interceptador derayos

Puesta a tierra

Conductorsubterraneo

Techo falso

G

Tubera metlica

G = Gas, A = Agua,C = Calefaccin, E = Elctrica

5. SISTEMA INTEGRAL DE PROTECCIN CONTRA RAYOS

5.1 GENERALIDADES

Respecto a los rayos se puede afirmar, sin lugar a dudas, que no existen medios para evitarlospero existen medidas que ofrecen seguridad a las personas y a los equipos elctricos yelectrnicos. Por tanto, las precauciones de proteccin apuntan hacia los efectos y a lasconsecuencias de un rayo

En la Figura 3 se presenta esquemticamente el Sistema Integral de Proteccin contra Rayos(SIPRA), que se recomienda sea utilizado en Colombia.


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COMPONENTE FUNCIN QUE CUMPLE

1. Sistema de proteccin interna Limitar las sobretensiones transitorias al interior de lainstalacin.

1.1 Equipotencializacin con DPS oconductores

Limitar sobretensiones.

1.2 Apantallamientos localizados Reducir efectos internos del campo magntico en equiposelectrnicos.

1.3 Topologa de cableados Contribuir a la compatibilidad electromagntica

1.4 Instalacin de filtros Controlar las perturbaciones conducidas

2. Sistema de proteccin externa Canalizar el rayo hasta el suelo en forma segura

2.1 Terminales de captacin Interceptar el rayo

2.2 Bajantes Conducir el rayo, reducir el di/dt, atenuar efectos internosde campo magntico

2.3 Puestas a tierra de proteccin contrarayos

Dispersar y disipar l a corriente del rayo.

3. Prevencin de riesgos

3.1 Gua de seguridad personal Lograr comportamientos seguros de las personas

3.2 Sensor de tormentas: fijo o porttil Suspender actividades de alto riesgo

Figura 3. Sistema Integral de proteccin contra rayos - SIPRA

5.2 METODOLOGA PARA EVALUAR EL NIVEL DE RIESGO Y ESTABLECER LASACCIONES DE PROTECCIN

El propsito de la evaluacin del nivel de riesgo por rayos, es establecer la necesidad de utilizarun sistema de proteccin contra rayos en una estructura dada y determinar si este sistema debeser integral.

El nivel del riesgo se obtiene de la ponderacin de los indicadores de exposicin al rayo y de la

gravedad que puede implicar un impacto de rayo.


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El indicador de exposicin al rayo de la Tabla 1 se obtiene a partir de la densidad de descargas atierra - DDT, y la corriente pico absoluta promedio - Iabs, expresada en kiloamperios, asignandouna mayor relevancia a la primera de stas, debido a que existe mayor probabilidad de que unaestructura se vea afectada dependiendo de la cantidad de descargas a la que est expuesta, quede la intensidad de las mismas. Por esta razn, se tomaron proporciones de 0,7 para la DDT y de0,3 para la Iabs. Los valores de Iabsy de DDT deben tener el 50 % de probabilidad de ocurrencia omenos, a partir de datos multianuales. Adems se debe tomar un rea de 9 km2(3 km x 3 km) omenos, teniendo en cuenta la exactitud en la localizacin (location accuracy) y la exactitud en laestimacin de la corriente pico de retorno (lightning peak current accuracy) del sistema delocalizacin de rayos1, vase Anexo A. Al encontrar la DDT con sistemas de localizacinconfiables, implcitamente se considera la latitud y la orografa del rea, es decir, montaa,ladera, plano.

1 La informacin por menorizada puede ser obtenida por medio de la RECMA en ISA.


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Tabla 1. Indicador de exposicin al rayo

Densidad de descargas a tierra Corriente pico absoluta promedio [kA]

[ Descargas/km2- ao] 40 labs 20 labs< 40 labs< 20

30 DDT

15 DDT < 30

5 DDT < 15

DDT < 5

Severos Altos

Medios Bajos

Sumando los valores de los subindicadores relacionados con la estructura, como son el uso, eltipo y la combinacin de altura y rea, de acuerdo con las Tablas 3, 4 y 5 se obtiene el indicadorde gravedad (IG) de la Tabla 2, que se puede presentar en la estructura.

IG= IUSO+ IT+ IAA

en donde:

IUSO Subindicador relacionado con el uso de la estructura

IT: Subindicador relacionado con el tipo de estructura

IAA: Subindicador relacionado con la altura y el rea de la estructura

Para obtener el indicador de gravedad se suman los subindicadores relacionados con el uso,tipo y geometra de la estructura.

Tabla 2. Indicador de Gravedad

Resultado de la suma deIndicadores de estructura

Indicador deGravedad

0 a 35 Leve

36 a 50 Baja

51 a 65 Media

66 a 80 Alta

81 a 100 Severa

A continuacin se presentan las tablas para obtener los sub-indicadores


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Tabla 3. Subindicador relacionado con el uso de la estructura

Clasificacin de estructuras Ejemplos de estructura Indicador

ATeatros, centros educativos, iglesias, supermercados, centroscomerciales, reas deportivas al aire libre, parques de diversin,aeropuertos, hospitales, prisiones

40

B Edificios de oficinas, hoteles, viviendas, grandes industrias,reas deportivas cubiertas.

30

C Pequeas y medianas industrias, museos, bibliotecas, sitioshistricos y arqueolgicos

20

D Estructuras no habitadas 0

Tabla 4. Subindicador relacionado con el tipo de estructura

Tipo de estructura Indicador

No metlica 40

Mixta 20

Metlica 0

Tabla 5. Subindicador relacionado con la altura y el rea de la estructura

Altura y rea de la estructura Indicador

rea menor a 900 m2

Altura menor a 25 m 5

Altura mayor o igual a 25 m 20

rea mayor o igual a 900 m2

Altura menor a 25 m 10

Altura mayor o igual a 25 m 20

NOTA El ingeniero encargado de la evaluacin del nivel de riesgo para proteccin contra rayos, debe tomar enconsideracin la influencia de estructuras adyacentes a la evaluada.

Para concluir sobre el nivel de riesgo se ponderan los indicadores de exposicin al rayo y degravedad con la Tabla 6:

Tabla 6. Matriz de niveles de riesgo

GRAVEDAD

PARMETROS

Severa Alta Media Baja Leve

Severo

Alto

Medio

Bajo

Nivel de Riesgo de la estructura

ALTO

MEDIO

BAJO


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De acuerdo con el nivel de riesgo el SIPRA debe estar conformado por los componentes que lecorrespondan segn lo establece la Tabla 7:

Tabla 7. Acciones recomendadas segn el nivel de riesgo

NIVEL DE RIESGO ACCIONES RECOMENDADAS

SPINIVEL DE RIESGO BAJO

Cableados y PT segn NTC 2050 IEEE 1100

SPI

Cableados y PT segn NTC 2050 IEEE 1100NIVEL DE RIESGO MEDIO

SPE

SPI

Cableados y PT segn NTC 2050 IEEE 1100

SPENIVEL DE RIESGO ALTO

Plan de prevencin y contingencia

NOTA Como acciones complementarias, especialmente para el nivel de riego alto, se debe considerar laimplementacin de sistemas de proteccin contra incendios y sistemas de energa elctrica de respaldo.

5.3 SISTEMA DE PROTECCIN EXTERNO SPE

El SPE comprende los terminales de captacin, las bajantes, la PTPR, conectores, herrajes yotros equipos que se requieren para completar el sistema.

5.3.1 Terminales de captacin

Tienen la funcin de interceptar los rayos que pueden impactar directamente sobre la instalacina proteger. Para el diseo de las instalaciones de interceptacin de rayos se recomienda utilizarlos principios del mtodo electrogeomtrico.

En la Tabla 8 se presentan las caractersticas que deben cumplir los terminales de captacinconstruidos especialmente para este fin.

Tabla 8. Caractersticas para terminales de captacion

Tipo y material delterminal

Dimetromnimo (mm)

Espesormnimo

(mm)

Calibemnimo

(AWG)

Ancho(mm)

Cobre 9,6 no aplica no aplica no aplica

Bronce 8 no aplica no aplica no aplicaVARILLA

Acero 8 no aplica no aplica no aplica

Cobre 7,2 no aplica 2 no aplicaCABLE

Acero 8 no aplica no aplica no aplica

Cobre 15,9 4 no aplica no aplicaTUBO

Bronce 15,9 4 no aplica no aplica

Cobre no aplica 4 no aplica 12,7

Acero no aplica 4 no aplica 12,7LAMINAS

Hierro no aplica 5 no aplica 12,7


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Se debe tener en cuenta que los terminales de captacin deben ser varillas slidas otubulares en forma de bayonetas; con una altura por encima de las partes altas de laestructura no menor a 0,25 m para intervalos mximos de 6 m entre puntas y no menor a 0,6m para intervalos mximos de 8 m. En caso de que un terminal exceda los 0,6 m por encimade las partes altas de la estructura se debe sujetar en un punto no menor a la mitad de su

altura. Las varillas slidas deben tener un dimetro mnimo de 16 mm y las tubulares undimetro mnimo de 19 mm y 0,8 mm de espesor de las paredes, para estructuras cuya alturano exceda los 25 m.

Para estructuras de altura mayor a 25 m slo podrn utilizarse varillas slidas y el dimetromnimo de estas debe ser 16 mm. En cualquier caso estos conductores deben cumplir con laNorma UL 96.

Todo edificio que requiera SPE, tengan o no terminales de captacin, debe tener un anillo deapantallamiento en la parte superior de la estructura. Cuando tenga terminales de captacin,todos ellos deben estar unidos mediante el anillo.

En una edificacin, cualquier elemento metlico que se encuentre expuesto al impacto del rayo,como antenas de T.V., chimeneas, torres de comunicacin, y cualquier antena o tubera quesobresalga debe ser tratada como un terminal de captacin.

Si el montaje es sobre superficies de aluminio, deben construirse los terminales de captacin enaluminio para evitar corrosin galvnica, con las dimensiones descritas anteriormente, y suconexin a la bajante debe realizarse por medio de un conector bimetlico.

No se debe utilizar dispositivos de interceptacin con elementos radiactivos.

5.3.2 Bajantes

El objeto de las bajantes es derivar la corriente del rayo que incide sobre la estructura e impactaen los terminales de captacin. El clculo de las bajantes refleja el compromiso de unaproteccin tcnicamente adecuada y econmica, puesto que mediante el incremento del nmerode bajantes, se logra una reduccin de la magnitud de la corriente que circula por cada bajante yde su rata de ascenso ; as mismo, se reduce la magnitud de las inducciones magnticas en loslazos metlicos de la instalacin y las diferencias de potencial a tierra.

Por razones elctricas, mecnicas y trmicas los conductores de las bajantes del sistemaequipotencial y derivaciones deben estar de acuerdo con la Tabla 9.

Tabla 9. Requerimientos para las bajantes

Calibre mnimo del conductor de acuerdo con elmaterial de esteAltura de la estructura

Nmero mnimo debajantes

Cobre Aluminio

Menor que 25 m 2 2 AWG 1/0 AWG

Mayor que 25 m 4 1/0 AWG 2/0 AWG

Cada una de las bajantes debe terminar en un electrodo de puesta a tierra, estar separadas unmnimo de 10 m y siempre buscando que se localicen en las partes externas de la edificacin.


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Para estructuras de altura superior a 25 m, se deben instalar anillos adicionales al anillo deapantallamiento, distanciados mximo 25 m medidos a partir del nivel del suelo. En estructurascon altura mayor o igual a 25 m, se deben instalar adicionalmente anillos horizontales cada 25 m.

En caso de no cumplir con esta configuracin, el ingeniero de diseo debe realizar los anlisis de

tensin de paso y contacto y se debe garantizar que una persona con resistencia de 1 000 novaya a soportar ms de 30 J.

La zona de conexin del conductor bajante a los electrodos de puesta a tierra debe tener unaproteccin mecnica y elctrica mediante tubera aislada de dos metros de longitud.

5.3.3 Puesta a tierra de proteccin contra rayos

El SPT en una locacin comprende la unin de todos los equipos elctricos, estructurasmetlicas, tierra de subestaciones, etc., a una o varias puestas a tierra de resistencia hmicabaja, para establecer una condicin equipotencial entre todos los equipos y estructuras,ofreciendo as un camino de baja impedancia a los rayos, la reduccin del ruido en

telecomunicaciones y un camino de retorno en circuitos elctricos y electrnicos. Antes deconectar a tierra, todo conductor y las superficies por ser puesta a tierra deben ser limpiadascuidadosamente de manera que se garantice la continuidad elctrica. Cada sistema de puesta atierra debe tener una caja de inspeccin cuadrada de 0,3 m de lado circular de 0,3 m dedimetro con su respectiva tapa removible de concreto de 2 500 psi, provista de manija.

5.3.3.1 Generalidades

El SPT es una parte fundamental del sistema de proteccin contra rayos que contribuye de formasustancial a la seguridad del personal y de los equipos en caso de la incidencia de un rayo;puesto que provee una equipotencialidad a los equipos y estructuras y ofrece una trayectoria debaja resistencia a la corriente del rayo, permitiendo su dispersin y disipacin en el terreno sincausar dao.

Para el diseo de la puesta a tierra de proteccin contra rayos se debe tener en cuenta:

La resistividad del suelo

La agresividad del suelo (pH)

La estructura fsica del suelo (rocas, arenas arcillas)

La forma de interconexin con las otras puestas a tierra y los sistemas de proteccin contra la

corrosin.

Los efectos adicionales en otros sistemas elctricos y de comunicaciones.

Una puesta a tierra adems de resistencia, presenta capacitancia e inductancia debido a laconfiguracin de la puesta a tierra; cada uno de estos parmetros R,L,C, influyen en la capacidadde conduccin de corriente en el suelo; por lo tanto, no se debe pensar solamente en laresistencia de puesta a tierra sino en una impedancia. Por ejemplo, si se inyecta una onda deimpulso de corriente al suelo, similar a la resultante de un rayo, sta tambin sufre la oposicinde la reactancia inductiva de las conexiones. En caso de corrientes con componentes de altafrecuencia se debe considerar el efecto capacitivo, principalmente en suelos de alta resistividadporque la capacitancia vara proporcionalmente con el contenido de humedad del suelo.


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5.3.3.2 Condiciones de seguridad

Para el clculo de las tensiones de paso y contacto se debe utilizar un valor del 50 % deprobabilidad de ocurrencia para la corriente de rayo.

Con el objetivo de reducir tensiones de paso y de contacto, y para cumplir con lo establecidosobre el tema en el numeral 5.3.2., se deben instalar mnimo dos electrodos de puesta a tierrainterconectados separados a una distancia mnima de 2 veces su longitud, para que no seinterfieran entre ellos. Para minimizar los efectos que puedan causar diferencias de potencialocasionadas por impacto de un rayo a las estructuras metlicas, estas deben estar a un mismopotencial mediante un barraje equipotencial y conexiones equipotenciales, al sistema de puesta atierra general.

5.3.3.3 Valor y medicin de la resistencia

El valor de la resistencia para cada puesta a tierra del sistema de proteccin contra rayos debeser siempre menor que 10, preferiblemente inferior 1 , de tal forma que al pasar la corriente derayo a tierra las tensiones de paso y contacto producidas sean inferiores a los valores soportadospor los seres humanos.

La resistencia de puesta a tierra en cada locacin debe ser medida con el electrodo decorriente a 40 m o ms y el de tensin al 62 % del valor escogido. El valor verdadero seobtiene de la medicin al 62 % de la distancia del electrodo de corriente, se requiere que lasmediciones a diferentes distancias del electrodo de corriente no difieran en 5 % del valor al62 %. Si la resistencia del electrodo de puesta a tierra no cumple con el valor establecido, serecomienda hacer tratamiento del terreno con rellenos alrededor de las varillas y de losconductores de unin con suelos de baja resistividad. No es recomendable el uso de sales,porque en corto tiempo se pierde su efectividad. Tambin se pueden instalar contrapesos

mximo a 60 m en diagonal con una varilla en el extremo o colocar varillas adicionales,espaciadas 5 m y conectadas con cable # 2/0 AWG.

5.3.3.4 Equipotencializacin

Un sistema equipotencial se compone de un conductor, grupo de conductores o DPS, que unenlas diferentes instalaciones que se deben interconectar al BE. Para la proteccin de lasinstalaciones elctricas y electrnicas se debe realizar la interconexin a tierra de todos lossistemas. Con ello se obtiene un potencial comn, y se logra que las instalaciones se eleven almismo potencial, evitando accidentes y fuego, dadas las peligrosas diferencias de potencial y losarcos que puedan aparecer en las instalaciones.

Todas las partes metlicas no portadoras de corriente como ductos de agua, ductos de gas,sistemas elctricos, etc., se deben conectar a un mismo barraje equipotencial (BE), paradisminuir las consecuencias de un rayo, debidas a las grandes diferencias de potencial en lainstalacin de puesta a tierra. Los conductores del sistema de puesta a tierra que unen puntos deconexin deben ser lo ms cortos y rectos. Los BE pueden ser en forma de barras o anillos. Sugeometra debe ser muy simple. El espacio libre entre el BE y las paredes debe ser suficientepara una fcil conexin, por ejemplo entre 0,03 m y 0,05 m. La altura sobre el piso debe ser talque las conexiones, cables, ductos, etc., deben ser tan cortos y rectos como sea posible, estosignifica que el BE deber estar colocado a menos de un metro sobre el piso.

Cada bajante debe terminar en un electrodo de puesta a tierra localizado lo mas cercano posiblea la fachada, preferiblemente a una distancia de 50 cm desde el borde de la pared o estructura

que soporta la bajante. Unir o separar las tierras involucra un estudio detallado de factores comola evaluacin del riesgo para seres humanos, dao de equipos, los valores de corriente de falla,


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la resistencia de puesta a tierra de cada uno de los sistemas que se van a unir, la resistenciamutua entre sistemas de puesta a tierra. En principio, todas las puestas a tierra debeninterconectarse.

5.3.3.5 Conexiones

Se debe emplear soldadura exotrmica o conectores que cumplan con las recomendaciones dela NTC 4628 o la IEEE-837, tambin se requiere tomar medidas adicionales de proteccin contrala corrosin en suelos muy agresivos.

5.3.3.6 Materiales

La PTPR puede construirse con electrodos de varios tipos, como varillas, tubos, mallas ycontrapesos. Cuando se requieran electrodos de ms de 2,4 m se deben acoplar dos varillas. Encualquier caso se debe cumplir con lo establecido en la Tabla 10, en la NTC 2050 numeral 250-83, tem c) numeral 2, y en la NTC 2206.

Los conductores utilizados en la PTPR deben ser cables desnudos de cobre electrolticorecocido, segn la NTC 2187. Cuando van bajo tierra deben estar enterrados mnimo 0,5 m bajoel nivel del terreno o 0,9 m mnimo bajo las vas.

Tabla 10. Caractersticas de los electrodos

Dimensiones mnimasTipo de

ElectrodoMateriales Dimetro

mmreamm2

Espesormm

Recubrimiento

m

Cobre 12,7

Acero inoxidable 10Acero galvanizado en caliente 16 70

Varilla

Acero con recubrimientoelectrodepositado de cobre

14 250

Cobre 20 2

Acero inoxidable 25 2

Tubo

Acero galvanizado en caliente 25 2 55

Cobre 50 2

Acero inoxidable 90 3

Fleje

Cobre cincado 50 2 40

Cobre 1,8 para cadahilo 25

Cable

Cobre estaado 1,8 para cadahilo

25

Cobre 20 000 1,5Placa

Acero inoxidable 20 000 6

5.3.4 Mantenimiento

Para que el sistema de proteccin contra rayos permanezca con el grado de confiabilidaddiseado, se deben seguir las siguientes pautas:


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a) Periodicidad. Para inspeccionar el sistema de proteccin se debe verificar laresistencia de puesta a tierra cada 3 aos; si se tienen terrenos con tratamiento, larevisin debe hacerse cada ao.

b) poca. Debido al riesgo que se est manejando, se debe tener en consideracin

la caracterizacin temporal para establecer la programacin de losmantenimientos.

c) Actividades. Como resultado de las inspecciones deben eliminarse los defectosencontrados, cambiando los elementos que presentan corrosin, reparando oreponiendo cables deteriorados, cambiando conectores fundidos o inservibles,limpiar y apretar uniones flojas y ante todo restablecer los valores fijados de lasresistencias de puesta a tierra.

5.4 SISTEMA DE PROTECCIN INTERNA - SPI

Para evitar que chispas, arcos elctricos o cortocircuitos que puedan ser originados por

sobretensiones transitorias ya sea por impacto directo de rayo en la edificacin, o en susacometidas de servicios (tales como electricidad, telfono, gas, ductos metlicos), al igual quepor tensiones inducidas por impactos indirectos o lejanos, que puedan generar incendios,explosiones o sobretensiones que pongan en riesgo vidas humanas; se debe equipotencializarlas acometidas de servicios, pantallas de cables, y otras partes metlicas normalmente noenergizadas.

Las cuatro tcnicas para el control de sobretensiones transitorias son:

1. Equipotencializacin

2. Apantallamientos

3. Cableados del sistema de puesta a tierra

4. Uso de filtros

La equipotencializacin se logra por medio de conductores o por dispositivos de proteccincontra sobretensiones transitorias DPS, los cuales evacuan las corrientes asociadas asobretensiones transitorias, ubicados estratgicamente en las zonas de mayor probabilidad deingreso de corrientes parciales de rayo como en los casos de ductos metlicos de agua, gas,pantallas de cables, acometidas elctricas y de comunicacin. Un ejemplo de esteprocedimiento se muestra en la Figura 3.


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1 Borna de ensayo2 Bajante3 Conexin equipotencial4 Barraje equipotencial5 Elemento no metlico6 Va de chispas

7 Ductos de Servicios8 Sellante9 Ducto metalico servicio de gas10 Ducto metalico Servicio de acueducto11 Acometida elctrica en B.T12 PTPR

Figura 3. Ejemplo de Equipotencializacin de acometidas de servicios y del sistema integral de proteccin

An, si no se requiere un sistema de proteccin externo contra rayos, se debe garantizar quelos efectos de las sobretensiones inducidas ya sea por rayos u otras fuentes perturbadoras,sean controladas en las acometidas de servicios, garantizando la Equipotencialidad en laedificacin

Los parmetros bsicos tcnicos mnimos para especificar un DPS son tensin nominal,mxima tensin de operacin continua - MCOV, nivel de proteccin de tensin, corrientenominal de descarga.

La tensin nominal del DPS debe estar de acuerdo con lo establecido en la NTC 1340 para

corriente alterna y con la IEC 38 para corriente directa.

Con relacin al MCOV se deben tener en cuenta los siguientes aspectos y siempre debe sermayor por lo menos el 10 % de la tensin nominal:

- La mxima tensin de operacin continua Uc de un DPS no debe ser menor quela tensin de la mxima real de rgimen permanente entre sus terminales.

- En sistemas TT, de acuerdo con la Figura 4, Uc debe ser al menos 1,5 Uo.

- En sistemas TN y sistemas TT, de acuerdo con la figura 5, Uc debe ser al menos1,1 Uo.

- En sistemas IT, Uc debe ser al menos igual a la tensin U entre fases.


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NOTA 1 Uo es la tensin entre fases y neutro del sistema de baja tensin.

NOTA 2 En un sistema IT extendido, pueden ser necesarios los mas altos valores de Uc.

1. Origen de la instalacin2. Tablero de distribucin

3. Terminal principal de tierra4. Dispositivos de proteccin contra sobretensin (DPS)5. Conexin a tierra de los DPS, en 5a o 5b.6. Equipo a ser protegido7. Corriente residual del equipo de proteccin (RCD)F. Dispositivo de proteccin indicado por el fabricante del SPD (por ejemplo: fusible, RCD, breaker)RA Electrodo de tierra (resistencia de tierra) de la instalacinRB Electrodo de tierra (resistencia de tierra) del sistema de alimentacin

Figura 4. Instalacin de un dispositivo de proteccin contra sobretensiones en un sistema TT. El SPD en ellado de la carga del RCD


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1. Origen de la instalacin2. Tablero de distribucin3. Terminal principal de tierra4. Dispositivos de proteccin contra sobretensin (DPS)4a. DPS que cumple con IEC 60534.2.3.2 o5. Conexin a tierra de los DPS, en 5a o 5b.6. Equipo a ser protegido7. Corriente residual del equipo de proteccin (RCD) colocado al inicio o al final de la lneaF. Dispositivo de proteccin indicado por el fabricante del SPD (por ejemplo: fusible, RCD, breaker)RA Electrodo de tierra (resistencia de tierra) de la instalacinRB Electrodo de tierra (resistencia de tierra) del sistema de alimentacin

Figura 4. Instalacin de un dispositivo de proteccin contra sobretensiones en un sistema TT. El SPD en ellado de la carga del RCD

El nivel de proteccin de tensin es el parmetro que caracteriza el comportamiento de undispositivo de proteccin contra sobretensiones DPS para limitar la tensin a travs de susterminales, el cual se selecciona de los valores dados en la Tabla 11, su valor es el mximoinstantneo definido para una onda de impulso de tensin 1,2/50 s.


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Tabla 11. Nivel de proteccin de tensin

Nivel de tensinNivel mnimo de

aislamientoNivel de proteccin

120 / 240 V

120 / 208 V4 kV 1,5 kV

254 / 440 V277 / 480 V

6 kV 2,5 kV

Los niveles de proteccin deben reducirse si se instalan equipos con un nivel de aislameintomenor que el nivel mnimo de aislamiento indicado en la tabla.

La corriente nominal de descarga es el valor cresta de la corriente de impulso para la que estdiseado el DPS sin que se supere el nivel de proteccin de tensin, esta corriente nominal dedescarga debe ser inferior debe ser inferior a lo establecido en la Tabla 12:

Tabla 12. Corriente nominal de descarga

Onda de pruebaIndicador de exposicinal rayo DPS con onda de prueba 10/350

DPS con onda de prueba8/20

Bajo 2 kA 20 kA

Medio 5 kA 50 kA

Alto 10 kA 100 kA

Severo * *

* Por acuerdo entre cliente y proveedor

NOTA Los valores de la tabla son aplicables por cada conductor activo en el punto de conexin de la acometida(vase la NTC 2050)

NOTA Vase IEEE C 62.41-2

8. APNDICE

NORMAS QUE DEBEN CONSULTARSE

Las siguientes normas contienen disposiciones que, mediante referencia dentro de este texto,constituyen disposiciones de esta norma. en el momento de la publicacin eran vlidas lasediciones indicadas. Todas las normas estn sujetas a actualizacin; los participantes, medianteacuerdos basados en esta norma, deben investigar la posibilidad de aplicar al ltima versin delas normas mencionadas a continuacin.

NTC 2206: 1986, Electrotcnia. Equipo de conexin y puesta a tierra.

NTC 2050: 1998, Cdigo Elctrico Colombiano.

NTC 4591: 1999, Tcnicas de ensayo de alta tensin. Definiciones generales y requisitos deensayo.

NTC 2187: 2000. Conductores de cobre redondos cableado concntrico compactados

NFPA 780: 1997, Standard for the Installation of Lightning Protection Systems.


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IEC 61024: 1990, Protection of Structures Against Lightning.

IEEE 837: 1989, Qualifying Permanent Connections Used in Substation Grounding.

IEEE 1100:

UL 96: 1994, UL Standard for Safety Lightning Protection Components.


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ANEXO A(normativo)

DENSIDAD DE DESCARGAS A TIERRA DE LAS PRINCIPALES CIUDADES YPOBLACIONES DE COLOMBIA

CIUDAD DENSIDAD

Barranquilla 1

Cartagena 2

Corozal 3

Banco 8

Magange 5

Monteria 2

Quibdo 8

Stamarta 1

Tumaco 1Turbo 7

Vdupar 1

Riohacha 1

Armenia 2

Barranca 10

Bogota 1

Bmanga 1

Cali 1

Cucuta 1

Girardot 2

Ibague 1

Ipiales 1

Manizales 2

Medellin 2

Neiva 1

Ocana 2

Pasto 1

Pereira 3

Popayan 1

Remedios 13

Vcencio 1

Bagre 12

Samana 10


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ANEXO B(Normativo)

GUA GENERAL DE SEGURIDAD PERSONAL DURANTE TORMENTAS ELCTRICAS

Durante una tormenta elctrica son evidentes los peligros a los que se exponen, no solo lasedificaciones y los sistemas elctricos y electrnicos, sino las personas. Es por ello que se debenconocer algunas recomendaciones para tener en cuenta durante una tormenta, evitando riesgospara las personas.

El riesgo de ser alcanzado por un rayo es mayor entre las personas que trabajan, juegan,caminan o permanecen al aire libre durante una tormenta elctrica.

En la zona central colombiana (Cundinamarca, Antioquia, Boyac, Santander, Caldas, Quindo,Risaralda, Valle del Cauca y los llanos) la actividad de rayos es ms intensa durante los meses

de abril, mayo, octubre y noviembre; en la zona caribe colombiana (Atlntico, Magdalena, Sucre,Crdoba, Guajira) durante los meses de julio y agosto y en la zona sur (Amazonas, Cauca yPutumayo) durante los meses de diciembre y enero.

La actividad de rayos se presenta generalmente en las tres zonas descritas entre las 2 y las 6 dela tarde y en algunas zonas especiales como el Magdalena Medio en horas de la noche y en lamadrugada.

Cuando se tenga indicios de tormenta elctrica es recomendable, como medida de proteccin,tener en cuenta las siguientes instrucciones:

- Aterrice y proteja adecuadamente los equipos sensibles de uso elctrico,electrnico, telefnico o de comunicaciones contra sobretensiones de acuerdo conlos criterios y recomendaciones presentadas en esta norma, de lo contrariodesconctelos retirando el enchufe del tomacorriente evitando as el uso de ellos.

- Busque refugio en el interior de vehculos, edificaciones y estructuras queofrezcan proteccin contra rayos.

- A menos que sea absolutamente necesario, no salga al exterior ni permanezca ala intemperie durante una tormenta elctrica.

- Permanezca en el interior del vehculo, edificacin o estructura hasta que haya

desaparecido la tormenta.Protjase de las rayos en:

- Contenedores totalmente metlicos.

- Refugios subterrneos.

- Automviles y otros vehculos cerrados con carrocera metlica.

- Viviendas y edificaciones con un sistema adecuado de proteccin contra rayos.


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Estos sitios ofrecen poca o ninguna proteccin contra rayos:

- Edificaciones no protegidas alejadas de otras viviendas.

- Tiendas de campaa y refugios temporales en zonas despobladas.

- Vehculos descubiertos o no metlicos.

Aljese de estos sitios en caso de tormenta elctrica:

- Terrenos deportivos y campo abierto.

- Piscinas, playas y lagos.

- Cercana a lneas de transmisin elctrica, cables areos, vas de ferrocarril,tendederos de ropa, cercas ganaderas, mallas eslabonadas y vallas metlicas.

- rboles solitarios.

- Torres metlicas: de comunicaciones, de lneas de alta tensin, de perforacin,etc.

Si debe permanecer en una zona de tormenta:

- Busque zonas bajas.

- Evite edificaciones sin proteccin adecuada y refugios elevados.

- Prefiera zonas pobladas de rboles, evitando rboles solitarios.

- Busque edificaciones y refugios en zonas bajas.

Si se encuentra aislado en una zona donde se este presentando una tormenta:

- No se acueste sobre el suelo.

- Junte los pies.

- No escampe bajo un rbol solitario.

- No coloque las manos sobre el suelo, colquelas sobre las rodillas.- Adopte la posicin de cuclillas.

Para comprobar que estas recomendaciones de la gua se conviertan en acciones preventivas sepresenta a continuacin una lista de verificacin que puede ser implementada y evaluadaperidicamente para tomar los correctivos que sean necesarios. Si las respuestas son afirmativasen todos los casos se puede concluir que se estn tomando las medidas adecuadas para laproteccin del personal.


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PREGUNTA RESPUESTA

Durante una tormenta elctrica se evita que haya personal trabajando al aire libre?

Durante una tormenta elctrica se evita que haya personal caminando al aire libre?

Durante una tormenta elctrica se evita que haya personal que permanece al aire libre?Durante una tormenta elctrica permanece el personal, dentro de vehculos yedificaciones?

Durante una tormenta se evita la cercana del personal a terrenos deportivos y campoabierto?

Durante una tormenta se evita la cercana a piscinas, playas, lagos.?

Durante una tormenta se evita la cercana a lneas de transmisin, redes y subestacioneselctricas.?

Durante una tormenta se evita la cercana a torres de comunicaciones?

Durante una tormenta se evita escampar en rboles solitarios?

Durante una tormenta se evita la cercana a vas de ferrocarril, oleoductos y ducterasmetlicas?

Se aleja al personal durante una tormenta, de mallas eslabonadas, cercas, vallas metlicas,tendederos de ropa?

Se evita que el personal se acerque durante una tormenta, a grandes tanques metlicos?

Durante una tormenta se aleja al personal de las partes altas?

Se evita el uso de vehculos no metlicos ante una tormenta?

Se utilizan contenedores totalmente metlicos, como refugio ante tormentas?

Se utilizan refugios subterrneos en caso de tormenta?

Se utilizan automviles y otros vehculos cerrados con carrocera , como refugio antetormentas?

Se evita acostarse en el suelo mientras se est presentando una tormenta?Se evita colocar las manos en el suelo mientras se est presentando una tormenta?

Se juntan los pies mientras se est presentando una tormenta?

Se adopta la posicin de cuclillas por el personal que se encuentra aislado, mientras se estpresentando una tormenta?

Se evita la cercana de rboles cuyas ramas estn prximas a redes elctricas?

Se desconectan los aparatos elctricos cuando se inicia una tormenta?.

Se desconectan los equipos telefnicos cuando se inicia la tormenta.?

Se evita el uso de aparatos elctricos en el momento de la tormenta.?

Se evita el uso de aparatos electrnicos en el momento de la tormenta.?

Se evita el uso de aparatos telefnicos en el momento de la tormenta.?

Se evita el contacto con cables, alambres, tubera metlica de agua, energa, gas, etc,durante una tormenta.?

TOTAL RESPUESTAS (S)

Porcentaje acciones positivas


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ANEXO C(Normativo)

SISTEMA DE ALARMA

Para completar el sistema integral de proteccin contra rayos propuesto en la Figura 4 y dadoque no existe una proteccin contra rayos que sea completamente segura, se debe considerar, lainstalacin de una alarma de prevencin de rayos, con el fin de avisar al personal para que setomen las precauciones respectivas y para desconectar manual o automticamente equiposelectrnicos o de comunicacin susceptibles de dao.

El sistema de alarma debe cumplir, entre otras, con las siguientes especificaciones mnimas:

- Su resolucin debe ser omnidireccional, es decir que cubra 360.

- La eficiencia en la deteccin de rayos debe ser 100 % en un radio de 30 km.

- Debe activarse nicamente por deteccin de rayos, es decir, que no se generenfalsas alarmas por seales de otro origen.

- Debe predecir si existe una alta probabilidad de rayos dentro de un radio de15 km, para un intervalo de tiempo de 10 min a 15 min (tiempo que se consideraprudente para que las personas puedan poner en prctica las instrucciones dadasen la Gua general de Seguridad Personal), Anexo A.

- La alarma debe ser audible en un radio mnimo de 200 m.


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ANEXO D(Informativo)

EJEMPLO ILUSTRATIVO DE APLICACIN DE ESTA NORMA

1. OBJETIVO

Disear el sistema integral de proteccin contra rayos de un edificio de oficinas de lassiguientes caractersticas: Ubicado en la ciudad de Bogot (4 43 latitud norte y 7409longitud Oeste, altitud 2600 msnm), tiene siete pisos, est construido de concreto reforzado,tiene 1 000 m2 de rea con una altura de 28 m, el cual tiene una escalera metlica en uncostado.

2. EVALUACIN DEL NIVEL DE RIESGO POR RAYOS

Aplicando la metodologa para la evaluacin del nivel de riesgo, se concluye que el nivel deriesgo es ALTO.

3. SISTEMA DE PROTECCIN EXTERNO (SPE)

3.1 ESPECIFICACIONES DE PROTECCIN EXTERNA

Componente Especificacin

Pararrayos(Interceptacin)

El apantallamiento se compone de dos anillos en alambre de cobre de 8 mm de

dimetro, 8 terminales de captacin de 0,6 m x 5/8 de pulgada en cobre slido yun pararrayos modelo Blunt soportado en un mstil de 6 metros por 1 1/4 depulgada de dimetro, en acero galvanizado. Todos los materiales cumplen conlas disposiciones de las normas NTC 4552 e IEC 61024-1.

Bajantes (Conduccin)

La conduccin a tierra se har con cuatro bajantes; una est compuesta por laescalera metlica (bajante natural); para las otras tres se utiliz cable de cobrede 19 hilos, 1/0 AWG y 96,66 % de conductividad, ubicadas en cada una de lasesquinas restantes.

Puesta a tierra(Dispersin y disipacin)

Se tom una resistividad aparente del terreno de 200 ? .m (arcillasconsolidadas).

Para la puesta a tierra de esta edificacin se utilizaron cuatro electrodos tipovarilla, en cobre slido, cada uno de 5/8 x 9,6 m y cable de cobre 2/0 AWG(vase el Anexo 3).

Para las conexiones se emple soldadura exotrmica o conectores que cumplencon las recomendaciones de las normasIEC 60364-5-54 / 542.3.2, NTC 4628 ola IEEE-837.

Equipotencializacin

En la parte superior e inferior del edificio se unieron elctricamente las varillas derefuerzo del concreto a las bajantes. Todo elemento metlico que se encontrabaa una distancia menor o igual a 1,8 m de los terminales de captacin o lasbajantes, se interconectaron elctricamente a ellos. Todos los barrajesequipotenciales se montaron sobre aisladores.


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Puntasde0,6 m

ESCALERA

Bajante

Puestaatierra

PararrayosFranklinBlunt

Aisladoresparaanillo

Anillodeapantallamiento

Puntasde0,6 m

Figura 1. Esquema de apantallamiento y bajantes

Punta de 5/8" X 60 cmPararrayos tipo Franklin modelo Blunt.

Alambrn de cobre slido de 8 mm de dimetro.Bajantes.

Figura 2. Vista en planta

Caja de inspeccinde 30 X 30 cm

Caja de inspeccinde 30 X 30 cm

Electrodo de 9,6 m

Electrodo de 9,6 m

Electrodo de 9,6 m

Electrodo de 9,6 m

Tablero generalde distribucin.

Cable de cobre No. 2Aislado color verde

Cable de cobre No.2/0 AWG desnudo

Figura 3. Puestas a tierra de proteccin contra rayos


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4. PROTECCIONES INTERNAS

DPS PARA TRANSFORMADOR

- Tensin nominal: 11,4 kV Fase - Fase.

- Modo de proteccin: Fase -Tierra.

- Tensin de corte: mayor o igual a 9,3 kV

- Temperatura de operacin: -20 C a 50 C

- MCOV: 7 240 V rms (L-N).

- Corriente de descarga: mayor o igual a 10 kA

- Norma que debe cumplir: NTC 2878

DPS PARA TABLERO PRINCIPAL

- Tensin nominal: 120/208 V, 3, 4 hilos ms tierra.

- Modo de proteccin: Fase-Fase y Fases-Neutro.

- Tensin de corte: mayor o igual a 283 Vpico (L-N) y menor o igual a 600 Vpico(L-N).

- Tiempo de respuesta: menor a 5 ns

- MCOV: 150 Vrms (L-N).

CONDICIONES DE DISEO Y CONSTRUCCIN

- Los anillos de apantallamiento sern montados sobre aisladores de 5 cm dealtura fijados con perno de anclaje.

- Las bajantes sern alojadas dentro de tubera EMT de 3/4 de pulgada.

- La tubera se conectar elctricamente a la bajante en la parte superior y en lainferior.

- Los conductores horizontales deben quedar a una profundidad de 50 cm.

- Las cabezas de electrodos tipo varilla deben quedar a una profundidad mnimade 30 cm.

- Todas las conexiones que queden bajo tierra, se harn con soldaduraexotrmica.

- Los conductores de cada circuito se deben entorchar con el nimo de reducir lasprdidas, generar un camino de alta impedancia ante seales conducidas de altafrecuencia asociadas a los rayos y reducir las tensiones inducidas.


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- Los tomacorrientes monofsicos de los equipos electrnicos deben ser con poloa tierra aislado del cajetn de montaje, de acuerdo las especificaciones de lanorma IEEE 1100/8.5.3.2.1.

- Los barrajes de neutro deben dimensionarse al 200 % cuando sirve a cargas no

lineales (cargas electrnicas), de acuerdo con la IEEE 1100/8.4.2.3.

- Los conductores de neutro deben ser del doble del calibre que los conductoresde fase, cuando son circuitos trifsicos o bifsicos, conforme lo recomienda laIEEE 1100/8.4.5.2.

CANTIDADES DE OBRA

TEM DESCRIPCIN U CANTIDAD

1 Terminales de captacin, bajantes y equipotencializacin

1,1 Pararrayos tipo Franklin modelo Blunt u 11,2 Varillas en cobre slido de 60 cm x 5/8 de pulgada u 8

1,3 Alambre de cobre desnudo de 8 mm de dimetro m 240

1,4 Cable de cobre 7 hilos No. 2 AWG desnudo m 120

1,5 Aisladores para anillo de apantallamiento m 250

1,6 Tubera EMT de 1 pulgada m 155

1,7 Uniones para tubera EMT de 1 pulgada u 82

1,8 Curvas para tubera EMT de 1 pulgada u 15

1,9 Tubo de acero galvanizado de 1 1/2 de pulgada m 6

1,10 Soporte para tubo de acero galvanizado u 1

1,11 Kits de tierra para tubera metlica u 121,12 Soldadura exotrmica pto 22

1,13 Abrazaderas metlicas u 103

1,14 Pernos de anclaje u 457

2 Puesta a tierra

2,1 Cable de cobre 7 hilos no. 2/0 AWG desnudo m 45

2,2 Cable de cobre 7 hilos no. 2 AWG aislado m 35

2,3 Soldadura exatrmica pto 9

2,5 Caja de inspeccin u 2

2,6 Electrodo de cobre de 5/8 de pulgada x 9,6 m u 5

2,8 Perforacin m 38,42,9 Excavacin manual m3 2,4

2,10 Corte de piso con cortadora m 3

2,11 Demolicin de piso m2 0,54

3 Informe de obra

3,1 Actualizacin dse planos as-built u 1

3,2 Medicin de resistencia de puesta a tierra u 1

3,3 Registro fotogrfico u 1


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ANEXO E(Informativo)

LA DESCARGA ELCTRICA ATMOSFRICA O RAYO

La Descarga Elctrica Atmosfrica o ms comnmente conocida como Rayo es un fenmenofsico que se caracteriza por una transferencia de carga elctrica de una nube hacia la tierra, dela tierra hacia la nube, entre dos nubes, al interior de una nube o de la nube hacia la ionosfera.Los rayos nube - tierra han sido los ms estudiados debido, fundamentalmente, a su influenciadirecta sobre los seres vivos y a las perturbaciones que causan en dispositivos, equipos osistemas elctricos, electrnicos o de comunicaciones.

E.1 ESTRUCTURA TRIPOLAR DE LA NUBE DE TORMENTA

Durante buena parte del siglo veinte investigadores de diferentes partes del mundo estudiaronla estructura elctrica de las nubes de tormenta. Hoy en da es aceptado por la gran mayorade la comunidad cientfica internacional que una nube de tormenta presenta una estructura decarga elctrica tripolar: con una regin principal negativamente cargada y comprendida entredos regiones cargadas positivamente, segn se muestra en la Figura E.1.

El campo elctrico es ms intenso en las fronteras superior e inferior de la regin de carganegativa, la cual a su vez determina muy frecuentemente el campo elctrico en la superficieterrestre, debido a que la regin inferior de carga positiva es muy pequea.

escala en kilmetros

Figura E.1. Estructura tripolar de la nube

E.2 TIPOS DE RAYOS

Segn Berger (1978) los rayos se pueden dividir en cuatro tipos, de acuerdo con la direccin demovimiento: ascendentes o descendentes y de acuerdo con la polaridad del lder que inicia ladescarga: positiva o negativa, segn se muestra en la Figura D.2. Un rayo descendentenegativo se inicia en la carga negativa de la nube y la mayor parte de la trayectoria entre nubey tierra es cubierta por el lder descendente. Un rayo de polaridad positiva est asociado a lacarga positiva dentro de la nube, y la direccin de movimiento est definida por el lder quecubre la mayor parte del canal de la descarga.


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Hasta ahora ha sido aceptado a escala mundial que las descargas ms comunes sondescendentes de polaridad negativa, sin embargo, en Colombia2 se ha encontrado que enalgunas zonas, por ejemplo el Magdalena Medio, y en meses determinados, las descargas sonen su mayora descendentes de polaridad positiva.

Figura E.2. Cuatro tipos de rayos, segn Berger (1978).

E.3 ETAPAS DE UNA DESCARGA ELCTRICA ATMOSFRICA3

La mayora de las descargas nube - tierra se inician por el fuerte campo elctrico que existeentre la carga situada debajo de la nube y la carga de polaridad opuesta ubicada en su base.

En trminos generales las etapas que comprende una descarga elctrica atmosfrica son:

E.3.1 Encendido de la descarga (Preliminary Breakdown)

Ocurre en el interior de la nube, pero no hay acuerdo entre los investigadores sobre la formaexacta y localizacin del encendido de la descarga en el interior de la nube.

E.3.2 Lder escalonado (Stepped Leader)

Inicia la primera descarga de retorno en un rayo mediante su propagacin desde la nube haciala tierra en pasos discretos.

E.3.3 Proceso de enlace (Attachment Process)

A medida que la punta del lder avanza hacia la tierra, el campo elctrico en objetospuntiagudos o en irregularidades propias del terreno crece hasta alcanzar el valor de disrupcinen el aire y una o ms descargas ascendentes son iniciadas desde esos puntos.

E.3.4 Descarga de Retorno (Return Stroke)

El canal lder se descarga cuando la onda de potencial de tierra se propaga continuamentehacia arriba por el canal de la trayectoria del lder descendente, que ha sido previamenteionizado.

E.3.5 Lder Dardo (Dart Leader)

Las descargas de retorno que ocurren despus de la primera son iniciadas generalmente porlderes dardo. El lder dardo deposita carga en el canal remanente de la descarga previa, elcual puede componerse de una o ms ramas principales si la descarga anterior fue la primera,y de esta manera el canal se pone en un potencial alto respecto a la tierra, estableciendo laetapa o fase para las subsecuentes descargas de retorno. Segn lo dicho anteriormente, unrayo (lightning) se compone de varias descargas de retorno, lo que comnmente se conocecomo multiplicidad del rayo.

E.3.6 Tiempo de frente (TF) y tiempo de cola (TC) de la onda de corriente del rayo

2 Torres, H., Castao, O. El rayo. Bogot : ICONTEC, 1994. p. 30.3 Uman, M. The lightning discharge.Academic Press, 1987. p. 8-9. ,International Geophysics series ; vol.39


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Para definir el tiempo de frente y el tiempo de cola de la onda de un rayo se deben tomar lospuntos en que la magnitud de la corriente es el 10 % y el 90 % del valor pico (vase la Figura

E.3). Luego se traza una recta entre estos dos puntos. Llamaremos esta recta AB . Se toma

como punto inicial para medir los tiempos, el punto donde la recta AB corta el eje de tiempo.

El TFes el tiempo medido entre el punto inicial y un punto obtenido por la proyeccin sobre el eje

del tiempo de la interseccin entre la recta AB y el 100 % del valor pico. El tiempo de frentetambin es equivalente a 1,25 veces el tiempo entre los instantes en que la magnitud de la ondaes 10 % y 90 % del valor pico.

El TC es el tiempo medido entre el punto inicial y el instante en que la onda ha decado al 50 % desu valor pico.

Segn la NTC 4591, la onda de tensin normalizada es 1,2 s 30 % / 50 s. 20 %; y la decorriente normalizada es 8 s 10 % / 20 s 10 %.

Figura E.3. Onda de corriente del rayo

E.4 PARMETROS DEL RAYO

Los parmetros del rayo han sido medidos en latitudes norte o sur pero muy poco en zonastropicales o semitropicales. Los parmetros recomendados por organismos como VDE yCIGRE se basan en las mediciones directas llevadas a cabo por el investigador K. Berger enMonte Salvatore localizado en la frontera Suiza - Italia.

Los parmetros del rayo estn siendo evaluados por el comit CIGRE 33.01 Ligtning. Dentro deeste comit se ha propuesto tener en cuenta la variacin espacial y temporal de dichos

parmetros.

Hasta tanto no se publiquen los valores actualizados se recomienda considerarprobabilsticamente los valores sugeridos por CIGRE en la latitud norte o los estimados paraColombia a partir de cualquiera de los tres sistemas de medicin y localizacin: RECMA,propiedad de Interconexin Elctrica S.A. - ISA (6 sensores tecnologa LPATS); EmpresasPblicas de Medelln - EEPPM (4 sensores tecnologa LLP) y Programa de Adquisicin y Anlisisde Seales - P.A.A.S. - Universidad Nacional de Colombia (1 sensor TSS-420).

De acuerdo con resultados de investigaciones, se ha planteado la hiptesis que en pasestropicales, como Colombia, se pueden esperar valores de parmetros de rayo superiores a los deotras latitudes. Es por ello, que en Colombia se recomienda utilizar, para diseos de proteccincontra rayos, valores de parmetros de rayo con baja probabilidad de ser superados.


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36

Los principales parmetros del rayo que se tienen en cuenta para proteccin contra rayos devidas humanas, semovientes, estructuras y equipos elctricos y electrnicos se presentan acontinuacin:

E.4.1 Nivel cerunico (NC)

Este nivel posee en Colombia la distribucin espacio - temporal presentada en el mapa deniveles cerunicos de la Figura 4. Para la evaluacin de la actividad de rayos en el rea deestudio, se debe tener presente la dinmica temporal multianual del fenmeno y representar elNC mediante una distribucin de probabilidad acumulada.


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37

NOTA Este mapa de niveles cerunicos de Colombia corresponde a los promedios multianuales entre 1974 y 1988,fue elaborado por el convenio Universidad Nacional de Colombia - HIMAT, en caso de alguna aclaracin favor dirigirse

a los autores.

Figura E.4. Mapa colombiano de niveles ceraunicos


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E.4.2 Densidad de Descargas a Tierra (DDT)

La densidad es un parmetro complementario al NC, que permite cuantificar la incidencia derayos en la zona. En Colombia, a partir de los datos de los sistemas de medicin y localizacinde DEAT se pueden obtener este y otros parmetros del rayo. Sin embargo, an no hay datos

estadsticos confiables, por el corto tiempo de instalacin de los equipos; entre tanto, se puedeutilizar la siguiente ecuacin la cual presenta una mejor aproximacin a los datos medidos enColombia, que es funcin del NC y tiene en cuenta la latitud :

DDT = (0,1 + 0,35 Sen ) 0,6 NC

Al igual que el NC, la DDT debe ser representada mediante una distribucin de probabilidadacumulada.

E.4.3 Polaridad

Tipo de carga (positiva o negativa) asociado con la descarga de retorno de rayo.

E.4.4 Valor pico de la corriente de retorno del rayo

Tambin llamado corriente mxima del rayo (Lightning Peak Current), dado en kiloamperios, esimportante para el clculo de la cada de tensin de la resistencia al impulso de la puesta atierra de la instalacin cuando el rayo impacta y el clculo de la distancia de impacto (rs) delrayo a la estructura

La corriente mxima del rayo se estima indirectamente por un sistema localizador de rayos. Talessistemas tienen sensores remotos que miden el campo elctrico y/o magntico producido por unrayo a grandes distancias, lo que permite el clculo de la corriente del rayo.

Para estimar la corriente pico, en los sistemas localizadores instalados en Colombia, se asumeuna relacin entre el campo magntico pico y la corriente pico, como lo sugiere el modelo delnea de transmisin modificado - MTL para la descarga de retorno.

La Figura E.4 muestra la curva de probabilidad de corriente de retorno de rayo segn losresultados presentados por CIGRE en 1979 de mediciones en latitudes templadas y utilizadosen la mayora de las normas internacionales y los estimados y medidos en cuatro pasestropicales4: Brasil (Estacin Cachimbo, Estado de Minas Gerais, 1996), Rodesia (Anderson, et.al., 1954), Malasia (Lee, et. al, 1979) y Colombia (Torres, et. al., 1995). Esta grfica permite verla mayor probabilidad de magnitud de Corriente de Retorno de la Descarga en ZonasTropicales (Brasil, Malasia, Colombia y Rodesia), respecto a zonas no tropicales (CIGRE).

Para diseos puntuales de sistemas de proteccin contra descargas elctricas atmosfricas serecomienda hacer estudios de probabilidad de la magnitud de corriente de retorno del rayo paralos sitios especficos. En caso de no ser posible se pueden utilizar los valores probabilsticosdados en la Figura E.4

4 Torres, H. Espacio y Tiempo en los parmetros del rayo, Trabajo de promocin a Profesor Titular,Universidad Nacional de Colombia, Bogot, 1999.


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0 , 0 %

2 0 , 0 %

4 0 , 0 %

6 0 , 0 %

8 0 , 0 %

1 0 0 , 0 %

1 1 0 1 0 0

C o r r i e n t e P i c o d e l a D e s c a r g a [ k A ]

Probabilidad

C I G R E ( 1 9 7 9 ) C a c h i m b o , B R A Z I L ( 1 9 9 6 ) L e e , M A L A Y S I A ( 1 9 7 9 )

P A A S , C O L O M B I A ( 1 99 5) A n d e r s o n , R H O D E S IA ( 1 9 54 )

Figura E.4 Curva de distribucin de probabilidad de magnitud de corriente de retorno de rayo para zonastempladas y zona tropical

E.4.5 Mxima rata de ascenso de la corriente del rayo (di/dt)mx.(Current Rate-of-Rise)

El valor (di/dt)mx.se utiliza para el clculo de las tensiones electromagnticas inducidas que sepresentan en los lazos metlicos, abiertos o cerrados, en cualquier instalacin y son lascausantes de daos en equipos electrnicos.

El mximo valor de tensin inducida (Vmx.), en Voltios, en un lazo metlico se expresa como:

Vmx.= M (di/dt)mx

en donde M es la inductancia propia del lazo metlico, expresada en Henrios, la cual dependede la geometra y, (di/dt)mx.es la mxima rata de ascenso de la corriente del rayo expresadaen kA/s.

E.4.6 Cuadrado de la corriente de impulso del rayo (i2dt)

Se utiliza para el clculo del calentamiento y los esfuerzos electromecnicos al circular lacorriente del rayo por conductores metlicos.

Para un conductor de resistencia hmica R, la energa W, disipada en forma de calor, yexpresada en Julios, es:

dtiR=W2

Estos parmetros caractersticos del rayo son bsicos para estudios de potenciales a tierra,tensiones de acople de lneas apantalladas, clculo de corrientes permitidas en el cuerpohumano, clculo de tensiones de paso, calentamiento de conductores y sobretensionesinducidas, entre otros.

Las Figuras E.5, E.6, E.7 muestran la probabilidad de tres parmetros del rayo segn el ComitCIGRE (1979).


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1. Primera descarga negativa.2. Descargas subsecuentes negativas.3. Descargas positivas.

Figura E.5 Distribucin de frecuencia acumulada de amplitudes de corriente de rayo(Berger et. al., 1975)

1. Primeras descargas negativas.2. Descargas subsecuentes negativas.3. Descargas positivas.

Figura E.6 Distribucin de frecuencia acumulada dei dt

2 (Berger et. al., 1975)


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1. Primera descarga negativa.

2. Descargas subsecuentes negativas.

3. Descargas positivas.

Figura E.7 Distribucin de frecuencia acumulada de mxima rata de ascenso de la corriente del rayo (kA/s)(Berger et. al., 1975)


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rsc

ANEXO F(Informativo)

MTODO ELECTROGEOMTRICO Y MODELO DE PROGRESIN DEL LDER

F.1 MTODO ELECTROGEOMTRICO

El mtodo electrogeomtrico tiene su aplicacin en el estudio del apantallamiento que proveenvarillas verticales y conductores horizontales a estructuras y lneas de transmisin,respectivamente. La principal hiptesis en que se basa el mtodo es que la carga espacialcontenida en el lder escalonado, previo a la descarga de retorno, esta relacionada con lamagnitud de la corriente de la descarga. Con base en estudios tericos y experimentales de latensin de ruptura dielctrica de grandes espacios interelectrdicos, se establece unaexpresin matemtica que relaciona la carga espacial, la magnitud mxima de la corriente deretorno del rayo (imax) y la distancia de impacto rSc, la cual sintetiza la teora del mtodoelectrogeomtrico.

El mtodo fue desarrollado para diseo de apantallamientos en lneas de transmisin deenerga elctrica, sin embargo sus fundamentos tienen aplicacin en cualquier tipo deestructura que se desee proteger contra rayos. En l se busca que los objetos a ser protegidos(por ejemplo una estructura como un edificio o una torre de comunicaciones) sean menosatractivos a los rayos que los elementos de proteccin externa (por ejemplo, varillas tipoFranklin). Esto se logra determinando la llamada distancia de impacto rsc del rayo a unaestructura u objeto, que es la longitud del ltimo paso del lder de un rayo, bajo la influencia deun terminal que lo atrae, o de la tierra. La Figura F.1 ilustra el concepto fundamental de ladistancia de impacto.

Figura F.1 Concepto de distancia de impacto rscen el mtodo electrogeomtrico

Durante varias dcadas los miembros del Comit CIGRE WG 33.01 han trabajado en pruebasde laboratorio y campo para desarrollar la ecuacin que mejor se ajuste al mtodoelectrogeomtrico. Actualmente esta ecuacin es5:

5 Hasse, Wiessinger Handbuch fuer Blitzschutz und erdung pp. 130, 4. Auflage, Pflaum Verlag, VDE Verlag,1993


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+=

8,6

max

max

130.2

i

sc eir [metros]

en donde imaxes la magnitud mxima de la corriente de retorno del rayo expresada en kA.

Una expresin ms sencilla de esta ecuacin es:

( ) 65.0max.10 irsc= [metros]

En la prctica, para determinar grficamente la altura mnima de los dispositivos de proteccino interceptacin, se trazan arcos de circunferencia con radio igual a la distancia de impacto rsc,entre los objetos a ser protegidos y los dispositivos de interceptacin (por ejemplo varillas tipoFranklin), de tal forma que los arcos sean tangentes a la tierra y a los objetos o tangentes entreobjetos; cualquier estructura por debajo de los arcos estar protegida por el o los objetos queconformen el arco, y cualquier objeto que sea tocado por el arco estar expuesto a descargasdirectas.

Un corolario del mtodo electrogeomtrico corresponde al mtodo de la esfera rodante (Rollingball en ingls) que consiste en imaginar una esfera de radio igual a la distancia de impactorodando sobre los volmenes de las estructuras a proteger contra rayos.

Todos las estructuras que logre tocar la esfera estarn expuestas a descargas directas. Elpropsito es que las nicas estructuras que toque la esfera sean los dispositivos de proteccino apantallamiento.

Para el ejemplo mostrado en la Figura E.2, la estructura B estar protegida debido a que se

encuentra por debajo del arco a-b, tangente al mstil y a la tierra. La estructura A no estprotegida porque no est por debajo del arco a'-a", sin embargo, la estructura C estarprotegida por la estructura A y el mstil, pues est por debajo del arco a'-a"'.

En esta figura se ilustra adems el concepto de altura intil, que es la sobre elevacin deldispositivo de proteccin o interceptacin que no incrementa el arco de proteccin. La alturaintil se da por encima de una altura del dispositivo de proteccin igual a la distancia deimpacto.

A C B

Alturainutil

a'

a''a'''

b'

rscrscrsc

Figura F.2 Concepto de zona de proteccin utilizando el mtodo electrogeomtrico o el de la esfera rodante.


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F.2 EL MODELO DE PROGRESIN DEL LDER

El Modelo de Progresin del Lder (Leader Progression Model en ingls) fue propuesto aprincipios de la dcada de 1980 por los ingenieros italianos Emilio Garbagnati y Luigi Dellera6,quienes junto con otros investigadores sentaron las bases tericas que lo sustentan.

El diseo de la proteccin de estructuras y lneas de transmisin contra rayos hasta ahora hasido abordado con el conocido Mtodo Electrogeomtrico, el cual es un mtodo emprico quese basa en el concepto de la distancia de impacto. El Modelo de Progresin del Lder (MPL) esun aporte al conocimiento del comportamiento del apantallamiento de lneas de transmisinsometidas a la influencia del fenmeno del rayo y al estudio de la proteccin contra rayos deestructuras en general. El MPL tiene sus bases en los ltimos conocimientos de la fsica delfenmeno del rayo y se fundamenta en la importante similitud que existe entre las descargaselctricas producidas en laboratorio con grandes espacios de aire y la descarga elctricaatmosfrica. El modelo propuesto simula las diferentes etapas del fenmeno del rayo:propagacin del lder descendente, inicio y propagacin del lder ascendente e interaccinentre los dos lderes.

La descripcin matemtica del modelo requiere la evaluacin del campo elctrico a medida quese desarrollan los lderes, con el propsito de simular el desplazamiento de carga elctricadentro de los canales de la descarga. El clculo del campo elctrico se puede realizar medianteel Mtodo de Simulacin de Carga, usando anillos unipolares de carga para representar lanube, segmentos rectos de carga para representar los lderes ascendente y descendente ypuntos o segmentos rectos de carga para representar los electrodos aterrizados.

Las tres tipos de rayos que se pueden presentar en la naturaleza y que son simulados con elMPL son:

- Rayo ascendente. Ocurre cuando el gradiente de inicio de corona se presentasobre la estructura, debido a la carga de la nube nicamente. Este fenmeno estpico de estructuras altas.

- Rayo descendente a tierra. Este suceso ocurre cuando los streamers en la puntadel lder descendente alcanzan la tierra.

- Rayo descendente a una estructura. Sucede cuando los streamers del lderdescendente alcanzan directamente la estructura o cuando ellos se encuentrancon los streamers del lder ascendente.

La Figura F.3 presenta esquemticamente el proceso paso a paso de una descarga elctrica

atmosfrica descendente y otra ascendente que se simulan mediante el Mtodo de Progresindel Lder.

6 Dellera, L.,Garbagnati, E. and Pigini, A. A lightning model based on the similarity between lightningfenomena and long laboratory sparks 16th International Conference on Lightning Protection, June 1981,Szeged, Hungary


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NUBE (anillos de carga)

Segmentos de carga

U= Constante

Zona Streamer

Emax

Lder Ascendente

Lder descendente

He

Distancia entre el canal lder y la estructura.

Estructura aterrizada

(Sin Escala)

Figura F.3 Diagrama del proceso paso a paso de la descarga

NTC 4552 Proteccion Contra Rayos Principios Generales

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