Instalación de pararrayos en escenarios

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

2. 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.
Lic. Org. Ind. Pablo Daniel Polti Fidias Energía SRL 2

3. 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
Fidias Energía SRL
3

4. 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.
Lic. Org. Ind. Pablo Daniel Polti
Fidias Energía SRL
4

5. 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
Lic. Org. Ind. Pablo Daniel Polti Fidias Energía SRL
5

6. 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
Lic. Org. Ind. Pablo Daniel Polti
Fidias Energía SRL
6

7. 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
Lic. Org. Ind. Pablo Daniel Polti
Fidias Energía SRL
7

8. 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
Lic. Org. Ind. Pablo Daniel Polti Fidias Energía SRL
8

9. Lic. Org. Ind. Pablo Daniel Polti Fidias Energía SRL 9

10. 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.
Lic. Org. Ind. Pablo Daniel Polti
Fidias Energía SRL
10

11. 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
Lic. Org. Ind. Pablo Daniel Polti
Fidias Energía SRL
11

12. 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.
Lic. Org. Ind. Pablo Daniel Polti
Fidias Energía SRL
12

13. 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
Lic. Org. Ind. Pablo Daniel Polti
Fidias Energía SRL
13

14. 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
Lic. Org. Ind. Pablo Daniel Polti
Fidias Energía SRL
14

15. Áreas de cobertura
Puntas Activas
Lic. Org. Ind. Pablo Daniel Polti Fidias Energía SRL 15

16. 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
Lic. Org. Ind. Pablo Daniel Polti
Fidias Energía SRL
16

17. 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
Lic. Org. Ind. Pablo Daniel Polti Fidias Energía SRL 17

18. 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
Lic. Org. Ind. Pablo Daniel Polti
Fidias Energía SRL
18

19. 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.
Lic. Org. Ind. Pablo Daniel Polti
Fidias Energía SRL
19

20. 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
Lic. Org. Ind. Pablo Daniel Polti Fidias Energía SRL 20

21. 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
Lic. Org. Ind. Pablo Daniel Polti Fidias Energía SRL 21

22. 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
Lic. Org. Ind. Pablo Daniel Polti
Fidias Energía SRL
22

23. Gracias.
Lic. Org. Ind. Pablo Daniel Polti
ppolti@gmail.com
Fidias Energía SRL 23