Pararrayos de Cebado . Analisis OAG.pdf

Información
general,
Teorías,
Argumentos
Controversias
y
Análisis
Pararrayos de Cebado (ESE/ESEAT)
Ing. Omar Graterol
Julio - 2020
CIV-16518

Contenido
1. Introducción
2. Objetivos
3. Información General
4. Parámetros de las Descargas Atmosféricas
5. Estudio comparativo de puntas Franklin “Punta Aguda” vs “Punta Redonda”
6. Conflictos de normas NFPA, IEEE
7. Referencias de Pararrayos ESE
8. Proliferación de Marcas y Modelos
9. Experiencias previas de protección y fallas de los ESE
10.Normas Aplicables
11.Pruebas exigidas por Normas
12.Información Final
13.Conclusiones

1. Introducción
Dada la proliferación de los “Pararrayos de cebado” y el interés por las dudas que
esta seudo-tecnología genera, queremos en esta presentación, hacer un resumen que
contiene:
 Información general,
 Teorías,
 Argumentos de los proponentes
 Controversias, y
 Análisis de su potencial desempeño
Información y documentación del contenido según documentos y experiencias de
dominio publico con la gran cantidad de fracasos y discusiones sobre estas protecciones
Aspectos que consideramos importantes para cualquier profesional de la Ingeniería
Eléctrica, que por responsabilidades propias de la profesión, tenga en algún
momento que evaluar el potencial uso de estos Pararrayos

1. Introducción
• Early streamer emission air terminal (ESE
/ ESEAT)
Definiciones Importantes
• Pararrayos de cebado
• Pararrayos con dispositivo de cebado
(PDC)
• Pararrayos activos
• Pararrayos de emisión temprana (ESE)
Terminal aéreo (Pararrayo) equipado
con un dispositivo para activar en forma
temprana la iniciación del “líder de
conexión” (Corriente de cargas)
ascendente, al compararlos con un
terminal aéreo convencional, bajo las
mismas condiciones
Lightning rod
Pararrayo o Varilla de Captación del Rayo
Punta vertical (varilla) conductor usada
para atraer (O interceptar) una
descarga atmosférica (Rayo),
Lightning strike
Impacto del Rayo
Impacto del rayo en la superficie de
tierra o estructura
Lightning flash Descarga atmosférica
Término usado para describir el proceso
completo de la descarga atmosférica

1. Introducción
Flash of a lightning
Definiciones Importantes – Cont.
Relámpago
Es el canal central o camino que describe
la descarga eléctrica, que origina la
luminosidad con apariencia de un rayo
Stepped leader
Líder escalonado o Trazador
Carga en movimiento que forma un arco
intenso o canal plasmático, en el aire de
una determinada pero variable longitud
Streamer
Corriente de cargas eléctricas
Una corriente de cargas eléctricas, en un
canal estrecho, altamente direccionado,
que se propaga por sus propios medios en
el aire.
Striking distance
Distancia de impacto
Es la distancia cubierta por el último salto
del líder escalonado de la primera
descarga descendente que hace contacto
con el objeto

2. Objetivos
Divulgar con carácter de profesional critico
 Aspectos básicos del fenómeno de las descargas atmosféricas, sobre su formación y
partes del proceso, que permitan formarse una idea del carácter aleatorio de cada
una de las etapas, su potencial control, desviación, y captación.
 Métodos de captación convencionales (Pararrayos tipo Franklin)
 Métodos de captación NO CONVENCIONALES (Pararrayos de Cebado)
 Argumentos de los proponentes de los Pararrayos de Cebado
 Controversias sobre validez científica de los Pararrayos de Cebado
 Normas en las que se escudan los proponentes de los Pararrayos NO
CONVENCIONALES, pruebas e inconsistencias
 Fallas de protección
 Documentación y literatura sobre el tema que permita formar una opinión propia
sobre esta seudo-tecnologia

3. Información General Descargas Atmosféricas.
Descarga atmosférica: Una descarga atmosférica, es un fenómeno natural, de carácter aleatorio, en el cual por diferencia de
potencial electrostático entre dos placas, se pone en movimiento un grupo de cargas, que al final del proceso se igualan
temporalmente, cesando así la circulación de cargas, junto con la liberación instantánea de inmensas cantidades de energía,
que se manifiesta ante los sentidos del observador como una arco o canal luminoso seguido de un trueno. Estos arcos o canal
luminoso, pueden llegar a tener una longitud típica de 1 km, no obstante estos arcos que se originan en regiones estacionales,
con las tormentas en época del verano, se caracterizan por tener longitudes entre 5 y 10 Km.
Estas descargas producen una amplia gama de
radiación electromagnética, entre ellas, un canal
plasmático muy caliente creado por el
movimiento rápido de electrones o cargas, hasta
originar destellos brillantes de luz visible en forma
de radiación de cuerpo negro (Rayos o
relámpagos)
Los arcos generados provocan truenos, el cual es
un sonido de la onda de choque que se desarrolla
a medida que los gases en las proximidades del
arco de la descarga experimentan un aumento
repentino de temperatura y presión.

3. Información General Tipos de Descargas Atmosféricas.
Tipos de descargas Atmosféricas: Según su origen punto de llegada se pueden observar:
 Descargas dentro de las nubes (Intranube).
 Descargas nube a nube.
 Descargas nube al aire.
 Descargas nube a tierra (Positivas y negativas)
Además de los tipos de descargas anteriores, se han identificado descargas en dirección de la tierra a las nubes (Descargas
subiendo), que generalmente ocurren en estructuras esbeltas, de mucha altura (mayores a 200 m).
En todo caso, el mayor interés
desde el punto de vista de
protección contra descargas
atmosféricas son las descargas
nube a tierra, dado que el mayor
riesgo, se presenta en estructuras,
animales y seres humanos
ubicados a nivel de la superficie
de la tierra y sus diferentes
edificaciones

3. Información General Campo Eléctrico
Formación del Campo Eléctrico: En condiciones
ambientales normales, existe un campo
eléctrico cercano a la superficie de la tierra, en
el rango de 0-30 V/m como promedio en
muchas regiones, pero en algunas regiones el
rango puede estar entre 0-100 V/m, este campo
eléctrico que parcialmente puede ser originado
por el efecto de radiación cósmica y radiactiva,
ioniza el aire, mediante lo cual se forman
cantidades iguales de iones pequeños positivos
y negativos de tamaño molecular.
El otro proceso que complementa la formación
de este campo eléctrico cercano a la tierra, se
origina debido a las cargas remanentes en la
parte superior e inferior de las nubes, al
completarse el proceso de las descargas
intranubes y a tierra; originando que el aire se
haga (débilmente) eléctricamente conductor.
Signos Diferentes
Signos Iguales

3. Información General Formación de Descargas Atmosféricas
Formación de las descargas atmosféricas: En las primeras etapas de desarrollo, el aire actúa como un aislante
entre las cargas positivas y negativas en la nube y entre la nube y el suelo. Cuando las cargas opuestas se
acumulan lo suficiente, esta capacidad aislante del aire se rompe y hay una descarga rápida de electricidad, de
origen electrostático.
Como una referencia, el voltaje de ruptura entre electrodos paralelos planos separados por 1 cm a
temperatura y presión atmosférica estándar a nivel de la superficie terrestre, es de 30 kV., o sea 30 kV/cm.
(3000 V/m)
Condiciones de Tormenta: Teniendo como base las condiciones normales en las cuales el campo eléctrico es
muy bajo, no obstante, una vez que se forman las nubes de tormenta, se han medido valores del campo
eléctrico total entre 1 y 2x105 V/m con valores máximos de 4x105 V/m, los cuales se consideran por debajo
de los valores de campo eléctrico mínimo, requerido para originar la rotura del dieléctrico o el arco inicial
estimado en 106 V/m (Un millón de V/m o 1 Mvoltio/m).
En todo caso se han sugerido dos mecanismos para la iniciación de la descarga, que se mencionan a
continuación:
(a) Emisión de corrientes con cargas positivas provenientes de “Hidrometeoros” cuando el campo excede
de 2,3 a 9,5 x 105 V/m.
(b) Aporte de alta energía mediante partículas de rayos cósmicos al tener valores de campo eléctrico,
cercanos a 105 V/m, a una cierta altitud.

3. Información General Proceso de la Descarga Atmosférica
Proceso de la descarga atmosférica: El proceso de la descarga atmosférica, considerando por separado la formación de
las nubes, la separación de cargas y la formación del campo eléctrico, se inicia con el primer movimiento de cargas del
líder o precursor descendiente (stepped leader), trazador o semilla u origen del rayo, el cual significa una carga o grupo
de cargas que inicia su camino de la nube a tierra, con pasos escalonados.
Antes de formarse el canal luminoso central conocido como rayo, muy visible por el ojo humano, que también da origen
al trueno, una serie de saltos o pasos aleatorios de cargas que van bajando en forma sucesiva (Precursor o líder
escalonado), cierran la brecha entre la parte baja de la nube y tierra, con pasos o saltos cuya luminosidad se ha logrado
medir y corresponde a recorridos escalonados de 50 m. de longitud, con pausas intercaladas entre cada salto o etapa de
avance, recorriendo un espacio de entre 1 y 2 km hasta que se rompe el dieléctrico muy cerca de la superficie de la
tierra o de la estructura que capta la descarga.
A lo largo de este proceso se emiten destellos con ramificaciones hacia abajo, de muy baja luminosidad, que en la
mayoría de los casos no es visible por el ojo humano.
El recorrido desde la nube a tierra, hasta que se rompe el dieléctrico del aire, el líder escalonado se toma 20 mseg., bajo
ciertas condiciones de la nube de tormenta y considerando que el recorrido desde la nube a tierra no es una línea recta
(Según esto, en el recorrido se estima un promedio de 4 km en línea recta). Un líder escalonado típico tiene alrededor
de 5 culombios de carga negativa, distribuida en toda su longitud cuando está cerca del suelo. Para establecer esta carga
en el canal del líder debe fluir una corriente promedio de aproximadamente 100 a 200 amperios durante todo el
proceso del líder.

3. Información General Desarrollo de la Descarga Atmosférica
La rotura del dieléctrico es el momento
en que este líder o precursor que va
bajando, se encuentra con el líder
ascendente, que se forma por la
intensidad del campo eléctrico, ahora
mucho mayor por la cercanía del líder o
precursor que viene bajando, y la
ionización producida por la intensidad del
campo eléctrico en las estructuras,
puntas de captación o en la superficie de
la tierra.
El desarrollo de la descarga, es un proceso
de 9 etapas, con la ruptura del dieléctrico
a los 20 ms aproximadamente, y
finalizando a los 62 ms, con una segunda
descarga de retorno

3. Información General El Relámpago o Rayo el Trueno
Relámpago: Después de la unión de los líderes bajando y subiendo, se inicia el proceso de intercambio de
cargas, cuyo canal central origina la luminosidad conocida como el rayo, la cual viaja en el espacio a la
velocidad de la luz (300.000 km/seg.), que puede ser visto a la distancia por el ojo humano.
En este canal central se establecen las corrientes de cargas o aportes desde tierra (Cargas positivas), conocidas
como las corrientes de retorno.
El Trueno: La rotura del dieléctrico, además de generar una serie de fenómenos electromagnéticos, que hoy en
día son utilizados por sistemas de medición de los parámetros de las descargas atmosféricas, origina ondas de
choque debido al calentamiento violento de la masa de aire (hasta 30.000 oK), cuyos aumentos bruscos de
presión en el área del arco (hasta 10 atm de presión o 1 megapascal), también originan el trueno, ruido en
forma de aplausos de frecuencias graves, que viaja a la velocidad del sonido (aproximadamente 333 m/seg o 3
seg/km) y que también es detectado por el oído humano.
Las diferencias entre la
velocidad de la luz y la
velocidad del sonido,
producidas por un rayo,
permiten establecer la
distancia a la cual ocurre
un rayo

3. Información General La Conexión del Líder Bajando Subiendo
El proceso de conexión de las dos corrientes, o del momento en el cual el líder bajando conecta con el líder
subiendo y que finalmente hace que el rayo llegue o impacte al suelo o a un objeto conectado a tierra, es uno de
los procesos menos entendidos y poco documentados de la descarga de rayos de nube a tierra. Este proceso es
de mucho interés para juzgar o analizar la efectividad de cualquier punta de captación, ya que de la interacción de
las puntas de captación y este proceso, depende que las puntas cumplan su objetivo de captación y protección de
una estructura; en el mismo, generalmente se supone que los lideres descendentes o trazadores negativos atraen
un líder positivo de conexión ascendente (UCL), lo cual constituye la llamada fase de avance..
Hasta la fecha, la fase de avance (también conocida como el salto final) junto con el líder de conexión subiendo
(UCL), se han observado como procesos con arcos o chispas de cierta longitud
Imágenes de laboratorio del proceso de conexión

3. Información General La Conexión del Líder Bajando y Subiendo
0,6 106 m/s
Valores de velocidad del líder de conexión
ascendente según pruebas reportadas en la
Figura
Base central de la argumentación de los
proponentes de los ESE, no aceptada de la
extensión del radio de protección. Ellos
usan para sus cálculos 1,0 106 m/seg., por
encima de la velocidad máxima del líder
ascendente

4. Parámetros de las Descargas Atmosféricas Según IEC 62305
Parámetros de las descargas atmosféricas, según niveles de protección. Como fin primordial de este estudio, que
incluye la evaluación de los pararrayos de cebado, está el determinar la efectividad de los mismos para su
integración a los sistemas de protección, por lo cual es importante tener presentes los parámetros de las
descargas atmosféricas, asociados a los niveles de protección, los cuales son una clasificación que se le ha dado a
los sistemas de protección, para orientar los diseños según los riesgos determinados por los procedimientos
correspondientes, para lo cual vamos a presentar la información que sobre este punto está disponible en la norma
IEC-62305.

Radio de Esfera Rodante
La distancia de impacto es la distancia entre la punta del líder descendente de una descarga atmosférica, y la
estructura puesta a tierra, punta captadora o al terreno donde impacta la descarga, lo cual constituye el último
salto de la descarga.
Esta distancia puede ser igual o menor que el radio de atracción, el cual depende de la corriente de la 1ra.
descarga de retorno, y es la base con la cual se determinaron los “radios de la esfera rodante” para cada nivel de
protección indicados en la Tabla Parámetros de la Descarga, según el método electro geométrico adoptado por la
IEC-62305.
Los parámetros que determinan el radio de atracción han sido derivados de diversos estudios según los cuales se
han propuesto diferentes fórmulas de cálculo; sin embargo la fórmula adoptada por CIGRE y la IEC-62305, se
indica a continuación:
Donde:
Ra = Radio de Atracción (Radio de la esfera rodante del método Electro geométrico)
I = Corriente mínima (KA) correspondiente a cada nivel de protección
Ra = 10*I0,65
4. Parámetros de las Descargas Atmosféricas

5. Estudios de Puntas Franklin Puntas Agudas vs Puntas Redondas
Durante el año 2003, en Nuevo México, se efectuaron Estudios comparativos de campo, con dos tipos de puntas
Franklin o puntas captadoras de pararrayos tradicionales (Puntas agudas y Puntas redondas).
La importancia del estudio y los datos resultantes para el objetivo del presente documento, es que se evalúan aspectos
relacionados con el efecto corona, y su potencial aplicación a pararrayos de cebado tipo Early Streamer Emision (ESE)
Resultados de las Pruebas (Pruebas de Campo)
 Punta Aguda: Emisión de corrientes desde una barra de captación tipo Franklin de punta aguda (Barra de 12,7 mm
de Ø), la cual registró valores de corriente y cargas emitidas por la punta, unos 30 seg antes del inicio de la
corriente de retorno, de una descarga que impactó en la cercanía de esta punta aguda instrumentada, la carga
emitida fue de 6 nC (nano-Culombios), y la duración de cada impulso fue de 2 µseg. con pausas de 15 µseg.
 Punta Redonda: En el caso de una barra de captación tipo Franklin con punta redonda (Barra de 19 mm de Ø), se
registraron impulsos con una duración de 2 µseg., similares en tiempo de permanencia a la punta aguda, pero
con una carga de 600 nC, y cuando el campo se hizo más intenso, llegando a valores de 40 kV/m, la cantidad de
carga aumentó a 15 µC, con impulsos de una duración de 20 µseg., todo esto justo antes del inicio de la corriente
de retorno que impacto otra punta cercana separada 40 m desde la punta instrumentada.

4. Estudios de Puntas Franklin Puntas Agudas vs Puntas Redondas
Resultados de las Pruebas (Pruebas de Laboratorio)
 Punta Aguda: Prueba de punta aguda de 12,7 mm de Ø, con un generador Van De Graaff, calibrado a una
distancia de 262 cm, al someter la punta en un campo eléctrico de 100 Kv/m, se registró la emisión de
impulsos de cargas de 0,7 nC, con una frecuencia de 550 pulsos/seg, y una duración de 0,4 µseg., con
corrientes pico de corta duración entre 2 y 13 mA..
 Punta Redonda: Prueba de punta redonda de 12,7 mm de Ø, con un generador Van De Graaff, calibrado a una
distancia de 262 cm, al campo eléctrico en el ambiente del laboratorio, fue necesario subir a 228 kV/m, se
registró la emisión de impulsos de cargas de 26 nC, con una frecuencia de 27 pulsos/seg, también con
corrientes pico de corta duración entre 80 y 120 mA.
 Comparación con diferentes diámetros: Especialmente para las puntas tipo redondas, se determinó, que con
diámetros por encima de los 51 mm, no ioniza fácilmente; además se determinó que para las puntas agudas,
son más efectivas puntas entre 12,7 mm (1/2”) y 19 mm (3/4”), con un diámetro promedio que se recomienda
como mejor selección de 16 mm (5/8”).
Debido a que los impactos de rayos a campo abierto en una determinada región son tan infrecuentes, estos
estudios consumen mucho tiempo, por lo cual resulta más rápido para la comparación del comportamiento de
diferentes tipos de puntas, obtener resultados según estudios de laboratorio

6. Conflictos ESE y Normas NFPA NFPA 781
Historia de la NFPA 781-Nunca aprobada ni publicada:
Enero de 1991: Se nombro “El Comité Técnico de la NFPA sobre Sistemas de Protección contra Rayos que Usan
Terminales Aéreas de Emisión Temprana de Streamer (ESE)”
El comité técnico, emitió la Propuesta de Norma NFPA 781, para la Protección contra Rayos usando Terminales
Aéreas de Emisión Temprana de Streamer, la cual fue publicada antes de la reunión de Otoño de 1993. Luego se
presentó a la reunión de otoño de 1993 en noviembre de 1993, donde los miembros de la NFPA votaron para
devolver el documento al comité.
Luego, el Consejo de directores de la NFPA, convocó una audiencia, que tuvo lugar el 18 de julio de 1995, para
considerar ese informe. Después de la audiencia, el Consejo emitió una decisión en la que concluyó que, la NFPA
781 propuesta no debería emitirse.
En pleno cumplimiento de lo anterior, y luego de una revisión de todo el expediente, el Consejo tomó la
determinación de no emitir un estándar NFPA para los sistemas de protección contra rayos ESE y no iniciar más
actividades de desarrollo de estándares en este momento con el objetivo de renovar el procesamiento de tal
norma.
En resumen, el consejo de directores de la NFPA, en julio de 1995. llego a la conclusión de que no hay ninguna
base en esta vez para que el Consejo emita un estándar para los sistemas de protección contra rayos ESE.

6. Conflictos ESE y Normas NFPA Argumentos para no aprobar la NFPA 781
Algunos argumentos para la “NO APROBACION DE LA NFPA 781:
 Dada la ausencia de evidencia confiable de que esas terminales ESE ofrecen una zona aumentada de
protección sobre la de los terminales convencionales, parece claro que no se ha demostrado una base
técnica sólida para la NFPA 781 propuesta.
 Dado el estado actual del conocimiento, no parece que el tipo de investigación y evaluación adicional
recomendado por el Informe NIST estará disponible a corto plazo. En opinión del Consejo, por lo tanto, la
continuación de las actividades de desarrollo de normas para los sistemas ESE, en la actualidad, no tendría
ningún propósito útil.
 En pleno cumplimiento de lo anterior, y luego de una revisión de todo el expediente ante él, el Consejo
tomó la determinación de no emitir un estándar NFPA para los sistemas de protección contra rayos ESE y no
iniciar más actividades de desarrollo de estándares en este momento con el objetivo de renovar el
procesamiento de tal norma.
 Las terminales aéreas ESE parecen ser técnicamente sólidas en el sentido limitado de que generalmente son equivalentes a la
Terminal Aérea Franklin convencional en experimentos de laboratorio
 No parece haber una base teórica adecuada para las áreas de protección mejoradas reivindicadas con conductores de bajada y
sistema de puesta a tierra limitados.
 Ha llegado a la conclusión de que no hay ninguna base en esta vez para que el Consejo emita un estándar para los sistemas de
protección contra rayos ESE.

7. Referencias de Pararrayos ESE ESE con dispositivo de disparo eléctrico
“Dynasphere” de ERICO: Consiste de una “Concha Semiesférica aislada de tierra; Circuito RC que modula
impulsos eléctricos, punta superior conectada atierra (Bajante o pararrayo tipo punta Franklin), GAP entre
concha semiesférica punta. Modelo original actualmente fuera de producción, cuyo principio de operación se
mantiene pero fue substituido por otros modelos.
Operación :
1- Con la presencia de nubes de tormenta,
la concha adquiere el potencial
correspondiente a su altura con respecto a
tierra.
2- Circuito RC modula impulsos eléctricos al
cargarse con potencial respecto a tierra
3- Los impulsos eléctricos forman chispas en
el GAP entre semiesfera y punta.
4- Chispas ionizan el aire a la altura de las
puntas.

7. Referencias de Pararrayos ESE ESE con dispositivo de disparo eléctrico
“I Series” de ERICO: Como otra opción actualizada de ERICO, aparecen los modelos ESE ISeries Air Terminal
(SI25i, SI40i, y SI60i), identificados como System 1000, de los cuales incluyo algunas imágenes y sus datos
Operan bajo el mismo principio que los modelos “Dynasphere

7. Referencias de Pararrayos ESE ESE sin circuito Eléctrico RC
Pararrayo “S-AM, S-AS, S-A, S-DAS y S-DA”, de la empresa “Schirtec”:
Operan bajo el mismo principio que los modelos “Dynasphere, pero sin circuito RC, usa anillos de impedancias

7. Referencias de Pararrayos ESE ESE con circuito Eléctrico RC
Pararrayos “Dat Controller Plus”, de la empresa “Aplicaciones Tecnológicas” de España:
Operan bajo el mismo principio que los modelos “Dynasphere, solo presenta dimensiones físicas y arreglo
diferente.

Pararrayos “Prevectron”, de la empresa “Indelec” de Francia e Italia:
diferente. Y tienen una versión con modulo de prueba remota

Pararrayos “OPR” (imagen de la izquierda), de la empresa “ABB” de Francia
diferente. Y unos indicadores de o testigos de la descarga que dejan señal visible.

7. Referencias de Pararrayos ESE ESE con dispositivo Piezoeléctrico
Pararrayos “Saint Elme”, de la empresa “Franklin France” de Francia :
Operan bajo el mismo principio que los modelos “Dynasphere, solo que incorporan dispositivo pieza eléctrico,
con efecto Venturi, como auxiliar de ionización.

7. Referencias de Pararrayos ESE ESE con dispositivo Compensador de campo
Pararrayos “PDCE Sertec – Evolution” y “PDCE Sertec – CMCE”, que en principio según su “Brouchure”, es
comercializado como: PDCE Sertec modelo: Evolución y CMCE (Compensador de campo eléctrico múltiple) y
“Protector de campo electromagnético Sertec”
Aunque lo promocionan como un “Pararrayo”, según la descripción su efecto es evitar la caída del rayo ??????

8. Proliferación de Marcas y Modelos Resumen
Es indudable la proliferación de marcas fabricantes de pararrayos ESE, que una pequeña búsqueda en Internet,
arroja innumerables marcas y modelos, algunos fabricados a granel, en países como China, a los que le pueden
asignar cualquier marca modelo, con la seguridad de que no pasan ningún control de calidad, mucho menos las
pruebas de cebado exigidas por las normas, por lo cual no existe garantías de que los mismos puedan funcionar
según lo han indicado los proponentes originales

9 . Experiencias previas de protección y fallas de los ESE Imágenes
Existe extensa literatura en las redes, que da cuenta de numerosas fallas de protección contra descargas
atmosféricas de los dispositivos ESE; no obstante por lo extenso de los documentos y las complicaciones que sus
publicaciones puedan significar, solo incluiremos algunas imágenes que hablan por si solas

9. Experiencias previas de protección y fallas de los ESE Imágenes
Continuación de Imágenes

9. Experiencias previas de protección y fallas de los ESE Imágenes
Continuación de Imágenes
Imágenes Tomadas del Documento: CASE STUDIES ON THE COLLECTION VOLUME METHOD -
Including comparisons with the ESE standard, NF C 17-102. – By Z. A. Hartono & I Robiah
Senior Members IEEE October 2010

10. Normas Aplicables IEC 62305 – NFPA 780
Las normas no son leyes de estricto cumplimiento.
Normas IEC-62305: Emitida para la Comunidad Europea, con continuados esfuerzos de estandarización,
adoptadas por muchos países.
Norma NFPA-780: Emitida para USA, y adoptadas por otros países.
Como aspecto interesante de estas normas, se destaca el radio de la Esfera Rodante, para el diseño de los
sistemas de protección exterior, una vez determinado el riesgo la necesidad de la protección.
Debe quedar claro que adoptar otros criterios diferentes a los incluidos en la tabla anterior, deja fuera de
normas esos diseños, con la consecuente pérdida de protección de contratos de seguros, donde para poder
asegurar una instalación exigen el cumplimiento de las normas, (NFPA e IEC),

10. Normas Aplicables Probabilidades de Eficiencia según IEC
I II III IV
0,99 0,98 0,97 0,97
0,99 0,97 0,91 0,84
0,98 0,95 0,88 0,81
2% 5% 12% 19%
Ineficiencia por Nivel
Probabilidades eficiencia de proteccion con Pararrayos
Probabilidad de que Ik sea menor que
el valor menor definido en IEC para
cada Nivel de proteccion
Probabilidad de que Ik sea mayor que
el valor mayor definido en IEC para
cada Nivel de proteccion
Probabilidad conjunta de efectividad
de Pararrayos para captar una
descarga
Nivel de Protecciòn
Espacios de falta de confiabilidad que pueden usar los fabricantes
de ESE, para justificar fallas de sus dispositivos-

10. Normas Aplicables Normas de otros países
Aunque son Normas de otros países; es evidente el acuerdo general y la armonía de las recomendaciones
relacionadas con los radios de protección según la norma IEC-62305.
 CP 33 de Singapur, el AS/ANZ-1786 de Australia/Nueva Zelanda
 SABS-03 de Sudáfrica
 IS-2309 de India
 BS-6651 de Inglaterra
 VDE-0185 de Alemania
 GB 50057 de China
 RD 34.21.122-87 de Rusia
 PN-86/E-05003/01 de Polonia
 J-549-ANCE-2005 de México
 NBR5419 de Brasil
 NTC 4552-3 de Colombia
 NTF 599 1 a 4 2013 de Venezuela

10. Normas Aplicables Normas de otros países
Las principales normas que aceptan y dan cabida directamente a Pararrayos ESE, que exigen la prueba de alta
tensión en laboratorios de la prueba de cebado para respaldar el aumento de longitud de protección, que en
muchos casos no se hace, y que en algunos documentos son calificadas como “RENEGADAS”, son:
 UNE 21186 (España);
 NFC 17-102 (Francia);
Otras Normas que dan cavidad y refieren a las normas UNE 21186 y NFC 17 102, destacando que algunas aunque
dan cabida a los pararrayos ESE, condicionan su uso a la aplicación de pruebas de cebado que nunca, o que
generalmente no se hacen; además algunas de estas normas condicionan su uso a respetar o adoptar los radios
de la Esfera Rodante según normas IEC 62305. Son:
 NP 4426 – 2013 (Portugal);
 TS 13709 (Turquía);
 NC 1185 (Cuba);
 NA 33 (Angola);
 IRAM 2426:2015 (Argentina);
 NA 33:2014 (Angola).

10. Normas Aplicables Diferencia de Formulas de calculo – Radio de Protección

10. Normas Aplicables Inconsistencia del Radio de Protección de los ESE

11. Pruebas exigidas por Normas Pruebas y ensayos de pararrayos ESE
Las normas que respaldan los ESE, UNE 21186:2011 y la NFC 17-102, (Las dos normas son idénticas en estas
secciones), refieren algunos requisitos para los dispositivos, entre los cuales el mas importante es el de la prueba
de cebado, en la cual determinan el ∆t para definir la distancia o Rp aumentado.
Requisitos de Cebado, donde establecen que, el cebado del pararrayos (ΔT) se debe determinar y debe estar entre
10 μs y 60 μs., además indican:
 Si el resultado de ΔT es menor de 10 μs, el terminal no se considerará un PDC.
 Si el resultado de ΔT es mayor de 60 μs, los cálculos del radio de protección se realizarán considerando Δ = 60
m.

11. Pruebas exigidas por Normas Prueba de Referencia Real
Ver detalles de la prueba de referencia, en el siguiente Link. https://schirtec.at/es/download/
Prueba de Cebado, de pararrayos SHIRTEC

12. Información Final Opiniones de Comunidad Científica
 La base científica y técnica para este rendimiento mejorado está lejos de ser segura y la eficacia de estas
tecnologías sigue siendo cuestionable.
 Fallas o desvíos en la proximidad cercana brindan evidencia indiscutible de que la zona de protección ESE es
solo un producto de la imaginación de los proponentes y defensores de terminales ESE.
 . El Dynasphere y otras terminales aéreas del tipo ESE, deben considerarse como cuando una empresa
fabricante de autos, lanza al mercado un vehículo con un motor defectuoso, los cuales son y en el caso de los
ESE, deben ser retirados del mercado en interés de la seguridad pública en todo el mundo.
 Dado que la terminal aérea no puede influir en ninguno de factores propios de las descargas, se concluye que
no es posible obtener una mejora significativa en el rendimiento de interceptación de rayos provocando la
emisión temprana de una corriente de cargas ascendente desde una terminal aérea.
 Los LPS no convencionales, no estándar han sido calificados por estudios de académicos y científicos en todo el
mundo, como dispositivos sin ninguna base científica en cuanto a sus afirmaciones que se refieren a
proporcionar una mayor protección contra el rayo.
 El uso de las terminales aéreas no convencionales ha provocado que muchos edificios sufran daños por rayos
directos aun estando protegidos con terminales ESE, por usar el radio de protección ofrecido por los
fabricantes
 Los experimentos de laboratorio no pueden ser utilizados para justificar la acción de la emisión temprana de
cargas . Este hecho muestra claramente que el concepto ESE no funciona para pararrayos expuestos a la
influencia del movimiento lideres bajando, ni tampoco el área de protección contra rayos ampliada reclamada
por los fabricantes de los dispositivos ESE, la cual no es físicamente plausible

13. Conclusiones Primeras conclusiones
 Los dispositivos ESE se comportan en forma similar a las puntas Franklin, como medios de protección contra
descargas atmosféricas, no existe ninguna razón técnica confiable para creer en el radio de protección
aumentado
 Las fallas de los dispositivos ESE reportadas y documentadas, brindan evidencia indiscutible de que el aumento
del radio de protección de los ESE, es solo un producto de la imaginación de los proponentes y defensores de
terminales ESE
 Cuando ocurren fallas de protección de los ESE, no hay forma o bases legales que permitan reclamar una
garantía de funcionamiento, existen muchas vías de escape para evitar ser penalizados por estas fallas.
 Los ESE usados como protección contra descargas atmosféricas, no estándar, han sido calificados por estudios de
académicos y científicos en todo el mundo, como dispositivos sin ninguna base científica en cuanto a sus
afirmaciones que se refieren a proporcionar un mayor radio de protección o área de protección contra el
rayo, cuando se compara con una punta Franklin.
 La base científica y técnica para este rendimiento mejorado de los terminales ESE, está lejos de ser segura y
la eficacia de estas tecnologías sigue siendo cuestionable
 Se están comercializando muchas marcas y modelos sin las respectivas pruebas, que de todas formas no son
aceptadas, aun cuando la tecnología no es aceptada.
 Las normas NFC 17-102 y el español UNE-21186 son respaldos gubernamentales para sistemas de
terminales aéreas de protección contra rayos ESE (early streamer emitter) no aprobados y no científicos, con
ciertas ambigüedades y debilidades para la certificación de estos dispositivos.

13. Conclusiones Recomendación Final

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