Introducción:
En esta presentación se tratara el tema de la descarga atmosférica y los riesgos que esta conlleva con respecto a los posibles problemas que puede que puede ocasionar al momento del impacto, sus diversas características, consideraciones a tomar para las medidas de protección y que medidas de protección en sí mismas se pueden tomar para evitar siniestros en un local o edificación. Y ahondando inclusive en las diferentes partes que se complementan en las medidas de seguridad para prevenir estos riegos.
La descarga atmosférica
Las descargas atmosféricas son –de los fenómenos naturales– uno de los más espectaculares y comunes. Se estima que en nuestro planeta ocurren unas 2000 tormentas eléctricas por día, impactando al suelo unos 100 rayos cada segundo.
El rayo es una poderosa descarga eléctrica que se origina en un tipo particular de nube, el cumulus-nimbus, la cual, por diferentes procesos de electrificación forma una estructura tripolar de concentración de cargas eléctricas. Esto genera dentro de la nube grandes diferencias de potencial eléctrico, así como también respecto de otras nubes y entre la nube y la superficie de la tierra, pudiendo alcanzar típicamente varios cientos de millones de voltios. En suelos llanos, en la base de las nubes la carga generalmente es negativa.
Características de la descarga atmosférica:
Si bien las teorías sobre la forma en que se generan las cargas en una nube de tormenta son muy especulativas, aparte de cómo se describe anteriormente, en cambio, las características eléctricas de las descargas que la acumulación de dichas cargas produce, son bastante bien conocidas debido a las investigaciones realizadas por científicos a lo largo de muchos años. Las descargas eléctricas de origen atmosférico se producen de 4 diferentes maneras:
- dentro de una misma nube
- de una nube a otra
- de una nube al aire circundante
- de una nube a tierra
Las tres primeras maneras de producirse las descargas tienen poca influencia sobre la superficie de la tierra, aunque si son una fuerte de preocupación para la aviación, pues se estima que un avión comercial recibe en promedio una descarga eléctrica de origen atmosférico por año. Las descargas de nube a tierra son las que normalmente nos preocupan por sus efectos destructivos. Son sus características las que consideraremos a continuación.
Esta corriente viaja a una velocidad del orden de 10 al 50 % de la velocidad de la luz y produce la intensa descarga luminosa así como el estrepitoso estruendo del trueno. Dado que el canal es zigzagueante y presenta ramificaciones, es que el rayo se presenta al ojo con la típica forma zigzag irregular y ramificada.
La longitud de la descarga vertical es normalmente de 5 a 7 km, mientras que en una descarga horizontal oscila entre 8 y 16 km.
Los niveles de corriente de los rayos pueden alcanzar hasta los 400.000 amperes, con un valor estadístico promedio de alrededor de 30.000 amperes.
Los daños provocados por caídas de rayos pueden incluir desde muertes, a daños materiales leves, daños considerables como incendios, explosiones, fallos en los sistemas de transmisión de electricidad, disturbios o daños en el equipamiento electrónico, etc.
El Problema:
Cada año los sobre voltajes transitorios causan millones de dólares en pérdidas a instalaciones de bajo voltaje. Se calcula que esos daños alcanzan los 500 millones de dólares por año. Todo ello sin contar el tiempo perdido y la falta de producción provocados por los equipos dañados. Estos daños pueden ser el resultado de la descarga de un rayo o sobre voltajes producidos por la apertura y/o cierre de interruptores de alto voltaje.
Los efectos de un rayo pueden ser ocasionados por un impacto directo o por causas indirectas. También pueden alcanzar las instalaciones interiores de fábricas, hogares, comercios industrias, etc., a través de las líneas de conexión del suministro de energía eléctrica, por las líneas de conexión de teléfonos, fax, módems, televisión por cable, y también a través de la estructura metálica de los edificios, por contacto directo o por inducción, por las raíces de los árboles. Por lo cual es necesario que los equipos estén protegidos frente a todas estas posibilidades.
Durante la caída y derivación de un rayo a tierra, también aparecen grandes diferencias de tensión entre las diversas partes del edificio afectado que pueden producir descargas en forma chispas, las cuales en un ambiente propicio podrán provocar un incendio o explosión. Las tensiones desarrolladas en el camino de bajada y en la puesta a tierra, tensiones denominadas de paso y de contacto, pueden resultar un riesgo para las personas que se hallaran en las proximidades.