sistema pararrayos, (ica-procobre, jun 2016)
TRANSCRIPT
SISTEMA PARARRAYOS Un medio de protección
M. en C. Salvador Chávez Negrete
Junio de 2016
2
Acerca de la International Copper Association
LATINO AMERICA - México - Brasil - Perú - Chile - Argentina
NORTE AMERICA - Canadá - EEUU
EUROPA - Reino Unido - Italia - Francia - Alemania - Polonia - Hungría - Suecia - España - Benelux - Gracia - Rusia AFRICA
Sud Africa
ASIA - S.E. Asia - Singapur - Australia - China - India - Japón
ICA
Asociación que promueve el uso y consumo de aplicaciones de cobre
mediante una adecuada gestión de información.
3
Acerca de la International Copper Association
Cables Eléctricos
Tuberías de Cobre
Calentadores Solares
Motores y Transformadores
Eficiencia Energética
El Cobre en la Salud
Normalización y Regulación
Información de Mercado
Comunicación
Entrenamiento o Capacitación
Organismos Públicos y Privados
Ingenieros
Técnicos
Usuarios Finales
Frentes
Público
Campañas
Contenido
4
• Descarga atmosférica
• Sistema de protección
• Daño por descarga atmosférica
• Marco normativo
Esta presentación fue elaborada por Soluciones Integrales en Alta Tecnología en colaboración con Procobre Centro
Mexicano de Promoción del cobre A.C. con el propósito de difundir y diseminar diferentes aspectos relacionados con
ventajas y beneficios para quienes adopten o implementen las recomendaciones aquí expuestas. Ha sido preparado y
revisado por personas conocedoras del tema, sin embargo, el Centro Mexicano de Promoción del Cobre y otros
organismos participantes no se responsabilizan de su aplicación ni de la profundidad en relación al contenido aquí
expuesto, ni por cualquier daño directo, incidental o consecuencial que pueda derivarse del uso de la información o de
los datos aquí contenidos.
Introducción
5
El rayo
La descarga atmosférica (rayo) es un evento eléctrico de origen natural
generado por la acumulación de carga eléctrica estática. En el proceso
de descarga se presentan dos eventos de fácil distinción: el relámpago y
el trueno.
Un impacto de rayo en la superficie terrestre está acompañado de una
rápida elevación de tensión (voltaje) y una fuerte dispersión de corriente,
que pueden causar daño a personas, animales, equipo de operación
eléctrica e inmuebles.
A nivel mundial cada año se registran millones de descargas
atmosféricas, es necesario conocer la probabilidad de este evento
natural en nuestra zona de estudio o de preocupación y la posible
potencia eléctrica de disipación.
Introducción
6
La protección básica contra descarga atmosférica se logra con un
sistema pararrayo que se compone de tres elementos:
• Punta captora (pararrayo)
• Conductor de bajada
• Elemento de conexión al terreno (electrodo)
Otro
• Terreno, para disipación de carga eléctrica
El objetivo es captar el rayo en un sitio previamente asignado, conducirlo
por una trayectoria segura y disiparlo en el terreno donde cause el menor
daño posible.
pararrayo
conductor
de bajada
electrodo de
puesta a tierra
Descarga atmosférica
7
Es un evento eléctrico de gran magnitud
Efecto directo: Destrucción, incendio, muerte.
Efecto secundario: Sistemas fuera de operación, gastos no
programados, temor del personal.
La descarga atmosférica puede generar:
• Tensiones transitorias de gran magnitud.
• Interferencia electromagnética.
Descarga atmosférica
8
Los daños son causados por:
• El nivel de tensión: Diferencia de potencial entre superficies metálicas.
• Trayectoria de corriente: Tuberías, cableado eléctrico, árboles, …
• Nivel de corriente: Algunos autores “hasta 200kA”.
• Radiación electromagnética: Inducida, Conducida.
Manifestaciones sensoriales:
• Relámpago: Luminosa, ionización del aire.
• Trueno: Sonora, expansión y compresión violenta del aire.
• Calor: Elevada temperatura en la zona de impacto.
Descarga atmosférica
9
El Rayo es una enorme chispa eléctrica, parece aleatoria e impredecible,
(la medición de campo eléctrico puede determinar la probabilidad de
descarga).
Diversos autores asignan o han medido
corrientes entre 50kA y 400kA, llegando
a producir temperaturas de arco que
alcanzan 25000 °C.
Los rayos “prefieren” estructuras elevadas
(menor distancia entre el suelo y la nube)
Descarga atmosférica
10
El rayo es una descarga eléctrica
desequilibrio de cargas
Descarga atmosférica
11
El rayo es una descarga eléctrica
Descarga atmosférica
12
Tipos de descarga
• Directa
- Sobre el sistema de protección (pararrayos).
- Sobre superficies metálicas (ventanas, equipo metálico en azotea)
• Cercana
- Otros inmuebles.
- Otras puntas captoras (naturales, artificiales).
• Remota
- Líneas aéreas de alta y media tensión.
- Otras puntas captoras (naturales, artificiales).
lo que se espera antena, torre, aire acondicionado,
tanque de combustible, …
Indirecta
Descarga atmosférica
13
Descarga atmosférica
14
Daños comunes
• Equipo electrónico.
• Equipo eléctrico.
• Personas.
• Instalaciones con líquidos inflamables.
• Instalaciones con productos explosivos.
• Inmuebles.
• Pérdida de información.
• Pérdida de continuidad del servicio.
Descarga atmosférica
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La descarga atmosférica genera:
• Aumento de tensión en superficies metálicas, comparadas con otras
superficies metálicas en el mismo inmueble.
• Gradiente de potencial sobre la superficie de la tierra.
• Impulso electromagnético.
• Corriente de tierra transitorio.
Descarga atmosférica
16
Corriente y potencial debido a una descarga sobre un elemento ajeno al
inmueble bajo observación.
V
Inmueble bajo
observación Punto de impacto
ajeno o distante
Punto de impacto
ajeno o distante
V
El sistema de protección
17
El sistema de protección contra
descarga atmosférica está
compuesta por tres elementos:
• Punta captora
• Conductor de bajada
• Electrodo del pararrayo
Mástil Punta
captora
Conductor
de bajada
electrodo
pararrayo
Equipo de
servicio
Electrodo del
equipamiento
eléctrico
electrodo
pararrayo
18
El sistema de protección:
El sistema de protección
19
Punta captora (terminal aérea)
Clase I
• Pieza sólida de cobre, acero inoxidable o aleaciones de cobre.
• Longitud no menor de 254 mm.
• Diámetro no menor de 9,5 mm.
• Terminación pico o semiesfera
Clase II
• Pieza sólida de cobre, acero inoxidable o aleaciones de cobre.
• Longitud no menor de 254 mm.
• Diámetro no menor de 12,7 mm.
• Terminación pico o semiesfera.
Las puntas captoras comerciales pueden tener apariencia diferente (y
operación diferente según el fabricante), su función “atrapar” el rayo.
El sistema de protección
20
Punta captora (terminal aérea)
• Elemento metálico vertical.
• Cables aéreos tendidos horizontalmente.
• Combinación de ambos.
Material Sección transversal
Cobre 35 mm2
Aluminio 70 mm2
Acero inoxidable 50 mm2
La punta captora se ubica a mayor altura que cualquier
otro elemento metálico sobre el inmueble.
El sistema de protección
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Conductor de bajada
La punta captora se conecta a un conductor denominado “conductor de
bajada o bajante”, cuya función es transmitir la energía del rayo al
terreno, por medio de un elemento metálico enterrado denominado
electrodo de pararrayo.
El sistema pararrayo protege, teóricamente cierta zona determinada por
su altura, ubicación de la(s) punta(s) captora(s) y su ángulo de apertura o
de protección.
Conductores* de bajada permitidos:
• Solera.
• Barra redonda.
• Cable.
• Componente natural, acero estructural o de refuerzo
* Ver la norma NOM-001-SEDE-2012 para posibles restricciones.
El sistema de protección
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Conductor de bajada
Permite la trayectoria deseada de la energía de rayo, características
deseadas*:
• De cobre.
• Línea recta.
• En el exterior del inmueble.
• Menor longitud posible.
• Curvas amplias:
(no menor de 90°, r > 203 mm)
Conductor de bajada
Z = R + j XL
Electrodo de pararayo Electrodo
del sistema
Conductor de equipo
electromecánico
Conductor de equipo
de cómputo
I = 100 kA (supuesto)
Punta captora
Conductor sala
de impresión
di/dt = 100kA/s
* Observe la normatividad local.
El sistema de protección
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Conociendo el riesgo
Se pueden utilizar normas mexicanas y estándares o recomendaciones
internacionales.
Zonas con incidencia o tormentas eléctricas:
• Servicio Meteorológico Nacional.
• NMX-J-ANCE-549-2005.
Nivel de exposición (IEEE-587):
• Nivel C Alta exposición, acometida de la instalación.
• Nivel B Circuitos derivados y alimentadores.
• Nivel A Baja exposición, Circuitos derivados y tomas de energía,
se considera alta impedancia comparado con la acometida.
El sistema de protección
24
Degradación de los elementos del sistema pararrayos
La punta captora y el conductor de bajada están sometidas a las
condiciones atmosféricas del lugar mientras que el electrodo a
degradación* por las condiciones del terreno.
Es necesario que los elementos del
sistema sean resistentes a las
condiciones físico químicas de su
instalación para evitar disminución de
su efectividad al paso del tiempo.
* La revisión y mantenimiento deben
ser periódicos.
El sistema de protección
25
Metales
Su estado natural en la mayoría de los casos son:
Óxidos, hidróxidos, sales.
Los electrodos son metales enterrados
• Sufren reacciones químicas por diversas sustancias en el suelo.
• Se producen reacciones electro-químicas por el intercambio iónico
en presencia de otros metales.
• Se ven obligados a regresar a su estado natural.
El cobre como electrodo
Las características físicas y eléctricas superiores del cobre comparado
con otros metales comerciales lo hacen idóneo para esta aplicación.
El sistema de protección
26
Las características del terreno afectan la corrosión en el metal y la
velocidad del daño:
• Sales contenidas.
• Ph.
• Humedad.
• Concentración de oxígeno.
Corrosión en el cobre*:
• En atmósfera marina 0.1 mm en 100 años.
• En atmósfera rural 0.4 mm en 200 años.
• En agua de mar sin deterioro significativo en 400 años.
* Fuente: Copper, Günter Joseph, The Materials Information Society, Ed: Asm International
Daño por descarga atmosférica
27
• Económico: Equipo dañado, líneas de producción detenidas.
• Imagen: Servicios fuera de operación, retraso en entrega de servicios
o productos.
• Sociales: Temor en el personal.
Posible estado del equipo electrónico sensible al dañarse:
• Encendido.
• En espera.
• Apagado
• Desconectado del alimentador
Impulso en:
línea eléctrica, antena,
cableado de datos.
Daño por descarga atmosférica
28
Disminuyendo (o eliminando) el daño
Integrar o conectar al sistema de puesta a tierra del inmueble (acatar
restricciones normativas o del suministrador del servicio):
• Acometida eléctrica.
• Tubería de agua potable.
• Línea telefónica.
• Televisión por cable.
• Línea de gas.
• Ductos de ventilación y refrigeración.
• Tubería de uso eléctrico.
• Elementos metálicos en la azotea
V
unidad
de AA cilindro de
combustible
Daño por descarga atmosférica
29
La inversión en protección en proporción al daño esperado:
• Daño de reparación o sustitución de equipo: hasta 100 %
• Daño indirecto por equipo fuera de operación*: x %
* Valoración subjetiva
• Clientes perdidos.
• Contratos de producción no cumplidos .
• Operaciones no realizadas.
• Otros equipos y sistemas inutilizados.
• Pérdida de productividad del: personal, equipamiento, inmueble, …
Daño por descarga atmosférica
30
Reporte: Empresa Aseguradora
Daño a instalación eléctrica: Causa común en daños a instalaciones de
alta tecnología informática por sobre-tensión en la red eléctrica causado
por descarga atmosférica.
Daño a Equipo: Los microprocesadores y circuitos electrónicos operan
con señales eléctricas muy bajas, pueden ser destruidos por sobre-
tensiones de algunos cuantos micro segundos de duración.
Reporte: Empresa Asegurada
La empresa de seguros contra daños materiales a equipo de producción
de alta tecnología ha incrementado la póliza de seguro por los posibles
daños causados por sobretensiones producidos por descargas
atmosféricas.
Daño por descarga atmosférica
31
Se busca evitar:
• Incendio.
• Daño material
• Muerte.
• Equipos fuera de funcionamiento.
• Tiempo perdido.
Posible efecto de un rayo:
Directo:
• Fuego..
• Destrucción.
• Alta tensión.
• Sobre temperatura.
• Pulso electromagnético.
• Pulso electrostático.
• Corrientes de tierra.
Indirecto
• Pulso electromagnético
• Pulso electrostático.
• Corrientes de tierra.
Marco normativo
32
Las instalaciones de pararrayos se regulan en cada país por guías de
recomendación o normas. Es necesario seguir las especificaciones
técnicas (por personas calificadas).
El objetivo principal es reducir los daños que puede provocar la energía
del rayo a personas, animales útiles, de compañía y de ornato, a
inmuebles y su equipamiento.
Persona calificada Persona física cuyos conocimientos y facultades ... han sido comprobados en términos de la legislación vigente ... NOM-001-SEDE-2012
“sistema de tierra física en instalación de
Ales...” (duración aproximada 2 años)
Marco normativo
33
NOM-001-SEDE-2012
250-4. Requisitos generales para puesta a tierra y unión.
a) Sistemas puestos a tierra.
1) Puesta a tierra de los sistemas eléctricos. Los sistemas eléctricos que
son puestos a tierra se deben conectar a tierra de manera que limiten
la tensión impuesta por descargas atmosféricas, …
250-46. Separación de los conductores de bajada de los pararrayos. Las
canalizaciones, envolventes, estructuras y partes metálicas de equipo
eléctrico que no transporten normalmente corriente eléctrica, se deben
mantener alejadas 1.80 metros como mínimo de los conductores de
bajada de los electrodos de puesta a tierra de los pararrayos o deben
unirse cuando la distancia a los conductores de bajada sea inferior a 1.80
metros.
Marco normativo
34
250-50. Sistema de electrodos de puesta a tierra. Todos los electrodos de
puesta a tierra …presentes en cada edificio o estructura alimentada, se
deben unir entre sí para formar el sistema de electrodos de puesta a
tierra...
250-52. a) Electrodos permitidos para puesta a tierra.
1) Tubería metálica subterránea para agua.
2) Acero estructural del edificio o estructura.
3) Electrodo recubierto en concreto.
4) Anillo de puesta a tierra.
5) Electrodos de varilla y tubería
6) Otros electrodos.
7) Electrodos de placa.
8) Otros sistemas o estructuras metálicas subterráneas locales.
Marco normativo
35
NOM-001-SEDE-2012
250-53. Instalación del sistema de electrodo de puesta a tierra.
b) Separación de los electrodos. …no debe estar a menos de 1.80 metros
de cualquier otro electrodo de otro sistema de puesta a tierra. Dos o más
electrodos de puesta a tierra que están unidos entre sí, se consideran
como un solo sistema de electrodos de puesta a tierra.
250-106. Los electrodos de puesta a tierra del sistema de protección
contra descargas atmosféricas se deben unir al sistema del electrodo de
puesta a tierra del edificio o estructura.
NOTA 2: Las canalizaciones metálicas, envolventes, carcasas y otras
partes metálicas no portadoras de corriente del equipo eléctrico
instalado en un edificio equipado con un sistema de protección contra
descargas atmosféricas, pueden requerir unión o separación de los
conductores de protección contra descargas atmosféricas.
Marco normativo
36
NOM-001-SEDE-2012
AREAS PELIGROSAS (CLASIFICADAS), CLASES I, II y III, ...
500-4. Generalidades.
NOTA 1: Para la evaluación de la conformidad de esta NOM las unidades
de verificación deben estar familiarizadas con la experiencia de la
industria y de la clasificación de las distintas áreas, … y la protección
contra riesgos producidos por la electricidad estática y las descargas
atmosféricas.
620-37. Alambrado en cubos de elevadores, cuartos de máquinas,
cuartos de control, espacios para maquinaria y espacios de control.
b) Protección contra descargas atmosféricas. Se permitirá unir los rieles
del ascensor (los de la cabina y/o los del contrapeso) con los
conductores de bajada para puesta a tierra del sistema de protección
contra descargas atmosféricas...
El sistema pararrayo debe ser diseñado, construido y mantenido
por Persona Calificada.
Marco normativo
37
NOM-001-SEDE-2012
690 Sistemas Solares Fotovoltaicos
690-42.
NOTA: Ubicando el punto de conexión de puesta a tierra lo más cerca
posible de la fuente fotovoltaica, el sistema quedará mejor protegido
contra las sobretensiones producidas por las descargas atmosféricas.
800 Circuitos de Comunicaciones
800-53. Conductores para las descargas atmosféricas. Siempre que sea
posible, se debe mantener una separación mínima de 1.80 metros entre
los alambres y cables de comunicaciones de los edificios y los
conductores para las descargas atmosféricas.
Otras ingenierías (energías renovables, telecomunicaciones, …,
deben tener conocimiento sobre sistemas pararrayos.
Marco normativo
38
Artículo 810 Equipos de radio y televisión
810-18. Distancias de seguridad - Estaciones receptoras
g) Sobre edificios
3) Conductores del sistema de pararrayos. Cuando sea factible, se
debe mantener una separación de al menos 1.80 metros entre cualquier
cable de comunicaciones de banda ancha alimentado por una red y los
conductores del sistema de pararrayos.
Marco normativo
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NOM-022-STPS-2015, electricidad estática en los centros de trabajo
4.4 Corriente de rayo: La corriente que circula al punto en donde el rayo
hace contacto con la tierra...
4.7 Densidad del rayo a tierra: El número de rayos que inciden a tierra
por kilómetro cuadrado por año, en una región específica.
4.10 Pararrayos; Terminal aérea: Los elementos metálicos cuya función
es ofrecer un punto de incidencia para recibir la descarga atmosférica.
4.12 Sistema de protección contra descargas eléctricas atmosféricas: El
conjunto de elementos utilizados para proteger un área...
Marco normativo
40
NOM-022-STPS-2015, electricidad estática en los centros de trabajo
7.2
1) Tener un valor menor o igual a 10 ohms, para la resistencia a tierra del
(los) electrodo(s) en sistemas de pararrayos o sistema de protección
contra descargas eléctricas atmosféricas;
8. Sistema de protección contra descargas eléctricas atmosféricas
8.1 Los centros de trabajo o áreas que se clasifiquen como riesgo de
incendio alto de acuerdo con lo establecido por la NOM-002-STPS-2010,
deberán instalar un sistema de protección contra descargas eléctricas
atmosféricas...
…puede consultarse la Norma Mexicana NMX-J-549-ANCE-2005.
La aplicación de una norma obliga al conocimiento de otras
normas y leyes.
Marco normativo
41
NOM-022-STPS-2015
8.4 Para reducir el riesgo de choque eléctrico derivado de la circulación
de la corriente de rayo en los conductores de bajada y en los elementos
de la red de puesta a tierra del sistema externo de protección contra
descargas eléctricas atmosféricas, se deberá adoptar lo siguiente:
a) …proveer una superficie de alta resistividad en la zona de tránsito de
trabajadores, tal como grava triturada de 0.10 metros de espesor …;
b) Proveer una canalización no metálica con resistencia a la intemperie
sobre la superficie del conductor de bajada …;
c) Colocar en la canalización avisos de precaución que indique:
“PELIGRO: EVENTUAL CORRIENTE DE RAYO”…;
d) Unir eléctricamente al sistema de puesta a tierra (por debajo del nivel
de piso) todos los elementos metálicos y acero de refuerzo de la
estructura a proteger, ...
Marco normativo
42
NOM-022-STPS-2015
8.5 Los trabajadores que realicen actividades en lugares en los que
exista exposición a la incidencia de descargas atmosféricas, … tales
como azoteas de edificios que sobresalen en altura con respecto a otras
estructuras contiguas, postes o torres de alumbrado o cableado,
plataformas elevadas, antenas, entre otros, deberán suspender la
actividad tan pronto se aproxime una tormenta eléctrica.
9.4 La medición de la resistencia a tierra de la red de puesta a tierra se
deberá realizar conforme a lo siguiente…
9.5 El resultado de las mediciones tendrá que registrarse...
En las normas se aplica experiencia de
circunstancias prácticas y técnicas.
Algunas normas solicitan registro de resultados
y actividades para consulta futura.
Marco normativo
43
NMX-J-549-ANCE-2005
Sistema de protección contra tormentas eléctricas
Partes fundamentales:
• Valoración del riesgo (medida estimada, empírica)
• Diseño del sistema externo de protección (SEPTE)
• Diseño del sistema interno de protección (SIPTE)
Valoración del riesgo:
Medida estimada, empírica, que en forma razonable trata de encontrar la
probabilidad de incidencia de un rayo directo sobre una estructura.
Algunas normas son de construcción
otras incluyen análisis.
Marco normativo
44
Sistema externo de protección (SEPTE)
Elementos que lo conforman:
Terminales aéreas: El número y ubicación depende del nivel de
protección y la aplicación del método de la esfera rodante.
Conductores de bajada: El número y ubicación dependen del tipo de
sistema de protección (aislado o no aislado).
Sistema de puesta a tierra: El número de electrodos determina el
cumplimiento del valor de resistencia a tierra.
Marco normativo
45
Esfera Rodante: Modelo de protección
El rayo no siempre impacta en las terminales mas
elevadas, es necesario proteger todo el inmueble.
I 20 m 20 m
II 30 m 30 m
III 45 m 45 m
IV 60 m 60 m
Nivel de
protección
Radio de la
esfera
Altura de la
terminal aérea
Marco normativo
46
NMX-J-549-ANCE-2005
La estructura a proteger depende de sus características y altura de
acuerdo a la experiencia alcanzada (modelo subjetivo).
Estructura Efecto de la tormenta eléctrica Nivel de protección recomendado
Residencias
Daño a instalación eléctrica, equipo y
daños materiales a la estructura. Daño
limitado a objetos expuestos en el punto
de incidencia del rayo o sobre su
trayectoria a tierra
III ó IV
Marco normativo
47
NMX-J-549-ANCE-2005
Torres de telecomunicaciones hasta 60 m
Terminal aérea en la parte mas alta 2 m arriba
de cualquier objeto metálico. Para objetos
fuera del cuerpo de la torre colocar una
terminal horizontal a 0.8m de distancia.
Las diferentes estructuras tienen
un “trato” tecnológico diferente.
Marco normativo
48
C.1 Principios básicos de aplicación de la NFPA 780.
Dependiendo de la altura y características del edificio a proteger se
define el grado de riesgo y en función de este grado, se deberá
seleccionar las puntas de descarga, accesorios y el calibre del
conductor.
En la azotea del edificio, en el perímetro y las áreas más altas, se deberá
construir uno o varios anillos basándose en cables conductores.
Adicionalmente se deben formar reticulados donde las dimensiones
máximas no rebasen 15 metros de ancho por 45 metros de largo.
Marco normativo
49
C.1 Principios básicos de aplicación de la NFPA 780.
En el perímetro de la azotea y en el perímetro de los niveles más altos se
deben colocar pequeños mástiles mejor conocidos como “puntas de
descarga”, cuya separación deberá ser como máximo de 6,00 m para
puntas de 0,30 m y máximo de 7,50 m para puntas de 0,60 m, la
separación máxima de la esquina externa del pretil a la punta mas
próxima será de 0,60 m. En los claros centrales se deberán colocar
puntas de descarga de no menos de 0,60 m espaciadas como máximo a
15,00 metros entre ellas.
Dependiendo del perímetro total de la azotea se deberán colocar varios
cables verticales, los cuales se deberán seleccionar en función de una
bajada por cada 30 metros o fracción de perímetro, se debe cuidar que en
tramos rectos su separación no sea mayor de 46 metros …
Conclusiones
50
El rayo es un fenómeno natural que genera severos efectos térmicos,
eléctricos y mecánicos durante la descarga.
El sistema pararrayos es necesario para proteger la vida, el inmueble, las
instalaciones interiores y exteriores, y los sistemas de producción, debe
ser diseñado, construido y mantenido de acuerdo a la normatividad
existente y por personas con conocimiento técnico y experiencia en
estos sistemas.
La actividad eléctrica atmosférica depende de características
geográficas, humedad atmosférica, distancia al punto de impacto, entre
otras variables.
PARA MAYOR INFORMACIÓN:
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Procobre México
Procobre México
Procobre en Español
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52
PREGUNTAS A continuación se enlistan las preguntas que no pudieron ser respondidas durante la sesión.
Pregunta: ¿La tubería de gas se aterriza a tierra?
Respuesta: El impacto de rayo provoca elevación de tensión entre el punto de impacto y cualquier otro metal en su cercanía que
pudiera tener referencia a tierra, es común que la tubería metálica de gas y el contenedor (cilindro) de gas estén puestos a tierra
para evitar un arqueamiento por diferencia de potencial ocasionado por descarga atmosférica, la norma oficial mexicana NOM-
001-SEDE-2012 establece:
250-46. Separación de los conductores de bajada de los pararrayos. Las canalizaciones, envolventes, estructuras y partes
metálicas de equipo eléctrico que no transporten normalmente corriente eléctrica, se deben mantener alejadas 1.80 metros como
mínimo de los conductores de bajada de los electrodos de puesta a tierra de los pararrayos o deben unirse cuando la distancia a
los conductores de bajada sea inferior a 1.80 metros.
La tubería de gas no es parte de equipo eléctrico (si el fluido esta presurizada por motobomba, está en contacto con equipo
eléctrico, para tubería metálica), sin embargo recomendamos la conexión a tierra. Vea la norma NMX-J-549-2005
Pregunta: Un proveedor de pararrayos me comento que las puntas franklin, que son las puntas más baratas, en lo que
se refiere a los pararrayos no son seguras, ¿qué me puede decir acerca de esto?
Respuesta: No existe información científica que indique que una punta tipo “Franklin” sea mejor o peor que otras (personas en el
campo alcanzadas por descarga atmosférica, se comportaron como punta pararrayo), La información técnica contenida en
folletos de puntas de tipo comercial (marcas registradas) lo validan con pruebas que ellos mismos realizan en sus talleres o
laboratorios. Un cable de cobre desnudo colocado en la azotea de un inmueble (en el perímetro principalmente) es una terminal
aérea (pararrayo) el pararrayo no necesariamente tiene que ser vertical. Vea la norma NMX-J-549-ANCE-2005
53
PREGUNTAS Pregunta: ¿Cómo se dimensionan los supresores de picos y cuál es su mejor ubicación dentro de la instalación?
Respuesta: El supresor de picos limita la magnitud del impulso a un valor que se estime seguro. Las dos magnitudes a establecer
son: la tensión de amarre (también llamada de enclavamiento o de sujeción), se recomienda no menor a 1.25% de la tensión pico
y la energía a disipar (Joules o en kA).
Su ubicación en la red eléctrica depende de la probable presencia de impulsos de tensión generado por el equipo del usuario, por
descarga atmosférica o por otros abonados en la red. En la acometida se recomienda hasta 320 kA (1er nivel de protección), en
los tableros de distribución (2do nivel de prot4cción) hasta 160 kA, en el equipo a proteger (3er nivel de protección) 80 kA. Se
puede utilizar las tablas de supresores de transitorios basada en ANSI/IEEE C62.41 que indica los grados de exposición como A
(equipo del usuario), B (panel de distribución) y C (servicio de entrada). Algunos comercializadores ya agregaron otro nivel
denominado D.
Los supresores de impulsos en México deben estar aprobados de acuerdo al artículo 285 de la NOM-001-SEDE-2012
Pregunta: Hay un fabricante de elementos de sistemas de tierras y pararrayos, que comercializa un producto similar a un
filtro que se conecta en serie, como un fusible, entre el cable de interconexión del electrodo del sistema de pararrayos
con el sistema de tierras de la instalación; ¿qué tan EFECTIVO ES?
Respuesta: Deberá indicarte el cumplimiento normativo en la NOM-001-SEDE-2012, artículo 250 (para México). El artículo 250-
24.d) especifica conexiones de neutro puesto a tierra a través de alta impedancia.
Es necesario que el fabricante de esos elementos indique con claridad lo que oferta, de lo contrario no te arriesgues a adquirir o
instalar equipo que podría no ser seguro o solo un cable dentro de una caja negra (o de otro color).
Pregunta: ¿Qué tan crítico o de riesgo para un edificio es no contar con equipos supresores de picos conectados en el
sistema eléctrico?
Respuesta: Es necesario realizar un estudio (como el indicado en la NMX-J-549-ANCE-2005) para determinar el grado de riesgo
al que está sujeto el inmueble por su ubicación geográfica, por su entorno eléctrico y por el equipamiento eléctrico en el inmueble.
Otros documentos para toma de decisión pueden ser: IEEE 142; IEEE 1100; IEC 61024.
54
PREGUNTAS Pregunta: Para empezar a especializarme en sistemas de protección eléctrica, ¿en qué tipo de curso o debo enrolarme o
que norma debo especializarme primeramente?
Respuesta: Para protección contra descarga eléctrica se deben tener conocimientos abundantes de sistemas eléctricos, las
normas son consecuencia del conocimiento tecnológico y la experiencia en el manejo de la electricidad, las normas no “hacen“ al
electricista. Una norma mexicana de aplicación para protección de descarga atmosférica es NMX-J-549-ANCE-2005.
Pregunta: ¿Cuáles son las medidas recomendadas, para evitar accidentes por sobre voltajes en personas, alrededor del
sitio donde llega la bajante del pararrayos?
Respuesta: Deben evitarse las trayectorias de los conductores de bajada en el tránsito de las personas, mantenerlo a una altura
no menor de 2.5 m., entubar el cable con una tubería plástica y colocar avisos que indique la probable y repentina circulación de
corriente proveniente de descarga atmosférica, vea la norma NMX- J -549-ANCE-2005) .
Pregunta: ¿Sobre los pararrayos ionizantes, existen normativas?
Respuesta: No en México, en relación a su uso o aplicación.
Pregunta: ¿Por qué se permite conectar una varilla con calibre 6 AWG de cobre, sin importar la corriente de falla o
calibre de conductores de acometida?
Respuesta: Conductor del electrodo de puesta a tierra, Tabla 250-66 de la NOM-001-SEDE-2012, El calibre 6 AWG de cobre está
permitido para conductores de acometida hasta 1/0 de cobre.
La corriente hacia el terreno (en caso de falla de aislamiento) que tenga trayectoria hacia la fuente por el terreno, se encuentra
con una impedancia que es mayor que la ofrecida por el conductor (el terreno), esa es la razón por la que dicho conductor puede
ser de menor tamaño que los de acometida.
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PREGUNTAS
Pregunta: Cuando se une el sistema de tierras eléctrico del edificio con el sistema de cómputo, normalmente la
corriente, el rayo, daña los equipos de cómputo por tenerlo unido, ¿cómo podemos proteger el equipo de cómputo?
Respuesta: Puede emplearse sistema de protección de impulsos de tensión (TVSS), es necesario verificar las posibles
trayectorias de corriente de “rayo”. No se acepta daño en equipo informático por descarga atmosférica. En la práctica hemos
encontrado elevación de tensión debido a: Falta del cable de puesta a tierra, conexiones flojas, conductores de muy bajo calibre,
conductores de bajada de corriente de rayo de aluminio.
Pregunta: Si ya existe un sistema de pararrayos y tengo una resistencia mayor a 10 ohms, ¿qué hago para disminuir la
resistencia a niveles de norma permitidos?
Respuesta. Es necesario mejorar el sistema de electrodos (primero medición de resistividad del terreno, después cálculo con los
valores solicitados o aceptados normativamente). No agregue productos químicos al terreno.
Pregunta: ¿Para los Sistemas Fotovoltaicos, deben de unirse los sistemas de protección a tierra con el sistema de
pararrayos, o deben estar separados?
Respuesta: Todos los electrodos del mismo sistema eléctrico (mismo terreno) deben estar unidos, vea el artículo 250 de la NOM-
001-SEDE-2005
Pregunta: Cual es la funcionalidad de un pararrayos auto valvular?
Respuesta: Los pararrayos son terminales verticales u horizontales ubicados en la parte más elevada del inmueble. Quizá quiso
decir “apartarrayos” tipo auto valvular, es un dispositivo instalado en la línea eléctrica para desviar al terreno la energía de rayo
impactada en la red comercial eléctrica.
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PREGUNTAS
Pregunta: ¿Todos los sistemas deben ser interconectados, sistema de pararrayos, sistema de tierras y los sistemas de
puesta a tierra electrónicos, respetando las distancias especificadas en las normas?
Respuesta: Si
Pregunta: ¿Qué electrodo es confiable para la puesta a tierra de equipo médico?
Respuesta: Cualquier electrodo (aceptado normativamente, placa, conductor, varilla). Es necesario calcular la resistencia a tierra
(resistencia a la propagación) del electrodo y seleccionar el que por sus dimensiones, forma geométrica o disposición en el
terreno logre la resistencia solicitada.
Pregunta: ¿Por qué no se puede usar el sistema de pararrayos como sistema general de puesta a tierra?
Respuesta: Porque la norma de instalaciones eléctricas no lo permite. En caso de impacto de rayo todo el inmueble eleva su
tensión en relación al punto de impacto en referencia a la tensión del terreno (se considera cero).