martes, 24 de noviembre de 2009

NIMBUS

EFECTOS DEL RAYO

La información estadística conocida nos indica que de un modo permanente se forman cerca de 5.000 tormentas alrededor del globo terráqueo, con el consiguiente peligro para bienes y personas. La intensidad media mundial de la descarga de un rayo se estima en 20.000 amperios, pero se llegan a contabilizar rayos de hasta 200.000 amperios.
Las averías y desperfectos causados anualmente por el rayo a la industria se cuantifican en miles de millones.

Naturalmente la orografía de cada país determina el número y la intensidad de las tormentas que se producen, riesgo que varía dentro de un mismo país. El conocimiento de las zonas de riesgo es una información importante para determinar eficazmente el tipo de protección contra el rayo más adecuado.

Los efectos de un rayo pueden ser ocasionados por un impacto directo o por causas indirectas.

Mientras que un impacto directo puede tener consecuencias catastróficas para estructuras, personas o animales, los daños por causas indirectas suelen ser más numerosos con cuantiosas pérdidas económicas. Causas indirectas son la caída de rayos en las inmediaciones o sobre tendidos aéreos o inducciones en estos conductores.

FORMACIÓN DEL RAYO

En condiciones atmosféricas propicias, dadas principalmente en verano, se crea dentro de la nube una separación de cargas colocándose las negativas en la base de la nube mientras las positivas lo hacen en la parte superior. El potencial dentro de la nube es generalmente del orden de varios millones de voltios.

Este efecto produce un cambio similar, pero de polaridad opuesta en la superficie de la tierra y del mismo tamaño aproximadamente.



VENTAJAS DE UN SISTEMA DE CEBADO

Los nimbus emiten descargas eléctricas de polaridad inversa al rayo, consiguiendo atraerlo y elevar el punto de impacto por encima de la estructura a proteger, por lo que crea mayor radio de cobertura en la base, frente a un pararrayos convencional.

Como se puede apreciar en la figura, la zona de cobertura es mucho mayor que con cualquier otro dispositivo de protección, permitiendo con un solo dispositivo de captación, proteger edificios, construcciones o instalaciones de gran superficie.

Un pararrayos nimbus no es comparable a una simple punta Franklin, sino a toda una instalación de ellas, necesarias para cubrir la misma área de protección, con el consiguiente ahorro en instalación y materiales de bajantes, tomas de tierra, equipotencialidad de las mismas, etc.

También presenta ventajas con respecto a los otros sistemas para la protección de estructuras abiertas, como pueden ser superficies al aire libre, instalaciones deportivas, etc.

En resumen, el sistema nimbus ofrece grandes ventajas y un ahorro considerable con respecto a los sistemas pasivos de captación.


PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO

Gracias a su dispositivo de cebado, emite una señal de alta tensión en amplitud y frecuencia determinada y controlada. Asegura su eficacia mediante la rápida formación de un trazador ascendente que se propaga de manera continua hacia el trazador descendente del rayo, consiguiendo elevar el punto de impacto de la descarga por encima de la estructura protegida, con lo que se consigue ampliar el radio de protección frente a un pararrayos convencional.

AUTONOMÍA ENERGÉTICA

Desde el punto de vista energético, no necesita elementos auxiliares para alimentar su sistema de cebado, como lo requieren otros dispositivos de captación del rayo. El nimbus toma la energía necesaria para la generación de los impulsos de alta tensión del campo ambiente que existe en el momento de la tormenta (entre 10 y 20 KV/m), en cuanto el campo ambiente supera un valor que corresponde al riesgo mínimo de rayo.

Los valores determinados en el ensayo corresponden a valores medios. Solo se toman estos valores en la norma NF C 17 -102, o en la UNE 21 186 teniendo en cuenta el aspecto aleatorio del rayo.

27 µs Delta t para nimbus CPT-1
44 µs Delta t para nimbus CPT-2
60 µs Delta t para nimbus CPT-3




GUÍA INSTALACIÓN

1.- CABEZAL CAPTADOR: La punta debe estar situada 2 m. por encima de la parte más elevada de la zona a proteger.

2.- PIEZA DE ADAPTACIÓN: debe asegurar el contacto eléctrico entre la punta captadora y la bajante de cable. Se situará sobre mástil, poste de iluminación, pilares, etc...

3-5.-MÁSTIL- ANCLAJE MÁSTIL: el mástil además de dar la altura necesaria al pararrayos para cubrir el radio de acción debe estar correctamente colocado o empotrado mediante 2 ó 3 anclajes, según longitud.

6.- CONDUCTOR BAJANTE: debe asegurar la conducción de la corriente de rayo desde el dispositivo captador hasta la toma de tierra. Los conductores podrán ser pletina, trenza plana, cable trenzado o redondo, y la sección mínima ha de ser de 50 mm2.

Cada pararrayos tendrá al menos una bajante, excepto en los siguientes casos que serán necesarias dos:
- estructuras de altura superior a 28 m.
- la proyección horizontal es superior a la proyección vertical.



El trazado desde ser lo más rectilíneo posible utilizando el camino más corto posible, evitando acodamientos bruscos o remontes. Los radios de cobertura no serán inferiores a 20 cm. El bajante debe ser elegido de forma que evite el cruce o proximidad de líneas eléctricas o de señal.

Cuando no sea posible evitar el cruce, la línea debe ubicarse en el interior de un blindaje metálico que se prolongue 1m. a cada parte del cruce. Se debe evitar el contorno de cornisas o elevaciones. Se admite una subida de un máximo de 40 cm para franquear una elevación con una pendiente menor o igual a 45º.

7.- SOPORTES CABLE: Sea cual sea el soporte, las fijaciones de los conductores de bajada se realizarán tomando como referencia 3 fijaciones por metro. No deberán estar en contacto directo con material inflamable.

8.- JUNTA DE CONTROL: Cada conductor de bajada deberá incorporar una junta de control que permita desconectar la toma de tierra a fin de efectuar la medida de toma de tierra. Se ubica a dos metros por encima del suelo.

9.- TUBO DE PROTECCIÓN: Se intercala entre el suelo y la junta de control para proteger la bajante contra los choques mecánicos. Debe ser metálico y tener 2 m. de altura. Se fija con 3 abrazaderas.



NIVELES DE PROTECCIÓN

Según la norma NF C 17-102 y la norma UNE 21186 -96 proyectaremos para tres niveles de protección:

Nivel I: Nivel de máxima seguridad. Recomendado en edificios y lugares de pública concurrencia, alto número de impactos de rayos/año, zonas aisladas, etc.
Nivel II: Nivel de Alta seguridad: Recomendado para la protección de personas y estructuras con un índice de impactos de rayos/año medio-bajo, zonas en núcleos urbanos, etc.
Nivel III: Nivel de seguridad estándar. Se recomienda este nivel para la protección de estructuras en zonas de bajo nivel de impactos/año, estructuras poco elevadas, etc.

Nota: Se recomienda por seguridad proyectar con nivel I.

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