Como Funcionan Los Parrarrayos

Cómo funciona el pararrayos?

Las nubes de tormenta llegan a cargarse, algunas veces, positivamente en su base. Sin embargo, generalmente son las cargas negativas las que se acumulan en esa zona de la nube. Esa carga negativa de la nube significa que se halla a una tensión negativa (presión eléctrica) con relación a la Tierra, que tiene carga positiva. La presión eléctrica tiende a impulsar las cargas hacia tierra, pero el aire que se interpone normalmente es un mal conductor de la electricidad. De ahí las grandes tensiones necesarias que hemos señalado para que pase una chispa o descarga entre una nube y el suelo.

El paso de la chispa eléctrica es facilitado por la circunstancia de que la tierra que se halla debajo de la nube llega a cargarse con cargas contrarias durante una tormenta. Así, lo hace positivamente si la nube lo está negativamente. Este proceso se denomina inducción electrostática. Las cargas eléctricas negativas se repelen entre sí, de manera que la nube rechaza las de este signo (electrones) existentes en la superficie del suelo, en la zona ubicada debajo de ella misma. El movimiento de electrones puede ser muy escaso, porque la Tierra se compone, en su mayor parte, de material aislante, pero siempre queda una carga positiva inducida sobre el suelo situado bajo la nube de tormenta, de la misma magnitud que la negativa de la nube. Como ambas se atraen, a medida que esta última avanza, descendiendo, también lo hace la zona de carga positiva del suelo, ascendiendo.

El pararrayos corriente es una varilla puntiaguda de metal buen conductor, instalada en la parte más elevada de un edificio y unida por un grueso cable de cobre a una plancha del mismo metal introducida profundamente en la tierra. Los electrones pueden trasladarse fácilmente por el pararrayos, ir desde la carga negativa de la nube que está encima y dejar cargas positivas en la punta del pararrayos, las cuales adquieren tal fuerza y cohesión que ionizan el aire que las rodea. A diferencia de las cargas de la punta, las del aire ionizado pueden ascender hacia la nube, rechazadas por las cargas positivas que quedan detrás del pararrayos y atraídas por las negativas de la nube. Por lo tanto, si el rayo se produce entonces, recorrerá el camino más corto y fácil, que es el que conduce al pararrayos. Y como éste está conectado al suelo, el rayo, al tocar la punta metálica, se descarga a tierra sin causar daños. Esas moléculas cargadas que ascienden hacia la nube forman un "viento eléctrico" que si alcanza la nube neutraliza su carga negativa e impide que descienda la chispa eléctrica. Por eso la principal ventaja del pararrayos consiste en evitar la producción de la tan temida descarga eléctrica, por lo que su utilidad es doble.

Diariamente en el mundo se producen unas 44.000 tormentas y segeneran más de 8.000.000 de rayos según el sistema de detección mundial de meteorología.

Casi todas las descargas naturales se inician en el interior de las nubes y progresan en forma de árbol de diferentes ramas, unas se compensancon cargas negativas y las otras con cargas positivas;en su trayectoria transportan corrientes eléctricas que pueden llegar como término medio a 30.000 Amperios a valores máximos superiores a los 300.000 Amperios durante millonésimas de segundo con potenciales que se han llegado a estimar en valores que sobrepasaban los 15 millones de voltios desprendiendo una energía térmica superior a los 8.000 grados.

En 1747 B. Franklin inició sus experimentos sobre la electricidad. Adelantó una posible teoría de la botella de Leyden, defendió la hipótesis de que las tormentas son un fenómeno eléctrico y propuso un método efectivo para demostrarlo. Su teoría se publicó en Londres y se ensayó en Inglaterra y Francia antes incluso de que él mismo ejecutara su famoso experimento con una cometa en 1752. Inventó el pararrayos y presentó la llamada teoría del fluido único para explicar los dos tipos de electricidad atmosférica, la positiva y negativa. Desde entonces el Pararrayos ha evolucionado con diferentes tecnologías, unos, manteniendo el principio de ionización por efecto puntaa partir de un campo eléctrico natural.

Todos los pararrayos que acaban en una o varias puntas tienen como principio la excitación y captación del rayo. En mayor o menor grado generan efectos segundarios de contaminación electromagnética y otros fenómenos no deseados, que afectan con la posible destrucción a las instalaciones eléctricas y equipos.

Cuantos tipos de pararrayos existen?

Para la protección de personas e infraestructura, existen dos tipos de pararrayos;

Franklin o convencional.- Donde el radio de protección se calcula mediante la aplicación del método electrogeométrico con el concepto de la “esfera rodante” según la NFPA 780; en el mejor de los casos nos dará un cono de protección con no mas de 45º de ángulo a una altura de 18 m. a mayor altura el ángulo se va reduciendo, siendo por lo tanto el área protegida de reducidas dimensiones.

PDC, (pararrayos con dispositivo de cebado).- Donde el radio de protección depende del avance de cebado que produce el dispositivo según la norma NFC 17 102 (francesa) y UNE 21 186 (española)y puede dar una radio de protección de 79 m en el Nivel I, colocando el pararrayos a una altura de 5 m por sobre toda infraestructura a proteger.

Pararrayos Franklin puntas simples (PF)

Pararrayos Franklin multipuntas, tipo erizo y tipo puntas invertidas

Pararrayos Franklin con dispositivo de cebado

1.9 Toma de tierra del pararrayos:

1.9.1 Función:

La instalación de los pararrayos debe garantizar la protección de los edificios contra descargas atmosféricos directas, no protegiendo cuando estas son transmitidas a través de la red de distribución de energía eléctrica.

Una instalación de un pararrayos está dividida en tres partes:

• Estructura de recolección

• Estructura de descenso

• Estructura de flujo (tomas de tierra propias)

Todo tipo de antena a instalar en una torre deberá estar indefectiblemente debajo del "cono de protección" del pararrayos. Se define así al cono de 30 ° con vértice en el extremo superior del pararrayos.

La instalación del pararrayos prevista para canalizar las descargas directas deberá estar preparada

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