¿Qué es un sistema de pararrayos?

Un sistema de pararrayos previene daños causados por descargas atmosféricas en estructuras, equipos y personas. Este sistema capta la energía del rayo y la dirige de manera segura hacia la tierra, evitando incendios, daños materiales y riesgos para la vida.

De acuerdo con el Servicio Meteorológico Nacional (SMN), en México se presentan alrededor de 12 millones de rayos que impactan tierra cada año, siendo los estados de Tabasco, Veracruz, Tamaulipas y la Península de Yucatán las zonas con mayor incidencia. Estas descargas eléctricas pueden liberar hasta mil millones de volts en una fracción de segundo, provocando:

La Comisión Nacional de Mejora Regulatoria (CONAMER),indica quelas pérdidas materiales causadas por siniestros asociados a rayos en viviendas mexicanas ascienden a $1,141,885 millones de pesos. Estas cifras incluyen daños estructurales por incendios, destrucción de electrodomésticos, afectaciones a sistemas eléctricos y la necesidad de llevar a cabo reparaciones mayores.

En el sector comercial, las pérdidas reportadas son de $731,560 millones de pesos, donde destacan daños a equipos electrónicos, sistemas eléctricos y reparaciones importantes.

Las instalaciones industriales son, sin duda, las más expuestas y afectadas, donde una sola descarga atmosférica puede provocar pérdidas económicas superiores a $100 millones de pesos, considerando daños a equipos críticos, interrupciones de producción, incendios, fallas en maquinaria esencial y costos derivados de la reparación o el reemplazo de equipos.

¿Cuál es la función de un sistema de pararrayos?

La función de un sistema de pararrayos es interceptar el rayo y conducir de manera segura su energía hacia un sistema de puesta a tierra, evitando daños estructurales, incendios, pérdidas humanas y afectaciones operativas.

Los componentes de un sistema de pararrayos son:

• Captadores o terminales aéreos: dispositivos encargados de interceptar la descarga (el pararrayos).
• Conductores de bajada: cables que conducen la corriente del rayo hacia el sistema de puesta a tierra.
• Sistema de puesta a tierra: elemento que permite la disipación segura de la corriente hacia la tierra.

Tipos de sistemas de pararrayos

1. Pararrayos de Punta Simple o Convencional. También conocidos como puntas Franklin, consisten en una varilla cónica conectada a dos conductores de bajada independientes. Su radio de protección es limitado (aproximadamente 30 metros) por lo que se utilizan principalmente en zonas pequeñas como chimeneas, depósitos de agua, torres de vigilancia o jardines.

2. Pararrayos de Tipo Malla. Utilizan conductores de malla instalados en los techos de las estructuras, cubriendo el perímetro y puntos altos con bajadas conectadas a sistemas de puesta a tierra. Se recomienda un tamaño de malla de entre 4 y 16 metros, dependiendo del nivel de protección requerido.

3. Pararrayos de Jaula de Faraday. Protegen el volumen completo de la estructura utilizando una red de conductores no solo en techos, sino también en paredes, creando un escudo electromagnético continuo desde las partes más altas hasta el sistema de tierra.

4. Pararrayos con Dispositivo de Cebado. Este sistema genera ondas iónicas artificiales que incrementan la posibilidad de atracción del rayo en un área específica, con radios de protección que van de 10 a 107 metros, aumentando significativamente el alcance frente a los sistemas convencionales.

¿Cuándo es necesario instalar un pararrayos?

La NOM-022-STPS vigente establece la obligación de instalar sistemas de protección contra descargas eléctricas atmosféricas en centros de trabajo clasificados como de riesgo de incendio alto, y que además debe ser evaluado y diseñado por personal especializado.

Para el diseño y la instalación del sistema se debe cumplir con:

Un impacto de rayo en una estructura sin protección puede causar incendios, destruir instalaciones eléctricas, dañar sistemas de comunicación y equipos electrónicos, así como generar riesgos graves a la vida humana. Además, puede provocar la interrupción de operaciones por días o semanas, afectando la continuidad del negocio y generando pérdidas económicas importantes.

Proceso de selección de un pararrayo

Una vez que se ha llevado a cabo la valoración del riesgo, se procede a seleccionar el nivel de protección a utilizarse conforme a las necesidades detectadas y las características de la instalación.

El número y la ubicación de las terminales aéreas dependerán directamente del nivel de protección seleccionado, así como de la aplicación de métodos de diseño específicos establecidos en la normativa vigente.

Los principales métodos utilizados para determinar la correcta ubicación y cantidad de captadores son:

1. Esfera rodante: este método consiste en imaginar una esfera de radio específico que rueda alrededor de la estructura a proteger, identificando puntos críticos de intercepción de la descarga.

El proceso es el siguiente:

• La esfera imaginaria debe rodarse desde el nivel del suelo hacia la estructura, detectando el primer punto de contacto, en el cual se instalará una terminal aérea pivote.
• La altura de esta terminal debe ser suficiente para que la esfera, al apoyarse sobre ella y sobre el nivel de tierra, no toque la estructura.
• Posteriormente, se continúa rodando la esfera por encima de la terminal aérea pivote y hacia el techo, instalando terminales aéreas de intercepción en todos los puntos donde la esfera toque la estructura.

Este procedimiento debe repetirse hasta cubrir la totalidad del volumen de la estructura y es ideal para instalaciones de gran altura, superficies irregulares o complejas, donde la esfera rodante asegura una cobertura tridimensional adecuada.

2. Ángulo de protección: en este método se traza una línea recta con un ángulo constante respecto al eje vertical de la terminal aérea. Las terminales deben ubicarse de manera que todas las partes de la estructura queden dentro de la zona de protección generada por esta proyección angular.

Este método es más utilizado en estructuras de geometría simple, donde es posible asegurar cobertura mediante el ángulo de protección calculado de acuerdo con el nivel de riesgo determinado en la valoración previa.

Relación costo-beneficio

Aunque el costo inicial de un sistema de pararrayos puede variar según el nivel de protección y la tecnología seleccionada, los beneficios superan ampliamente la inversión realizada. Evitar pérdidas humanas, daños estructurales, interrupciones operativas y altos gastos de reparación representa una ventaja estratégica que protege el presente y el futuro de cualquier proyecto.

Conclusión

La protección contra descargas atmosféricas debe considerarse como una medida estratégica y no como un lujo. Instalar un sistema de pararrayos adecuado garantiza la seguridad de las personas, la continuidad de las operaciones y la protección de los activos, minimizando riesgos y pérdidas.

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