BREVES

Pararrayos Franklin, un paradigma que puede romperse despues de más 200 años


“El cambio climático favorece las formaciones de tormentas eléctricas y con ello el aumento de la actividad de impactos de rayos en los peligrosos pararrayos. La prevención de los accidentes durante nuestra jornada laboral y fuera de ella, es una responsabilidad de todos y cada uno de nosotros, hay una evidente necesidad de conocer como protegerse del rayo y conocer sus efectos directos o indirectos durante las tormentas, muchas actividades humanas dependen de ello.

Existen referencias de descarga eléctrica por rayo o chispa al estar en su jornada laboral, trabajando con una hormigonera, respondiendo por teléfono, incluso de muertes por descarga de rayo mientras trabajaba con su ordenador o asistía a responder a un compañero en la emisora de la policía local. Los que se tienen que proteger del fenómeno rayo, somos nosotros, nuestros animales y nuestras instalaciones, pero primero nosotros. Existe una falta de información general a todos los niveles, sobre los peligros que acecha detrás del rayo y sobre todo una gran confusión en creer que con una instalación de pararrayos estamos protegidos.

Cada año analizamos las estadísticas de muertes por rayos, y desgraciadamente en ellas encontramos muchos casos de muertes que se podrían haber evitado con un mínimo de información:

Casos Muertos Situación

1 1 En la playa
1 1 Montando a caballo
1 1 Pescando
1 10 Estando dentro de la iglesia
1 3 Asistiendo a un entierro de un familiar
1 110 Viajando en un avión
2 2 De acampada en la montaña
2 4 Paseando por el campo
3 9 Cumpliendo por la patria
3 18 Trabajando
4 11 Estando dentro de casa
10 23 Mientras jugaban a fútbol
11 24 Protegiéndose de la lluvia debajo de un árbol
13 20 No especificada

Una parte a destacar son las muertes durante la jornada laboral, sea entrenando a fútbol, efectuando el servicio militar o trabajando con una hormigonera o escribiendo en el ordenador, de una o otra forma durante la jornada laboral existe también el riesgo de accidente con muertes demostradas a causa del rayo durante las tormentas.

Como podemos ver, en 11 ocasiones el rayo ha matado a personas que se encontraban debajo de un árbol, el resultado es de 24 muertes sin más y a nadie se puede pedir responsabilidades, muertes que han dejado a familiares sin sus queridos, muertes que se podrían haber evitado seguramente con un mínimo de información sobre el peligro que se esconde detrás del fenómeno del rayo asesino.

En lo que podamos, tenemos que aconsejar a nuestros amigos y familiares de lo peligroso que es estar debajo de un árbol durante una tormenta, pero también cerca de una instalación de pararrayos y sobre todo cerca de su cable y toma de tierra.

En nuestras investigaciones sobre el comportamiento del rayo y sus efectos directos e indirectos, hemos analizado el comportamiento de los rayos cuando impacta en un pararrayos y en concreto el conjunto de una instalación compuesta por un sistema de protección contra el rayo, “ llamada SPCR”, que comprende, pararrayos, toma de tierra y cable de cobre, que sirve para la unión entre pararrayos y puesta a tierra.

Durante el análisis del comportamiento de una descarga de rayo de 30.000 amperios en un pararrayos tipo punta, nos han surgido numerosas dudas y preguntas que vamos a exponer, y de las cuales nosotros ya conocemos las respuestas:

Cabezal de pararrayos.
Un cabezal de pararrayos tipo punta sin electrónica es normalmente de bronce o metal inoxidable, con algún adorno de nailon o nylon y teóricamente debe estar calculado para poder capturar una descarga de rayo, siendo los valores de rayo muy variables en función de su intensidad pero se utilizan cifras de 8.000 hasta 27.000 grados según los tipos de rayos.

Esto nos lleva a formular varias preguntas:

• ¿ Porqué se utilizan materiales como el bronce, si su punto de fusión es de 990 ºC.?
• ¿ Porqué se utilizan materiales como el latón, si su punto de fusión es de alrededor de los 1030 ºC ?
• ¿ Porqué se utiliza materiales como el acero inoxidable, si su punto de fusión es de 1536 ºC ?
• ¿ Qué intensidad de rayo puede capturar un pararrayos sin destruirse ?
• ¿ De qué valor, es el pulso electromagnético “EMP” que se genera en el aire, cuando un rayo impacta en la punta de un pararrayos ?
• ¿ Qué radio de acción llega a afectar la radiación y que relación de intensidad/acoplamiento por metros en función de la intensidad del rayo?

Y claro de estas preguntas aparecen otras:

• ¿Dónde se especifica por parte de los fabricantes las características de fusión de un pararrayos punta y el tipo de rayo que puede aguantar sin ser destruido?
• ¿Dónde especifica el instalador de pararrayos que se garantiza el radio de cobertura de no rayos?
• ¿Dónde especifica el instalador cual será la zona que no aparecerá destrucción de componentes electrónicos con una instalación de pararrayos tipo punta, bien instalado por él ?

Al desmontar algunos pararrayos, hemos podido constatar que físicamente el material impactado por un rayo ha cambiando de características de resistencia mecánica y en algunos casos ha desaparecido parte del material, por fusión.

Y nos seguimos preguntando:

• ¿Si los sistemas de teledetección de rayos llegan a detectar a distancias de 300 km, rayos de 10.000 a 200.000 AMPERIOS “ como muestran nuestros registros en Andorra” , que pasaría si éste incidiera en un pararrayos tipo punta de una casa particular o en una industria durante la jornada laboral ?.
• ¿Estarán en peligro las personas que se encuentren cerca de la instalación durante la descarga del rayo?
• ¿Los equipos electrónicos sensibles, como televisión y ordenadores podrán sobrevivir al efecto causa ?
• ¿Correremos riesgo de electrocución, si en ese momento nos estamos bañando o fregando o utilizando la lavadora?

Claro que llegado aquí, nos preguntamos también:

• ¿Dónde están los manuales de información de los efectos/causa en caso de impacto de rayo en un pararrayos?
• ¿ Seria necesario conocer estos peligros que se esconden “que son reales”, para que el consumidor sepa los riesgos que puede tener y como actuar?
• ¿ Por donde tiene que pasar toda esa energía durante la descarga del rayo ?

Cables de cobre para la conexión de pararrayos a tierra.

En todas las instalaciones de pararrayos punta, la unión entre captación “ pararrayos “ y disipación “ toma de tierra “, se efectúa por un cable o varios “ conductor”, de cobre en su mayoría de veces y con una sección de 50 o 75, mm2 cada uno, clavado a la pared con grapas de metal.

Para que tengáis una idea, 1 Amperio, es la corriente que circula por un conductor en un segundo y equivale a 6.250.000.000.000.000.000 electrones, los cables de cobre de los pararrayos, curiosamente son desnudos y cuando funcionan , transportan cientos y miles de amperios por sus cables desnudos de tierra. Su capacidad de transporte de corriente, se mide en densidad de corriente, que es la cantidad máxima admisible de amperios que puede circular por el cable eléctrico de tierra, “ es como una tubería de agua, solo puede pasar una cantidad de agua y presión constante sin reventar el tubo”.

En nuestro análisis, hemos visto cables de pararrayos recocidos, es decir ha pasado tanta intensidad y densidad de corriente que éste ha cambiado sus características físicas moleculares, y ya no tiene las mismas funciones como conductor eléctrico según éste fue diseñado por el fabricante .

Como referencia, les daremos la carga permanente permisible de un cable de cobre de la mejor calidad y de una sección de 90 mm2 , es decir para que el cable no se deteriore por temperatura o la energía circule fuera de él, solo tendría que pasar 310 Amperios en el mejor de los casos y no más, aunque sea en menos de 1 segundo “ para que no se recaliente”.

Teniendo estos valores de intensidad básicos de referencia, nos preguntamos?.

• ¿ Si el cable de cobre está limitado en densidad e intensidad de corriente, que ocurre cuando un rayo de 30.000 Amperios tiene que pasar por él, en menos de un segundo ?
• ¿ Si por el cable de tierra del pararrayos pueden circular corrientes de gran intensidad, porque es desnudo en todos los casos, no tendría que ser con funda ?
• ¿Si un solo cable de tierra solo puede transportar aproximadamente un 10 % de la corriente de rayo en menos de un segundo “310 amperios” , que pasa con el resto de los 29.690 Amperios, por donde pasan?
• ¿ Si él o los cables de tierra no pueden transportar esa energía dentro de ellos, por donde la transportan ?
• Cuantos cables de tierra se necesitarían para poder transportar por ellos en menos de 1 segundo 30.000 Amperios, y si fueran 20.000 amperios?
• ¿Qué ocurre cuando un cable de tierra de un pararrayos no puede transportar toda la energía y se satura?
• ¿Existe riesgo de aparecer arcos eléctricos laterales por este motivo, que saltará físicamente del cable de tierra a otros elementos cercanos durante la descarga del rayo, incluso a una persona ?
• ¿Puede superar el arco eléctrico el metro de distancia, a causa de la diferencia de potencial entre elementos durante la descarga de rayo en función de su intensidad?
• Si por el cable de tierra del pararrayos pasa tanta corriente, y existe una posibilidad de arcos eléctricos desde él, ¿porqué su trayectoria desde el pararrayos a la toma de tierra es accesible casi siempre a que las personas puedan tocarlo o pasan cerca de otras instalaciones que pueden verse afectadas con riesgo de incendio o explosión ?

Después de ver la situación anterior, seguimos el recorrido de la corriente del rayo de 30.000 amperios durante la descarga hacia la toma de tierra, y nos preguntamos como podría disipar los electrodos toda esa energía a la tierra física, y como se comportaría la tierra física durante la descarga, siendo concientes y poniendo los pies en la tierra, que han aparecido incluso rayos de 345.000 Amperios en Japón.

Queremos resumir que una puesta a tierra, es un conjunto de elementos formados por electrodos de metal, tierras orgánicas y químicas puestas en una porción de terreno , donde se conecta la instalación eléctrica de las casas o industrias para facilitar las fugas de corriente por averías o fallos en la instalación, procedentes de la instalación a la puesta a tierra: el motivo, es reducir en lo posible las tensiones de paso en caso de cortocircuito o electrocución, estos valores están cuantificados en el Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión, para garantizar la seguridad a las personas.

Pues bien, de momento pudimos comprobar, que la puesta a tierra en general tiene una resistencia propia de disipación, es decir el conjunto electrodo y tierra física o química necesita un tiempo de reacción para transformar las corrientes de fuga en corrientes electrolíticas, es decir ceder iones de un compuesto a otro. El resultado es una resistencia variable que como valor medio se acepta de 5 a 10 Ohmios “ un lujo en algunos casos”.

Llegado aquí, nos dimos cuenta que donde aparece una corriente de fuga a tierra por un cable de cobre conductor “ caso de descarga de rayo” hacia una toma de tierra con resistencia variable “ caso de la toma de tierra “, aparecía como resultado una tensión de paso temporal, es decir la corriente de 30.000 amperios que quiere disiparse a tierra, se encuentra a su paso con una resistencia en la toma de tierra de 5 ohmios “ soy generoso “, y eso nos da como resultado un valor temporal “ pero real” de 150.000 voltios “ Ley de Ohm” en el cable de tierra desnudo.

Y nos seguimos preguntando?

• ¿A qué distancia se coloca la tierra de un pararrayos referente a la tierra eléctrica de la instalación o estructuras metálicas?
• Si se generan tensiones tan grandes en la toma de tierra con un impacto de rayo de 30.000 amperios, ¿qué pasará cuando caiga uno de 200.000 amperios?.
• Si se generan tensiones de 150.000 voltios en un cable de tierra desnudo de pararrayos durante el impacto de rayo , con una resistencia de la toma de tierra de 5 Ohmios, ¿qué pasara cuando la toma de tierra sea de 10 ohmios ?.
• Si durante una descarga de un rayo, aparecen tensiones superiores a 150.000 Voltios en los cables desnudos de tierras y las tomas de tierra, ¿porqué las instalaciones no se catalogan como instalaciones de alta tensión ?.
• Si en la toma de tierra aparecen tensiones superiores a 150.000 voltios con intensidades superiores a 30.000 amperios, ¿porqué no se retiran las tomas de tierra y los pararrayos a más de 16 metros de posibles contactos directos e indirectos a las personas?.
• Si aparece alta tensión en las instalación de pararrayos, ¿porqué ésta no se ejecuta con materiales adecuados a las tensiones admisibles?
• ¿ Porqué no aparece en ningún sitio, que capacidad máxima de rayo puede absorber la instalación de pararrayos o que tipos de rayos puede captar o no?.
• ¿ Porqué no se colocan letreros de peligro alta tensión en las instalaciones de pararrayos?
• ¿ No se tendrían que catalogar las instalaciones de pararrayos como instalaciones de alto riesgo de alta tensión?
• Si una instalación de pararrayos está diseñada para excitar y captar el rayo, con todos los posibles peligros antes mencionados, ¿no tendría que instalarse lejos de las zonas habitadas o industriales?

Con esta serie de preguntas, que todas tienen respuestas, no quiero decir que el sistema de protección del rayo con estos pararrayos tipo punta no funcionen, sino todo lo contrario funcionan perfectamente, en su mayor parte los estudios de eficacia, determinan que en un 90 % de los casos, los rayos impactan en el pararrayos una vez que éste lo excita, pero el problema radica que el conjunto de un SPCR, no puede garantizar al 100% la captación del rayo, ni controlar la formación del rayo ni controlar la intensidad de la energía durante el impacto del rayo y menos aun puede controlar las circulaciones de corrientes o evitar que éstas generen averías o riesgos de accidentes.

En cualquier caso, es necesario efectuar un buen estudio técnico antes de efectuar cualquier instalación y ser concientes que existirá siempre la posibilidad que un rayo de gran intensidad aparezca: no recortar presupuestos para solo justificar una protección según la norma, porque la protección mal instalada puede volverse en contra vuestra. Invertir en equipotenciales, puestas a tierra y si queréis realmente una zona de captación del rayo, dividir la superficie de protección que se desea por tanto volumen de captación que ofrece cada modelo de pararrayos y según estipula cada fabricante, así tendrán las unidades reales de pararrayos a instalar, que seguramente no será solo uno. Sobre todo colocar muchos cables de tierra desde el pararrayos a la toma de tierra para evitar chispas peligrosas, asesoraros por los fabricantes de cables de tierra, de cuanta energía éste cable puede transportar en menos de un segundo sin generar arcos laterales.

Un tema importante también, asesoraros por profesionales o directamente por fabricantes antes de decidirse a efectuar una instalación de protección del rayo, es siempre aconsejado efectuar un estudio de necesidades de protección del rayo de la zona, donde se ubica la obra y no por teléfono ni por fax. Los datos tienen que ser verificados por una ingeniería o un instalador homologado por el fabricante y a ser posible que sea el instalador oficial de la marca.

Si tenéis una instalación de pararrayos, preguntaros si está preparada para capturar un rayo y hasta qué valor máximo podrá soportar sin generar daños en la propia instalación eléctrica, a vuestra familia o a las personas e instalaciones de nuestros vecinos , debido a la radiación o pulso electromagnético y las tensiones de paso.

Avisar a los niños de no tocar cosas metálicas de casa o fuera de ella durante la tormenta, pues si coincide una descarga de rayo en un pararrayos éstos pueden pillar una chispa y sufrir quemaduras, si es posible, colocar carteles de aviso de peligro de alta tensión y estar separado de más de 1 metro a la altura de los cables de pararrayos.

Por otra parte, conviene revisar anualmente, el pararrayos y la toma de tierra para garantizar una resistencia de tierra mínima y una conexión segura entre ella y el pararrayos evitando curvas de cable pronunciada.

De una manera u otra vigilar siempre durante las tormentas eléctricas de estar lejos de una instalación con pararrayos acabado en punta, pues éste esta siempre excitando la llamada del rayo y en cualquier segundo puede estar a punto de recibir una descarga de rayo, que para eso se inventaron.

Tenemos que recordar que aunque las instalaciones de pararrayos están reguladas por normativas, éstas no son de obligado cumplimiento en algunos países, y lo primero que remarcan en su introducción, “Una instalación de protección contra el rayo concebida y realizada conforme a la presente norma, no puede, como todo proceso en el que intervienen elementos naturales, asegurar la protección absoluta en las estructuras, de las personas o de los objetos…”., ¿ me pregunto para que se hace una norma de protección del rayo si esta no te garantiza la protección?, por lo menos que no sea de obligado cumplimiento sino de recomendación.

Lo que si recomiendo personalmente, es una revisión de todas las instalaciones de pararrayos efectuadas en el mundo para evitar posibles accidentes e incendios como ya a pasado en algunas instalaciones, así como una actualización de las normativas donde prioritariamente se ofrezca una propuesta técnica con sentido, y dentro de un rigor eléctrico que no favorezca a ningún fabricante de pararrayos y facilite la introducción de nuevas tecnologías hasta que estas demuestren que funcionan para el objetivo que se a diseñado, sea punta simple Franklin, ionizante, electrónico, inhibidor, disipador, desionizador o CTS. Existe una discrepancia científica en todas las normas y paradójicamente estas normas regulan algunos de los pararrayos del mercado a nivel mundial y no dejan a las mas modernas entren en el sector.

Como anécdota, les puedo confirmar un accidente que ocurrió semanas antes de visitar mi colaborador y yo a un organismo regulador de la norma Francesa, el año pasado “ el INERIS, Instituto Nacional del medio industrial y riesgos “. La misión del INERIS después de15 años a sido y es la prevención de accidentes en la industria, aconsejar y efectuar estudios de riesgos de rayos entre otras cosas. El rayo impacto en las instalaciones del INERIS, y genero números daños materiales, al parecer la zona no estaba protegida correctamente por pararrayos, de echo es que no vi ninguno instalado. “es un sinsentido todo esto” el ente que regula las normativas NFC 17100 y 17.102 y crea una calificación en Francia llamada CALIFOUDRE, para que todos los fabricantes e instaladores sepan como proteger del rayo al consumidor, sus instalaciones no estaba correctamente protegidas.

Con este articulo, quiero traspasar al consumidor del peligro que puede aparecer detrás de una instalación de pararrayos, que consumidores somos todos y cada uno de nosotros, y quien al final decidiremos sobre lo que mas nos conviene. Los cambios tecnológicos avanzan dentro del sentido de mejorar las cosas de nuestra vida cotidiana y las empresas que invierten en investigación y tecnología no lo hace porque si, miremos atrás por un momento…….. desde la televisión en blanco y negro al teléfono móvil con televisión incorporada. Cuanta tecnología se a retirado del mercado en menos de 70 años, cientos de modelos. En cambio la tecnología de pararrayos quiere avanzar y no la dejan, por miedo a perder un prestigio o por defender durante mas de 200 años una política de protección de Benjamín Franklin y desde entonces se sigue investigando.

Visto los cambios climáticos que se avecinan, y el aumento progresivo de la actividad eléctrica en general de rayos, es necesario que toda la comunidad científica y los fabricantes de pararrayos mejoren sus sistemas de protección, donde el sentido de todos ellos sea ofrecer una protección del rayo eficaz y que contemple todos los sistemas actuales del mercado, siendo decisión del consumidor el escoger una u otra tecnología de protección.

Y la última pregunta, ¿porqué el Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión, acepta éste tipo de instalaciones si lo primero que defiende el REBT a nivel mundial es la seguridad a las personas….. y las limitaciones de tensiones e intensidades en cables y tomas de tierra ?

• Si queréis pasar la información, podéis enviar esta noticia por mail a vuestras amistades y familiares, tenéis nuestra autorización, Gracias.

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Fuente: Ángel Rodríguez

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