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¿Cómo funciona un pararrayos?

El pararrayos es un dispositivo diseñado para proteger edificios y otras estructuras de los efectos destructivos de los rayos. Su funcionamiento se basa en principios físicos de la electricidad y el comportamiento del campo eléctrico en torno a las estructuras altas.

A grandes rasgos, cualquier persona sabe qué es un pararrayos o cuál es su función como dispositivo de protección frente a descargas atmosféricas. Se trata, además, del elemento principal en los sistemas de protección contra el rayo que ayudan a proteger estructuras de los efectos destructivos de este fenómeno atmosférico. Sin embargo, pese a reconocer su importancia,¿sabemos cómo funciona un pararrayos?

¿Cómo funciona un pararrayos?

Para cumplir con su función, el pararrayos debe instalarse siempre por encima del punto más alto del edificio o estructura a proteger, captando y canalizando de forma segura la descarga del rayo hacia la tierra.

Para ser capaces de captar esta descarga, los pararrayos están equipados tanto con una punta como con un cuerpo metálico. Ambos elementos están conectados mediante una red conductora a un sistema de puesta a tierra de baja impedancia (inferior a 10 Ω), que es donde se disipa la energía del rayo de forma segura.

Durante una tormenta, entre la nube y la tierra se genera un gran voltaje debido a la abundancia de cargas eléctricas en la base de la nube y en el suelo. Este voltaje es el desencadenante del líder descendente del rayo. El campo eléctrico E (kV/m), extremadamente alto en esta zona, provoca una circulación de cargas eléctricas ascendentes y de signo contrario a través del cuerpo del pararrayos, creando un trazador ascendente. Estas cargas se encontrarán y recombinan con el líder descendente, capturándolo y descargándolo a tierra.

Por tanto, la atracción de los rayos por parte del pararrayos se basa en:

  • Concentración de campo eléctrico: La punta afilada del pararrayos concentra el campo eléctrico en su extremo, creando una zona con mayor potencial eléctrico que las zonas circundantes.
  • Ionización del aire: La punta del pararrayos ioniza el aire a su alrededor, creando un canal conductor para la descarga del rayo. El aire ionizado tiene menor resistencia eléctrica, lo que facilita el flujo de la corriente eléctrica.

¿Qué tipos de pararrayos existen?

  1. Puntas franklin y mallas conductoras. Los sistemas de captación mediante puntas y mallas funcionan distribuyendo y disipando la corriente de descarga del rayo a través de una red de conductores. Las secciones y los materiales utilizados deben cumplir con las especificaciones establecidas en las normas correspondientes (serie IEC/EN 62305 y serie IEC/EN 62561).
  2. Pararrayos con dispositivo de cebado (PDC). Los pararrayos con dispositivo de cebado (PDC) operan basándose en las características eléctricas de la formación del rayo. El rayo comienza con un trazador descendente que puede propagarse en cualquier dirección. Cuando este trazador se acerca a los objetos en el suelo, cualquiera de ellos puede ser impactado. Los pararrayos con dispositivo de cebado se distinguen por emitir un trazador ascendente continuo antes que cualquier otro objeto dentro de su radio de protección. El pararrayos debe ser el punto de impacto controlado de la descarga, proporcionando a la corriente del rayo un camino a tierra sin dañar la estructura. Las principales normas que regulan estos sistemas de protección contra rayos son: UNE 21186, NFC 17-102 y NP 4426.

El radio de protección de un pararrayos con dispositivo de cebado depende de su tiempo de avance, del Nivel de Protección de la estructura que protege y de su altura sobre el punto a proteger. Según la normativa, el mayor tiempo de avance que puede aplicarse es de 60 microsegundos. Los pararrayos con este tiempo pueden proteger más de 100 metros, aunque esto siempre depende del Nivel de Protección y la altura.

¿Cómo funciona un pararrayos? – Sistema completo de protección

Dentro de la explicación de cómo funciona un pararrayos, hemos de tener en cuenta que por sí solo, el pararrayos no protege una estructura. Para su correcto funcionamiento, además de un proyecto realizado por expertos, el un sistema de protección contra el rayo (SPCR) debe contar con los siguientes elementos:

  • Sistema de captación (pararrayos con dispositivo de cebado (PDC) o punta simple)
  • Conductores de bajada
  • Sistema de puesta a tierra
  • Protección contra sobretensiones
  • Otras medidas que minimicen los efectos destructivos del rayo (uniones equipotenciales, apantallamientos, etc.)

Cómo saber si debo instalar un pararrayos

Después de saber cómo funciona un pararrayos, si tiene dudas acerca de si debe instalar o no uno, desde Aplicaciones Tecnológicas S.A. podemos realizar un estudio en base a las normas y a sus necesidades específicas. Puede ponerse en contacto con nuestros técnicos pinchando aquí.

Si lo desea, también puede asistir a cualquiera de nuestras formaciones online gratuitas sobre protección contra el rayo en nuestra página de webinars.

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