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Cómo calcular el volumen protegido por un Pararrayos con Dispositivos de Cebado según APLICACIONES TECNOLÓGICAS S.A

La seguridad frente a tormentas eléctricas es crucial cuando se trata de evitar daños personales, materiales y económicos en cualquier estructura. Por ello, desde APLICACIONES TECNOLÓGICAS S.A nos explican 2 fórmulas válidas con resultados idénticos para calcular el volumen protegido por un Pararrayos con Dispositivos de Cebado (PDC). Además, la compañía destaca su Pararrayos con Dispositivo de Cebado DAT CONTROLER® REMOTE. Este es un dispositivo tecnológico que tiene su valor diferencial en su respuesta al acercamiento del rayo y su adelantamiento de la captura.

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¿Qué 2 métodos existen?

La instalación de Pararrayos con Dispositivo de Cebado se realiza después de calcular su radio de protección con el objetivo de dar cobertura a todos los elementos deseados. En este contexto, según APLICACIONES TECNOLÓGICAS S.A existen 2 métodos diferentes pero que arrojan los mismos resultados: el Código Técnico de la Edificación (CTE) y la norma UNE 21186.

Por un lado, el actual CTE incluye desde su publicación en 2006 un apartado - el SUA 8 - de protección contra el rayo, con un cálculo de riesgo básico y una serie de instrucciones de instalación. Además, se añade un método de cálculo del volumen protegido por un PDC. En este caso, se trata de un método gráfico. Este difiere de la forma en que se calcula en la norma internacional para este tipo de pararrayos, conocida como UNE 21186 – o Protección contra el rayo: Pararrayos con dispositivo de cebado -, donde se propone un método analítico mediante una fórmula.

Sin embargo, los resultados son idénticos, para cualquier pararrayos, altura y nivel de protección. Es decir, no existe un radio de protección según CTE y otro distinto según la norma UNE 21186, pese a que aparezca en abundante documentación comercial y en mediciones, explican desde APLICACIONES TENCOLÓGICAS S.A. En este aspecto, esta confusión viene de una incorrecta interpretación del CTE, que, como resultado, se sobreestima la protección del pararrayos. De este modo, se supone que la protección de éste es máxima a nivel de la cubierta - lo que no es cierto, afirman desde la marca -, y puede por tanto dejar sin proteger zonas especialmente vulnerables.

¿Por qué hay diferencias entre ambos métodos?

De acuerdo con APLICACIONES TECNOLÓGICAS S.A, la confusión sobre las diferencias de ambos procesos radica en el punto B.1.1.2 del SUA 8 del CTE. En este, se estipula:

a) Bajo el plano horizontal situado 5 m por debajo de la punta, el volumen protegido es el de una esfera cuyo centro se sitúa en la vertical de una punta a una distancia D y cuyo radio es: R = D+ΔL siendo R el radio de la esfera en m que define la zona protegida.

En este sentido, según la compañía, se confunde esta R con el radio de protección cuando, tal como se explica, es el radio de la esfera que define el volumen protegido. Se mira únicamente la fórmula, obviando la frase que la introduce y la que la sigue en el punto b:

b) por encima de este plano, el volumen protegido es el de un cono definido por la punta de captación y el círculo de intersección entre este plano y la esfera.

Además, se toma esta R como radio para cualquier altura como si el volumen protegido fuera un cilindro alrededor del eje del pararrayos. Por supuesto, esto no es así, explican desde APLICACIONES TECOLÓGICAS S.A. En el punto b) se lee claramente por encima de h=5m el volumen protegido es un cono. Y, como se dice en el punto a), a partir de ese plano es una esfera.

¿Qué dice la norma UNE 21186?

La compañía señala que la norma UNE 21186 – también llamada “Protección contra el rayo: Pararrayos con dispositivo de cebado” - especifica un método analítico para el cálculo del volumen protegido mediante la siguiente fórmula:

El resultado de aplicar esta fórmula es idéntico al método gráfico del CTE, con una única excepción: la norma considera que los objetos a menos de 2 metros (en altura) del pararrayos no están protegidos, pero el CTE no menciona esa indicación.

Asimismo, según la norma UNE 21186 no se puede aplicar el cálculo del radio de protección a tiempos de avance mayores de 60µs, aunque se haya obtenido un resultado mayor en el laboratorio.

¿Qué radio puede proteger un PDC?

Desde APLICACIONES TECNOLÓGICAS S.A, el radio de protección de un PDC depende de 3 factores:

  • Su tiempo de avance.
  • El Nivel de Protección que precisa la estructura.
  • La altura de la punta respecto del objeto a proteger.

Para diferencias de altura de menos de 5 metros el radio de protección disminuye muy rápidamente, por lo que se debe prestar especial atención a la protección de los objetos sobre la cubierta y a las esquinas del edificio.

Ejemplo del radio de protección

En el siguiente ejemplo explicado por la compañía, el cálculo de riesgo ha determinado que el edificio precisa Nivel de Protección 3 (D = 45m) y la distancia al punto más alejado es de 57 metros. Según la interpretación errónea, se precisaría un pararrayos de ΔL = R-D = 57-45 = 13 m. Por lo tanto, sería suficiente con un pararrayos de Δt = 15µs, afirma la marca.

Pero no es esto lo que prescribe el CTE, aseguran desde APLICACIONES TECNOLÓGICAS S.A. La forma correcta de realizar el cálculo por métodos gráficos es esta: “esfera cuyo centro se sitúa en la vertical de la punta a una distancia D y cuyo radio es: R = D + ΔL”.

En la siguiente figura se ve claramente que con el pararrayos de 15µs el edificio no está protegido, se precisa un pararrayos de mayor tiempo de avance, por ejemplo, de 30µs:

La cobertura del pararrayos es, tal como se dice en el CTE, el tramo de circunferencia hasta el suelo para h>5m, y un cono por encima de este plano.

En este contexto, desde APLICACIONES TECNOLÓGICAS S.A recomiendan instalar el pararrayos de modo que quede 6 metros por encima de la cubierta. Todo ello, con el objetivo de proteger los objetos sobre ella y las esquinas del tejado, que son los que tienen más peligro de recibir el impacto del rayo. Como se ve en el dibujo anterior y en la tabla siguiente, con una diferencia de menos de 5 metros el radio de protección disminuye mucho, y a partir de esa altura el aumento no es muy importante.

SMART DAT CONTROLER® REMOTE, pararrayos inteligentes con dispositivo de cebado

Los pararrayos de la gama DAT CONTROLER® de la compañía disponen de la última tecnología en dispositivos de cebado. Además, dentro de la gama Smart Earthing and Lightning Solutions, el pararrayos inteligente DAT CONTROLER® REMOTE cuenta con autodiagnóstico del cabezal y comunicación mediante IoT del resultado, para supervisar el correcto funcionamiento del equipo de forma remota.

En este aspecto, DAT CONTROLER® REMOTE forma parte de la gama Smart Lightning and Earthing Solutions, una línea que aplica tecnología inteligente de vanguardia y consigue la optimización completa de los SPCR mediante la integración de algoritmos y Big Data en los sistemas de control automatizados.