MÉTODOS DE PROTECCIÓN CONTRA EL RAYO PUNTAS FRANKLIN Y MALLAS

Existen 3 métodos para diseñar un sistema de protección contra el rayo (SPCR).

1.- Método del ángulo de protección: es el volumen de protección generado por un cono de revolución, cuyo ángulo es función de la altura y del nivel de protección (véase Fig.1).

Para el cálculo del ángulo α deberemos conocer el nivel de protección de nuestro edificio y las diferentes alturas para las cuales queremos calcular los ángulos de protección. Se recomienda la determinación de dichos ángulos de protección (α1, α2, etc.) mediante la tabla 1.

En un edificio deberemos verificar si queda protegido por dichos ángulos, tanto a nivel de cubierta como a nivel de suelo (véase Fig. 2).

2.- Método de la esfera rodante: es el método por el cual el volumen de protección queda definido al hacer rodar una esfera de radio R sobre el edificio. Las zonas que pueden ser tocadas por dicha esfera son susceptibles de ser alcanzadas por los rayos (ver Fig. 3 y 4).

El centro de la esfera sería la punta del rayo y todos los puntos de su superficie tendrán la misma probabilidad de que se produzca la descarga en el momento en que la esfera sea tangente a la estructura (ver Fig. 4). Los radios R de la esfera rodante vienen determinados por normativa según el nivel de protección (véase tabla 2).

3.- Método de la malla: este último método es el que corresponde a las Jaulas de Faraday, en el que el volumen protegido viene definido por una malla rectangular, cuyas dimensiones son marcadas por normativa en función del nivel de protección del edificio (ver tabla 3) Este método de protección mediante Jaula de Faraday, será abordado en otro documento técnico.

PARARRAYOS CON DISPOSITIVO DE CEBADO (PDC)

La formación del rayo es consecuencia del aumento del campo eléctrico, que puede superar en el suelo valores de kV/m, iniciando así la creación de descargas corona. El rayo comienza por la formación de un trazador descendente que transporta cargas eléctricas y provoca el incremento del campo eléctrico en el suelo. Es entonces cuando un trazador ascendente se forma a partir de una estructura u objeto sobre el suelo o sobre el edificio y se propaga hasta que se encuentra con el trazador descendente (véase Fig. 5).

Por tanto lo que se persigue con el pararrayos con dispositivo de cebado PDC, es que este sea el punto de sacrificio y que el trazador ascendente se desarrolle desde su punta, protegiendo así a la estructura o edificio sobre el cual ha sido instalado. Una de las principales diferencias son los mayores radios de protección que se consiguen cuando los comparamos con las puntas Franklin.

Gracias al avance de cebado del PDC, podemos proteger un mayor volumen en comparación con una punta Franklin. A continuación presentamos un ejemplo de protección de un mismo edificio con PDC y con Franklin, podemos observar que para obtener la misma protección que con 1PDC necesitamos utilizar 6 Franklins con sus 6 cables de bajada y sus 6 puestas a tierra (véase Fig.6 y 7).

Normativas de referencia para los pararrayos Franklin y para los PDC

UNE EN 62305: Serie de 4 normas destinadas a los SPCR. Trata la protección mediante varillas (Franklin), cables de catenaria o conductores mallados. UNE 21186: 2011: Protección de estructuras edificaciones y zonas abiertas mediante pararrayos PDC

IMÁGENES DE PARARRAYOS PDC Y FRANKLIN:

A continuación presentamos algunas imágenes ejemplo de pararrayos PDC y de pararrayos Franklin simple y Franklin múltiple para apreciar sus diferencias (ver Fig. 8 y 9).