PARARRAYOS 

Después del genial descubrimiento de Benjamín Franklin, la humanidad tuvo por fin, una manera de protegerse de tan terrible fenómeno y desde entonces hasta la fecha, se han salvado innumerable vidas humanas con la instalación de pararrayos.

Pero los pararrayos han cambiado desde entonces, aun cuando el principio básico sigue siendo el mismo, en la actualidad se ha desarrollado nuevos materiales e inclusive se ha llagado al punto de crear un pararrayos que en lugar de atraer el rayo hacía un punto determinado, neutraliza las condiciones para la formación de rayos dentro de su área de protección, a continuación estudiaremos los diferentes tipos de pararrayos, su mecanismo de acción y sus usos bajo determinadas circunstancias.

Debemos aclarar que ningún tipo de pararrayos brinda una protección de 100 % ya que las condiciones ambientales como contaminación, polvo, viento, agua, etc. pueden influir en el comportamiento del rayo en una fracción de segundo determinada.

Pararrayos Ionizantes:

Pararrayos que ionizan el aire y capta la descarga del rayo ( Atrae-rayos):
· Se destacan por ser electrodos acabados en una o varias puntas.
· Están instalados en la parte más alta de la instalación y conectados a tierra. Se dividen en:
§ Ionizantes pasivos
§ Semi-Activos
· Durante la descarga del rayo se generan corrientes de Alta Tensión por el conductor eléctrico de tierra superiores, siendo peligroso estas cerca del pararrayos en ese momento.

Pararrayos ionizantes pasivos (PSF) Puntas simple Franklin: ( Atrae-rayos simple ):
Analicemos algunos principios básicos.

1. Características básicas. Son electrodos de acero o de materiales similares acabados en una o varias puntas, denominados Punta simple Franklin, no tienen ningún dispositivo electrónico ni fuente radioactiva. Su medida varía en función del modelo de cada fabricante, algunos fabricantes colocan un sistema metálico cerca de la punta para generar un efecto de condensador.

2. Su principio de funcionamiento.

Se basa esencialmente en canalizar por la toma de tierra la diferencia de potencial entre la nube y el cabezal del pararrayos, la instalación conduce primero hacia arriba,por el cable desnudo de tierra, la tensión eléctrica generada por la tormenta, para compensar la diferencia de potencial en el punto más alto de la instalación. Durante el proceso de la tormenta se generan campos eléctricos de alta tensión que se concentran en las puntas mas predominantes, a partir de una magnitud del campo eléctrico alrededor de la punta o electrodo, aparece la ionización natural o efecto corona, son mini descargas disruptivas que ionizan el aire , este fenómeno es el principio de excitación para trazar un camino conductor que facilitara la descarga del fenómeno rayo( Lider ). El objetivo de estos atrae-rayos es proteger las instalaciones del impacto directo del rayo, excitando su carga y capturando su impacto para conducir su potencial de alta tensión a la toma de tierra eléctrica. (Las instalaciones de pararrayos están reguladas por normativas de baja tensión).

Se han dado casos que la punta del PSF, el efecto térmico a fundido varios centímetros de acero de la punta Franklin.

Pararrayos ionizantes Semi-activos ( PDC) pararrayos con dispositivo de cebado:

1. Características básicas. Están formados por electrodos de acero o de materiales similares acabados en una punta, incorporan un sistema electrónico que genera un avance en el cebado del trazador ( Lider ); No incorporan ninguna fuente radioactiva, tienen un dispositivo electrónico sensible compuesta de diodos, bobinas, resistencias y condensadores, inundados en una resina aislante, todo ello blindado; otros incorporan un sistema piezoeléctrico.

Los dos sistemas se caracterizan por anticiparse en el tiempo en la captura del rayo una vez que se produce la carga del dispositivo de excitación. Las medidas de los cabezales varían en función del modelo de cada fabricante.

2. Principio de funcionamiento. Se basa esencialmente en canalizar por la toma de tierra la diferencia de potencial entre la nube y el cabezal del pararrayos. La instalación conduce primero hacia arriba por el cable desnudo de tierra, la tensión eléctrica generada por la tormenta, al punto más alto de la instalación para compensar la diferencia de potencial. El sistema electrónico aprovecha la influencia eléctrica del aumento de potencial entre la nube y la tierra, para auto alimentar el circuito electrónico y excitar la avalancha de electrones, la excitación del rayo se efectúa ionizando el aire por impulsos repetitivos, según aumente gradualmente la diferencia de potencial aportada por la saturación de cargas eléctrico-atmosféricas aparece la ionización natural o efecto corona, son mini descargas periódicas que ionizan el aire, este fenómeno es el principio de excitación para trazar un camino conductor intermitente que facilitara la descarga del fenómeno rayo( Lider ).

Durante el proceso de la tormenta se generan campos de alta tensión que se concentran en las puntas mas predominantes, a partir de una magnitud del campo eléctrico alrededor de la punta o electrodo, aparece la ionización por impulsos, son pequeños flujos eléctricos, se puede apreciar en forma de diminutas chispas de luz, ruido audible a frito, radiofrecuencia, vibraciones del conductor, ozono y otros compuestos. Este fenómeno arranca una serie de avalancha electrónica por el efecto campo, un electrón ioniza un átomo produciendo un segundo electrón, éste a su vez junto con el electrón original puede ionizar otros átomos produciendo así una avalancha que aumenta exponencialmente. Las colisiones no resultantes en un nuevo electrón provocan una excitación que deriva en el fenómeno luminoso. A partir de ese momento el aire cambia de características gaseosas al límite de su ruptura dieléctrica, el rayo es el resultado de la saturación de cargas entre nube y tierra, se encarga de transferir en un instante, parte de la energía acumulada en el condensador atmosférico( nube-tierra ); el proceso puede repetirse varias veces.

El dispositivo electrónico del PDC está conectado en serie entre el soporte del cabezal y el cabezal aéreo

3. El objetivo de estos atrae-rayos es proteger las instalaciones del impacto directo del rayo, excitando su carga y capturando su
impacto para conducir su potencial de alta tensión a la toma de tierra eléctrica.

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