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#Tendencias de productos
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Terminales aéreas de la ESE: ¿qué requisitos deben cumplir?
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Terminales aéreas de la ESE: ¿qué requisitos deben cumplir?
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Los pararrayos, ya sean pasivos, como las barras Franklin, o activos, como los dispositivos de emisión temprana de rayos (ESE), forman parte de las medidas permanentes de protección contra el rayo, junto con los descargadores de sobretensiones1. Se instalan de forma permanente en estructuras y equipos para protegerlos contra los efectos destructivos de los rayos. Tanto los Franklin como los ESE deben cumplir la normativa específica para garantizar su correcta instalación y funcionamiento.
El rayo es una descarga electrostática atmosférica que se origina por la acumulación de carga eléctrica en las nubes. Cuando la carga supera un umbral de campo eléctrico, pueden producirse descargas eléctricas cuando el líder o trazador descendente abandona la nube y se acerca lo suficiente al suelo para que uno o varios puntos conectados a tierra produzcan descargas de corona que se convertirán en el líder o trazador ascendente. La conexión de ambos crea una trayectoria de descarga a lo largo de la cual la corriente del rayo fluirá desde la nube hasta tierra.
Los Terminales Aéreos de Emisión Temprana de Corrientes (ESE) representan una importante innovación tecnológica en la protección contra el rayo en comparación con los pararrayos pasivos o las varillas Franklin. Emiten el trazador ascendente de forma continua antes que cualquier otro objeto dentro de su radio de protección, cubriendo así una mayor área de cobertura.
El parámetro que define a los ESE es su tiempo de anticipación (ΔT), es decir, la diferencia entre el tiempo de emisión del trazador ascendente y el de una varilla Franklin, medido en un laboratorio de alta tensión en las condiciones descritas en las estrictas normas de protección contra el rayo para los ESE (UNE 21186:2011 y NF C 17-102). Cuanto más tiempo anticipe el ESE la formación del trazador ascendente, mayor será la distancia a la que captará el trazador descendente. De este modo, el tiempo de anticipación del ESE determina su radio de protección. Este tiempo proporciona un mayor volumen de protección, aplicable incluso en zonas abiertas y objetos en tejados y alrededor de edificios.
El Terminal Aéreo DAT CONTROLER® REMOTE smart Early Streamer Emission (ESE) es un innovador desarrollo tecnológico del departamento de I+D+i de Aplicaciones Tecnológicas S.A. Contiene un generador electro-pulsante que emite impulsos eléctricos de alto voltaje, para lo cual se alimenta únicamente del campo eléctrico atmosférico. Este generador está en modo de espera en condiciones de no tormenta. Cuando se inician las condiciones de tormenta, el generador se activa y permanece en estado de precontrol hasta que el trazador descendente se encuentra dentro de su alcance. En ese momento, emite el trazador ascendente que formará la trayectoria de la descarga del rayo. La corriente del rayo pasa por el cuerpo exterior del ESE para ser conducida a tierra, sin dañar el circuito interno.
A diferencia de otros ESE, DAT CONTROLER® REMOTE es un dispositivo totalmente autónomo, sin mantenimiento y con autodiagnóstico, con conectividad al Internet de las Cosas (IoT).
Requisitos que deben cumplir los pararrayos ESE
Cualquier Terminal Aéreo con un dispositivo ESE debe cumplir, como mínimo, la normativa vigente. La última edición de las normas UNE 21186, NF C 17-102 y NP 4426 exige que los ensayos se realicen de forma consecutiva y sobre la misma muestra. Es decir, no es válido utilizar un descargador diferente para cada ensayo, ya que es imprescindible asegurar la inalterabilidad de los elementos frente a los diferentes agentes ambientales y condiciones extremas de uso.
En concreto, se realizan cuatro pruebas:
Ensayo de atmósfera salina: el pararrayos se somete a condiciones ambientales corrosivas como las que pueden darse en zonas marítimas, industriales o en grandes núcleos urbanos.
Sobre la misma muestra, se lleva a cabo:
Prueba de atmósfera sulfurosa: se genera una atmósfera húmeda con dióxido de azufre, que simula la contaminación industrial (efecto lluvia ácida), especialmente relevante para entornos industriales.
Una vez superada la prueba, se continúa con la misma muestra:
Ensayo de corriente: las normas de protección contra el rayo asumen como onda de descarga directa del rayo una doble exponencial con tiempo de subida 10 µs (hasta el 90% del valor de pico), valor de pico 100 kA y tiempo de retardo 350 μs (hasta el 50% de su valor de pico). Por tanto, en la prueba de corriente se aplican al descargador 3 impulsos de 100 kA con onda de 10/350 μs. De este modo se garantiza el correcto funcionamiento del descargador tras repetidas corrientes de rayo.
Prueba de tiempo de avance: esta prueba se realiza después de las pruebas anteriores, para asegurar que el producto mantiene su característica principal (el tiempo de avance ), incluso después de soportar condiciones ambientales corrosivas y descargas de alta energía. Este factor ΔT determina el radio de protección del descargador ESE. Para ser considerado un ESE, el tiempo de avance debe ser superior a 10 µs. Además, la desviación de los resultados obtenidos para el ESE debe ser inferior a 0,8 multiplicado por la desviación de una varilla Franklin.
DAT CONTROLER® REMOTE, más allá de los requisitos reglamentarios
Sin embargo, realizar únicamente los ensayos exigidos por la normativa no es suficiente para garantizar el correcto funcionamiento de un terminal aéreo ESE en todo momento y en las condiciones más exigentes. Por ejemplo, aunque en las pruebas estándar sólo se exigen 3 impulsos de 100 kA, la misma norma define el Nivel de Protección I como capaz de soportar el 99% de los impactos de rayo, lo que según las estadísticas corresponde a una corriente de pico de 200 kA.
Además, las condiciones de lluvia intensa podrían provocar un cortocircuito en el pararrayos, convirtiendo el terminal aéreo ESE en una varilla Franklin de alto coste. Esto se debe a que un dispositivo de emisión temprana de corrientes (ESE) requiere dos electrodos aislados: uno a potencial atmosférico y otro a potencial de tierra. La alimentación del pararrayos es proporcionada por la elevada diferencia de potencial que se produce entre estos electrodos en condiciones de tormenta. Si se pierde el aislamiento, se producirá un cortocircuito del cebador, que perderá su principal característica (el tiempo de avance, ΔT). Por lo tanto, el área de protección se reducirá drásticamente a la proporcionada por una varilla Franklin convencional, dejando zonas desprotegidas. Para evitar estos efectos, es necesario garantizar el aislamiento de los Terminales de Aire ESE en caso de lluvia, nieve, hielo, granizo, etc., que podrían inutilizar el circuito interno.
Por este motivo, el pararrayos ESE DAT CONTROLER REMOTE de Aplicaciones Tecnológicas S.A. no sólo cumple con todos los exigentes ensayos de la normativa con los más altos controles de calidad, sino que además cuenta con una serie de características adicionales que lo convierten en un terminal aéreo ESE único y el más completo que existe actualmente en el mercado.
Certificado de producto con el sello N de AENOR, la máxima entidad auditora de España. Este sello garantiza que el pararrayos DAT CONTROLER® REMOTE cumple con la normativa especial RP 058 de AENOR para pararrayos con dispositivo ESE. Los ensayos se realizan en laboratorios oficiales independientes y, además, los técnicos de AENOR verifican periódicamente que se cumplen los parámetros de control exigidos en las muestras de producción.
Ensayo de esfuerzo de corriente de rayo ampliado. Mientras que la prueba de corriente dentro de la norma requiere que el ESE sea sometido a 3 impulsos de 100 kA con 10/350 μs de onda, DAT CONTROLER® REMOTE es sometido adicionalmente a 20 impulsos de 200 kA y 5 impulsos de 250 kA con 10/350 μs de onda. Utilizando 20 impulsos de 200 kA (la corriente de pico para el Nivel de Protección I), se demuestra que DAT CONTROLER® REMOTE es un pararrayos adecuado para el Nivel de Protección más restrictivo. Además, de los 20 impulsos, 10 son de polaridad positiva y 10 de polaridad negativa, asegurando el funcionamiento del DAT CONTROLER® REMOTE contra todos los posibles eventos de rayo.
Funcionamiento en condiciones de lluvia (aislamiento superior al 95%), según la norma UNE-EN 60060-1:2012. El diseño del pararrayos DAT CONTROLER evita que la lluvia y otras inclemencias meteorológicas pongan en contacto la carcasa metálica (a potencial eléctrico atmosférico) con el eje metálico (a potencial de tierra).
Autodiagnóstico y conectividad IoT: el pararrayos inteligente DAT CONTROLER® REMOTE dispone de autodiagnóstico del cabezal del sensor, cuyos resultados se envían mediante comunicación M2M al usuario. Esta innovación permite no solo controlar el elemento captador, sino también ahorrar tiempo y costes de mantenimiento de la instalación.
El autodiagnóstico diario elimina la necesidad de acceder y desmontar el pararrayos, permitiendo optimizar el mantenimiento preventivo y correctivo de la instalación. El sistema inteligente permite centralizar el estado en tiempo real de todos los dispositivos instalados a través de una página web personalizada, donde se pueden monitorizar todos los pararrayos instalados y gestionar alarmas, notificaciones e informes.
Además de las funciones avanzadas de DAT CONTROLER® REMOTE, la instalación puede completarse con el SMART LIGHTNING LOGGER, que monitoriza la actividad eléctrica en el bajante del pararrayos, registrando la amplitud, polaridad, carga y energía específica del pulso de corriente, así como la fecha y hora del impacto. Mediante la comunicación IoT, envía los datos obtenidos, proporcionando información y alertas en tiempo real de los impactos de rayos en múltiples ubicaciones.
El terminal aéreo inteligente DAT CONTROLER® REMOTE cuenta con la última tecnología de emisión temprana de rayos (ESE), más allá de las normas reglamentarias. Además, la conectividad IoT garantiza la máxima eficiencia de la instalación. Tanto DAT CONTROLER® REMOTE como SMART LIGHTNING LOGGER pertenecen a la gama Smart Earthing and Lightning Solutions de Aplicaciones Tecnológicas S.A. Esta gama revoluciona el mantenimiento de las instalaciones de sistemas de protección contra el rayo mediante un control global y una monitorización continua y desatendida.
Para más información, puede contactar con nosotros en este enlace.
Referencias
Tamborero, J. M. & Polo, S. NTP-1.084: Prevención de riesgos laborales originados por la caída de rayos. (2017).