Herramienta de desarrollo propio para sistemas de puesta a tierra 4.0, proyectos de protección contra el rayo y sobretensiones

Herramienta de desarrollo propio para sistemas de puesta a tierra 4.0, proyectos de protección contra el rayo y sobretensiones

Aplicaciones Tecnológicas S.A. ha desarrollado un software de funcionalidades avanzadas para el proyecto y análisis de sistemas de puesta a tierra 4.0 y sistemas de protección contra el rayo. Este software es el que utilizamos dentro de nuestros servicios expertos de proyectos de sistemas de puesta a tierra 4.0 y proyectos de protección contra el rayo y sobretensiones. Uno de sus aspectos más novedosos es el análisis de la interacción combinada de la toma de tierra y la protección contra sobretensiones de una edificación.

Nuestro centro de I+D, AT Research Center canaliza la potente inversión en I+D de Aplicaciones Tecnológicas S.A. Además del laboratorio mejor equipado de Europa, disponemos de un departamento dedicado a la modelización y análisis. Este departamento se dedica a la obtención de modelos numéricos y físicos, caracterización multidimensional, análisis e interpretación de datos y desarrollo de aplicaciones software multiplataforma.

En nuestro centro de estudios investigamos los fenómenos físicos que describen las interacciones y procesos observados en l los laboratorios especializados y en los campos de prueba en condiciones naturales. Estos estudios nos permiten establecer modelos numéricos para simular el comportamiento de sistemas.

Los modelos numéricos fundamentan el desarrollo de aplicaciones software multiplataforma propias que ofrecemos por medio de los distintos servicios de Smart Earthing y Smart Lightning. De esta forma, transformamos lo que podría ser únicamente un producto en un servicio de valor añadido a los usuarios, ya que ponemos a su disposición la experiencia y conocimientos de nuestro equipo humano multidisciplinar de expertos.

Entre las herramientas avanzadas que el departamento de modelización y análisis ha diseñado se encuentra un software para proyecto y análisis de sistemas de puesta a tierra y sistemas de protección contra el rayo. Este software está en continuo desarrollo, incorporando cada vez más funcionalidades avanzadas para proyectar de manera visual y evaluar la efectividad de las instalaciones.

Proyectos de puestas a tierra 4.0 y proyectos de protección contra el rayo con software avanzado

El servicio de proyectos de puesta a tierra 4.0 utiliza el software para realizar y analizar diseños basados en normativas internacionales y proyectados con la solución óptima. A partir de las dimensiones del terreno, los datos geoeléctricos, la resistencia objetivo, etc., proporciona el cálculo de la resistencia de la toma de tierra y la verificación del cumplimiento de tensiones de paso y contacto máximas admisibles.

En Aplicaciones Tecnológicas S.A. apostamos por la digitalización, la conectividad, la ciencia de datos y la inteligencia artificial. Por eso, nos hemos especializado en proyectos de diseño para la monitorización de sistemas de puesta a tierra mediante Smart Earthing Monitoring System. Relacionado con este enfoque 4.0, el software determina el número de sensores en los puntos de control seleccionados que son necesarios para asegurar la monitorización centralizada de la instalación de puesta a tierra.

Pero, además, el software posibilita estudios más complejos, relacionados con los sistemas de protección contra el rayo (SPCR), dentro del servicio de Aplicaciones Tecnológicas de proyectos de protección contra el rayo y sobretensiones:

Cálculo de la corriente de cortocircuito a tierra. Cálculo aproximado de la corriente de cortocircuito, partiendo de algunos datos del sistema de potencia y del transformador de la instalación donde se quiere proyectar el sistema de puesta a tierra.

Análisis transitorio por impacto de rayo. Evaluación del comportamiento del sistema de puesta a tierra, cuando en él se produce una penetración de corriente de rayo de cualquier magnitud, tiempo de frente y tiempo de cola. El software permite observar en el tiempo la variación de potencial en cada nodo del sistema y la corriente disipada por cada electrodo. Con ello, determina la impedancia de impulso del sistema y su eficiencia ante este tipo de corriente. La eficiencia del sistema es una medida de la eficacia del sistema de puesta a tierra para disipar la corriente del rayo.

Análisis transitorio por cortocircuito. Evaluación de la distribución de corriente eléctrica cuando en la instalación se produce un cortocircuito a tierra (monofásico, bifásico o trifásico), permitiendo determinar en el tiempo las tensiones que se generan en cada nodo del sistema de puesta a tierra y las corrientes drenadas por cada electrodo del mismo. Este análisis posibilita conocer los valores de tensión y corriente en los primeros instantes del cortocircuito donde estos parámetros alcanzan magnitudes extremadamente elevadas.

Análisis en frecuencia. Determinación de la variación de la impedancia de impulso y la eficiencia del sistema para un intervalo de frecuencia especificado. La frecuencia es uno de los parámetros que más afecta el comportamiento transitorio de los sistemas de puesta a tierra.

Análisis de interacción entre redes de tierra. Determinación de las tensiones de paso y contacto a lo largo y ancho de las mallas implicadas. Cuando existen mallas independientes (no conectadas eléctricamente) pero próximas entre sí, la inyección de corriente en una de ellas puede provocar sobretensiones en las mallas vecinas, que pueden ser superiores a las tensiones de paso y contacto tolerables por el ser humano.

Optimización técnica y económica de la malla de tierra. Determinación de una nueva malla a partir de otra de reticulado uniforme, donde se optimiza la longitud del conductor, profundidad de enterramiento y movimiento de tierra; garantizando el cumplimiento de los parámetros de resistencia y tensiones de paso y contacto establecidos por las normativas.

Diseño y evaluación de la protección contra sobretensiones con el software propio

Sin embargo, uno de los aspectos más novedosos del software se refiere al análisis de la interacción combinada de la toma de tierra y la protección contra sobretensiones de una edificación. La efectividad de la protección contra sobretensiones de una edificación depende en gran medida no solo de la selección adecuada de los supresores de sobretensión, sino también de su adecuada conexión al sistema de puesta a tierra. La evaluación de la interacción de estos dos sistemas, permite determinar si los niveles de sobretensión en el equipamiento a proteger son inferiores a los que por diseño son capaces de soportar.

Partiendo de los proyectos de puesta a tierra y protección externa e interna de la edificación, el software crea un modelo de todo el SPCR (pararrayos, bajantes y DPS) y la toma de tierra. Esto permite determinar si el sistema de protección contra el rayo funciona de manera adecuada, tanto para impacto directo del rayo en la edificación como por impacto directo en las líneas de la red de potencia o a tierra en las cercanías de esta. El software proporciona gráficas de la corriente que circula por los bajantes, los potenciales que se generan en todo el sistema de puesta a tierra, así como los potenciales entre fases, entre fase y neutro y entre fases y cable de protección, en los terminales del equipamiento a proteger. Tras el análisis, se determina si la protección es adecuada y, en caso de no serlo, es posible proponer los cambios necesarios para que si lo sea.

En Aplicaciones Tecnológicas S.A. desarrollamos herramientas avanzadas que ponemos a disposición de los clientes a través de nuestros servicios de Smart Earthing y Smart Lightning para optimizar en términos técnicos y económicos los sistemas de puesta a tierra y los SPCR. Si necesita más información acerca de la modelización y análisis que se lleva a cabo en el AT Research Center del que se derivan softwares para proyectar y rediseñar, puede contactar con nuestro equipo multidisciplinar de expertos en el siguiente enlace.