Tormenta eléctrica: por qué se necesita una ceja de trueno en el tejado y cómo proteger el edificio contra los rayos

Aunque las tormentas pueden ser fenómenos naturales impresionantes, existe un grave riesgo para los edificios por la caída de rayos. La instalación de un pararrayos, también llamado ceja de trueno, es esencial para proteger los tejados de los daños causados por los rayos. Al redirigir de forma segura la tremenda energía eléctrica de los rayos hacia el suelo, este pequeño pero esencial dispositivo ayuda a evitar posibles incendios, daños estructurales y peligros eléctricos dentro del edificio.

El propio pararrayos, los cables conductores que transportan la carga eléctrica por el edificio y las picas de tierra enterradas en el suelo son los principales componentes de la mayoría de los sistemas de protección contra rayos. Cuando cae un rayo, el pararrayos, que suele colocarse en la parte superior del edificio, funciona como un imán y dirige la corriente eléctrica lejos de los conductores y hacia el suelo. De este modo, se elimina eficazmente el peligro que suponen los rayos, protegiendo el edificio y a sus ocupantes.

La instalación de un sistema de protección contra el rayo requiere una planificación cuidadosa y el cumplimiento de las normas de seguridad. Los expertos en este campo evalúan los distintos riesgos que presentan los rayos teniendo en cuenta la orientación del edificio, su elevación y las circunstancias que lo rodean. Después, crean un sistema específicamente diseñado para reducir estos riesgos, garantizando una protección completa y una seguridad óptima.

Para que un sistema de protección contra el rayo siga siendo eficaz, es necesario un mantenimiento periódico. Se recomienda realizar pruebas e inspecciones para garantizar que todas las piezas funcionan correctamente y son capaces de soportar las altas corrientes eléctricas provocadas por los rayos. Una instalación y un mantenimiento adecuados pueden reducir drásticamente la probabilidad de que se produzcan daños costosos y garantizar a los propietarios la seguridad de los edificios a largo plazo.

"Es imperativo asegurarse de que su tejado tiene instalado un pararrayos para proteger su casa o estructura en zonas vulnerables a las tormentas eléctricas. Para detener posibles incendios o daños, un pararrayos desvía la fuerte descarga eléctrica del rayo lejos del edificio. Para instalar la protección contra rayos, hay que colocar pararrayos estratégicamente en los puntos más altos del tejado y conectarlos a un sistema de puesta a tierra que disperse la electricidad de forma segura en la tierra. Puede proteger su propiedad y estar tranquilo durante las tormentas tomando estas precauciones."

¿Es necesario un pararrayos en el tejado de una casa particular??

Desde el punto de vista de la seguridad, un pararrayos siempre es necesario; la puesta a tierra y la protección contra rayos disminuirán aún más la probabilidad de que se produzca una crepitación, incluso en los casos en que sea improbable. En otras palabras, no será peor. Sin embargo, la instalación de un pararrayos cuesta 30.000 rublos, y no todo el mundo está dispuesto a gastar tanto dinero para disminuir en un pequeño porcentaje la posibilidad de que caiga un rayo. Por ello, suelen hablar por separado de las circunstancias en las que es obligatorio el pararrayos y las circunstancias en las que simplemente se aconseja instalar un pararrayos.

La protección contra rayos en los tejados es imprescindible:

• Cuando la casa está en el pueblo de la casa de campo, el pueblo, el sector privado de la ciudad o está separada y no hay edificios de gran altura cerca;
• al cubrir el tejado con cualquier tipo de revestimiento metálico, incluidos el cartón ondulado y las tejas metálicas;
• когда дом построен на возвышенности или под ним есть грунтовые воды неглубокого залегания;
• Si el edificio tiene muchos aparatos electrónicos en funcionamiento o se instalan equipos potentes.

Dado que existe un riesgo importante, la instalación de protección contra el rayo es obligatoria cuando se cumple alguna de estas condiciones. Además, la probabilidad de que un rayo entre en una casa aumenta cuanto más al sur esté situada, donde las tormentas eléctricas son más frecuentes que en el norte. El siguiente mapa ilustra cómo aumenta el número de días con tormentas eléctricas a medida que se avanza hacia el sur, con múltiples focos situados cerca de cadenas montañosas.

Naturalmente, nadie puede obligarle a instalar un pararrayos en su casa; las exigencias oficiales para este tipo de trabajos se limitan a edificios públicos, de varios apartamentos, comerciales e industriales. El propietario de una casa privada es libre de elegir si desea o no proporcionar protección contra rayos. Sin embargo, en una residencia privada, no hay que construir una casa a prueba de rayos; no es lo mismo que no hacer ignífuga una casa de armazón añadiendo una viga de madera e instalando cableado cerrado.

Cuando se trata de su domicilio, la cuestión es bien distinta:

1. Situada en las inmediaciones de la altura predominante: torre de telefonía móvil, torre de agua, edificios altos. Pero tenga en cuenta que la proximidad directa no es un kilómetro ni siquiera 500 metros. Cuando el punto más alejado de la casa se encuentra a no más de 1.2 ×h de un objeto de gran altura donde h – su alto. Es decir, a la altura de la estación base de 100 m, cada esquina de su casa debe caer en el cono con la parte superior en el punto más alto de la torre y con una base de un radio de 120 m.
2. Construida en un bosque con árboles altos. El radio de protección de un árbol, si no es secuoya, no es suficiente para bloquear toda la casa, pero hay muchos árboles en el bosque. A veces, para la mejor protección a la parte superior del árbol más alto cerca de la casa, se adjunta un thunderbroke.
3. Situado en la zona donde las tormentas eléctricas son poco frecuentes. Si en números, entonces estas son áreas con un promedio de un año de duración tormentas eléctricas de hasta 20 horas. En el mapa de arriba, se trata de una zona roja y rosa.

Dado que hay muy pocas posibilidades de rayos en cualquiera de estos escenarios, muchos propietarios de viviendas optan por confiar en el caso en lugar de aplicar la protección contra rayos. Por un lado, hay muy pocas posibilidades. Sin embargo, las pérdidas en caso de que "algo falle" serán considerables porque, incluso en ausencia de incendio, todos los aparatos electrónicos de la casa, incluidas las calderas de calefacción, arderán sin duda alguna. Cada propietario determina hasta qué punto se justifica este ahorro para sí mismo.

Aunque ocurra con poca frecuencia, un rayo puede caer sobre una estructura protegida por una altura dominante.

Cómo funciona la protección contra rayos y por qué es eficaz

La protección eficaz de la casa contra el rayo se consigue con una descarga en el tejado. Sin embargo, ¿cómo se produce? ¿Por qué se conecta a tierra una minúscula clavija metálica que puede soportar descargas de hasta millones de kilovatios?? Comprender de dónde proceden los rayos y por qué caen con cientos de veces más frecuencia en algunos lugares es esencial para entender cómo funciona una tormenta eléctrica.

El nacimiento del rayo y la "elección" del objetivo

Las nubes de tormenta producen un campo eléctrico cuando llueve. Las cargas positivas ascienden dentro de la nube, mientras que las negativas se acumulan a lo largo de su borde inferior. Un campo suficientemente fuerte provoca una ionización del aire similar a una avalancha, por lo que se acumula una carga positiva en la superficie terrestre. La tensión resultante entre la tierra y las nubes comienza así a aumentar y acaba alcanzando valores críticos. Este es el instante preciso en el que se produce la categoría-relámpago. En ocasiones, los rayos pueden caer en las capas superiores de las nubes, donde son atraídos por objetos cargados negativamente. Sin embargo, eso casi nunca ocurre.

La categoría se encuentra siempre en las zonas de mayor tensión. En otras palabras, los objetos altos -como masas de agua, estructuras metálicas y tendidos eléctricos-, así como cualquier otro lugar donde puedan acumularse fácilmente cargas positivas, se encuentran en la zona de riesgo porque hay menos espacio entre ellos y las nubes.

Sin embargo, es imposible predecir con exactitud el lugar y el momento en que caerán los rayos. Todo lo que se sabe es que el rayo viaja a través del canal iónico que existe entre las nubes y el objeto-objeto, y que ese canal no desaparece instantáneamente tras un impacto. Así, un rayo puede caer en el mismo lugar más de una vez si se ha acumulado una carga importante en las nubes de tormenta. Además, físicos de la Universidad de Arizona descubrieron que hay un 67% de probabilidades de que el segundo rayo caiga a unas decenas de metros del lugar del impacto inicial.

Aunque es imposible determinar el lugar exacto en el que caerá un rayo, puede utilizar un pararrayos para proteger todos los edificios de la zona de peligro.

Dispositivo de protección contra rayos para edificios: conocemos los detalles

El sistema de protección contra el rayo de una casa particular es sencillo y suele constar de tres componentes:

• Un pararrayos en el tejado o, como se denomina correctamente, es un receptor de rayos;
• conductor de corriente o de tierra;
• Toma de tierra de la vivienda.

En los últimos 15 a 20 años se ha añadido el cuarto componente a la protección contra rayos para viviendas: la protección contra saltos de tensión e interferencias pulsantes. Se trata de una adición opcional pero deseable al sistema que evita que los componentes electrónicos sensibles resulten dañados por un rayo que no sólo impacte en un receptor de rayos situado en el tejado de la casa, sino también en un lugar que se encuentre a sólo 1-2 kilómetros del edificio.

El sistema de protección contra rayos de la casa debe permitir que la cremallera atraviese la estructura y se deslice con seguridad hacia el suelo a lo largo del conductor. Su principal responsabilidad es esta. Sin embargo, hay otra: al bajar la tensión cerca del receptor del rayo, la protección contra rayos de las estructuras disminuye teóricamente la posibilidad de que una descarga entre en el edificio.

Receptor de rayos

La finalidad de un pararrayos, que es el primer componente de la protección contra el rayo, es "cumplir" los siguientes requisitos la cremallera y evitar que un rayo caiga sobre un tejado expuesto. El pararrayos se monta en el frontón, las pinzas, las torretas y, junto con una veleta, en las zonas más expuestas de la casa. Normalmente, en una casa de campo el pararrayos se coloca en el punto más alto del frontón, en el centro de la cumbrera. El receptor de rayos de una casa de campo grande se monta más alto, en un mástil especializado de unos metros de altura, o se hace como un cable tendido entre varillas metálicas a lo largo del tejado.

El principio de funcionamiento del receptor de rayos es sencillo. Se trata de un conductor afilado, por lo que la intensidad de campo cerca de él es muy alta. Un fuerte campo eléctrico provoca la aparición de una carga en corona cerca de la empuñadura del trueno, lo que provoca una fuerte ionización del aire circundante. Como resultado, la tensión entre el suelo y el borde inferior de las nubes en el punto donde está instalada la recreación del rayo disminuye y, por lo tanto, se reduce la probabilidad de que caiga un rayo. Sin embargo, a la gran altura de la casa, el efecto de descarga es muy insignificante, pero la carga de la corona todavía le permite interceptar el cierre en la aproximación y obligarlo a ir a través de un thunderbate al suelo, y no a lo largo del sistema de vigas del techo.

Dependiendo del tipo de receptor de rayos que se emplee en el sistema, existen diferentes categorías de protección contra el rayo:

1. Pasador metálico. El tipo más común y antiguo de pararrayos. Por regla general, se trata de una varilla metálica de acero con una longitud de 0.de 5 a 4 m y con un diámetro de 10-12 mm. Cobre para la fabricación de un pasadores es más adecuado, pero en este caso toda la protección contra rayos tendrá que ser hecha de varillas de cobre y placas, que es caro.
2. Rayo trose. Se trata de un cable de acero de 10 mm de diámetro, que se tira a lo largo del patín del tejado y sus quiebros superiores. Este tipo de pararrayos se realiza en los tejados de forma compleja y gran superficie, ya que la altura del receptor de rayos de patilla es insuficiente para proporcionar una protección fiable de todo el edificio.
3. Rayos de malla. Este tipo de protección contra el rayo se utiliza en grandes edificios comerciales y públicos. En este caso, se instalan varios pararrayos a la vez en partes vulnerables del tejado y se conectan entre sí mediante cables. Resulta una rejilla conductora que protege todo el tejado del edificio.

La calidad de la conexión del receptor de rayos con la descarga de corriente es crucial, independientemente del tipo. Recordemos que este nodo estará sometido a millones de voltios, por lo que cualquier fallo podría provocar la fusión de la conexión y tener todas las consecuencias asociadas.

Tokoowood

Tokoowater es un conductor común de acero o cobre de 6-10 mm de diámetro. Entregar la carga al contorno de puesta a tierra de forma segura es su trabajo. Utilizan soldadura o una conexión de perno única para fijar un congelador de corriente a un receptor de rayos, pero debe soldarse al contorno de puesta a tierra.

Para aumentar la seguridad, la descarga de corriente se baja desde el tejado a lo largo de la pared sorda, si no es posible hacerlo desde el lado de la entrada de la casa. La corriente se conduce lo más lejos posible de las ventanas si el edificio carece de paredes sordas. Al instalarlo, se ajusta de modo que el cable quede alejado de la superficie del tejado y de las paredes. En este caso, el desgaste actual debe tener tan pocas curvas como sea posible. Girar el cable desde el techo y girar en el suelo para conectar con un contorno de puesta a tierra son los dos que idealmente deberían ser los únicos.

Toma de tierra

Para dispersar la energía del rayo en el suelo, se requiere un circuito de puesta a tierra. Normalmente, el cuarto conductor horizontal conecta las tres guías que se construyen en línea a un único circuito. Por ejemplo, todo este diseño se oculta en la valla, lejos de la casa.

De vez en cuando, токоотвод подклячаят к уже готовому заземляющему контуру здания. Se trata de un error. Una vivienda particular puede suponer un factor de riesgo adicional si se utiliza como toda la propiedad en lugar de una protección fiable. Lo cierto es que la energía del rayo es tan grande que tarda en evaporarse en la tierra. Los aparatos eléctricos conectados a tierra en el mismo circuito también pueden experimentar problemas importantes durante estos breves momentos. Por ello, no sólo hay que separar lo más posible el circuito de protección contra rayos y la toma de tierra de la casa, sino que también hay que disponerlos desde distintos lados de la casa.

Además de lineal, el circuito de tierra también puede ser triangular. La eficacia de estos diseños varía de forma inapreciable. La cuestión es más bien de comodidad de instalación; en situaciones en las que no se puede excavar una zanja larga, se crea un circuito triangular. A continuación se muestra el esquema de conexión de las guías para la casa de cada caso.

Protección de la red eléctrica de la casa

La mayoría de las viviendas particulares ya disponen de protecciones contra modos de funcionamiento anómalos, cortocircuitos y sobreesfuerzos. Como resultado, la instalación de un solo tipo de equipo -dispositivos de protección contra interferencias pulsadas (ultrasonidos) o descargas- suele bastar para proporcionar protección contra rayos.

A diferencia de un relé de sobretensión normal, Uzip no funcionará a partir de una diferencia de 10, 50 ó 100 V. Su tarea es salvar una red eléctrica de un aumento catastrófico de la tensión cuando golpeó con un rayo, ya sea a la casa en sí, o al lado de ella, o al lado de la línea de aire de la que se escribe su casa de campo. En tal situación, la tensión en la red puede crecer hasta varios miles de voltios en una fracción de segundo, lo que desactivará todos los equipos si no se oculta por el último. Un simple relé de sobretensión ayudará un poco con tal salto en la tensión – más bien se fundirá y arderá junto con el resto del equipo en sí.

Los descargadores se montan en tres niveles para garantizar una protección fiable:

1. Módulo de primera clase colocado en una pantalla de introducción en la casa, y extingue la categoría principal.
2. Módulo de segunda clase instalado en el escudo de distribución en la casa, y él toma un impulso residual.
3. Módulo de tercera clase puesto para un consumidor específico. Suele tratarse de una electrónica sensible o un equipo crítico para la vida, por ejemplo, aparatos de ventilación artificial en centros médicos.

Sólo se puede utilizar el Uzip de la segunda clase con el fin de reducir el coste del sistema. Sin embargo, puede quemar en ausencia de un filtro en forma de descarga de primera clase.

Cómo hacer un pararrayos en casa

Usted puede crear fácilmente un thunderbate con sus manos si usted sabe cómo operar una máquina de soldar. También es sencillo conectar a tierra y conducir un exterior. La instalación de ulzip en los escudos de la casa es la única situación en la que es preferible buscar ayuda profesional.

Con un trozo de armadura de al menos 10 mm de diámetro y entre dos y seis metros de longitud se puede crear el pararrayos más básico. Usando una amoladora para afilar la punta de la clavija, hay que fijarla a la tubería o al frontón mediante abrazaderas o pernos de anclaje. La segunda iteración del pararrayos es un tubo de acero de 3/4˝ con elaboración de la cerveza alrededor de los bordes. La calidad de la soldadura es el factor más importante. Puede ahorrarse entre 60 y 100 dólares en un dispositivo de protección contra rayos fabricando su propio pararrayos; por esa cantidad, puede comprar un pararrayos de fabricación industrial.

Se utiliza una varilla de acero de 10 mm de diámetro para fabricar tokoohole. Es obvio que una pista de este tipo tendrá que ensamblarse a partir de componentes separados soldándolos entre sí o utilizando fijaciones únicas. Aunque es inevitable, sigue siendo importante planificar el recorrido de la envoltura de corriente para minimizar el número de uniones de varilla. Para evitar doblar una varilla con métodos improvisados, es preferible encargar una ya doblada.

Aunque se utilizan soportes metálicos durante la instalación del cable de corriente, son preferibles a los materiales compuestos no conductores. La corriente se instala a una distancia mínima de 30 centímetros de cualquier componente metálico, como canalones, rejillas de ventanas y piezas de fundición, para evitar averías.

Un dispositivo de puesta a tierra es el paso final. Aquí se siguen las mismas directrices que se aplican a la toma de tierra en una residencia privada:

• Lejos de los caminos y del porche se excava una zanja de 2 m de profundidad;
• Tres esquinas de acero de 40 × 40 mm a una distancia de 1.5-2 m de distancia entre sí se clavan verticalmente en el fondo de la zanja;
• Se suelda una tira de acero de 5 mm de grosor o más en la parte superior de las esquinas;
• El exterior de corriente se suelda a la banda de acero;
• El circuito de puesta a tierra para la protección contra el rayo está enterrado, mientras que debe estar al menos a un metro de la superficie.

El contorno suele cerrarse en forma de triángulo equilátero porque la toma de tierra no siempre es posible en una casa de tipo lineal. El exterior de la corriente se suelda al contorno de cualquier forma, siempre que la conexión esté al menos 25 centímetros por encima de la superficie.

Es fundamental tener en cuenta las cuatro directrices siguientes a la hora de instalar la protección contra el rayo en los edificios:

1. No se puede pintar ni un receptor de rayos, ni una envoltura de corriente, ni varillas de puesta a tierra, de lo contrario la protección contra rayos simplemente no funcionará.
2. Compruebe todas las conexiones a fondo y más de una vez – a través de ellos una carga pasará en millones de voltios.
3. Trate de no utilizar materiales heterogéneos: en el lugar de conexión de acero con cobre, con el tiempo comenzará la corrosión electroquímica, lo que aumentará en gran medida la resistencia en esta área.
4. Controlar la humedad del circuito de toma de tierra. En días áridos, las arenas y margas arenosas deben ser periódicamente regadas con agua, ya que en arenas secas la toma de tierra pierde eficacia.

Recuerde también las directrices para el trabajo en altura, que incluyen llevar un seguro en todo momento, evitar los paseos por el tejado que no estén relacionados y evitar trabajar en días calurosos.

La instalación de pararrayos para proteger los edificios es esencial para la seguridad pública en zonas propensas a tormentas. Estas herramientas ayudan a distribuir la tremenda energía eléctrica producida por los rayos, evitando posibles incendios, deterioro estructural y lesiones a los ocupantes.

Los pararrayos se colocan estratégicamente en los puntos más altos del tejado para instalar un sistema de protección contra rayos. Estas varillas están unidas a cables conductores que dirigen con seguridad la carga eléctrica lejos del edificio y hacia el suelo. Los profesionales competentes que realizan la instalación garantizan una protección eficaz contra los rayos.

Los terminales aéreos, también conocidos como pararrayos, los conductores, las conexiones de enlace y los electrodos de puesta a tierra son partes esenciales de un sistema de protección contra el rayo. Al trabajar juntas, estas piezas crean una red que minimiza la posibilidad de daños o lesiones al guiar la carga eléctrica del rayo lejos de la estructura.

Para que los sistemas de protección contra el rayo sigan siendo eficaces, es necesario realizar inspecciones y tareas de mantenimiento periódicas. Los conductores, las conexiones y la toma de tierra deben inspeccionarse para asegurarse de que todo funciona correctamente y puede soportar la caída de un rayo.

Vídeo sobre el tema

Qué ocurrirá si la corriente del rayo cae sobre el neumático de puesta a tierra?

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