Protección contra rayos

La mejor protección personal contra rayos es estar alerta a la presencia de un peligro y luego tomar precauciones de sentido común, como permanecer dentro de una casa o edificio o dentro de un automóvil, donde uno está rodeado de metal (pero no en contacto con él). Se recomienda a las personas que se mantengan alejadas de las puertas y ventanas exteriores y que no estén en contacto con ningún aparato eléctrico, como un teléfono o cualquier cosa conectada al sistema de plomería. Si se detecta al aire libre, se aconseja a las personas que eviten los árboles aislados u otros objetos que sean objetivos preferidos y que se mantengan bajas para minimizar la altura y el contacto con el suelo (es decir, agacharse pero no acostarse). Las piscinas no son seguras durante una tormenta eléctrica porque el agua es un buen conductor de electricidad y, por lo tanto, estar en la piscina multiplica en gran medida el área de contacto con el “suelo” de uno.

La frecuencia con la que un rayo golpeará directamente un edificio en una región en particular se puede estimar a partir del tamaño del edificio y el número promedio de golpes que ocurren en la región. Si un edificio es golpeado cada vez que un líder escalonado se encuentra a menos de 10 metros (33 pies) del exterior del edificio, un edificio de 12 metros (39 pies) de ancho y 16 metros (52 pies) de largo (un área de 192 metros cuadrados, o aproximadamente 2,000 pies cuadrados) tendrá una zona de impacto efectiva de 32 metros por 36 metros (un área de 1,152 metros cuadrados, o 12,400 pies cuadrados). En una región donde un promedio de tres nube-tierra de relámpagos por kilómetro cuadrado anualmente, el edificio tendrá un promedio de 0.0035 ataque directo por año, o un golpe sobre cada 290 años (de 1.152 metros cuadrados × 3 veces por kilómetro cuadrado × 10-6 metros por kilómetro cuadrado). En una región donde hay un promedio anual de cinco huelgas por kilómetro cuadrado, el mismo edificio experimentará un promedio de 0,0058 huelgas directas al año, o una huelga aproximadamente cada 174 años. Estos cálculos indican que, para el segundo ejemplo, un promedio de uno de cada 174 edificios de tamaño similar será alcanzado directamente por un rayo en esa región cada año.

Las estructuras pueden protegerse de los rayos canalizando la corriente a lo largo del exterior del edificio y hacia el suelo o protegiendo el edificio contra daños causados por corrientes y voltajes transitorios causados por un golpe. Muchos edificios restringen la trayectoria de las corrientes y voltajes de rayos a través del uso de pararrayos, o terminales de aire, y conductores que enrutan la corriente hacia un sistema de puesta a tierra. Cuando un rayo líder se acerca al edificio, el pararrayos inicia una descarga que viaja hacia arriba y se conecta con él, controlando así el punto de unión del rayo al edificio. Un pararrayos solo funciona cuando un rayo en las inmediaciones ya es inmanente y, por lo tanto, no atrae significativamente más iluminación al edificio. Los conductores descendentes y el sistema de puesta a tierra funcionan para guiar la corriente hacia el suelo al tiempo que minimizan el daño a la estructura. Para minimizar los destellos laterales, la resistencia a la puesta a tierra debe mantenerse lo más baja posible, y la geometría debe disponerse de manera que se minimice la ruptura de la superficie. Los cables aéreos y los conos verticales a tierra también se pueden usar para proporcionar un área en forma de cono de protección contra rayos. Estos sistemas son más eficientes cuando su altura es de 30 metros (98 pies) o menos.

La protección del contenido de una estructura se puede mejorar mediante el uso de pararrayos para reducir las corrientes y tensiones transitorias que podrían ser causadas por la descarga y que podrían propagarse a la estructura como ondas viajantes en cualquier energía eléctrica o cables telefónicos expuestos al entorno exterior. La protección más eficaz para estructuras complejas la proporciona el blindaje topológico. Esta forma de protección reduce las cantidades de voltaje y potencia en cada nivel de un sistema de escudos anidados sucesivos. Los escudos metálicos parciales están aislados, y la superficie interior de cada uno está conectada a tierra a la superficie exterior de la siguiente. Las sobrecargas de energía a lo largo de los cables que entran en la estructura son desviadas por supresores, o protectores transitorios, a la superficie exterior de cada escudo a medida que viajan a través de la serie, y por lo tanto se atenúan gradualmente.

E. Philip Krider