Opnión | La instalación de los pararrayos en los edificios urbanos y metropolitanos. Aplicación de las normas IRAM | Juan Carlos Arcioni

Por Juan Carlos Arcioni – Ing. Electricista (UBA) – IRAM – CEE – CGN

Quizás con motivo de los trágicos accidentes de muertes y lesiones graves ocasionados en la provincia de Buenos Aires por rayos caídos el martes 11 de enero de 2011, es que hemos recibido algunas preguntas periodísticas sobre la instalación de los pararrayos en los edificios urbanos y metropolitanos y la aplicación de las normas IRAM.

En esta nota de opinión seleccionamos tres preguntas recibidas, a las que les siguen nuestras respuestas. También añadimos comentarios que elaboramos aplicando las normas IRAM y la bibliografía argentina e internacional.

Hemos tratado de simplificar los temas para que puedan ser comprensibles por muchos lectores de esta revista que muestren interés en esta problemática.

¿Por qué es importante la instalación de pararrayos en los edificios?

Para interceptar los rayos nube-tierra desde las nubes tormentosas hacia el edificio, conduciendo las corrientes de los rayos desde los captores aéreos, pasando por las bajadas, hasta llegar al sistema de puesta a tierra del edificio. Este sistema dispersa esas corrientes en el suelo.

Comentario: En la figura 1 reproducimos la propagación del rayo publicada por el SMN (Servicio Meteorológico Nacional). Le incorporamos nuestras observaciones a su edición en el diario Clarín del miércoles 12 de enero de 2011 (página 33).

En la figura 2 ilustramos el proceso de descarga (caída) de un rayo negativo nube-tierra en sus tres instantes sucesivos t1, t2, t3 (figuras 2A, 2B, 2C). Se puede apreciar que el pararrayos del edificio (a la izquierda de la figura 2) intercepta al líder del rayo negativo trazador nube-tierra dirigido hacia el edificio. En efecto: el pararrayos lanza un rayo trazador ascendente de polaridad positiva cuyo líder se conecta al líder del rayo nube-tierra (negativo) (figura 2C) [6] [7]. Entonces, "cae" un rayo, en un lugar de la tierra, solamente cuando se interconectan dos descargas eléctricas: el trazador nube-tierra y el trazador tierra-nube.

¿Quiénes son los responsables de instalar un pararrayos en un edificio? ¿Lo puede hacer cualquier persona o se necesita un profesional capacitado? En este caso, qué tipo de profesional y qué características debe reunir.

Se necesita un profesional capacitado capaz de aplicar las normas IRAM para diseñar e instalar los sistemas de protección contra rayos (SPCR) tanto el externo (SEPCR) como el interno (SIPCR) que correspondan.

Comentario: Para mayor información, ver la introducción a la norma IRAM 2184-1:2006 que reproducimos en nuestros Anexos A y B.

¿Todos los edificios deben tener pararrayos, o solo los edificios más altos de la manzana?

La instalación de pararrayos en los edificios se realiza en los casos siguientes:

  • Por disposición de la autoridad competente (Estado Nacional Argentino, entidades provinciales, municipales, etc.)
  • Por exigencias de compañías aseguradoras de riesgos en convenios con particulares.
  • Por decisiones de particulares que evalúan los riesgos de muerte, incendios, etc. y de destrucción de la propiedad a causa de rayos.

En todos estos casos, las normas IRAM que, en principio, son de aplicación voluntaria, pasan a ser obligatorias para las partes que las adoptan, ya sea por disposición de la autoridad o bien por acuerdo previo entre partes interesadas.

Comentario: Ver la lista de normas IRAM sobre rayos y pararrayos en el Anexo C.

Conclusiones

Hemos llamado a esta nota una “nota de opinión” porque su autor da su juicio o parecer que se forma sobre un tema cuestionable, es decir, problemático y que se puede controvertir. En efecto, la generación de los rayos en las nubes tormentosas y su eventual caída a tierra en un cierto lugar (ciudad, campo, mar, etc.) es un fenómeno físico estocástico, es decir, azaroso, que requiere de la estadística para su estudio y del cálculo de probabilidades para su inferencia que nos permita alcanzar resultados prácticos para instalar los pararrayos que puedan resultar eficaces donde estén ubicados.

En la Argentina, no tenemos conocimiento de que exista una legislación que se ocupe de los pararrayos en general, salvo algunos casos puntuales nacionales (para ambientes con explosivos), municipales (antenas para telefonía celular, etc.) y algunos otros que puedan conocer los lectores.

Las normas IRAM requieren del conocimiento técnico y de la experiencia práctica de los profesionales que se puedan ocupar de la instalación de pararrayos tal como lo expusimos en la respuesta a la segunda pregunta.

Agradecimientos

Al Sr. Gte. Ing. Pablo G. Paisan y al Sr. Ing. Armando E. Bianchi, de la Dirección de Normalización del IRAM por su excelente colaboración con el autor.

Al Sr. Alejandro Menéndez y a las Srtas. Romina Simone y Alejandra Bocchio de Editores S.R.L. por la transcripción del manuscrito y de las figuras realizadas con su habitual profesionalidad y tan buen gusto.

 

Anexo A

Norma IRAM 2184-1:2006 – Protección de las estructuras contra las descargas eléctricas atmosféricas (rayos). Parte 1: Principios generales.

Apartado 1.0 – Introducción del capítulo 1 (versión adaptada) de la IRAM 2184-1:2006.

Introducción

Debe tenerse en cuenta que un sistema de protección contra las descargas eléctricas atmosféricas no puede impedir la formación de rayos.

Un sistema de protección contra los rayos (SPCR) diseñado e instalado de acuerdo con esta norma no puede garantizar la protección absoluta de personas, de una estructura o de objetos.

Sin embargo, la aplicación de esta norma reducirá de forma significativa el riesgo de los daños producidos por el rayo en la estructura protegida siguiendo los principios expuestos en esta norma.

El tipo y la ubicación de un sistema de protección contra rayos (SPCR) se deberán estudiar cuidadosamente en el momento del diseño de una nueva estructura. Este estudio facilitará el diseño y la realización de una instalación integrada y permitirá mejorar el aspecto estético del conjunto y aumentar la eficacia del sistema de protección contra rayos con un mínimo de costos y de trabajos.

N. A. (nota del autor): Ver el Anexo B siguiente, sobre el tema del diseño del SPCR.

El acceso al terreno y la utilización adecuada de las armaduras metálicas tanto las portantes como las de la cimentación para la realización de una toma de tierra eficaz puede resultar imposible después de que se hayan iniciado los trabajos de construcción. Por lo tanto, la resistividad y la naturaleza del suelo deberán estudiarse en la fase inicial del proyecto. Esta información es fundamental para el diseño de la cimentación por parte de los proyectistas civiles en ciertas circunstancias desfavorables (terrenos arenosos, rocosos, pantanosos, congestiones urbanas, etc.).

Para evitar trabajos innecesarios, es esencial que haya consultas regulares entre los diseñadores del sistema de protección contra rayos, los proyectistas civiles y los constructores de la estructura.

Esta norma informa sobre la instalación del sistema de protección contra rayos (SPCR) para las estructuras comunes. ----------------------------------------------

El diseño, la instalación y los materiales de un sistema de protección contra rayos (SPCR) deberán estar totalmente de acuerdo con las disposiciones de esta norma para estimar su probable nivel de protección (ver 1.2.29).

Anexo B

Norma IRAM 2184-1:2006 – Protección de las estructuras contra las descargas eléctricas atmosféricas (rayos). Parte 1: Principios generales. Capítulo 4 (versión adaptada)

4- Diseño, mantenimiento e inspección de los sistemas de protección contra el rayo

4.1 Diseño

La eficacia del nivel de protección de SPCR disminuye a partir del nivel de protección I, y hasta llegar al nivel de protección IV.

Nota 1: La eficacia del SPCR en los diferentes niveles de protección está en la IRAM 2184-1-1.

Nota 2: Conviene determinar el nivel de protección adecuado según las exigencias de las autoridades competentes.

Solamente será posible un diseño optimizado tanto técnica como económicamente de un sistema de protección contra el rayo si las diferentes fases del diseño de este sistema están ligadas a las de diseño y de construcción civil de la estructura a proteger. En particular, se deberán prever, durante el diseño de la estructura, la posible utilización de sus partes metálicas como elementos del sistema de protección contra el rayo (ver la nota IRAM del apartado 1.3). N. A.: Se adjunta el apartado 1.3.

4.2 Mantenimiento e inspección

4.2.1 Objeto de las inspecciones

Las inspecciones tienen como objeto asegurarse de que:

1. El sistema de protección contra el rayo esté de acuerdo con el diseño.

2. Todos los componentes del sistema de protección contra el rayo estén en buen estado y sean capaces de realizar las funciones para las que están destinados, y que no haya corrosión.

3. Todas las acometidas de servicios o las construcciones añadidas recientemente se integren al espacio protegido mediante una unión al sistema de protección contra el rayo o por extensiones de ese sistema.

4.2.2 Orden de las inspecciones

Las inspecciones indicadas en 4.2.1 deben efectuarse de la forma siguiente:

  • Las inspecciones durante la construcción de la estructura, destinadas a controlar los electrodos empotrados (ver la nota IRAM del apartado 1.3).
  • Una inspección después de la instalación del sistema de protección contra el rayo, de acuerdo con los puntos 1) y 2) anteriores.
  • Las inspecciones periódicas, efectuadas de acuerdo con los puntos 1), 2) y 3), a intervalos determinados en función de la naturaleza del espacio a proteger y de los problemas de corrosión.
  • Las inspecciones suplementarias, efectuadas de acuerdo con los puntos 1), 2) y 3), después de toda modificación o reparación, o cuando se sabe que la estructura ha sufrido la descarga de un rayo.

4.2.3 Mantenimiento

Las inspecciones periódicas son una de las condiciones fundamentales para un mantenimiento confiable del sistema de protección contra el rayo. Todos los defectos constatados deberán ser reparados sin demora.

Nota IRAM: En el anexo B (IRAM informativo de la IRAM 2184-1) se indica la periodicidad recomendada para las inspecciones que se determina de acuerdo con el nivel de protección del SCPR elegido según la IRAM 2184-1-1 (1997:09).

 

Adjunto al anexo B - Apartado 1.3 de la IRAM 2184-1:2006

1.3 Estructuras de hormigón armado

Se considera que las armaduras de acero en el interior de las estructuras de hormigón armado aseguran una continuidad eléctrica si cumplen con las condiciones siguientes:

  • Aproximadamente el 50% de las interconexiones de las barras verticales y las horizontales están soldadas o unidas de forma segura.
  • Las barras horizontales están soldadas o se solapan, como mínimo, en un largo igual a 20 veces su diámetro y están unidas de forma segura.
  • Está asegurada la continuidad eléctrica entre las armaduras de acero de los diferentes elementos prefabricados de hormigón y las de los elementos prefabricados de hormigón adyacentes.

Nota IRAM: Estas tres condiciones se verifican si en el proyecto, en el cálculo y en la ejecición de la estructura de hormigón armado, se cumplieron las exigencias del Reglamento CIRSOC 201 (ver anexos E y F).

En el supuesto caso de que no existiere una documentación probatoria del cumplimiento del Reglamento CIRSOC 201 en una estructura de H°A° (o bien, el cumplimiento de los reglamentos CIRSOC que correspondan, tanto para estructuras de acero como para estructuras compuestas por acero y H°A°) se recomienda que el diseñador del SPCR lleve a cabo una inspección in situ, con las mediciones electrotécnicas necesarias sobre una cantidad suficiente de puntos de la estructura, para comprobar la continuidad eléctrica galvánica que corresponda a las condiciones antes citadas (por ejemplo, ver la serie IRAM 2281).

Estas mediciones de continuidad eléctrica deberán ser presentadas en un informe de medición (basado en el anexo B de la IRAM 2281-2:2002).

Este informe formará parte de los datos preliminares de diseño del SPCR (ver 1.0 y 4.1). También este informe estará en la documentación técnica del final de obra del SPCR, según 4.2.1 y 4.2.2. Además, integrará la documentación de referencia para las inspecciones periódicas y el mantenimiento (ver 4.2).

 

Anexo C

Listado de normas IRAM sobre rayos y pararrayos vigentes a marzo de 2011

- IRAM 2184-1 Protección de las estructuras contra las descargas eléctricas atmosféricas (rayos). Parte 1: Principios generales. Protection of structures against lightning. Part 1: General principles

Cantidad de páginas: 52

Estado: Vigente – actualmente en revisión Fecha de entrada en vigencia: 24/3/2006

- IRAM 2184-1-1 Protección de estructuras contra descargas eléctricas atmosféricas (rayos). Parte 1: Principios generales. Guía para la elección de los niveles de protección para los sistemas de protección contra los rayos (SPCR).

Protection of structures against lightning. Part 1: General principles. Guide for selection of lightning protection levels (LPL) fot lightning protection systems (LPS)

Cantidad de páginas: 32

Estado: Vigente – actualmente en revisión Fecha de entrada en vigencia: 1/9/1997

- IRAM 2425 Riesgos de daños producidos por las descargas eléctricas atmosféricas (rayos). Guía para su evaluación.

Risks of damage produced by lightning. Guide to evaluation

Cantidad de páginas: 73

Estado: Vigente

Fecha de entrada en vigencia: 5/7/2005

- IRAM 2226 Pararrayos para la protección de estructuras y de edificios. Punta Franklin normalizada (PFN) para ensayos comparativos de evaluación de pararrayos en laboratorios de alta tensión.

Air-terminals for lightning protection of structures and buildings. Standarized Franklin air-terminal (PFN) for comparative evaluation tests in HV laboratories

Cantidad de páginas: 17

Estado: Vigente

Fecha de entrada en vigencia: 28/4/2010

- IRAM 2426 Pararrayos con dispositivo de cebado para la protección de estructuras y de edificios. Condiciones generales de fabricación y ensayos de evaluación de los pararrayos en laboratorios de alta tensión.

Early streamer emission air terminals for lightning protection of structures and buildings. General conditions for manufacturing and evaluation of air terminals in HV testing laboratories

Cantidad de páginas: 14

Estado: Vigente –

Fecha de entrada en vigencia: 31/5/2002

IRAM 2428 Pararrayos tipo franklin y sus accesorios para la protección de estructuras y de edificaciones. Condiciones generales de fabricación y ensayos de vida útil.

Franklin-type air terminals and its accesories for lightning protection of structures and buildings. General conditions for manufacturing and weathering-test

Cantidad de páginas: 49

Estado: Vigente

Fecha de entrada en vigencia: 29/11/2002

- IRAM 3530 Protección contra descargas atmosféricas. Guía general de seguridad personal durante las tormentas eléctricas

Cantidad de páginas: 5

Estado: Vigente

Fecha de entrada en vigencia: 2/5/1994

 

Bibliografía

[1] Arcioni, J. C. “Equipotencialización, equipotencialidad y seguridad técnica en electricidad” en Ingeniería Eléctrica, Buenos Aires, Editores S.R.L., Marzo, 2005

[2] Arcioni, J. C. “La energía específica de los rayos que caen a tierra y su poder destructivo” en Ingeniería Eléctrica, Buenos Aires, Editores S.R.L., Agosto, 2009

[3] Arcioni, J. C. “La protección contra rayos y las probabilidades de atracción de los sistemas de protección (SCPR)” en Ingeniería Eléctrica, Buenos Aires, Editores S.R.L., Octubre, 2007

[4] Arcioni, J. C. “Las descargas eléctricas atmosféricas y el hormigón armado” en Ingeniería Eléctrica, Buenos Aires, Editores S.R.L., Julio, 2001 Arcioni, J. C. “Protección contra rayos” en Ingeniería Eléctrica, Editores S.R.L., Septiembre, 2004

[5] Arcioni, J. C., Giménez, J. F. “La seguridad eléctrica de los sistemas de protección contra rayos (SPCR) en los países asociados al Mercosur” en Ingeniería Eléctrica, Buenos Aires, Editores S.R.L., Marzo, 2008

[6] Reyna, A. A. “Terminales captores de rayos y sus ángulos de protección – Parte I” en Ingeniería Eléctrica, Buenos Aires, Editores S.R.L., Marzo, 2004

[7] Reyna, A. A. “Terminales captores de rayos y sus ángulos de protección – Parte II” en Ingeniería Eléctrica, Buenos Aires, Editores S.R.L., Abril, 2004

 

 

Sin votos aún