EVOLUCIÓN DE LOS PARARRAYOS DESDE PUNTA FRANKLIN A PROTECTOR DE CAMPO ELECTROATMOSFERICO. SERTEC

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1 EVOLUCIÓN DE LOS PARARRAYOS DESDE PUNTA FRANKLIN A PROTECTOR DE CAMPO ELECTROATMOSFERICO PDCE SERTEC

2 Asunción, 20 de febrero del 2017 Evolucion Pararrayos Benjamin Franklin, publicó en Londres en su famoso almanaque (Poor Richard's Almanack), un artículo donde propuso la idea de utilizar varillas de acero en punta, sobre los tejados, para protegerse de la caída de los rayos. Su teoría se ensayó en Inglaterra y Francia antes incluso de que él mismo ejecutara su famoso experimento de la cometa en Se diría que inventó el pararrayos y presentó la llamada teoría del fluido único para explicar los dos tipos de electricidad atmosférica, la positiva y negativa. En 1753, el ruso Georg Wilhelm Richmann siguió las investigaciones de Franklin para verificar el efecto de protección, pero en su investigación un impacto de rayo lo fulminó cuando éste fue excitado y atraído por el pararrayos, y recibió una descarga eléctrica mortal cuando manipulaba parte de la instalación del pararrayos A inicios del siglo pasado, con la aparición de los equipamientos eléctricos, surgió la necesidad de protegerlos de los efectos destructivos de las descargas atmosféricas. Se disponía solo de los pararrayos tipo Franklin que tienen un reducido radio de protección. El físico húngaro Leo SZILARD ideó una teoría por la cual adicionando a los pararrayos Franklin sales radioactivas se agrandaba su radio de protección. El primer pararrayos radioactivo patentado y comercializado, fue fabricado en 1930 por G. CAPART que utilizó sales de radio 226. Se le atribuían radios de protección de hasta 100 metros. En 1960 las Normas alemanas DIN dudan de esta eficiencia. Fue prohibida en Europa por temor a la radiactividad. Los pararrayos con dispositivos de cebado que lo que hacen es detectar el nivel de campo eléctrico, de allí su principal característica, la emisión de anticipada de trazadores ascendentes con respecto al resto de los objetos de su entorno El fundamento de un terminal ESE (Early Streamer Emission) como es conocido genera impulsos de magnitud y frecuencia controlados en la punta del terminal durante los campos estáticos altos antes de una descarga de rayos. Esto permite la creación de un líder ascendente desde el terminal que se propaga hacia el líder descendente procedente de la nube. Un pararrayos crea una distribución de campo eléctrico con líneas de campo que se concentran en su punta, así la corriente de partículas ionizadas, que es un rayo. Esto se aplica a cualquier pararrayos, trata de facilitar el camino de las cargas y por eso dicen que es atrae los rayos Ya en 1916 Nikola Tesla en su patente Nº mencionaba los principios de funcionamiento de un dispositivo primitivo basado en los principios que sustentan nuestros desarrollos, el protector de campo electroatmoferico explicando los inconvenientes que ya en ese entonces producían los pararrayos de punta que en lugar de proteger los bienes y personas, atraían los rayos aumentando la factibilidad de caída de rayos y por consiguiente los riesgos para los bienes y personas. Pag. 1/6

3 .Se cree popularmente que al permitir una fuga al aire, el pararrayos con forma de aguja cumple dos funciones: una, drenar el suelo de su electricidad negativa, la otra neutralizar la positiva de las nubes. Hasta cierto punto realiza ambas funciones. Pero un estudio sistemático de las perturbaciones eléctricas en la tierra ha hecho palpablemente evidente que la acción del conductor Franklin, de la forma comúnmente interpretada, es mayormente ilusoria. La medición real prueba que la cantidad de electricidad que escapa de numerosos puntos, es enteramente insignificante al ser comparada con la inducida dentro de un área considerable terrestre, y sin importancia en el proceso de disipación. Pero es verdad que el aire cargado negativamente en las inmediaciones de pararrayos, que ha sido convertido en conductor a través de la influencia de la misma, facilita el pasaje del rayo. Por lo tanto aumenta la probabilidad de una descarga de rayo en las inmediaciones. Los hechos fundamentales detrás de este tipo de pararrayos son: Primero, atrae al rayo, de manera que será alcanzado por uno más a menudo que si no estuviera; segundo, hace que la mayoría de, pero no todas las descargas que recibe se vuelvan inofensivas; tercero, al convertir el aire en conductor, y por otras razones, es a veces la causa de daños a objetos en las inmediaciones; y cuarto, en general, su poder para prevenir daños predomina, más o menos, por encima de los riesgos que convoca.. (traducción condensado patente ) Nuevos materiales y diseños, sumados a años de experiencia, nos han permitido mejorar las experiencias del indiscutido científico Nikola Tesla evolucionando en el para protección de fenómenos atmosféricos. A pesar de los conceptos vertidos por Tesla, desde entonces, la industria del pararrayos de punta ha evolucionado y se fabrican modelos de distinto diseño, como pararrayos de punta simple, pararrayos con multipuntas o pararrayos con punta electrónica, pero todos con el mismo principio físico de funcionamiento: ionizar el aire a partir de un campo eléctrico natural generado en el suelo por la tormenta, con el principio de excitar y captar los rayos que pudieran caer en la zona que se desea proteger. Una instalación de pararrayos está compuesta, básicamente, de tres elementos: un electrodo captador (pararrayos), una toma de tierra eléctrica y un cable eléctrico para conducir la corriente del rayo, desde el pararrayos a la toma de tierra. En los años recientes se retoma la teoría de Tesla considerando que propiciar la formación del rayo hacia un punto determinado (pararrayos) no era la mejor manera de proteger personas y bienes, sino compensar las corrientes que ya el mismo Franklin mencionaba atenuando la posibilidad de que el rayo se forme e incluso evitándolo Pag. 2/6

4 En la década pasada, Angel Rodriguez Montes relanza la idea originaria de tesla. Pararrayos CEC, (Compensador Efecto Corona). Basan su principio en la distribución equipotencial de la ionización en el aire. El objetivo es evitar el efecto punta en la atmósfera que lo rodea, concretamente distribuir radialmente Pararrayos CTS (Charge Transfer System) o bien Pararrayos Desionzantes de Carga Electrostática PDCE. Basan su principio en la desionización del aire. El objetivo es evitar la saturación de carga electroestática entre la instalación de tierra y la atmósfera que nos rodea, concretamente compensar pacíficamente la diferencia de potencial eléctrico de la zona durante el primer proceso de la formación del rayo. La transferencia de carga de la zona, durante el primer proceso de la formación del rayo. Durante la aparición en tierra del proceso de la carga electroestática del fenómeno del rayo, el pararrayos PDCE facilita la transferencia de energía a tierra que se transforma en una pequeña corriente de fuga que circula por el cable de tierra a la toma de tierra. El valor eléctrico resultante se puede registrar con una pinza amperimétrica de fuga a tierra. Asi nació el PDCE (Pararrayos Desionizador de Campo Electrostático), mal llamado pararrayos ya que su funcionamiento difiere de los dispositivos mencionados anteriormente. El PDCE consiste en un capacitor de alta aislación en reemplazo de un pararrayos convencional, compensando las diferentes cargas entre nube y tierra minimizando la posibilidad de que se produzca la ruptura del dieléctrico del aire y consiguiente rayo, efecto que los pararrayos convencionales magnifican. La descarga impetuosa de las cargas electrostáticas producidas por un pararrayos convencional presentó durante años una protección razonable, pero en las últimas décadas con el advenimiento de equipos electrónicos propensos a dañarse con las sobretensiones inducidas por las descargas de rayos, los pararrayos convencionales han sido superados por el nuevo concepto: minimizar la posibilidad de que el rayo se produzca. Los dispositivos PDCE han ido evolucionando en base a estadísticas de la vida real y ensayos de laboratorio. Los metales y los dieléctricos usados han variado, e incluso sus formas. El principio de funcionamiento está basado en la descarga electrostática de la nube hacia tierra. Eso se puede cuantificar con instrumentos que permitan medir la corriente circulante en el conductor de bajada a tierra. Pag. 3/6

5 Los primeros PDCE drenaban corrientes en el orden de los 50 ma en dias normales Pero luego de analizar el comportamiento de nuevos materiales y formas y dimensiones posibles, se desarrollaron modelos para diferentes prestaciones. Estos modelos tienen diferentes niveles de conductividad eléctrica y diferentes áreas de protección. Ejemplo de esto es el modelo Protector Electroatmosferico modelo CMCE En iguales condiciones que un PDCE tradicional, el modelo CMCE drena el doble de corriente magniﬁcando su nivel de protección. Pag. 4/6

6 Como lo indica el gráﬁco pueden circular corrientes de pico debidas a fuertes variaciones del campo eléctrico atmosférico. Un componente novedoso que promete una revolución en la industria electrónica por su capacidad de absorber electrones permitió a Sertec S.R.L. evolucionar aun mas en el campo de los PDCE desarrollando el modelo Grafeno (patentado) incorporando esta nueva sustancia a los efectos de mejorar la transferencia de cargas electrostáticas. Los modelos Grafeno están diseñados para garantizar la mayor protección posible utilizando los materiales que la ciencia y la tecnología del presente puede proporcionarnos. El Grafeno, es el encargado de realizar el contacto con la atmósfera realizando un intercambio de iones superior a cualquier otro material conocido hasta el presente optimizando el funcionamiento del PDCE. El graﬁco siguiente nos da muestra de esto. Protector de campo electroatmosferico SERTEC modelo evolucion / compensador de campo electrico multiple CMCE grafeno Es un sistema captador pasivo diseñado para equilibrar y desionizar en todo momento los efectos de los fenómenos atmosféricos a través de múltiples compensadores, generando un escudo protector en su área cobertura, su principio de funcionamiento está basado en compensar,estabilizar el campo eléctrico existente en su área de protección, de esta manera anula la formación del trazador ascendente neutralizando el rayo, drenando los campos eléctricos a tierra, en forma de inofensivos miliamperes. Pag. 5/6

7 i Controla y desioniza el campo electromagnético con sus múltiples compensadores neutralizando la formación del rayo en su área de protección. Drenaje de Corriente a tierra en inofensivos miliamperios x En un ambiente equilibrado no se forma una descarga atmosférica x Cada capacitor tiene uno de sus electrodos referenciado a tierra el cual se carga con la misma Ejemplo carga que la tierra. El electrodo libre, induce cargas atmosféricas contrarias al de la tierra, equilibrando la carga de los electrodos, lo que genera una diferencia de potencial. Esto genera un ﬂujo de cargas a tierra, las cuales Cuando propiciamos son absorbidas de la las condiciones necesarias, se atmósfera, no permitiendo produce una descarga la formación del rayo. atmosférica, el cual es impredecible la potencia e impacto que tendrá Ing. Armando Chifarelli Presidente Sertec SRL Pag. 6/6