Tesis Sistema de Pararrayos

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL ADOLFO LÓPEZ MATEO

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INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD PROFESIONAL ADOLFO LÓPEZ MATEOS DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA

“SISTEMA DE PROTECCIÓN CONTRA DESCARGAS ATMOSFÉRICAS EN EDIFICIOS APLICANDO LA NORMA NMX-J- 549”

T

E

S

I

S

QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE INGENIERO ELECTRICISTA PRESENTA MARÍA MIREYA CASTILLO HERRERA

ASESORES ING. CARLOS ALBERTO GONZÁLEZ ANDRADE M. en C. JUAN ABUGABER FRANCIS

MÉXICO, D. F.

JUNIO 2014

AGRADECIMIENTOS

A mis padres Por brindarme su apoyo incondicional durante mi vida académica, por exhortarme a seguir adelante a pesar de los obstáculos y dificultades, por cuidarme y velar por mí todos los días, por el sacrificio que han dado para que yo lograra terminar mis estudios y para tener una mejor calidad de vida. Pero sobre todo por darme su cariño y enseñarme los valores de familia.

A mis hermanos Por mostrarme su apoyo moral en los momentos buenos y malos, por su confianza y por alentarme a seguir adelante sea cual sea el obstáculo.

A mis profesores y asesores Por compartir sus conocimientos y enseñarnos las bases de la carrera..

A la empresa PYSEE Por permitirme formar parte de su familia de trabajadores y por brindar su apoyo para que este trabajo siguiera su camino.

Contenido Nomenclatura ......................................................................................................... I Relación de figuras .............................................................................................. III Relación de tablas ................................................................................................. V Resumen .............................................................................................................. VI Introducción......................................................................................................... VII

Capítulo 1. Descargas atmosféricas y sistemas de protección contra descargas atmosféricas. .............................................................. 1 1.1 Descargas atmosféricas ................................................................................ 2 1.1.1 Teorías sobre la formación de descargas. .............................................. 5 1.1.2 Valores de una descarga atmosférica. ................................................... 8 1.2 Sistemas de protección contra descargas atmosféricas (SPDA) ................ 11

Capítulo 2. Sistema de protección contra tormentas eléctricas (NMX-J-549). ......................................................................................................... 20 2.1 Sistema de protección contra tormentas eléctricas ...................................... 21 2.2 Valoración de riesgo ................................................................................... 26 2.3 Terminales aéreas ....................................................................................... 28 2.4 Conductores de bajada ............................................................................... 30 2.5 Criterios de cálculo para el sistema de tierra .............................................. 35 Capítulo 3. Sistema Externo de Protección contra Tormentas Eléctricas en un edificio de 29 m de altura................................................................. 38 3.1 Descripción del edificio a proteger ............................................................... 39 3.2 Valoración de riesgo ................................................................................... 41 3.3 Cálculo del radio de protección .................................................................... 44 3.4 Selección de los pararrayos ........................................................................ 48 3.5 Selección de los conductores de bajada ..................................................... 48

Capítulo 4. Sistema Interno de Protección contra Tormentas Eléctricas en un edificio de 29 m de altura................................................................. 50 4.1 Arreglo del sistema de puesta a tierra .......................................................... 51 4.2 Análisis del SIPTE con respecto a la unión equipotencial y a los supresores de sobretensión transitoria. ........................................................................ 53 4.3 Acciones para conservación de pararrayos. ............................................... 56 4.4 Análisis económico en la instalación del sistema de pararrayos ................. 58 Conclusiones ....................................................................................................... 60 Bibliografía........................................................................................................... 61

NOMENCLATURA

Descripción

Símbolo

Unidades

Ae

Área equivalente.

m2

d

Distancia entre elementos a evaluar

m

ks y c

Factores obtenidos a través de estudios de campo del gradiente adimensional de potencial de grandes arcos eléctricos generados en laboratorio.

I

Valor pico de la corriente del rayo de retorno.

kA

No

Frecuencia anual de rayos directos a una estructura.

Por año

Nd

Frecuencia media anual permitida de rayos directos sobre una adimensional estructura.

Ng

Densidad de rayos a tierra anual.

rayos/km2/año

rs

Radio de la esfera rodante.

m

s

Distancia de seguridad.

m

Siglas

Descripción

ANCE

Asociación Nacional de Normalización y Certificación del Sector Eléctrico.

CIGRE

Conferencia Internacional de Grandes Redes Eléctricas.

DRT

Densidad de Rayos a Tierra.

IEEE

Institute of Electrical and Electronics Engineers (Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos).

J

Industria Eléctrica.

NMX

Norma Mexicana.

PDC

Pararrayos con Dispositivo de Cebado.

SEPTE

Sistema Externo de Protección contra tormentas Eléctricas.

SIPTE

Sistema Interno de Protección contra tormentas Eléctricas.

SPDA

Sistema de Protección contra Descargas Atmosféricas.

I

Siglas

Descripción

SPT

Sistema de Puesta a Tierra.

SPTE

Sistema de Protección contra Tormentas Eléctricas.

SSTT

Supresor de Sobretensiones Transitorias.

UE

Unión Equipotencial.

II

RELACIÓN DE FIGURAS

Figura

Título

Página

1

Mapa promedio anual de densidad de rayos a tierra [6]

2

2

Gota de lluvia según Elster y Geitel.

5

3

Fundamento de la teoría de Wilson.

7

4

Nube según Simpson con alturas e isotermas usuales.

8

5

Primer impulso de una descarga atmosférica (rayo).

9

6

Pararrayos tipo Franklin.

14

7

Pararrayos tipo CTS.

15

8

Pararrayos PDC-E.

16

9

Pararrayos Stream.

17

10

Pararrayos tipo dipolo.

18

11

Aplicación del método de la esfera rodante para definir la altura y posición de las terminales aéreas en la superficie del edificio a proteger.

22

12

Zona de protección del método de la esfera rodante.

24

13

Área protegida por dos puntas de pararrayos.

25

14

Ruta recomendada para conductores de bajada en edificios con geometrías complejas como la indicada con tránsito de personas [6].

32

15

Arreglo para un conductor de bajada mostrando el radio de curvatura para un mástil de terminal aérea.

32

16

Curvas para los conductores de bajada del SEPDA.

33

17

Arreglo representativo de la conexión entre terminales aéreas, conductores de bajada y un arreglo cerrado del sistema de puesta a tierra en un edificio visto desde el techo.

34

III

Figura

Título

Página

18

Vista de un electrodo de puesta a tierra para la conexión de los conductores de bajada del Sistema Externo de Protección contra Tormentas Eléctricas.

37

19

Localización del centro comercial Naucalpan Estado de México.

39

20

Vista de la planta del centro comercial, área total y fachadas.

40

21

Zoom de la ubicación del lugar en el mapa del Estado de México, densidad de rayos a tierra [6].

41

22

Mapa del Estado de México con el promedio anual de densidad de rayos a tierra [6].

42

23

Área equivalente de captura para el centro comercial.

43

24

Representación gráfica de la esfera rodante en el centro comercial.

46

25

Representación gráfica de la distribución de pararrayos.

47

26

Configuración y unión de los pararrayos.

47

27

Representación gráfica de la distribución de pararrayos en una de las vistas del edificio.

48

28

Electrodos de puesta a tierra vertical y horizontal.

51

29

Vista de electrodos puesta a tierra en registros.

52

30

Conexión para la unión equipotencial.

53

31

Ejemplo de un arreglo para la UE a nivel interno [6].

54

32

Categorías para la selección de supresores [6].

55

IV

RELACIÓN DE TABLAS

Tabla

Título

Página

1

Ley de repartición de la corriente de cresta (CIGRE)

10

2

Ley de repartición de la pendiente máxima de la corriente (Anderson y Erikson)

10

3

Ley de repartición de la corriente de cresta (IEEE)

10

4

Ley de repartición de la pendiente máxima de la corriente (IEEE)

11

5

Altura de las terminales aéreas verticales de acuerdo con el nivel de protección para el método de la esfera rodante [6].

25

6

Materiales y dimensiones mínimas de las terminales aéreas [6].

29

7

Espesor mínimo de las hojas y tubos metálicos para terminales aéreas [6].

29

8

Dimensiones mínimas de los conductores de bajada [6].

34

9

Material y dimensiones nominales mínimas de los electrodos de puesta a tierra [6].

36

10

Dimensiones del edificio a proteger.

39

11

Selección del radio (rs) y altura de la terminal aérea para el nivel de protección II [6].

45

12

Valores de ki y km para el efecto de proximidad de las instalaciones y el SEPDA.

49

13

Recomendaciones para la selección de supresores en CA para el centro comercial [6].

56

V

RESUMEN

En este trabajo se aplicó la norma NMX-J-549-ANCE-2005 para la protección contra tormentas eléctricas en un centro comercial y con ello reducir el riesgo de daño a equipos que se presentan por la incidencia de descargas atmosféricas en el área donde se encuentra el edificio a proteger, además se llevo a cabo un análisis presupuestal para concluir si es viable el sistema de protección examinado contra tormentas eléctricas.

Para aplicar la norma al centro comercial fue necesario saber la ubicación del edificio para saber en qué zona se encuentra, además de sus dimensiones. Con respecto al análisis presupuestal fue necesario desarrollar los cálculos presentados por la norma y proponer el material para la instalación del sistema de protección contra tormentas eléctricas.

Con la ubicación de la estructura a proteger se obtuvo la densidad de rayos a tierra anual lo cual permite saber si es necesario instalar un sistema externo de protección contra tormentas eléctricas. Se procedió a determinar la cantidad de terminales aéreas necesarias para la protección del centro comercial. Finalmente se analizaron los resultados de la instalación y el presupuesto de éste.

VI

INTRODUCCIÓN

Las descargas eléctricas atmosféricas son fenómenos naturales impredecibles, pueden presentarse en cualquier lugar y en cualquier tiempo de acuerdo a la estación del año. El problema principal de las descargas atmosféricas radica en las corrientes altas que pueden circular por estructuras o materiales conductores con que cuentan los edificios y que en su trayectoria puede destruir y afectar permanentemente estos componentes, teniendo así el riesgo de muerte o problemas en la integridad de la salud de las personas que lo habiten.

El sistema de protección atmosférica es una de las principales instalaciones que permiten salvaguardar la vida de las personas que habitan en los edificios, es por eso que debe existir este tipo de protección para brindar seguridad. La implementación del pararrayos debe de estar basado por un método para que se brinde la protección a las personas y al edificio.

En México el método aceptado para la instalación de pararrayos es el de esferas rodantes, especificado en la norma NMX-J-549-ANCE-2005, enfocada a la protección de los efectos de las descargas atmosféricas en edificaciones.

Por lo anterior el objetivo es aplicar la norma NMX-J-549-ANCE-2005 para reducir el riesgo de daño en edificios con un Sistema de Protección contra Tormentas Eléctricas. Esto se determinará en un centro comercial de 29m de altura, con un largo de 414.74m, un ancho de 241.33m ubicado en Naucalpan Estado de México, así mismo con apoyo del programa AUTOCAD reflejar cómo quedará la instalación de pararrayos en el edificio y el área de protección que estos brindarán.

Para el desarrollo de este trabajo se integró por los siguientes capítulos: Capítulo 1. En este capítulo se describen la definición y algunas teorías sobre la formación de descargas atmosféricas que se han manejado, así mismo algunas de las características y sus efectos directos e indirectos. Además de identificar algunos de los sistemas de protección desarrollados con esa finalidad, VII

Capítulo 2. Sistema de protección contra tormentas eléctricas (NMX-J-549-ANCE2005) Para este capítulo se identifican y se exponen los puntos más importantes de la norma por desarrollar para la instalación de los sistemas de protección contra tormentas eléctricas, tanto el sistema externo como el interno. Capítulo 3. Sistema Externo de Protección contra Tormentas Eléctricas en un edificio de 29 m de altura. Se presenta el desarrollo para implementar el sistema externo de protección contra tormentas eléctricas en un centro comercial de 29 m de altura, como lo marca la norma. Capítulo 4. Sistema Interno de Protección contra Tormentas Eléctricas en un edificio de 29 m de altura. Se propone el sistema de puesta a tierra para el SEPTE (Sistema Externo de Protección contra Tormentas Eléctricas), además de describir el sistema interno de protección contra tormentas eléctricas para el centro comercial. Así mismo se muestran algunas acciones que hay que tomar en cuenta para la conservación de los pararrayos y el análisis presupuestal para el SPTE (Sistema de Protección contra Tormentas Eléctricas).

.

VIII

CAPÍTULO 1 DESCARGAS ATMOSFÉRICAS Y SISTEMAS DE PROTECCIÓN CONTRA DESCARGAS ATMOSFÉRICAS

Capítulo 1. Descargas atmosféricas y sistemas de protección contra descargas atmosféricas.

1.1

DESCARGAS ATMOSFÉRICAS

Las descargas atmosféricas son corrientes que circulan de una nube a otra o sobre la tierra, formando trayectorias de mínima resistencia, su formación se debe principalmente a nubes cargadas, cuya polaridad es opuesta a la de tierra; los edificios altos, las torres, los árboles, las líneas aéreas proporcionan estos puntos de impacto de baja resistencia.

La incidencia de las descargas se puede determinar por las características climáticas y montañosas de cada país, el nivel isoceraúnico permite conocer el riesgo que hay en cada zona, el número y la intensidad de las tormentas que se producen en ella (figura 1). El conocimiento de las zonas de riesgo es una información importante para determinar el tipo de protección que se va a instalar en los edificios para dar protección a las personas.

Figura 1. Mapa promedio anual de densidad de rayos a tierra [6].

2

Capítulo 1. Descargas atmosféricas y sistemas de protección contra descargas atmosféricas.

En el mapa se muestran las isolíneas para evaluar el DRT (Densidad de Rayos a Tierra) en cada estado de la República Mexicana, a excepción de la península de Baja California, fue elaborado por el Instituto de Investigaciones Eléctricas y la Comisión Federal de Electricidad (1983 y 1993). Las isolíneas representan el promedio anual de dicho período. Las unidades para la Densidad de Rayos a Tierra son rayos/km2/año.

Al conocer la densidad de rayos a tierra en la República Mexicana, se deben de plantear sistemas de protección contra las descargas atmosféricas en estructuras, sobre todo contra la descarga nube-tierra, ya que trae daños perjudiciales a personas, animales, instalaciones y equipos, salvaguardando a la propiedad de los daños por sus efectos.

Los efectos de un rayo pueden ser ocasionados por un impacto directo o por causas indirectas. Un impacto directo puede tener consecuencias catastróficas para las personas, edificaciones, y animales; los daños por causas indirectas suelen ser más numerosos, acompañados de pérdidas económicas.

Efectos directos e indirectos sobre los seres humanos e instalaciones.

Efectos directos. Los efectos directos sobre personas son peligrosos debido a las magnitudes de sus parámetros, ya que puede resultar la muerte por efectos térmicos y eléctricos instantáneos. Para las instalaciones trae como consecuencia la destrucción total de los equipos debido a su gran potencial, excesiva corriente, y posibles incendios, especialmente si en la estructura se encuentran materiales combustibles.

Efectos indirectos. Los efectos son fuertes tensiones de paso en la superficie de la tierra, y debido a que el cuerpo humano es sensible a toda actividad electromagnética, este se ve afectado. Durante el impacto se producen efectos físicos, térmicos, acústicos, 3

Capítulo 1. Descargas atmosféricas y sistemas de protección contra descargas atmosféricas.

electroquímicos y pulsos electromagnéticos que varían de acuerdo a la intensidad de la descarga y se propaga radialmente hasta 1500 metros desde el punto de impacto. Entre los efectos físicos provocados en personas tenemos paro cardiaco, paro respiratorio, lesiones cerebrales, quemaduras en la piel, fibrilación ventricular, etc. Los efectos indirectos por impactos cercanos a la instalación también repercuten en el averío de elementos electrónicos hasta provocar incendios. Entre los efectos indirectos que pueden provocar las descargas atmosféricas tenemos pulsos electroestáticos y sobretensiones transitorias.

La formación de descargas atmosféricas. Los rayos consisten usualmente de descargas múltiples, con intervalos entre descargas de decenas a centenas de milisegundos. La primera descarga es la que tiene mayor amplitud, mientras que las subsecuentes tienen tiempos de aparición más rápidos, y su velocidad de éstas depende del lugar geográfico. La primera descarga está entre 6x107 m/s y 15x107 m/s y la segunda entre 11x107 m/s y 13x107 m/s.

El campo eléctrico debajo de una nube de tormenta es generalmente considerado entre 10 kV/m y 30 kV/m. Una nube de tormenta promedio podría contener unos 140 MW de energía con tensiones hasta de 100 MV, con una carga en movimiento intra-nube de unos 40 °C. Esta energía es la que se disipa mediante los rayos, con corrientes pico que van de unos cuantos kiloamperes a unos 200 kA. Los rayos de una nube positiva hacia tierra contienen más carga que sus contrapartes negativas, por lo que son muy estudiados.

Existen algunas teorías sobre la formación de las descargas atmosféricas y experimentos para estudiar sus efectos, como la Teoría de Simpson, Teoría de Elster y Geitel, Teoría de Wilson, y la Teoría de los cristales de hielo.

4

Capítulo 1. Descargas atmosféricas y sistemas de protección contra descargas atmosféricas.

1.1.1 TEORÍAS SOBRE LA FORMACIÓN DE DESCARGAS.

Teoría de Elster y Greitel (influencia eléctrica). Esta teoría también se conoce con el nombre de teoría de la influencia eléctrica. En la nube se encuentran gotas de diferentes tamaños; las más grandes se precipitan y las más pequeñas son llevadas por el viento hacia arriba. Las gotas se polarizan por la acción del campo eléctrico existente, el cual, se llega a apreciar en la figura 2, donde se observa la dirección que toma hacia tierra. Esto conduce a la formación de cargas positivas en la parte inferior de la gota y cargas negativas en la parte superior de la misma. El roce de una gota grande con una pequeña, al caer, trae como consecuencia un intercambio de cargas.

En gotas más pequeñas predomina carga positiva y en las grandes la negativa. Ambas gotas se desplazan en sentido opuesto. Mientras tanto en la nube, se acumulan poco a poco cargas positivas en la parte superior y cargas negativas en su parte inferior. El campo eléctrico que así se forma favorece la separación de cargas por influencia eléctrica.

Figura 2. Gota de lluvia según Elster y Geitel.

5

Capítulo 1. Descargas atmosféricas y sistemas de protección contra descargas atmosféricas.

Estudios recientes le restan importancia a esta teoría, ya que el roce entre gotas parece ser importante sólo en la formación de la lluvia y no en la distribución espacial de las cargas eléctricas.

Teoría de los cristales de hielo. Esta teoría explica la importancia que representan los cristales de hielo (granizo), en las partes superiores de las nubes y también en las regiones árticas. Simpson y Robinsón describen la formación de cargas eléctricas al chocar un granizo con otro, permitiendo que el aire adquiera carga positiva y el hielo quede cargado negativamente.

Elster y Greitel opinan que la separación de cargas eléctricas se debe a la fricción entre vapor de agua con granizos o con gotas de agua. En las tormentas recién formadas con un gran cúmulo de nubes y en las que no existen precipitaciones pluviales con temperaturas de 10°C pueden ocurrir descargas eléctricas en el interior de la nube.

Teoría de Willson. Conocida también como la ionización de la gota de lluvia esta teoría, asume al igual que la de Elster y Geitel, una influencia del campo eléctrico en la formación de la gota. Wilson reemplaza a la acción de la gota pequeña de la teoría anterior por la acción de los iones, simplificándose así el fenómeno de intercambio de cargas entre las gotas.

En la gota que cae se separan las cargas eléctricas por la acción del campo eléctrico. Entonces la parte superior de la gota se carga negativamente y la inferior de carga positiva, el viento, arrastra los iones hacia la nube, donde los negativos son atraídos por la carga positiva de la parte inferior de la gota (figura 3). Los iones positivos son repelidos al mismo tiempo y transportados por el aire hacia la parte superior de la nube, evitando así la atracción de la mitad superior de la gota, la cual continúa su caída, sólo con carga negativa. La nube queda cargada positivamente en su mitad superior y una negativa en la inferior. 6

Capítulo 1. Descargas atmosféricas y sistemas de protección contra descargas atmosféricas.

Esta teoría tropieza con algunas dificultades que se derivan de observaciones prácticas. Así, por ejemplo, el tiempo medio de formación de una carga eléctrica de 1 Coulomb/km por la acción de un gradiente eléctrico de 1 kV/cm, es de 170 min. Para la formación de la tormenta atmosférica esta carga resulta ser muy pequeña y con un tiempo de formación muy largo. Esto le resta importancia a la teoría de Wilson, aunque la misma contribuye a explicar la distribución de cargas eléctricas en la nube.

Figura 3. Fundamento de la teoría de Wilson.

Teoría de Simpson Simpson manifestó que la formación de cargas eléctricas en las nubes se debe a las corrientes de aire que se encuentran en su interior, las corrientes de aire ascendentes transportan vapor húmedo del mar o de la superficie terrestre, este vapor al encontrarse a determinada altura y bajo condiciones atmosféricas propicias se condensa transformándose en gotas de agua cuando se inicia la lluvia en su caída, las gotas encuentran corrientes de aire ascendentes que provocan el 7

Capítulo 1. Descargas atmosféricas y sistemas de protección contra descargas atmosféricas.

rompimiento de las mismas, formándose gotas más pequeñas, estas gotas por un procedimiento parecido vuelven a fraccionarse en tamaños menores, al ocurrir el rompimiento de las gotas, se desprenden iones negativos; generando así cargas eléctricas que se dispersan en la atmósfera y al mismo tiempo son llevados por las corrientes de aire ascendentes a la parte superior en la nube, en tanto la parte inferior de la nube se carga en forma positiva. En la figura 4 se muestra la distribución de cargas en la nube según Simpson, la cual ha podido ser constatada en la práctica con la ayuda de globos sonda. Las partes inferiores de la nube denotan una temperatura promedio de + 4°C, la parte superior alcanza valores de hasta -32°C.

Figura 4. Nube según Simpson con alturas e isotermas usuales .

1.1.2 VALORES DE UNA DESCARGA ATMOSFÉRICA Los valores que se pueden llegar a obtener de una descarga se pueden observar en la figura 5, donde se muestra la representación de la corriente en función del tiempo en gráficas y tablas.

8

Capítulo 1. Descargas atmosféricas y sistemas de protección contra descargas atmosféricas.

Figura 5. Primer impulso de una descarga atmosférica (rayo).

Los valores que se pueden observar en la gráfica son: • IMÁX = 19 kA • Tiempo para llegar a IMÁX , t1 ≈ 10 μs • Pendiente máxima (primer frente) ΔI/Δt = 14 kA/2,5 μs= 5,6 kA/μs • Tiempo de caída al 50% de IMÁX, t2 ≈ 54 μs • Tiempo hasta que la corriente llega al valor aproximado de 200 a t3 ≈ 2,2 ms • Carga eléctrica transportada en t1, QS1 = ∫ I dt ≈ 7 C • Energía específica (entre 0 y 1300 s), W/R = ∫ I2 dt ≈ 41.500 W/Ω Es bastante frecuente que el impulso no sea único sino que aparezcan varios impulsos posteriores, de menor valor máximo, llamados arcos subsiguientes. Pueden llegar a contabilizarse, con poca probabilidad de que ocurran, hasta diez impulsos en un solo rayo. Un valor de probabilidad media puede ser de cinco impulsos por descarga. La carga total transportada, entre todos los impulsos, puede estar en el orden de unos 20 ó 25 coulomb. 9

Capítulo 1. Descargas atmosféricas y sistemas de protección contra descargas atmosféricas.

Valores más probables de corriente máxima y de pendiente máxima

Dada la gran variabilidad de cada uno de los parámetros eléctricos de una descarga, se recurre a representaciones que indican el % de probabilidad que tal valor sea superado en función de una escala de valores.

Tomamos como ejemplo los valores que propone la CIGRE (Conferencia Internacional de Grandes Redes Eléctricas), y el IEEE (Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos), para dos magnitudes muy significativas en la caída de una descarga.

a) El valor máximo de la corriente ICRESTA [kA] Tabla 1. Ley de repartición de la corriente de cresta (CIGRE)

I [kA] Probabilidad [%]

3

4

5

10

30

40

50

100

200

99

98

96

85

40

30

20

6

1

b) La variación máxima de la corriente en el tiempo ΔI/Δt, [kA/μs] Tabla 2. Ley de repartición de la pendiente máxima de la corriente (Anderson y Erikson)

(ΔI/Δt)max [kA/μs] Probabilidad

10

20

50

80

100

200

300

98

78

40

20

12

3

Nd (tabla 1, valor permitido) debe instalarse un SEPTE [6].

Área equivalente de captura.

Con respecto a la valoración de riesgo hay que tomar en cuenta el área equivalente de captura donde se encuentra la estructura a proteger, estás áreas se clasifican conforme a los siguientes puntos.

a) Cuando la estructura aislada se ubica en terreno plano, con techo plano y de dos aguas. 𝐴𝑒 = 𝑎𝑏 + 6ℎ(𝑎 + 𝑏) + 9𝜋ℎ2 [6] 𝐴𝑒 = 𝑎𝑏 + 6ℎ𝑏 + 9𝜋ℎ2 [6]

(8) (9)

En donde: 𝐴𝑒 = 𝑎𝑙 á𝑟𝑒𝑎 𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑝𝑡𝑢𝑟𝑎 (𝑚2 ). 𝑎 = 𝑎 𝑙𝑎 𝑙𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑑𝑒 𝑢𝑛𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑜𝑠 𝑙𝑎𝑑𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑒𝑠𝑡𝑟𝑢𝑐𝑡𝑢𝑟𝑎 (𝑚). 𝑏 = 𝑎 𝑙𝑎 𝑙𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑜𝑡𝑟𝑜 𝑙𝑎𝑑𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑒𝑠𝑡𝑟𝑢𝑐𝑡𝑢𝑟𝑎 (𝑚). ℎ = 𝑎 𝑙𝑎 𝑎𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑒𝑠𝑡𝑟𝑢𝑐𝑡𝑢𝑟𝑎 (𝑚), 𝑑𝑒𝑏𝑒 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑖𝑑𝑒𝑟𝑎𝑟 𝑙𝑎 𝑎𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑡𝑜𝑑𝑜𝑠 𝑙𝑜𝑠 𝑒𝑞𝑢𝑖𝑝𝑜𝑠 𝑖𝑛𝑠𝑡𝑎𝑙𝑎𝑑𝑜𝑠 𝑠𝑜𝑏𝑟𝑒 𝑡𝑒𝑐ℎ𝑜.

27

Capítulo 2. Sistema de protección contra tormentas eléctricas (NMX-J-549-ANCE-2005)

b) Cuando la estructura se ubica en un terreno irregular.

𝐴𝑒 = 𝑎𝑏 + 6ℎ𝑒 (𝑎 + 𝑏) + 9𝜋ℎ𝑒2 [6]

(10)

En donde: 𝐴𝑒 = 𝑎𝑙 á𝑟𝑒𝑎 𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑑𝑒 𝑐𝑎𝑝𝑡𝑢𝑟𝑎 (𝑚2 ). 𝑎 = 𝑎 𝑙𝑎 𝑙𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑑𝑒 𝑢𝑛𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑜𝑠 𝑙𝑎𝑑𝑜𝑠 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑒𝑠𝑡𝑟𝑢𝑐𝑡𝑢𝑟𝑎 (𝑚). 𝑏 = 𝑎 𝑙𝑎 𝑙𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑜𝑡𝑟𝑜 𝑙𝑎𝑑𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑒𝑠𝑡𝑟𝑢𝑐𝑡𝑢𝑟𝑎 (𝑚). ℎ = 𝑎 𝑙𝑎 𝑎𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑒𝑠𝑡𝑟𝑢𝑐𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑒𝑛 𝑒𝑙 𝑡𝑒𝑟𝑟𝑒𝑛𝑜 𝑖𝑟𝑟𝑒𝑔𝑢𝑙𝑎𝑟 (𝑚). c) Para una estructura con otras adyacentes, donde se calculan primero las distancias con la fórmula 11 y posteriormente el área equivalente de captura.

𝑋𝑠 =

𝑑 + 3(ℎ𝑠 − ℎ) [6] 2

(11)

En donde: 𝑋𝑠 = 𝑎 𝑙𝑎 𝑑𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑒𝑞𝑢𝑖𝑣𝑎𝑙𝑒𝑛𝑡𝑒 (𝑚). ℎ𝑠 = 𝑎 𝑙𝑎 𝑎𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒𝑙 𝑜𝑏𝑗𝑒𝑡𝑜 𝑣𝑒𝑐𝑖𝑛𝑜 (𝑚). ℎ = 𝑎 𝑙𝑎 𝑎𝑙𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑒𝑠𝑡𝑟𝑢𝑐𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑏𝑎𝑗𝑜 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑖𝑑𝑒𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 (𝑚). 𝑑 = 𝑎 𝑙𝑎 𝑑𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 ℎ𝑜𝑟𝑖𝑧𝑜𝑛𝑡𝑎𝑙 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 𝑙𝑎 𝑒𝑠𝑡𝑟𝑢𝑐𝑡𝑢𝑟𝑎 𝑦 𝑒𝑙 𝑜𝑏𝑗𝑒𝑡𝑜 𝑣𝑒𝑐𝑖𝑛𝑜 (𝑚).

2.3 TERMINALES AÉREAS.

Las terminales aéreas pueden ser elementos metálicos verticales, cables aéreos tendidos horizontalmente, y una combinación de ambos. Estás terminales deben cumplir con las especificaciones de materiales (Tabla 6 y 7) y de unión equipotencial adecuadas.

28

Capítulo 2. Sistema de protección contra tormentas eléctricas (NMX-J-549-ANCE-2005)

Tabla 6. Materiales y dimensiones mínimas de las terminales aéreas [6].

Tabla 7. Espesor mínimo de las hojas y tubos metálicos para terminales aéreas [6].

En SEPTE las terminales aéreas pueden ser aisladas y no aisladas, se ocupan aisladas cuando la circulación de la corriente del rayo cause daños a la estructura y exista riesgo de fuego o explosión, mientras que las no aisladas se pueden ocupar siempre y cuando se logre la igualación de los potencias de todos o parte de los elementos metálicos de una instalación.

Número y ubicación de terminales.

El número y ubicación de las terminales aéreas de un Sistema Externo de Protección contra Tormentas Eléctricas dependen del nivel de protección seleccionado y de la aplicación del método de la esfera rodante. Existen elementos de la estructura o edificio que por ser metálicos y estar por encima de los objetos a proteger pueden considerarse en el diseño como terminales aéreas naturales para interceptar la corriente de la descarga, a pesar de no haber sido diseñados para tal fin. Estos elementos naturales pueden ser, hojas metálicas, ornamentaciones, barandillas, tubos metálicos, etc., generalmente ubicados en techos y fachadas, y deben cumplir las condiciones siguientes:

1.- Eléctricamente continuos en todas sus partes. 2.- No tener revestimientos de material aislante. 29

Capítulo 2. Sistema de protección contra tormentas eléctricas (NMX-J-549-ANCE-2005)

3.- Estar sólidamente conectados al sistema de puesta a tierra. 4.- Cumplir con las especificaciones de materiales.

La probabilidad del número de impactos sobre las terminales aéreas es mayor con su altura, aumentando también la probabilidad de interponerse en la trayectoria de rayos de mayor intensidad. Por lo tanto, para este trabajo se considerarán terminales aéreas de una altura que se encuentre entre los 3m por encima del edificio a proteger.

El número y ubicación de las terminales aéreas deben calcularse de acuerdo con su posición y nivel de protección como se indica en el método de la esfera rodante. En general, para cualquier edificio o estructura, existen dos niveles de referencia en donde debe aplicarse la esfera rodante, el nivel del techo y el nivel del piso alrededor del edificio o estructura.

Como la estructura a proteger para este trabajo es de 29 m de altura, el cálculo del número y ubicación de las terminales aéreas deben cumplir con la instalación de conductores horizontales alrededor del edificio formando lazos cerrados a cada 20m de altura.

2.4 CONDUCTORES DE BAJADA.

El número y ubicación de los conductores de bajada dependen del tipo de sistema de protección a seleccionar, ya sea aislado o no, como en este caso se trata de proteger un edificio con mayor tránsito de personas se debe aislar cada una de las bajadas. Se permite que el conductor de bajada se forme por alguno de estos elementos, solera, barra redonda, cable o acero estructural o de refuerzo (componente natural), sin olvidar que deben cumplir con las especificaciones de los materiales.

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Capítulo 2. Sistema de protección contra tormentas eléctricas (NMX-J-549-ANCE-2005)

Requisitos. En el diseño del Sistema Externo de Protección contra Tormentas Eléctricas, los conductores de bajada deben cumplir con lo siguiente: 1) Distribuirse uniformemente a lo largo del perímetro de la estructura o edificio mediante una configuración lo más simétrica posible. 2) Conectarse a los elementos del sistema de puesta a tierra a través de la trayectoria más corta. 3) Conectarse a las terminales aéreas y al sistema de puesta a tierra de manera firme y permanente. 4) Ubicarse lo más alejado posible de circuitos eléctricos, electrónicos, de equipo con riesgo de fuego o explosión, accesos para el personal y de puertas y ventanas.

Conductores de bajada naturales

Las partes de una estructura que pueden considerarse como conductores de bajada naturales son: a) Elementos metálicos estructurales (columnas y trabes) de la estructura. b) El acero de refuerzo de la estructura siempre y cuando cuente con uniones mecánicas o soldadas, excepto para elementos prefabricados que no garanticen la continuidad eléctrica entre sus partes.

Trayectorias de los conductores de bajada y radios de curvatura.

Las rutas de conductores de bajada ubicadas en zonas de tránsito de personas deben evitarse y para el caso en que la ruta indicada no pueda realizarse debe cumplirse la distancia mínima de seguridad (figura 14). La posición y distancia entre los conductores de bajada en las estructuras o edificios deben cumplir con la distancia mínima de seguridad, para este caso de 1.05 m.

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Capítulo 2. Sistema de protección contra tormentas eléctricas (NMX-J-549-ANCE-2005)

Figura14. Ruta recomendada para conductores de bajada en edificios con geometrías complejas como la indicada con tránsito de personas.

El radio de curvatura del conductor de bajada en trayectorias verticales y horizontales debe ser mayor o igual a 200mm. La figura 15 ilustra el conductor de bajada considerando el radio de curvatura del conductor. La figura 16 ilustra la curva del conductor de bajada. La separación d2 debe cumplir la distancia de seguridad. También se debe considerar el efecto de la ranura en las propiedades mecánicas del mástil.

Figura 15. Arreglo para un conductor de bajada mostrando el radio de curvatura para un mástil de terminal aérea.

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Capítulo 2. Sistema de protección contra tormentas eléctricas (NMX-J-549-ANCE-2005)

Figura 16. Curvas para los conductores de bajada del SEPDA.

Conductores de bajada para un sistema externo de protección no aislado.

Las terminales aéreas y los conductores de bajada deben estar conectados a nivel de techo. A nivel de suelo, los conductores de bajada deben interconectarse al sistema de puesta a tierra. Además deben cumplirse los siguientes puntos, según sea el caso:

a) Como el Sistema Externo de Protección contra Tormentas Eléctricas está por terminales aéreas horizontales, se deben utilizar de dos o más conductores de bajada. b) Los conductores de bajada deben estar distribuidos a cada 15m de acuerdo al nivel de protección. Los conductores de bajada deben estar ubicados cerca de cada una de las esquinas de la estructura. c) Si la pared de la estructura está hecha de material flamable, los conductores de bajada deben ubicarse a una distancia mayor a 0,1m del elemento a proteger. d) Los conductores de bajada deben conectarse con los conductores horizontales alrededor de la estructura o edificio. 33

Capítulo 2. Sistema de protección contra tormentas eléctricas (NMX-J-549-ANCE-2005)

En la figura 17 se muestra la relación entre las terminales aéreas y conductores de bajada.

Figura 17. Arreglo representativo de la conexión entre terminales aéreas, conductores de bajada y un arreglo cerrado del sistema de puesta a tierra en un edificio visto desde el techo.

Los conductores de bajada en cualquier configuración deben ser desnudos (sin aislamiento), a excepción de que sean conductores con aislamiento diseñados para el confinamiento de campo eléctrico producido por la corriente de la descarga atmosférica. En cualquier caso debe respetarse la distancia de seguridad.

Tabla 8.- Dimensiones mínimas de los conductores de bajada [6].

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Capítulo 2. Sistema de protección contra tormentas eléctricas (NMX-J-549-ANCE-2005)

Distancia de seguridad. La distancia de seguridad debe calcularse de acuerdo a la ecuación 12, con la finalidad de colocar los conductores de bajada sin poner en riesgo a las personas y respetando a la vez el espacio para la conducción de corriente.

𝑠 = 𝑘𝑖

𝑘𝑐 𝑙; 𝑘𝑚

𝑑≥𝑠

(12)

En donde: 𝑠 = 𝑎 𝑙𝑎 𝑑𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑑𝑒 𝑠𝑒𝑔𝑢𝑟𝑖𝑑𝑎𝑑 (𝑚). 𝑑 = 𝑎 𝑙𝑎 𝑑𝑖𝑠𝑡𝑎𝑛𝑐𝑖𝑎 𝑒𝑛𝑡𝑟𝑒 𝑙𝑜𝑠 𝑒𝑙𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜𝑠 𝑎 𝑒𝑣𝑎𝑙𝑢𝑎𝑟 (𝑚). 𝑘𝑖 : 𝑑𝑒𝑝𝑒𝑛𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑙 𝑛𝑖𝑣𝑒𝑙 𝑑𝑒 𝑝𝑟𝑜𝑡𝑒𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝑠𝑒𝑙𝑒𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛𝑎𝑑𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑆𝐸𝑃𝑇𝐸, 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑛𝑖𝑣𝑒𝑙 𝐼 = 0.075. 𝑘𝑐: 𝑑𝑒𝑝𝑒𝑛𝑑𝑒 𝑑𝑒 𝑙𝑎 𝑐𝑜𝑛𝑓𝑖𝑔𝑢𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑖𝑚𝑒𝑛𝑠𝑖𝑜𝑛𝑎𝑙, 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑐𝑢𝑎𝑡𝑟𝑜 𝑏𝑎𝑗𝑎𝑛𝑡𝑒𝑠 = 0.66. 𝑘𝑚: 𝑑𝑒𝑝𝑒𝑛𝑑𝑒 𝑑𝑒𝑙 𝑚𝑎𝑡𝑒𝑟𝑖𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑠𝑒𝑝𝑎𝑟𝑎𝑐𝑖ó𝑛 (𝑎𝑖𝑟𝑒 𝑜 𝑠ó𝑙𝑖𝑑𝑜), 𝑒𝑛 𝑒𝑠𝑡𝑒 𝑐𝑎𝑠𝑜 𝑒𝑠 0.5. 𝑙 = 𝑎 𝑙𝑎 𝑙𝑜𝑛𝑔𝑖𝑡𝑢𝑑 𝑑𝑒𝑙 𝑐𝑜𝑛𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑏𝑎𝑗𝑎𝑑𝑎 𝑑𝑒𝑠𝑑𝑒 𝑒𝑙 𝑝𝑢𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑒 𝑢𝑏𝑖𝑐𝑎𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑒𝑙𝑒𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑎 𝑒𝑣𝑎𝑙𝑢𝑎𝑟 𝑎 𝑡𝑖𝑒𝑟𝑟𝑎 (𝑚).

2.5 CRITERIOS DE CÁLCULO PARA EL SISTEMA DE TIERRA.

Como complemento de la protección contra las descargas atmosféricas se debe utilizar un sistema a tierra para reducir riesgos de electrocución y la formación de arcos eléctricos entre partes metálicas que pongan en peligro al personal y al equipo en la trayectoria de los conductores de bajada, además debe integrar, incluir e interconectar todos los sistemas de la instalación externa como el Sistema Externo de Protección contra Tormentas Eléctricas (SEPTE), sistemas de energía eléctrica, sistemas de telecomunicaciones, entre otros.

En un Sistema de Puesta a Tierra el número de los electrodos (ya sea individual o en arreglo) es el que se determina al medir en campo la resistencia a tierra, por norma se debe integrar un arreglo de tres electrodos por cada conductor de bajada cuando no se interconecten entre sí. Pero si los conductores de bajada se interconectan mediante un conductor enterrado se puede utilizar un arreglo de uno o más electrodos de puesta a tierra. 35

Capítulo 2. Sistema de protección contra tormentas eléctricas (NMX-J-549-ANCE-2005)

Con el fin de mantener la elevación de potencial del Sistema de Puesta a Tierra a niveles de seguridad, se recomienda que el valor de la resistencia a tierra se mantenga en niveles no mayores que 10Ω. Este valor de resistencia debe cumplirse para cada arreglo de 3 electrodos por conductor de bajada, cuando éstos no se encuentren interconectados. Los elementos que deben formar un Sistema de Puesta a Tierra son los electrodos de puesta a tierra, conductores desnudos para unir los electrodos, conexiones soldables y registros.

Electrodos de puesta a tierra

En general, un electrodo de puesta a tierra puede ser de cualquier tipo y forma, siempre y cuando cumpla con los requisitos en listados a continuación. a) Ser metálico. b) Tener una baja resistencia a tierra. c) Cumplir con las especificaciones de materiales. d) Sus componentes no deben tener elementos contaminantes al medio ambiente. e) Los que se encuentran formados por varios elementos metálicos deben estar unidos por medio de soldadura.

Los electrodos de puesta a tierra más comunes son los siguientes: a) verticales (varillas, tubos, conductores planos). b) horizontales (tubos, cables o conductores planos colocados en forma radial o en anillo). c) los formados por los cimientos de las estructuras (naturales). d) placas y mallas.

Además los electrodos deben de cumplir con las especificaciones de la tabla 9. Tabla 9.- Material y dimensiones nominales mínimas de los electrodos de puesta a tierra [6].

Material Acero

Configuración y dimensiones nominales mínimas. Diámetro de 14,3mm mínimo y 15,5 Varilla de acero estirada en frío, mm máximo. con recubrimiento de cobre Espesor mínimo del recubrimiento electrolítico 0,254mm (1)Para el aceroinoxidabletipoaleación304. 36

Capítulo 2. Sistema de protección contra tormentas eléctricas (NMX-J-549-ANCE-2005)

Los arreglos prácticos para el Sistema de Puesta a Tierra dependen del espacio disponible y de las características del suelo, en la figura 18 se muestra un electrodo de puesta a tierra que va conectado a los conductores de bajada.

Figura18. Vista de un electrodo de puesta a tierra para la conexión de los conductores de bajada del Sistema Externo de Protección contra Tormentas Eléctricas.

Los factores a considerar para el Sistema de Puesta a Tierra son el estudio de terreno, resistividad, el área disponible, los aspectos físicos, como obstrucciones, rocas y otros servicios o elementos enterrados y la agresividad del suelo sobre los materiales del SPT.

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CAPÍTULO 3 Sistema Externo de Protección contra Tormentas Eléctricas en un edificio de 29 m de altura.

Capítulo 3. Sistema Externo de Protección contra Tormentas Eléctricas en un edificio de 29m de altura.

3.1 DESCRIPCIÓN DEL EDIFICIO A PROTEGER.

El edificio al cual se le aplicará el sistema de protección contra tormentas eléctricas bajo la norma NMX-J-ANCE-2005, es un centro comercial localizado en Naucalpan Estado de México (figura 19), referencia que permitirá la identificación de la densidad de rayos a tierra. Por ser un centro comercial, la frecuencia media anual permitida de rayos directos sobre la estructura (Nd) se considera de 0.02.

Figura 19. Localización del centro comercial Naucalpan Estado de México.

El centro comercial cuenta con las dimensiones mostradas en la tabla 10, basadas en los planos arquitectónicos del edificio como en la figura 20.

Tabla 10. Dimensiones del edificio a proteger.

Área

Altura

238,389 m2

29 m

Longitudes de los lados de las estructuras: Largo Ancho 414.74 m 241.33 m

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Capítulo 3. Sistema Externo de Protección contra Tormentas Eléctricas en un edificio de 29m de altura.

Figura 20. Vista de la planta del centro comercial, área total y fachadas.

Con respecto a la figura 20 se puede observar que la estructura del centro comercial es amplia por lo que en él reside una diversidad de locales comerciales como locales de ropa, accesorios, deportes, videojuegos, joyerías, restaurantes, comida rápida, oficinas, entre otros. Cada uno de ellos necesita de la suministración de energía para todos sus equipos que lo integran, por ello se debe de tomar en cuenta una protección contra descargas atmosféricas, ya que éstas al impactar en un edificio pueden dañar muchos de los sistemas, eléctricos, de control, de fuerza, entre otros, que integran al centro comercial y por ende el problema puede llegar hasta el equipo de los clientes, e incluso daños a las personas.

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Capítulo 3. Sistema Externo de Protección contra Tormentas Eléctricas en un edificio de 29m de altura.

3.2 VALORACIÓN DE RIESGO.

La localización del edificio es importante porque permite evaluar el nivel del riesgo en el que se encuentra la estructura (Figura 19), cuando estas se instalan en zonas donde las densidades de rayos a tierra son mayores que 2 se debe desarrollar el sistema externo de protección contra descargas atmosféricas. Por ello en base a la ubicación del edificio se identificó con apoyo de la figura 21 y 22 la densidad de rayos a tierra por año.

Con respecto a la figura 22 se obtuvieron las coordenadas 19° 28′ 31″ N, 99° 14′ 16″ W (en decimal 19.475278°, -99.237778°) correspondiente a lo que es Naucalpan de Juárez, Estado de México, lugar donde se encuentra el centro comercial.

La densidad de rayos a tierra anual (Ng) resultante para el centro comercial corresponde a 4 rayos/km2/año, por lo que se debe instalar un sistema externo de protección contra descargas atmosféricas.

Figura 21. Zoom de la ubicación del lugar en el mapa del Estado de México, densidad de rayos a tierra [6].

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Capítulo 3. Sistema Externo de Protección contra Tormentas Eléctricas en un edificio de 29m de altura.

Figura 22. Mapa del Estado de México con el promedio anual de densidad de rayos a tierra [6]. Representando ubicación del centro comercial.

Para identificar con qué frecuencia anual la estructura se verá impactada por rayos directos se calculará esa probabilidad con la ecuación 7 planteada en el capítulo 2.

NO = Ng x Ae x10-6

(7)

El área equivalente se calculará con los datos obtenidos con la planta arquitectónica del edificio y con apoyo de la ecuación 8, tomando en cuenta al edificio en terreno plano y con techo plano figura 23.

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Capítulo 3. Sistema Externo de Protección contra Tormentas Eléctricas en un edificio de 29m de altura.

Figura 23. Área equivalente de captura para el centro comercial.

𝐴𝑒 = 𝑎𝑏 + 6ℎ(𝑎 + 𝑏) + 9𝜋ℎ2

(8)

Sustituyendo los valores en la ecuación 8 obtenemos:

𝐴𝑒 = (414.74𝑚 × 241.33𝑚) + 6(29𝑚)(414.74𝑚 + 241.33𝑚) + 9(3.1416)(28.82𝑚)2

𝐴𝑒 = 237021.33 m2

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Capítulo 3. Sistema Externo de Protección contra Tormentas Eléctricas en un edificio de 29m de altura.

Procediendo a sustituir en 7:

NO = (4 rayos/km2/año)x 237021.33𝑚2 x10-6

NO = 0.948 por año

Otra forma para considerar si se instala o no un sistema externo de protección contra tormentas eléctricas en el edificio es estimando la necesidad de protección.

Como No (0.948) es > Nd (0.02) debe instalarse un Sistema Externo de Protección contra Descargas Atmosféricas.

Desarrollado el análisis de la valoración de riesgo en el centro comercial y considerando que es necesaria la implementación de un sistema externo de protección contra descargas atmosféricas se procede a desarrollar la elección de los elementos que integran a este sistema a partir del cálculo de radio de protección.

3.3 CÁLCULO DEL RADIO DE PROTECCIÓN.

El cálculo del radio de protección se debe realizar mediante el método de la esfera rodante. Para determinar el radio de la esfera es necesario identificar y seleccionar el nivel de protección. Por ser una estructura de centro comercial, se consideran como efectos de las tormentas eléctricas daños a las instalaciones eléctricas, pánico, falla de dispositivos de control, pérdidas de enlace de comunicación, falla de computadoras y pérdidas de información, por lo tanto el nivel de protección que se recomienda con respecto a la tabla de la norma es Nivel de protección II.

El nivel de protección permite identificar el radio de la esfera rodante (r s) en base a la tabla 5 del capítulo 2, mostrando los resultados en la tabla 11. 44

Capítulo 3. Sistema Externo de Protección contra Tormentas Eléctricas en un edificio de 29m de altura.

Tabla 11. Selección del radio (rs) y altura de la terminal aérea para el nivel de protección II [6].

Nivel de protección

II

Radio de la esfera rodante rs y su correspondiente valor de corriente de rayo i.

Altura de la terminal aérea a partir del plano a proteger (h)

rs (m)

I (kA)

m

30

6

≤ 30

Corroborando los resultados del radio de la esfera obtenidos en la tabla 11, se calcula el radio de la esfera rodante en base a la ecuación 1.

𝑟𝑠 = 𝑘𝑠 𝐼 𝑐

(1)

Identificando que k y c son factores obtenidos a través de estudios de campo de gradiente de potencial de grandes arcos eléctricos generados en laboratorio se tiene que k = 9.4 y c = 2/3, tomando como I = 6 kA.

Sustituyendo los datos obtenemos:

𝑟𝑠 = (9.4)𝑠 × (6)2/3 𝑟𝑠 = 31.03 ≈ 30 𝑚

Considerando que la esfera rodante tendrá un diámetro de 60 m, la distribución de las puntas de pararrayos se representa como en la figura 24, en cada centro de las circunferencias que se alcanzan a observar con puntos de color rosas se ubicó un pararrayos. Para ésta distribución se tienen en cuenta 122 terminales aéreas de las cuales 46 van a ser terminales aéreas verticales cuya instalación debe considerarse alrededor de todo el edificio, puntas de pararrayos marcadas en color magenta y 76 puntos de intersección con el conductor horizontal para la protección del centro comercial a lo largo y ancho de la azotea del edificio, marcados en color azul.

45

Capítulo 3. Sistema Externo de Protección contra Tormentas Eléctricas en un edificio de 29m de altura.

En la figura 25, se muestra la ubicación y distribución de cada uno de los pararrayos y puntos de intersección en la azotea del edificio, que son todos los puntos en rosa respetando los espacios abiertos marcados en color verde, mientras que en la figura 26 se observa la configuración y unión de los pararrayos (color azul marino) con los conductores de bajada a puesta a tierra (color rojo), en la figura 27 se muestra una de las vistas del edificio a proteger con la proyección de la esfera por cada pararrayos distribuido, cada una de las terminales abarcará su propio radio de protección, considerando que en donde se encuentra el límite del radio de una punta, la protección la continuará la siguiente esfera imaginaria formada por la otra punta, y así se sigue la secuencia con cada una de las puntas instaladas.

Figura 24. Representación gráfica de la esfera rodante en el centro comercial.

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Capítulo 3. Sistema Externo de Protección contra Tormentas Eléctricas en un edificio de 29m de altura.

Figura 25. Representación gráfica de la distribución de pararrayos.

Figura 26.Configuración y unión de los pararrayos.

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Capítulo 3. Sistema Externo de Protección contra Tormentas Eléctricas en un edificio de 29m de altura.

Figura 27. Representación gráfica de la distribución de pararrayos en una de las vistas del edificio. .

3.4 SELECCIÓN DE LOS PARARRAYOS

La altura de las terminales está limitada con respecto a la norma a 3 m por encima del objeto a proteger, considerando el radio de protección en el diseño. Por ello se proponen para la instalación puntas franklin de 60 cm de alto. Para el cálculo del número de terminales aéreas y su ubicación se debe considerar instalar adicionalmente conductores horizontales alrededor del edificio formando lazos cerrados a cada 20 m de altura con conductor desnudo calibre 4/0, 107.21mm 2, 28 hilos, siendo que la altura del edificio del centro comercial se encuentra entre 20 m y 60 m de altura.

3.5 SELECCIÓN DE LOS CONDUCTORES DE BAJADA

Los conductores de bajada para el centro comercial se seleccionaron cuidando la distancia mínima de seguridad para su trayectoria, como se muestra en la figura 20. Cuidando que la curvatura del conductor de bajada sea mayor o igual a 200mm. Así mismo se considerará un conductor de bajada por cada terminal aérea instalada, respetando las dimensiones del conductor horizontal (conductor desnudo calibre 4/0AWG, 107.21mm2, 28 hilos).

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Capítulo 3. Sistema Externo de Protección contra Tormentas Eléctricas en un edificio de 29m de altura.

La distancia de separación entre los conductores de bajada debe considerarse con respecto a la longitud del edificio y su estructura de construcción, ya que un conductor no puede atravesar espacios abiertos, puertas o ventanas. Para que los conductores sigan cumpliendo con la seguridad en la instalación se desarrolla el cálculo para obtener la distancia de seguridad con la ecuación 12.

𝑠 = 𝑘𝑖

𝑘𝑐 𝑙; 𝑘𝑚

𝑑≥𝑠

(12)

Donde los valores de ki y km se seleccionaron en base a tablas de la norma obteniendo los resultados en la tabla 12.

Tabla 12. Valores de ki y km para el efecto de proximidad de las instalaciones y el SEPDA. Nivel de protección

Coeficiente ki

Coeficiente km

II

0.075

En sólido 0.5

El valor de kc depende de la configuración dimensional de los conductores de bajada, para el centro comercial la configuración se determina para más de cuatro conductores de bajada, teniendo que kc = 0.44.

Sustituyendo los valores en la ecuación 12 y considerando la longitud del conductor de bajada de 32m se tiene:

𝑠 = 0.075

0.44 32 0.5

𝑠 = 2.112 𝑚

La configuración de los conductores de bajada para cada uno de los pararrayos, se determinó considerando que la norma indica que cada punta de pararrayos debe llevar su propio conductor de bajada y lo pueden llevar solamente las terminales aéreas que se encuentren en las esquinas del edificio. 49

CAPÍTULO 4 Sistema Interno de Protección contra Tormentas Eléctricas en un edificio de 29 m de altura.

Capítulo 4 Sistema Interno de Protección contra Tormentas Eléctricas en un edificio de 29m de altura.

4.1 ARREGLO DEL SISTEMA DE PUESTA A TIERRA

Todo sistema de protección contra tormentas eléctricas debe estar conectado a un sistema de puesta a tierra (SPT) para disminuir los potenciales de paso y contacto, tratando de reducir el riesgo de electrocución y formación de arcos eléctricos en las partes metálicas que ponen en peligro a las personas y al equipo.

Cada conductor de bajada llevará un arreglo de 3 electrodos con la configuración que se muestra en la figura 28 cuando estos no se encuentren interconectados entre sí, se debe de mantener un nivel no mayor de 10Ω como valor de resistencia a tierra por cada arreglo de electrodo de los conductores de bajada. Los electrodos se deben de unir con conductores desnudos horizontales enterrados, además de ir cada uno en un registro con dimensiones de 32cm x 32cm x 32cm (figura 29).

Figura 28. Electrodos de puesta a tierra vertical y horizontal.

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Capítulo 4 Sistema Interno de Protección contra Tormentas Eléctricas en un edificio de 29m de altura.

Los electrodos de puesta a tierra van a ser varillas de acero con recubrimiento de cobre para que brinde la protección contra la corrosión del terreno su longitud se propone de 3m, 16mm (5/8 in), para su instalación se debe cuidar su separación que va a ser dos veces la longitud del electrodo. Para los electrodos horizontales su instalación será a 0.6m mínimo de profundidad a una distancia mínima de 1m a la estructura.

En este caso el área alrededor de la estructura se encuentra cubierta de concreto, por lo tanto no es necesario instalar arreglos adicionales de sistemas de puesta a tierra para la protección del tránsito de personas contra el riesgo de electrocución.

Figura 29. Vista de electrodos puesta a tierra en registros.

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Capítulo 4 Sistema Interno de Protección contra Tormentas Eléctricas en un edificio de 29m de altura.

4.2 ANÁLISIS DEL SIPTE CON RESPECTO A LA UNIÓN EQUIPOTENCIAL Y A LOS SUPRESORES DE SOBRETENSIÓN TRANSITORIA.

Unión Equipotencial Cuando al SEPTE es impactado por un rayo se generan diferencias de potencial provocando la circulación de corrientes indeseadas y formación de arcos eléctricos, poniendo inseguros a los equipos y a las personas. Para evitar este tipo de accidentes es necesario igualar el potencial de todas o algunas de las partes metálicas de la instalación, lográndolo con la unión equipotencial.

Para ello es necesario contar con conductores de unión, barras de unión y supresores de sobretensiones transitorias (SSTT). Para el SEPTE se propone que va a ser un sistema aislado por la concurrencia de personas al lugar, así que todo el conductor desnudo de cobre para la conexión de pararrayos y conductores de bajada irán aislados en tubería de 21 mm (3/4”), por ello la UE en la instalación con los elementos del sistema externo se debe realizar a nivel del suelo (figura 30) y se deben de cumplir la distancia promedio y distancia de seguridad obtenidas en el capítulo 3 (15m como mínimo y 1.056m respectivamente).

Figura 30. Conexión para la unión equipotencial.

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Capítulo 4 Sistema Interno de Protección contra Tormentas Eléctricas en un edificio de 29m de altura.

Hay que considerar la UE en cada nivel de la instalación para la protección de los equipos y elementos metálicos, estás conexiones deben ser firmes y lo más cortas posibles al SPT.

UE a nivel interno

La UE a nivel interno va a hacer referencia a la conexión de varias barras en forma radial a una sola barra (barra principal) conectada al SPT, cada uno de estos arreglos (figura 31) va a ser distribuido en toda el área del edificio a proteger ya que es muy extenso, los servicios y elementos metálicos serán conectados en un solo punto sin formar lazos cerrados entre los servicios. Así mismo, es importante ubicar una barra de unión cerca del tablero principal de alimentación eléctrica.

BARRA PRINCIPAL

BARRA EQUIPOS ELECTRÓNICOS

BARRA OTROS EQUIPOS

BARRA DE NEUTRO

Figura 31. Ejemplo de un arreglo para la UE a nivel interno [6].

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Capítulo 4 Sistema Interno de Protección contra Tormentas Eléctricas en un edificio de 29m de altura.

Supresor de sobretensiones transitorias

Las sobretensiones transitorias en una estructura tiene varias entradas, entre ellas se encuentran las líneas de energía eléctrica, las líneas telefónicas, antenas, tuberías metálicas, etc., por ello se deben usar dispositivos contra sobretensiones transitorias para la protección de los equipos electrónicos instalados en el centro comercial.

En la norma se consideran 3 categorías para la protección con SSTT (figura 32), ya que la densidad de rayos determinada para el centro comercial es de 4 rayos/km2/año, se consideran las características mostradas en la figura 32 de densidad de rayos alta y las recomendaciones para la selección de supresores en CA para el centro comercial se pueden observar en la tabla 13.

Figura 32. Categorías para la selección de supresores [6].

55

Capítulo 4 Sistema Interno de Protección contra Tormentas Eléctricas en un edificio de 29m de altura.

Tabla 13. Recomendaciones para la selección de supresores en CA para el centro comercial [6].

Tipo de estructura

Tipo de protección

Sistema de distribución

Ubicación/ categoría

Onda de prueba

Tipo de servicio y clase de protección

Primaria

3F, 4H + T 220 V/127 V

Acometida, Categoría C

20 kV, 1,2/50 μs 20 kA, 8/20 μs

Interior IP 1 Exterior IP 4X

Edificios comerciales

3F, 4H + T 220 V/127 V Secundaria

1F, 2H + T 127 V

Circuito Derivado, Categoría B Punto de uso, Categoría A Punto de uso, Categoría A

6 kV, 500 A 100 kHz 6 kV 1,2/50 μs 3 kA, 8/20 μs 6 kV, 200 A 100 kHz 6 kV, 200 A 100 kHz

Autoprotección por variaciones de tensión Recomendado Recomendado

Interior IP 1

Recomendado

Interior IP 1

Recomendado

Interior IP 1

4.3 ACCIONES PARA CONSERVACIÓN DE PARARRAYOS. La conservación de pararrayos es muy importante, ya que permite tener en buen estado el Sistema Externo de Protección contra Tormentas Eléctricas y el Sistema Interno de Protección contra Tormentas Eléctricas para su buen funcionamiento, así mismo evitar otro tipo de riesgos para las personas que concurren al centro comercial. Por ello es necesario que se le de un correcto mantenimiento por personal capacitado, alrededor de cada seis meses.

Principalmente se hacen pruebas cualitativas, donde se revisa el estado de todos los elementos del sistema, otra prueba es cuantitativa, en ésta se llevan a cabo algunas mediciones y por último se le debe de dar un mantenimiento preventivo, algunos de estos procedimientos se enumeran a continuación.

Pruebas cualitativas 

Revisar el cabezal de los pararrayos.

56

Capítulo 4 Sistema Interno de Protección contra Tormentas Eléctricas en un edificio de 29m de altura.



Comprobar el amarre y posible oxidación del mástil.



Verificar el estado del cable conductor del pararrayos.



Comprobar amarre, conectores y tubo de protección.



Comprobar que ningún elemento nuevo haya variado las condiciones del estudio de instalación del pararrayos original.



Verificar el estado del supresor contra tensiones.



Verificar el estado físico del mástil.

Pruebas cuantitativas



Toma de tierra. Comprobar amarres, conectores y medida de la resistencia a tierra, recordando que no deberá sobrepasar los 10 Ω.



Medir la resistencia del electrodo de puesta a tierra, este no deberá de sobrepasar los 10 Ω.



Medir la continuidad de conexión electrodo – cable.



Medir la continuidad de conexión cable – cable.

Mantenimiento preventivo



Limpiar el registro a tierra.



Reapretar las conexiones electrodo – cable.



Verificar los puntos de agarre y unión de los tensores.



Verificar el aislamiento de la estructura de soporte de pararrayos. 57

Capítulo 4 Sistema Interno de Protección contra Tormentas Eléctricas en un edificio de 29m de altura.

4.4 ANÁLISIS ECONÓMICO EN LA INSTALACIÓN DEL SISTEMA DE PARARRAYOS.

En un centro comercial es importante invertir en un sistema de protección ya que por sus dimensiones y aplicación es necesario que de seguridad tanto a sus clientes como a las personas que llegan a ir de compras, además del equipo que se encuentre instalado en su interior. A continuación se muestra el presupuesto económico de los principales elementos que se necesitan para la instalación del Sistema de Protección contra Tormentas Eléctricas, considerando para cada uno los costos indirectos, la mano de obra y el proyecto de ingeniería.

REF.

Descripción completa

1 2

Punta tipo faraday de cobre cromada de 60 cm Base plana redonda para punta de cobre / bronce Cable de cobre especial pararrayos de 28 hilos calibre 4/0 Tubería conduit de 21 mm (3/4") Cople de 3/4" para unión de tubería Caja de conexión

3 4 5 6

7

8 9 10 11 12 13 14

Intensificador para tierra, bulto de 11.36kg, Sólo si es necesario tratar la tierra para proporcionar la resitencia y resistividad para el SPT. Se recomienda hacer un estuido de resistividad. Varilla tipo COPPERWELD de 5/8" de diametro y 3 m de longitud. Conector de cobre para cable en paralelo o a 90° en tubo o varilla, tubo de 3/8" (10mm) varilla 5/8" (16mm) calibre 2/0 AWG al 250kCM . Registro para electrodos de puesta a tierra con tapa Barra de tierra de cobre considerando soportes tipo omega, aisladores taquetes, tornillos y rondanas tropicalizadas. Conductor de cobre desnudo, calibre 4/0 AWG. Conexión exotérmica tipo "TA", para calibre 4/0 derivacion 4/0. Conexión exotérmica tipo "XA", para calibre 4/0 derivacion 4/0.

$ $

MANO DE INDIRECTOS PRECIO UNITARIO OBRA 270.44 $ 60.87 $ 62.95 $ 394.26 151.95 $ 60.87 $ 40.44 $ 253.26

$

119.00 $

13.91 $

25.25 $

158.16

$ $ $

170.75 $ 200.40 $ 270.40 $

200.00 $ 150.30 $ 120.10 $

70.00 $ 84.44 $ 68.05 $

440.75 435.14 458.55

$

250.00 $

65.74 $

59.99 $

375.73

$

153.62 $

60.87 $

40.75 $

255.24

$

206.40 $

22.38 $

43.47 $

272.25

$

262.50 $

105.18 $

69.86 $

437.54

$

883.95 $

525.91 $

267.87 $

1,677.73

$

144.18 $

19.13 $

31.03 $

194.34

$

160.30 $

155.53 $

60.01 $

375.84

$

190.50 $

155.53 $

65.75 $

411.78

$

6,140.57 Proyecto de ingeniería

MATERIAL

TOTAL:

$

1,716.32

Mano de obra

58

Capítulo 4 Sistema Interno de Protección contra Tormentas Eléctricas en un edificio de 29m de altura.

REF. 1

2

3 4 5 6

7

8 9

Descripción completa Unidad Cantidad Punta tipo faraday de cobre cromada de 60 cm, Suministro e instalación a no mas de 4 metros de pza. $ 46.00 altura sobre el edificio a proteger. Base plana redonda para punta de cobre / bronce, Suministro e instalación a no mas de 4 metros de pza. $ 46.00 altura sobre el edificio a proteger. Cable de cobre especial pararrayos de 28 hilos calibre 4/0, Suministro e instalación a no mas de 4 metros de m $ 3,525.00 altura sobre el edificio a proteger. Tubería conduit de 21 mm (3/4") pza. $ 1,175.00 Cople de 3/4" para unión de tubería pza. $ 1,174.00 Caja de conexión pza. $ 76.00 Intensificador para tierra, bulto de 11.36kg, Sólo si es necesario tratar la tierra para proporcionar la resitencia y resistividad para el SPT. Se recomienda hacer un estuido de resistividad. Varilla tipo COPPERWELD de 5/8" de diametro y 3.00mts de longitud. Conector de cobre para cable en paralelo o a 90° en tubo o varilla, tubo de 3/8" (10mm) varilla 5/8" (16mm) calibre 2/0 AWG al 250 kCM .

Precio

Importe

$

394.26

$

18,135.96

$

253.26

$

11,649.96

$

158.16

$

557,514.00

$ $ $

5.95 1.04 517.97

$ $ $

6,992.43 1,218.61 39,365.72

pza.

$

42.00

$

375.73

$

15,780.66

pza.

$

42.00

$

255.24

$

10,720.08

pza.

$

42.00

$

272.25

$

11,434.50

$

437.54

$

18,376.68

$ 1,677.73

$

1,677.73

10

Registro para electrodos de puesta a tierra con tapa.

pza.

$

42.00

11

Barra de tierra de cobre considerando soportes tipo omega, aisladores taquetes, tornillos y rondanas tropicalizadas.

pza.

$

1.00

12

Conductor de cobre desnudo, calibre 4/0AWG.

m

$

200.00

$

194.34

$

38,868.00

pza.

$

2.00

$

375.84

$

751.68

pza.

$

2.00

$

411.78

$

823.56

$ $ TOTAL A INVERTIR EN EL PROYECTO: $

1,245.92 6,140.57 740,696.06

13 14 15 16

Conexión exotérmica tipo "TA", para calibre 4/0 derivacion 4/0. Conexión exotérmica tipo "XA", para calibre 4/0 derivacion 4/0. Mano de obra Proyecto de ingeniería

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CONCLUSIONES En este trabajo se aplicó la norma NMX-J-549 a un centro comercial para poder reducir el riesgo de daño que se presenta cuando ocurren tormentas eléctricas en la zona donde se encuentra, protegiéndolo contra las descargas atmosféricas, implementando un sistema de protección en todo el edificio. Este sistema de protección fue determinado bajo el método de la esfera rodante descrito en la norma, donde permite saber cuáles son las principales características de la terminal aérea, como su altura que no debe de sobrepasar los 3m y el radio de protección debe de ser de 30 m generado por el pararrayos dependiendo del nivel de protección que se asigna para un centro comercial con respecto a su ubicación. Para la protección de este centro comercial es importante reconocer los trabajos por parte de la ingeniería eléctrica, ya que es muy importante el trabajo que ejercen los ingenieros al desarrollar un proyecto en instalaciones eléctricas, estás personas no deben perder el objetivo de sus trabajos pero sobre todo la seguridad de las personas. En este caso también se considera la protección del personal de mantenimiento, ya que son quienes entran a las principales áreas de todo tipo de instalación. Por ello, un ingeniero electricista debe pensar cómo va a llevar a cabo el proyecto en el que esté trabajando, que consideraciones, bases, conocimientos, herramientas, materiales y condiciones debe retomar en el lugar en el cual se encuentra la instalación a desarrollar, una de las bases principales para el ingeniero son las normas oficiales mexicanas (NOM) y las normas mexicanas (NMX).Para un ingeniero no hay información más importante que las normas, porque las normas brindan la información que hay que considerar en las instalaciones eléctricas, marcando los parámetros principales. La norma NMX-J-549 presenta las consideraciones y el método necesario para la protección de las personas ya que nos rige como llevar a cabo la instalación de un sistema de protección contra descargas atmosféricas dependiendo del edificio a proteger y su ubicación.

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BIBLIOGRAFÍA

[1] Angeles, J. M. y Mora, L. D. (2010). Implementación del método de volumen de colección para la protección contra descargas eléctricas atmosféricas en la TDGL Poza Rica. (Tesis de Ingeniero Mecánico Eléctrico). Universidad Veracruzana, Poza Rica de Hidalgo, Veracruz. [2] Gómez, P. y Guevara, B. (2013). Descargas atmosféricas. [Archivo PDF] Instituto Politécnico Nacional, Av. Instituto Politécnico Nacional, México. [3] Gutiérrez, M. y Martínez, P. (2007). Análisis del flameo inverso en líneas de transmisión de 400kV utilizando el ATP. (Tesis de Ingeniero Electricista). Instituto Politécnico Nacional, ESIME, México, D. F. [4] Harper, E. G. (1999). Instalaciones y montaje electromecánico. México, D. F.: Editorial LIMUSA. [5] Martínez, D. P. (2011). Diseño de la protección contra descargas atmosféricas en un tanque de almacenamiento de productos inflamables. (Tesis de Ingeniero Electricista). Instituto Politécnico Nacional, ESIME, México, D. F. [6] NMX-J–549–ANCE-2005. NORMA MEXICANA. Sistema de Protección contra Tormentas Eléctricas – Especificaciones, Materiales Métodos de Medición. [7] Salas, R. y Garrido, J. (2009). Diseño de un sistema externo de protección contra tormentas eléctricas para un edificio comercial aplicando la norma NMX-J-549-ANCE-2005. (Tesis de Ingeniero Electricista). Instituto Politécnico Nacional, ESIME, México, D. F. [8] Secretaria de energía. NOM-001-SEDE-2012. NORMA OFICIAL MEXICANA. Instalaciones eléctricas (utilización). México, D. O. F. 29-112012 [9] Secretaría del trabajo y previsión social. NOM-022-STPS-2008. NORMA OFICIAL MEXICANA. Electricidad estática en los centros de trabajo, condiciones de seguridad e higiene. [10] © 2012 - PROGRAMA CASA SEGURA. Sistemas de protección contra descargas atmosféricas.

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