SC PIE-H PARARRAYOS TRADUCCIÓN DE LA NFPA EDICIÓN 1997 NOTA Toda cuestión u otras comunicaciones relacionadas a este documento deben enviarse a la oficina principal de la NFPA, dirigido a la atención del Comité responsable para el documento. Para la información sobre los procedimientos para pedir a los Comités Técnicos la emision de interpretaciones Formales, proponiendo Enmendaduras interinas a la Tentativa, para consideración del Comité, y apelaciones en Materias que relacionan al volumen del documento, escriba a la Secretaria, Concilio de las Normas, de La National Fire Protection Association, 1 Batterymarch Park, P.O. Caja 9101, Quincy, MA 02269-9101. Una declaración, escrita u oral que no se procesa de acuerdo con la Sección 5 de las Regulaciones Gobernantes, de los Proyectos del Comité no será considerada, como la posición oficial de NFPA o cualquiera de sus Comités y no se considerará que sea, una interpretación Formal. Los usuarios de Este documento deben consultar leyes y regulaciones aplicables tanto federales como estales y locales. La NFPA no hace, ni intenta, por la publicación de este documento, urgir acciones que no esten de acuerdo a las Leyes o Reglamentos aplicables, y este documento no puede utilizarse para ese efecto. Política Adoptada por NFPA Mesa de Directores del 3 de diciembre de 1982 La Mesa de Directores reafirma que la National Fire Protection Association reconoce que la toxicidad de los productos de combustión es un factor importante en la pérdida de vida por fuego. En la NFPA se ha tratado este asunto, a traves de su comité técnico, y se ha documentado a lo largo de muchos años. Hay una preocupación en que el uso creciente de materiales sintéticos puede producir productos tóxicos adicionales de combustión, en un ambiente de fuego. La Mesa, por consiguiente ha pedido a los comités técnicos responsables de toda la NFPA repasar los documentos de los que ellos esten a favor, para poder estar seguros que los documentos, responden a esta preocupación actual. Para ayudar a los comités a cumplir esta demanda, la Mesa ha fijado un comité asesor para proporcionar una guía específica, a los comités técnicos en las preguntas que se relacionan para evaluar los riesgos, de los productos de combustión. Autorizando Provisión-este documento es propiedad registrada por la National Fire Protection Association (NFPA). 1. Adopción por Referencia- A través de autoridades públicas y otros se instan a refererir Este documento en leyes, ordenanzas, regulaciones, órdenes administrativos, o los instrumentos similares. Cualquier tachadura, adiciones o cambios deseados, por la autoridad que lo adopte debera quedar notado separadamente. Aquéllos que usen este método, se les pide notificar a la NFPA (atención: Secretaria, Concilio de las Normas) por escrito de tal uso. El término "la adopción por referencia" significa sólo que se cita el título publicado como informacion. 2. Adopción por Transcripción-A. Autoridades públicas con poderes de hacer leyes, deberan dar aviso escrito al NFPA (Atención: Secretaria. Concilio de las normas), la cual concederá una licencia libre de pago de regalias para imprimir y republicar este documento todo o en parte, con cambios y sumas, si cualquiera, notó separadamente, en las leyes, ordenanzas, regulaciones, órdenes administrativos, o los instrumentos similares que tienen la fuerza de ley, con tal de que: (1) se de el aviso debido del derecho de propiedad literaria de la NFPA que se contiene en cada ley o reglamento y en cada copia de esto; y (2) La impresión y la reedición se limita a los números suficientes para satisfacer la autoridad de la jurisdicción o el 1/57 57/
SC PIE-H PARARRAYOS proceso de la reglamentacion. B. Una vez que este Codigo o Norma de la NFPA se haya adoptado por la ley, todas las impresiones de este documento por autoridades públicas con poderes de hacer leyes (lawmaking) o sólo reglamentos o cualquier otra persona deseando reproducir este documento o sus volúmenes como adoptados por la jurisdicción en todo o en parte, en cualquier forma, debera pedirlo por escrito a la NFPA (Atención: Secretaria, Concilio de las Normas), quien le concedera una licencia no-exclusiva para imprimir, republicar, y vender este documento todo o en partes, con cambios y sumas, con cualquier nota separada, con tal de que el aviso debido de los derechos de propiedad literaria de NFPA este contenido en cada copia. Tal licencia sólo se concederá en el acuerdo de pagarle una regalia a la NFPA. Esta regalia se exige para mantener fondos dedicados a la investigación y al desarrollo necesario, para continuar el trabajo de la NFPA y sus voluntarios, que continuamente estan poniendo al día y revisando las normas de la NFPA. Bajo ciertas circunstancias, autoridades públicas con poderes de hacer leyes (lawmaking) o sólo reglamentos podran solicitar y podran recibir una regalia especial, donde el interés público se servirá de este. 3. Alcance de la Licencia de Concesión-Los términos anteriormente no se extienden al índice de este documento.
y
condiciones
establecidas
(Para una explicación mas extensa, vea la Política Acerca de la Adopción, Impresion, y Publicación de Documentos de NFPA que está disponible pidiendola a la NFPA.) Declaración en Procedimientos de NFPA Este material se ha desarrollado bajo los procedimientos publicados por la National Fire Protection Association que son diseñados para asegurar el nombramiento de Comités técnicamente competentes habiendo sido equilibrados en su representación. Mientras estos procedimientos aseguran el más alto grado de cuidado, ni la National Fire Protection Association, ni sus miembros, ni aquéllos participando en sus actividades aceptan cualquier obligación que es el resultado del cumplimiento o incumplimiento con las provisiones dadas aquí dentro, para cualquier restricción impuesta en materiales o procesos, o para la integridad del texto. NFPA no tiene ningún poder o autoridad para vigilar o dar fuerza al cumplimiento de los volúmenes de este documento, y cualquier certificación de los productos que declaren cumplimiento con los requisitos de este documento, se hace al riesgo del certificador. Propiedad literaria Registrada NFPA 1997, Todos los Derechos Reservados
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SC PIE-H PARARRAYOS NFPA 780 Normas para la Instalación de los Sistemas de Protección contra Descargas Atmosféricas Edición 1997 Esta edición NFPA 780, Norma para la Instalación de los Sistemas de Protección contra Descargas Atmosféricas, fue preparada por el Comité Técnico de Protección contra Descargas Atmosféricas y actuado adelante por la National Fire Protection Association, Inc. en su Reunión Anual del 19 al 22 de mayo de 1997, sostenida en Los Angeles, CA. Fue emitido por el Concilio de las Normas el 24 de julio de 1997, con fecha efectiva del 15 de agosto de 1997, y reemplaza todas las ediciones anteriores. Cambios otros a la parte editorial son indicados por una raya vertical en el margen de las páginas en las que estas aparecen. Estas líneas se incluyen como una ayuda al usuario, identificando cambios de la edición anterior. Esta edición de NFPA 780 fue aceptada, como una Norma Nacional Americana el 15 de agosto de 1997. Origen y Desarrollo de NFPA 780 La National Fire Protection Association primero adoptó las especificaciones para Protección de edificios Contra descargas atmosféricas en 1904. Se revisaron estas normas en 1905, 1906, 1925, 1932, y 1937. En 1945, el Comité de la NFPA junto con el Comité de ASA en Protección contra descargas atmosféricas, se reorganizó y se combinó bajo el patrocinio de la NFPA, del Escritorio Nacional de Normas, y del Instituto Americano de Ingenieros Eléctricos (ahora el IEEE). En 1946, la NFPA actuó para adoptar la Parte III y en 1947 se publico una edición revisada que incorpora esta parte. Más tarde se hicieron las revisiones, recomendadas por el Comité, y fueron adoptadas por la NFPA en 1949, 1950, 1951, 1952, 1957, 1959, 1963, 1965, 1968, 1975, 1977, 1980, 1983, 1986, 1989, y 1992. Comenzando con la 1992 edición del Código de la Protección contra descargas atmosféricas, la NFPA cambio la designación numérica del documento que paso de NFPA 78 a NFPA 780. Con la emisión de la edición 1995, el nombre del documento se cambió del Código de Protección contra descargas atmosféricas a la Norma para la Instalación de los Sistemas de Protección contra descargas atmosféricas. Este cambio fue dirigido por el Concilio de las Normas para hacer el título más preciso y claro, reflejado en el titulo del volumen del documento. Además, el Concilio dirigió ciertos cambios sobre el alcance del documento para clarificar que el documento no cubre, los requisitos de la instalación de protecciones contra descargas atmosféricas, para sistemas con dispositivo de cebado o de sistemas de disipador Array. La edición 1997 de la NFPA 780 Incorpora cambios editoriales, para hacer una versión más amistosa al usuario. Emitiendo este documento, el Concilio de las Normas ha notado que el fenómeno del relámpago es un tanto escolástico, como también un proceso caprichoso, y natural. Su conducta no se entiende todavía completamente. Se piensa que esta norma proporciona requisitos, dentro de los límites del estado actual de conocimiento, para la instalación de aquéllos sistemas de protección contra descargas atmosféricas cubiertos por esta norma.
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SC PIE-H PARARRAYOS SISTEMAS DE PROTECCION CONTRA DESCARGAS ATMOSFERICAS Comité técnico en Protección Contra Descargas Atmosféricas Mitchell Guthrie, Silla Sistemas universales Inc., VA (SE]
Alcance del comité: Este Comité llevará la responsabilidad primaria de los documentos la protección contra descargas atmosféricas de edificios y estructuras, recreación y luce áreas, y cualquier otra situación que involucra peligro del rayo a las personas o propiedad, exceptúe esos conceptos que utilizan sistemas con dispositivo de cebado en sus terminales aéreas. La protección de generar electricidad, transmisión, y los sistemas de la distribución no están dentro del alcance de este Comité. Esta lista representa el número de miembros en el momento que el comité se votó en el texto de esta edición. Desde ese tiempo, los cambios en el número de los miembros pueden haber ocurrido. Una llave a la clasificación se encuentra al la parte de atrás de este documento. NOTA. – La membresia en un comité no debe y de sí mismo no constituye un endoso de la Asociación, a cualquier documento desarrollado por el comité, en el que el miembro participe. 1997 edición
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SC PIE-H PARARRAYOS SISTEMAS DE PROTECCION CONTRA DESCARGAS ATMOSFÉRICAS NFPA 780 Normas Para la Instalación de Sistemas de Protección Contra Descargas Atmosféricas Edición 1997 Nota: Un asterisco (*) siguiendo el número o letra, designa a un párrafo cuyo material explicativo, sobre el mismo puede encontrarse, en el Apéndice A. Puede encontrarse la información sobre publicaciones referidas, en el Apéndice M. Capítulo 1 Introducción 1-1 Alcance 1-1.1 Este documento cubrirá los requerimientos de instalación de sistemas tradicionales de protección contra descargas atmosféricas para lo siguiente: (a) Estructuras Ordinarias (b) Estructuras Misceláneas y de ocupaciones especiales (c) Estructuras de almacenamiento Pesadas (d) Barcos (e) Estructuras que contienen vapores inflamables, gases inflamables, o líquidos que pueden emitir vapores inflamables 1-1.2 * Este documento, no cubrirá los requerimientos de instalación de sistemas de protección contra descargas atmosféricas, para lo siguiente: (a) Fabricas y almacenes (polvorines) de explosivos (b) Plantas de generación, de transmisión Eléctrica, y sistemas de distribución 1-1.3 Este documento, no cubrirá los requisitos de instalación de sistema de protecciones contra descargas atmosféricas, para los sistemas con dispositivos de cebado ni para los sistemas de dispersión de cargas(Array). 1-2 Propósito. El propósito de esta norma es el de proveer un salvaguarda práctico para personas y propiedad de riesgos que representa la exposición a las descargas atmosféricas. 1-3 Listado, Etiquetado o Componentes Aprobados. Donde las partes, dispositivos, u otros componentes, requeridos por esta norma estén disponibles como Listados, Etiquetados o aprobados, estos componentes deberán de ser utilizados. De otra manera, tales componentes deberán ser aprobados por la autoridad teniendo jurisdicción. 1-4 Ejecución mecánica del Trabajo. Los sistemas de protección contra descargas atmosféricas, se instalarán de una manera aseada y esmerada. Capítulo 2 Términos y Definiciones 2-1 Terminología general. Se definen o se redefinen los términos generales siguientes, que normalmente son usados para describir los métodos y los dispositivos de protección contra descargas atmosféricas, para conformar las recientes tendencias. Sistema de Protección Contra Descargas Atmosféricas. Se refiere a los sistemas descritos y detallados en esta norma. Un sistema de una protección contra descargas atmosféricas, es un sistema completo de dispositivos de recepción de rayos, conductores, termínales de tierra, interconexiones a conductores, dispositivos de supresión de picos, y otros conectores o montajes exigidos para completar el sistema. El sistema de una protección contra descargas atmosféricas tradicional, usado para las estructuras ordinarias se describe en Capítulo 3. Los sistemas de mástiles y catenarias, utilizados típicamente para las ocupaciones y construcciones especiales, se describen en el Capítulo 6. 2-2 Definiciones. 5/57 57/
SC PIE-H PARARRAYOS Terminal aérea. * Un dispositivo de terminación aguda, que es esencialmente un receptor de punta para la recepción de descargas eléctricas, al sistema de protección contra descargas atmosféricas, y se lista para este propósito. Las termínales aéreas típicas son de tubo o de varilla sólida. Las terminales aéreas también son llamadas puntas. (Vea Figura A-2-2(a).) Aprobado. * Aceptable ante la autoridad que tiene jurisdicción. Autoridad que Tiene Jurisdicción. * La organización, oficina, despacho o individuo responsable de aprobar los equipos, las instalaciones o los procedimientos. Interconexión* Una conexión eléctrica, entre un objeto eléctricamente conductivo y un componente del sistema de protección contra descargas atmosféricas, cuyo objetivo es reducir significativamente las diferencias de potenciales creadas por la corriente del relámpago. [Vea Figura A-2-2(b).) Cable. * Conductor formado de varios alambres tejidos entre sí. (Vea Figura A-2-2(c) y tablas 3.1. 1(a) y 3-1.1(b).] Sistema de Protección tipo Catenaria. El sistema de protección contra descargas atmosféricas consiste en uno o más cables aereos de tierra, que reúnen los requisitos del Capítulo 6. Cada cable aereo de tierra, forma una catenaria entre los mástiles y sirve para cumplir con las funciones de un dispositivo de recepción de descargas y de conductor principal. Chimenea. * Estructura o tubo cuya abertura tiene una área con sección particular de menos de 500 in2. (0.3 m2) y una altura total de 75ft(23 m) o menos. [Vea Figura A-2-2(d).] Clase I Líquidos Inflamable. Un líquido teniendo un punto de llamarada (flash point) debajo de 100ºF (37.8ºC) y teniendo una presión de vapor que no excede 40 psia (275 kPa) a 100º F (37.8ºC) será un liquido Clase I. Los líquidos Clase I se subdividirán de la siguiente manera: (a) Clase IA incluirá aquéllos teniendo punto de llamarada (flash point)debajo de 73ºF (22.8ºC) y teniendo un punto de ebullición debajo de 100ºF (37.8ºC). (b) Clase IB Deberá incluir aquéllos teniendo un punto de llamarada (flash point)debajo de 73ºF (22.8ºC) y teniendo un punto de ebullición arriba de 100ºF (37.8ºC). (c) Clase IC incluirá aquéllos teniendo punto de llamarada (flash point) arriba de 73ºF (22.8ºC) y debajo de 100ºF (37.8ºC). y teniendo un punto de ebullición debajo de 100ºF (37.8ºC). Materiales Clase I.* Los Pararrayos, terminales aéreas, termínales de tierra, y demás equipo asociado a esta norma para la Protección de estructuras que no exceden 75 ft (23 m) en altura. [Vea Figura-2-2(e) y tabla 3-1.1(a).] Materiales Clase II.* * Los Pararrayos, terminales aéreas, termínales de tierra, y demás equipo asociado a esta norma para la Protección de estructuras que exceden 75 ft (23 m) en altura. (Vea Figura A-2-2(e) y Mesa 3-10(b).] Líquido combustible. Un líquido teniendo un punto de llamarada arriba de 100ºF (37.8ºC). Los líquidos combustibles se subdividirán como sigue: (a) Líquidos Clase II incluirán aquéllos teniendo un punto de llamarada arriba de 100ºF (37.8º C) y debajo de 140ºF (60º C). (b) la Clase IIIA Se incluirán aquéllos Líquidos teniendo un punto de llamarada arriba de 140ºF (60ºC) y debajo de 200ºF (93ºC). (c) la Clase IIIB Se incluirán aquéllos líquidos teniendo un punto de llamarada arriba de 200ºF (93ºC). Conductor de Unión. Un conductor pensado para ser usado en la igualación del potencial entre cuerpos metálicos conectados a tierra y el sistema de protección contra descargas atmosféricas. Conductor, Principal. Un conductor pensado para ser usado, para llevar corrientes del rayo entre los dispositivos de recepción y terminales de tierra. Para los sistemas de catenaria, el cable aéreo de tierra es un dispositivo de recepción de rayos y un conductor principal. Acero con cubierta de cobre. Acero con una capa de cobre unida o adherida a él. Materiales explosivos. Materiales, incluyendo explosivos, agentes que explotan y detonadores que son autorizados para el transporte por el departamento de Transporte o por el departamento de Defensa, como materiales explosivos. Abrazadera. Un dispositivo para la atadura del conductor a la estructura. Protección de flama. Válvula de auto-cerrado, sellador de vapores, respiración de válvulas de presión-vacío, supresores de flama, u otros elementos lo bastante eficaces, para minimizar la posibilidad de que entre la flama en el espacio de vapor de un tanque. 6/57 57/
SC PIE-H PARARRAYOS Mezclas de Aire-vapor inflamables. Los vapores inflamables mezclados con aire, en proporciones que causarán que la mezcla se queme rápidamente, cuando esta encendida. El rango de combustión para los productos de petróleo ordinarios, como gasolina, es del rango de 1 1/2 a 7 1/2 por ciento de vapor por volumen, el resto viene siendo aire. Vapores inflamables. Los vapores emanados por un líquido inflamable o combustible arriba de su punto de llamarada. Punto de llamarada. La temperatura mínima a la que un líquido emite vapor en concentración suficiente para formar una mezcla con aire inflamable que está cerca a la superficie del líquido dentro del contenedor, especificado por aparatos y procedimientos de prueba apropiados. Gastight. Las estructuras construidas para que ni gas ni aire, puedan entrar o salir de esta, excepto a través de las aberturas o conductos hechos para este propósito. Terminal de tierra.* La porción de un sistema de una protección contra descargas atmosféricas, como una varilla de tierra, placas de tierra, o conductor de tierra que se instalan con el propósito de proporcionar contacto eléctrico con la tierra. [Ver Figura A-2-2(f).) Conectado con tierra o aterrizado. Conectado a tierra o a algún cuerpo conductivo que este conectado a tierra. Edificio de alto-nivel o gran altura. Para los propósitos de esta norma, una estructura que excede 75 ft (23 m) en altura. Etiquetado. Equipos o materiales a los que se ha atado una etiqueta, símbolo, u otra marca de identificación de una organización, que sea aceptable a la autoridad que tiene jurisdicción y tenga relación con la evaluación de los productos, manteniendo inspecciones periódicas de la producción de equipos etiquetados o materiales, y por cuyo etiquetado el fabricante indica el cumplimiento con las normas apropiadas. Listado.* Los equipos, materiales, o servicios incluidos en una lista publicada por una organización, que sea aceptable a la autoridad que tiene jurisdicción y que tenga relación con la evaluación de productos o servicios, manteniendo inspecciones periódicas de producción del equipo o materiales listados o por evaluaciones periódicas de servicios, y de quien cuyos listados, prueban cumplir con los requerimientos de las normas apropiadas. Conductor de vuelta (loop). Un conductor que abraza una estructura que se usa para interconectar terminales de tierra, conductores principales, u otros cuerpos conectados a tierra. Cubierta metálica (metal-clad). Una estructura cuyos lados, su cubierta, o ambos, estén cubiertos con metal. Estructura metálica (Metal-frame). Una estructura con partes estructurales eléctricamente continuas, de tamaño suficiente para proporcionar un camino eléctrico, equivalente al de los conductores de Pararrayos, citados en esta norma. Deberá (shall). Indica un requisito obligatorio. Debería (should). Indica una recomendación o qué se aconseja, pero no se requiere. Descarga Lateral (Sideflash).* Una chispa o descarga eléctrica, causada por diferencias de potencial, que ocurre entre los cuerpos de metal conductivos y un componente del sistema de protección contra descargas atmosféricas o de tierras. [Vea Figura A-2-2(g).] Hueco de chispa (Spark Gap). En esta norma, significa cualquier espacio aéreo corto entre dos conductores, que están aislados eléctricamente o remotamente conectados eléctricamente entre ellos. Chimenea (stack, heavy-duty). Estructura con abertura para humos o para ventilación con un área particular del cañón mayor que 500 in.2 (0.3 m2) y la altura mayor a 75 ft (23 m). Dispositivo de terminación de impacto. Un componente del sistema de protección contra descargas atmosféricas ideado para interceptar el relámpago y lo conecta a un camino a tierra. Los dispositivos de terminación de rayo incluyen las terminales aéreas, mástiles de metal, como las partes metálicas permanentes de estructuras, descritas en Sección 3-9, y los cables aéreos de tierra instalados en los sistemas de protección contra descargas atmosféricas de catenaria. Distancia de impacto. La distancia a través de la que la avería final del golpe inicial ocurre. Supresor o apartarrayo. Un dispositivo de protección usado para limitar sobrevoltajes descargando o desviándolos. Un supresor o apartarrayo también puede prevenir flujo continuo de corriente mientras permanece capaz de descargar o desviar las sobrecargas. Aperturas de vapor. Aperturas a través del tanque o tejado que están arriba de la superficie del líquido guardado. Tales aperturas en los tanques pueden ser con la finalidad de respiraderos, para calibración, para lucha contra el fuego, u otros propósitos operativos. 7/57 57/
SC PIE-H PARARRAYOS Watercraft. Para el propósito de este documento, todas las formas de barcos y naves hasta de 300 toneladas brutas (272 toneladas métricas) usado para placer o propósitos comerciales, pero excluyendo hidroplanos, hidrofobia, naves con una carga de líquidos inflamables, y las naves sumergibles. Zona de Protección. El espacio adyacente al sistema de un sistema de protección contra descargas atmosféricas que es substancialmente inmune dirigir descargas del rayo. 2-3 Unidades métricas de Medida. Las unidades métricas de medida en esta norma están de acuerdo con el sistema métrico modernizado, conocido como el Sistema Internacional de Unidades (SI). Si un valor para la medida dado en esta norma es seguido por un valor equivalente en otras unidades, se considerará el primero como el requisito. Un valor equivalente dado podría ser aproximado.
Capítulo 3 Protección para las Estructuras Ordinarias 3-1 General 3-1.1 Una estructura ordinaria será cualquier estructura que se usa para propósitos ordinarios como comercial, industrial, agrícola, institucional, o residencial. Estructuras ordinarias que no excedan 75 ft (23 m) en altura se protegerán con materiales Clase I como mostramos en tabla 31.1(a). Estructuras ordinarias con una altura mayor a 75 ft (23 m) deben ser protegidas con materiales Clase II como mostrados en tabla 3-1.1 (b). Si parte de una estructura es de más de 75 ft (23 m) de altura (e.g., cúpula) y la porción restante no excede 75 ft (23 m) en altura, los requisitos para las terminales aéreas serán de Clase II así como sus conductores, y aplicarán solo a esa porción que excede 75 ft (23 m) en altura. Los conductores clase II de la porción más alta se extenderán hasta conectarse a tierra y se interconectará en equilibrio al resto del sistema. 3-1.2 Tipos del tejado y Pendientes. Con el propósito de esta norma, los tipos del tejado y Pendientes serán mostrados en Figuras 3 1.2(a) y 3-1.2(b). 3-2 materiales. Los sistemas de protección deben de ser de materiales que sean resistentes a la corrosión o estar aceptablemente protegidos contra la corrosión. Las combinaciones de materiales que forman pares electrolíticos de tal naturaleza que en la presencia de humedad aceleran la corrosión no se usarán. Uno o más de los siguientes materiales se usarán: (a) Cobre. Donde el cobre se use, será de la calidad requerida normalmente para el uso comercial en el trabajo eléctrico, generalmente designado para ser de 95 por ciento de conductividad, cuando es templado. (b) Aleaciones de cobre. Donde aleaciones de cobre se usen, estas serán substancialmente resistentes a la corrosión, como lo es el cobre bajo las condiciones similares. (c) Aluminio. Donde aluminio se usa, se deberá prestar especial atención para no usarlo donde se pudiera hacer contacto directo con la tierra, o en cualquier otra parte que pueda deteriorarlo rápidamente. Los conductores de aluminio deberán de ser de calidad eléctrica. 3-2.1 Los materiales para sistemas de protección contra descargas atmosféricas de cobre o aleaciones de este material no se instalarán en techos de cubierta de aluminio, ni en costados ni en cualquier superficie de aluminio. 3-2.2 Los materiales para sistemas de protección contra descargas atmosféricas de aluminio no se instalarán en techos de cubierta de cobre, ni en costados ni en cualquier superficie de cobre. 3-3 Protección a la corrosión. Se tomarán precauciones para proporcionar la protección necesaria, contra cualquier deterioración potencial de cualquier componente del sistema de protección debido a las condiciones locales. Los componentes o partes de cobre instalados a 8/57 57/
SC PIE-H PARARRAYOS menos de 24 in. (600 mm) de la cima de una chimenea o abertura que emita gases corrosivos, deberán ser protegidos con una cubierta de plomo o un equivalente. Tabla 3-1.1(a) Requerimientos mínimos para materiales Clase I Tipo de Conductor (US)
Métrico
Terminal/aérea, Sólido Diámetro in. 12.7 mm Terminal/aérea,Tubular Diámetro in. 15.9 mm Espesor de la pared 0.033 in.
Cobre Estándar (US) Métrico
Aluminio Estándar
3/8 in.
9.5 mm
1/2
5/8 in.
15.9 mm
5/8
0.8 mm
0.064in.
1.6 mm
Conduc.principal,Cable Medida de c/hilo 17AWG 14 AWG Peso por Longitud 187 lb/1000ft 278 g/m 95 lb/1000 ft 141 g/m Conductor principal, Espesor 0.051 In. 1.30 mm 0.064 in. 1.63 mm Tira sólida Anchura 1 in. 25.4 mm 1 in. 25.4 mm Conduc.sec.o de unión Por medida de c/hilo 17AWG 14 AWG (sólido o tejido) Area Secc.trans. 26,240 CM 41,100 CM Conduc.sec.o de unión Espesor 0.051 in. 1.30 mm 0.064 in. 1.63 mm Tira sólida Anchura 1/2 in. 12.7 mm 1/2 in. 12.7 mm Tabla 3-1.1(b) Requerimientos mínimos para materiales Clase II Tipo de Conductor (US)
Cobre Estándar (US)
Métrico
Aluminio Estándar
Métrico
Terminal aérea,Sólido Diámetro 1/2 in. 12.7 mm 5/8 in. 15.9 mm Conduc.princ.Cable, Med.de c/hilo 15AWG 13 AWG Peso por Long. 375 lb/1000ft 558g/m 190 lb/1000ft 283 g/m Secta cruzada. Area 115,000CM 58 mm2 192,000CM 97 mm2 Conduc.sec.o de unión Por medida de c/hilo 17 AWG 14 AWG (sólido o dejó) Area Secc.trans. 26,240 CM 41,100 CM Conduc.sec.o de unión Espesor 0.051 in. 1.30 mm 0.064in. 1.63 mm Tira sólida Anchura 1/2 in. 12.7 mm 1/2 in. 12.7 mm
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SC PIE-H PARARRAYOS 3-4 Daño mecánico o Desplazamiento. Cualquier parte del sistema de protección contra descargas atmosféricas que este sujeto a daño mecánico o desplazamiento se protegerá con un molde o una cubierta. Si se utiliza tubo metálico alrededor del conductor, el conductor se conectará eléctricamente a la tubería en ambos extremos. 3-5 Uso de aluminio. Se instalarán sistemas de aluminio de acuerdo con otras secciones aplicables y con lo siguiente: (a) Los equipos de protección contra descargas atmosféricas de aluminio, no se instalarán sobre techos de cobre u otras superficies cobrizas, o donde este expuesto al escurrimiento de superficies de cobre. (b) No se usarán materiales de aluminio donde estos entren en contacto directo con tierra. Se utilizaran conectores del tipo bimetalicos para las bajadas a tierra. No se instalarán conectores bimetálicos a por lo menos de 18 in. (457 mm) del nivel de tierra. (c) Los conectores y abrazaderas serán convenientes para el uso con el conductor y las superficies en las que ellos se instalan. Se usarán conectores bimetálicos y abrazaderas para empalmar o unir metales disímiles. (d) Un conductor de aluminio no se sujetara a una superficie cubierta con pintura de base alcalina, ni se empotrara directamente a acabados de albañilería, ni tampoco se instalará en donde exista una situación sujeta a humedad excesiva. 3-6 Dispositivo de terminación de impacto. Se instalarán dispositivos de terminación de impacto, sobre todas las partes de una estructura que probablemente serán dañada a través de descargas directas. Partes Metálicas de una estructura expuesta a recibir descargas directas y que tienen un espesor de 3/16 in. (4.8 mm) o mayor, requerirá sólo de una conexión al sistema de protección contra descargas atmosféricas. Tales conexiones proporcionarán un mínimo de dos caminos que los conecte a tierra. No se requerirán dispositivos de terminación de impacto para las partes de una estructura localizada dentro de una zona de protección. 3-6.1 Altura de las Terminales Aéreas. La punta de una terminal aérea no será de menos de 10 in. (254 mm) sobre el objeto o área es proteger. (Vea figura 3-6.1.) 3-6.2 Apoyo a Terminales Aéreas. Se afianzarán elementos para dar apoyo a las terminales aéreas, a fin de evitar que estas se puedan volcar estos apoyos serán permanentes y estarán rígidamente fijados al edificio. Una terminal aérea que exceda 24 in. (600 mm) en altura, se deberá apoyar en un punto menos de la mitad de su altura. 3-6.3 Ornamentos. Un ornamento o decoración autosoportado, su terminal aérea no deberá presentar, en ninguna fase un área de resistencia al viento de más de 20 in.2 (0.01 m2). Esto permitirá el uso de una pelota 5 ornamental in. (127 mm) en diámetro. 3-7 zonas de Protección. Se considerará que la geometría de la estructura determina la zona de protección. (Vea 3-7.1 a través de 3-7.3.) 3-7.1 Para techos con pendiente ligera tejados, buhardillas, tejados abovedados, y tejados con espinazos, pozos, chimeneas, o aberturas, la zona de protección incluirá el tejado y protuberancias, donde se protegió de acuerdo con la sección 3-8. 3-7.2 Para las estructuras con tejados múlti-niveles, de no más de 50 ft (15 m) en altura, la zona de protección incluirá áreas como las identificadas en 3-7.2.2 La zona de protección, formará un cono que tiene un ápice al punto más alto del dispositivo de terminación de impacto, con paredes que forman un ángulo de 45º a 63º aproximadamente de la vertical. 3-7.2.1 Estructuras que no exceden 25 ft (7.6 M) se considera que estas protegen partes más bajas de una estructura ubicados en una zona de protección "uno a dos", tal como se muestra en las Figuras 3-7.2.1(a) y 3-7.2.1(b). 3-7.2.2 Se considera que aquellas estructuras de una altura inferior a 15.24 m sobre el nivel del suelo protegen las partes más bajas de una estructura ubicada dentro de una zona de protección "uno a uno", tal como se muestra en las Figuras 3-7.2.2(a) y 3-7.2.2(b). 3-7.3 Modelo de la esfera de rodamiento. 3-7.3.1 La zona de protección incluirá el espacio no invadido por una esfera de rodamiento con un radio de 46 m. Cuando la esfera es tangente a la tierra y descansa en un dispositivo de protección contra descargas eléctricas atmosféricas1, todo el espacio que se encuentra en el plano vertical entre los dos puntos de contacto y abajo de la esfera queda en la zona de protección. También se forma una zona de protección cuando una esfera tal descansa en dos o 1
T.N.: En lo sucesivo, dispositivos.
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SC PIE-H PARARRAYOS más dispositivos, e incluirá el espacio en el plano vertical que se encuentre abajo de la esfera y entre dichos dispositivos, tal como se muestra en la Figura 3-7.3.1. Al determinar la zona de protección mediante el modelo de la esfera de rodamiento, deberán tomarse en cuenta todas las posiciones factibles de la esfera. 3-7.3.2 Para aquellas estructuras con una altura superior a 46 metros sobre el nivel del suelo o de un dispositivo más bajo, se considera que la zona de protección es el espacio que se encuentra en el plano vertical entre los puntos de contacto y abajo de la esfera, cuando ésta descansa sobre una superficie vertical de la estructura y sobre el dispositivo más bajo o sobre el suelo. La zona de protección estará limitada al espacio que se encuentra arriba del plano horizontal de la terminal más baja, a menos que la zona pueda extenderse mediante mayor análisis, por ejemplo, haciendo rodar la esfera de manera que quede tangente al suelo. 3-7.3.3 La Figura 3-7.3.3 es una representación gráfica del modelo geométrico de 46 m, para estructuras de alturas seleccionadas, que tengan un máximo de 46 m, tal como se muestra en la Figura 3-7.3.3. Partiendo de la base que la altura del dispositivo para una estructura protegida, que es de 7.6 m, 15 m, 23 m, 30 m ó 46 m sobre el nivel del suelo, deberá consultarse la curva indicada para saber la anticipada zona de protección correspondiente a objetos y techos que se encuentren a una altura inferior. La gráfica muestra la distancia protegida ("distancia horizontal"), medida radialmente a partir de la estructura protegida. La distancia horizontal así determinada se aplicará únicamente en el plano horizontal de la "altura protegida". 3-7.3.4 Bajo el modelo de la esfera de rodamiento, la distancia horizontal protegida, encontrada geométricamente mediante la Figura 3-7.3.3 ("distancia horizontal, m"), también podrá calcularse mediante la siguiente fórmula: d = raíz cuadrada de h1(300 – h1) – raíz cuadrada de h2(300 – h2) donde: d = distancia horizontal (m) h1 = altura del techo más alto (m) h2 = altura del techo más bajo (parte más alta del objeto) (m) El uso de dicha fórmula está basado en un arco de rayo de 46 m. Para que la fórmula tenga validez, la esfera deberá ser tangente al techo más bajo o estar en contacto con la tierra, y con el lado vertical de la parte superior de la estructura. Además, la diferencia de altura entre el techo más alto y más bajo, o la tierra, debe ser de 46 m o menos. 3-8 Dispositivos en techos. Los techos con pendiente serán aquellos con una claro máximo de 12 m y una pendiente mínima de 1/8, y aquellos con un claro mínimo de 12 m y una pendiente mínima de 1/4. Todos los demás techos se considerarán planos o ligeramente inclinados (Ver Figura 3-8.) 3-8.1 Los dispositivos deberán colocarse a una distancia máxima de 0.6 m de los extremos de la cumbrera, en los techos con pendiente; o a esa misma distancia de las orillas y esquinas externas de los techos planos o ligeramente inclinados. En ambos casos tanto en los techos con pendiente como en los planos e inclinados deberán colocarse dispositivos en las cumbreras de los techos con pendiente y alrededor del perímetro de los techos planos o ligeramente inclinados, a intervalos no mayores de 6 m. Se permitirá que los dispositivos que se encuentren 600 mm o más arriba del objeto o de la superficie que requiere protección se coloquen a intervalos no mayores de 7.6 m. [Ver Figuras 3-8, 3-8.1.2(a) y 3-8.1.2(b).] 3-8.1.1 Superficies de techos con pendiente. Un techo con pendiente, cuya altura de alero sea igual o inferior a 15 m sobre el nivel del suelo, sólo requerirá protección para la cumbrera, cuando el canalón sea la única parte horizontal de la construcción que se extienda más allá del alero. En aquellos techos con pendiente que tengan una altura de alero mayor de 15 m, los dispositivos deberán ubicarse conforme al modelo geométrico de 46 m. (Ver Figuras 3-7.3.1 y 37.3.3.) 3-8.1.2 Superficies de techos planos o ligeramente inclinados. Los techos planos o ligeramente inclinados con más de 15 m de ancho o de longitud deberán llevar dispositivos adicionales ubicados a intervalos no mayores de 15 m en las superficies planas o ligeramente inclinadas. [Ver Figuras 3-8.1.2(a) y 3-8.1.2(b).] 3-8.2* Buhardillas. Las buhardillas con una altura igual o superior a la del techo principal deberán protegerse con sus dispositivos, conductores y tierras correspondientes. Aquellas buhardillas y proyecciones que se encuentren abajo del nivel de la cumbrera principal sólo requerirán protección en aquellas superficies que se extiendan más allá de la zona de protección. 11/57 57/
SC PIE-H PARARRAYOS 3-8.3 Techos con cumbreras intermedias. En los inmuebles que tengan una serie de cumbreras intermedias, los dispositivos deberán colocarse a lo largo de las cumbreras más salientes, con el mismo espaciamiento establecido en la Sección 3-8. Los dispositivos sobre las cumbreras intermedias deberán espaciarse conforme a lo establecido para dispositivos en techos planos o ligeramente inclinados. Si cualquier cumbrera intermedia sobresale de las cumbreras más salientes, deberá tratarse como una cumbrera principal y protegerse conforme a lo establecido en la Sección 3-8. 3-8.4 Techos planos y ligeramente inclinados con perímetros irregulares. Deberán tratarse por separado aquellas estructuras, cuyas fachadas estén diseñadas de tal manera que presentan perímetros irregulares en el techo. En muchos casos, las proyecciones más salientes forman un borde de techo "imaginario", que se utiliza para colocar los dispositivos, conforme a lo establecido en la Sección 3-8. Sin embargo, en todos los casos, la colocación de los dispositivos deberá hacerse conforme a lo establecido en la Sección 3-8, hasta 3-8.7 inclusive. [Ver Figura 38.4(a).] Se permitirá usar un cable único de calibre mayor, para conectar los dispositivos instalados en elementos verticales de un techo al conductor principal del mismo. Dicho conductor principal deberá tenderse de manera adyacente a los elementos verticales del techo, de tal manera que el cable único que se tienda a partir del dispositivo sea lo más corto posible y, en ningún caso, tenga una longitud mayor de 4.9 m. La conexión del cable único al conductor descendente (de bajada) se hará mediante un empalme en forma de T. [Ver Figura 3-8.4(b).] 3-8.5 Superficies abiertas en techos planos. Si el perímetro de las superficies abiertas, tales como cubos de luz o ductos para equipo mecánico, es mayor de 92 m, deberá protegerse, siempre y cuando ambas dimensiones laterales del rectángulo tengan más de 15 m de largo. 3-8.6 Bóvedas o techos curvos. Los dispositivos deberán colocarse de tal manera que ninguna parte de la estructura quede fuera de la zona de protección determinada con base en un arco de rayo de 45 m, conforme a lo establecido en la Sección 3-8. 3-8.7 Chimeneas y respiraderos. Se requerirán dispositivos en todas las chimeneas y respiraderos que no se encuentren dentro de una zona de protección, incluyendo las chimeneas metálicas hechas de un metal que tenga menos de 4.8 mm de grosor. Pero, en aquellas chimeneas o respiraderos hechos de un metal que tenga un grosor igual o mayor de 4.8 mm, bastará una sola conexión al sistema de protección contra descargas eléctricas2. Dicha conexión deberá hacerse por medio de un conductor de calibre mayor para descargas eléctricas, y de un dispositivo de unión, cuya superficie de contacto sea mayor de 1940 mm2, y deberá proporcionar dos o más trayectorias a tierra, tal como se requiere para los dispositivos de protección contra descargas eléctricas. Éstos últimos deberán instalarse en las chimeneas y en los respiraderos, de tal manera que la distancia del dispositivo a la esquina exterior o la distancia perpendicular a la orilla exterior no sea mayor de 0.6 m (ver Figura 3-8.7). Donde se requiera un solo dispositivo en una chimenea o respiradero, deberá haber, por lo menos, un conductor de calibre mayor que conecte el dispositivo al conductor principal en el punto donde la chimenea o el respiradero se une con la superficie del techo, y deberá proporcionar dos o más trayectorias a tierra a partir de ese punto, conforme a lo establecido en 3-9 y en 3-9.2. 3-9 Conductores. Salvo en el caso de las excepciones permitidas en 3-9.1 y en 3-9.2, los conductores principales deberán conectar todos los dispositivos entre sí y formar dos o más trayectorias descendentes desde cada dispositivo, ya sea horizontalmente o subiendo con una pendiente máxima de 1/4 a conexiones con terminales de tierra. 3-9.1 Trayectoria unidireccional. Los dispositivos que se encuentren en un nivel de techo más bajo, y que estén conectados entre sí por un conductor tendido desde un nivel superior del techo, requerirán una sola trayectoria horizontal o descendente a tierra, siempre y cuando el tramo de conductor del techo más bajo no tenga más de 12 m de largo. 3-9.2 Trayectoria de extremo cerrado. Se permitirá que, en techos que se encuentren abajo del nivel principal de protección, los dispositivos sean "de extremo cerrado" con una sola trayectoria al conductor principal en techos más bajos, siempre y cuando el tramo de conductor que vaya del dispositivo al conductor principal no tenga más de 4.9 m de largo y mantenga una trayectoria horizontal o descendente. (Ver Figura 3-9.2.) 3-9.3 Sustitución de metales. Las partes metálicas de una estructura, tales como los canalones de alero, las bajadas de aguas pluviales, las escaleras, los ductos y otras partes 2
T.N.: En lo sucesivo, sistema de protección 12/57
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SC PIE-H PARARRAYOS metálicas no deberán considerarse sustitutos del conductor principal de protección contra descargas eléctricas. Asimismo, los techos de lámina o revestimientos metálicos de fachada, que tengan menos de 4.8 mm de grosor tampoco podrán servir como sustitutos de dichos conductores. 3-9.4 Bolsas en forma de U o de V. Los conductores mantendrán una trayectoria horizontal o descendente libre de bolsas (descendentes y ascendentes) en forma de U o de V. Dichas bolsas que a menudo se forman en chimeneas, buhardillas u otras proyecciones ubicadas en la parte baja de los techos inclinados o en los muros de los pretiles, llevarán un conductor desde la base de la bolsa hasta la tierra, o un conductor descendente adyacente. (Ver Figura 3-9.4.) 3-9.5 Dobleces de conductor. Ningún doblez de conductor deberá formar un ángulo comprendido menor de 90 grados, ni tener un radio de doblez inferior a 203 mm. (Ver Figura 39.5.) 3-9.6 Soportería de conductores. Se permitirá tender los conductores por el aire sin soporte a lo largo de una distancia igual o menor de 0.9 m. Aquellos conductores que tengan que atravesar mayores distancias por aire deberán estar provistos de un sostén adecuado que impida el daño o desplazamiento de los mismos. 3-9.7 Los conductores en techos. Los conductores en techos deberán tenderse por las cumbreras de los techos de dos aguas, de las cubiertas a la holandesa y de los tejados de cuatro aguas; alrededor del perímetro de los techos planos; por detrás o encima de los pretiles; y cruzando la superficie de los techos planos o ligeramente inclinados, de tal manera que todos los dispositivos queden conectados entre sí. Los conductores deberán atravesar o rodear las obstrucciones (por ejemplo, cúpulas, ventiladores, etc.) que se encuentren en un plano horizontal con el conductor principal. 3-9.8 Conductores transversales. Los conductores transversales (conductores principales) deberán conectar entre sí los dispositivos que se encuentren en los techos planos o ligeramente inclinados, que tengan más de 15 m de ancho. Por ejemplo, los techos que tengan de 15 a 30 m de ancho requerirán un solo conductor transversal; los techos que tengan de 30 a 46 m de ancho requerirán dos conductores transversales, y así sucesivamente. Los conductores transversales deberán conectarse al cable principal del perímetro a intervalos no mayores de 46 m. [Ver Figura 3-8.1.2(a).] 3-9.9 Conductores descendentes. Los conductores descendentes deberán colocarse lo más distanciados posible. Su ubicación dependerá de factores tales como los siguientes: (a) La ubicación de los dispositivos. (b) La trayectoria más directa de los conductores. (c) Las condiciones del suelo. (d) Las formas en que habrán de sujetarse para evitar desplazamientos. (e) La ubicación de grandes cuerpos metálicos. (f) La ubicación de tuberías metálicas subterráneas. 3-9.10 Número de conductores descendentes. Deberá haber, por lo menos, dos conductores descendentes en cualquier tipo de estructura, incluyendo las torres de campanario. Las estructuras con un perímetro mayor de 76 m deberán llevar un conductor descendente por cada 30 m de perímetro o fracción del mismo. El número total de conductores descendentes en las estructuras con techo plano o ligeramente inclinado deberá ser tal que la distancia promedio entre todos los conductores descendentes no sea mayor de 30 m. Las estructuras de forma irregular podrían requerir conductores descendentes adicionales, a fin de proporcionar una trayectoria bidireccional desde cada dispositivo. Para una estructura de techo plano o ligeramente inclinado, sólo deberá medirse el perímetro de las superficies del techo que requieran protección. Al determinar el perímetro de una estructura de techo con pendiente, se deberá medir la proyección horizontal (planta) del techo protegido. No hace falta incluir en la medición del perímetro de los techos o de las proyecciones más bajas que se encuentren dentro de la zona de protección. (Ver Figura 3-9.10.) 3-9.11 Conductores descendentes de protección. Los conductores descendentes ubicados en pistas de aterrizaje, en caminos de entrada, en patios de escuelas, en corrales de ganado, en veredas públicas o en lugares similares, deberán ir protegidos para impedir daños físicos o desplazamientos. Si se pasa el conductor a través de una tubería de fierro, aquél deberá estar unido a la parte inferior y superior de ésta, y el conductor descendente deberá ir protegido a lo largo de una distancia mínima de 1.8 m sobre el nivel del suelo. 13/57 57/
SC PIE-H PARARRAYOS 3-9.12 Conductores descendentes introducidos en suelo corrosivo. Los conductores descendentes que se introduzcan en suelo corrosivo deberán ir protegidos mediante un recubrimiento protector que empiece 0.9 m sobre el nivel del suelo y se extienda a todo lo largo del conductor que se encuentre enterrado bajo tierra. 3-9.13 Conductores descendentes y columnas estructurales. Los conductores descendentes tendidos sobre o dentro de columnas de concreto armado, o sobre columnas de acero estructural, deberán conectarse al polo superior e inferior del acero de refuerzo o de los elementos de acero estructural. En caso de haber elementos verticales largos, deberá hacerse una conexión adicional a intervalos no mayores de 60 m. Se harán dichas conexiones mediante abrazaderas o placas de unión recomendadas, o mediante soldadura o soldadura en fuerte. El uso de PVC u otra canalización no metálico no eliminará la necesidad de estas interconexiones, a menos que se proporcione suficiente separación para cumplir con los requerimientos de unión establecidos en las Secciones 3-19, 3-20 y 3-21. Donde no se cumplan dichos requisitos de unión, se tomarán las medidas necesarias para asegurar que dichas trayectorias verticales paralelas queden debidamente conectadas entre sí. 3-10 Sujetadores de conductores. Los conductores deberán estar firmemente sujetados a la estructura sobre la cual vayan colocados, a intervalos no mayores de 1 m, mediante clavos, tornillos, pernos o adhesivos, según sea el caso, que no sean susceptibles de roturas, y que sean del mismo material que el conductor, o de uno tan anticorrosivo como éste. No deberá usarse ninguna combinación de materiales que forme un cople electrolítico de una naturaleza tal que vaya a acelerar la corrosión, en presencia de humedad. 3-11 Anclas de mampostería. Las anclas de mampostería que se usen para asegurar los materiales de protección contra descargas eléctricas deberán tener un diámetro exterior mínimo de 6.4 mm y fijarse con cuidado. Los orificios para recibir el cuerpo del ancla deberán tener la dimensión correcta, estar hechos con las herramientas apropiadas y, de preferencia, hacerse en ladrillo, piedra o algún otro material de mampostería, en lugar hacerse en juntas de mortero. Cuando se instalen las anclas, el ajuste deberá ser justo para impedir la filtración de agua y, así, reducir las posibilidades de daños debido a congelamiento. 3-12 Accesorios de conexión. Los accesorios de conexión que se usen en todos los empalmes de punta a punta, en forma de T o Y de los conductores de protección contra descargas, deberán poder resistir una prueba de estiramiento de 890 N. Los accesorios utilizados para las conexiones requeridas a los cuerpos metálicos dentro y sobre una estructura, se afianzarán al cuerpo metálico con pernos, con soldadura, con soldadura en fuerte, o con conectores de alta compresión recomendados para dicho fin. Las conexiones de los conductores deberán ser del tipo empernado, soldado, o de alta compresión. No deberán usarse conexiones de tipo compresión con conductores de Clase II. 3-13 Terminales de tierra. Cada conductor descendente deberá llegar a una terminal de tierra, que corresponda exclusivamente al sistema de protección. El diseño, el tamaño, la profundidad y el número de terminales de tierra utilizadas deberá cumplir con lo establecido desde el apartado 3.13.1 hasta el 3-13.4 inclusive. 3-13.1* Varillas de tierra. Las varillas de tierra tendrán un diámetro mínimo de 12.7 mm y una longitud mínima de 2.4 m. Deberán ser de acero con recubrimiento de cobre, de cobre sólido, de acero galvanizado en caliente, o de acero inoxidable, y estar libres de pintura o de cualquier otro recubrimiento no conductor. Los electrodos de tierra del sistema eléctrico y de telecomunicaciones no deberán usarse como sustituto de las varillas de tierra para descargas eléctricas, lo cual no quiere decir que no haya necesidad de unir los electrodos de tierra correspondientes a distintos sistemas. 3-13.1.1 Terminaciones de varillas de tierra. El conductor descendente deberá conectarse a la varilla de tierra con pernos, con soldadura, con soldadura en fuerte o con conectores de alta compresión recomendados para dicho fin. Las abrazaderas deberán ser apropiadas para hincarse directamente en el suelo. 3-13.1.2 Suelo arcilloso profundo y húmedo. Los conductores o varillas de tierra deberán hincarse en la tierra a una mínima profundidad vertical de 3 m, con la tierra bien compactada y apretada a todo lo largo de los mismos. (Ver Figura 3-13.1.2.) 3-13.1.3 Suelo arenoso o de grava. En arena o grava, deberán hincarse dos o más varillas de tierra espaciados a no más de 3 m, hasta una profundidad vertical mínima de 3 m bajo el nivel del suelo. (Ver Figura 3-13.1.3.) 14/57 57/
SC PIE-H PARARRAYOS 3-13.1.4 Tierra vegetal de poca profundidad. Cuando haya roca firme a poca profundidad, deberá colocarse el conductor en zanjas que partan de cada conductor descendente en dirección opuesta al inmueble. En suelo arcilloso, dichas zanjas deberán tener una longitud mínima de 3.7 m, y entre 0.3 m y 0.6 m de profundidad mínima; y en suelo arenoso o de grava, una longitud mínima de 7.5 m, y 0.6 m de profundidad. Si dichos métodos resultan poco prácticos, se permitirá que el cable de protección contra descargas eléctricas se tienda en zanjas con una profundidad como la que arriba se especifica o, si ello no es posible, que se coloque directamente sobre la roca firme a una distancia mínima de 0.6 m de la cimentación o de la zapata exterior. El cable desembocará en una conexión a una placa de tierra enterrada, hecha de cobre, que tenga un grosor mínimo de 0.8 mm, y una superficie mínima de 0.18 m2. 3-13.1.5 Tierra de menos de 0.3 m de profundidad. Si la tierra tiene menos de 0.3 m de profundidad, los conductores descendentes deberán conectase a un conductor en forma de circuito instalado en una zanja o en grietas de roca alrededor del inmueble. El conductor de circuito deberá ser, por lo menos, de un calibre equivalente al de un conductor contra descargas eléctricas de calibre mayor. Donde, al medir la resistencia a la puesta a tierra medida, se haya encontrado que ésta es demasiado alta para que la puesta a tierra sea efectiva, se permitirá conectar electrodos de placa opcionales al conductor de circuito, para mejorar su contacto con la tierra (Ver Figura 3-13.1.5.) 3-13.2 Electrodos empotrados en concreto. 3-13.2.1 Los electrodos empotrados en concreto sólo deberán usarse en construcciones nuevas. El electrodo deberá colocarse cerca de la parte inferior de la cimentación o de la zapata de concreto que esté en contacto directo con la tierra. Una porción no menor de 50.8 mm deberá ir empotrada en concreto, y constar de lo siguiente: (a) Un mínimo de 6.1 m de conductor principal de calibre mayor hecho de cobre desnudo, o (b) Un electrodo de, por lo menos, 6.1 m de una o más barras o varillas de acero reforzado, mínimo de 12.7 mm de diámetro, que hayan sido efectivamente unidas ya sea por soldadura o traslapando 20 diámetros y amarrándolos firmemente con alambre. 3-13.2.2 Terminaciones de electrodo empotrado en concreto. El(Los) conductor(es) descendente(s) estará(n) conectado(s) al sistema de electrodos empotrados en concreto con pernos, con soldadura, con soldadura en fuerte o con conectores de alta compresión recomendados para dicho fin. 3-13.3 Electrodo de circuito anular. 3-13.3.1 Un electrodo de tierra anular alrededor de una estructura deberá estar en contacto directo con la tierra a una profundidad no menor de 762 mm, o estar empotrado en una zapata de concreto, conforme a lo establecido en 3-13.2. El electrodo empotrado deberá constar de un mínimo de 6.1 metros continuos de conductor de calibre mayor hecho de cobre desnudo. 3-13.3.2 Terminaciones de electrodo de tierra anular. El(Los) conductor(es) descendente(s) deberá(n) estar permanentemente conectado(s) al electrodo de tierra anular, con pernos, con soldadura, con soldadura en fuerte o con conectores de alta compresión especificados para dicho fin. Las abrazaderas deberán ser apropiadas para hincarse directamente en la tierra. 3-13.4 Combinaciones. Se permitirá combinar las terminales de tierra mencionadas en la Sección 3-13. 3-14 Puestas a tierra común. 3-14.1 General. Todos los medios de puesta a tierra en o sobre una estructura deberán estar conectados entre sí, para proporcionar un potencial de tierra común. Ello incluirá tierras para protección contra descargas eléctricas, para el servicio eléctrico y de teléfonos, y para los sistemas de antenas, al igual que el sistema de tubería metálica subterránea. Éstos últimos deberán incluir el abastecimiento de agua, las tuberías de pozos localizados a menos 7.6 m de la estructura, las tuberías de gas, los tubos de conduit subterráneos y los sistemas de tubería subterránea de gas LP, entre otros. La interconexión a una tubería de gas deberá hacerse del lado del medidor que corresponda al cliente. Para conectar dichos sistemas de puesta a tierra al de protección, deberán usarse conductores de calibre mayor para protección contra descargas eléctricas. 3-14.2 Uniones a una tierra común. Si los sistemas eléctricos, de cable (CATV3), de informática, de teléfono u otros están unidos con una tubería metálica de agua, se requerirá una 3
Por sus siglas en inglés
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SC PIE-H PARARRAYOS sola conexión entre el sistema de protección y el de tuberías de agua, siempre y cuando ésta sea eléctricamente continua entre todos los sistemas. Si no lo es, por haberse usado tramos de tubería de plástico, o por algún otro motivo, deberán usarse conductores de calibre mayor como puentes o se establecerá la conexión en un punto donde se garantice la continuidad eléctrica. 3-15 Sistemas ocultos 3-15.1 General. Los sistemas ocultos deberán cumplir con los mismos requisitos que los visibles, salvo que se permitirá pasar los conductores bajo los materiales para techar, bajo la estructura de los techos, detrás del revestimiento de fachadas; entre los puntales, por las canalizaciones para tubos conduit, o empotrados directamente en la construcción de concreto o de mampostería. Si se hace pasar un conductor por un tubo metálico de conduit, dicho conductor deberá unirse con el tubo de conduit en la entrada y en la salida del mismo, así como en todos los puntos donde éste no sea eléctricamente continuo. 3-15.2 Chimeneas de mampostería. Los dispositivos y conductores de chimenea podrán ir ocultos dentro de la mampostería de las chimeneas, o sujetos al exterior de las mismas, y mandarse a través de la estructura a conductores principales ocultos. 3-15.3 Ocultamientos en concreto armado. Los conductores, u otros componentes del sistema de protección, ocultos en unidades de concreto armado deberán conectarse al acero de refuerzo. Los descendentes ocultos deberán conectarse al acero vertical de refuerzo, conforme a lo establecido en 3-9.13. Los de techo u otros tramos horizontales deberán conectarse al acero de refuerzo a intervalos no mayores de 30 m. 3-15.4 Terminales de tierra. Las terminales de tierra para sistemas ocultos deberán cumplir con lo establecido en la Sección 3-13. Aquellas que se encuentren bajo losas de sótano o en espacios horizontales muy restringidos donde se hayan omitido el sótano deberán instalarse lo más cerca posible del perímetro exterior de la estructura. Donde se usen varillas o conductores de cable como terminales de tierra, salvo en el caso de las excepciones permitidas en 3-13.3 y en 3-13.4, éstos deberán estar en contacto con la tierra, por lo menos, a lo largo de 3 m e hincarse no menos de 3 m bajo el nivel del piso terminado. 3-16 Sistemas de acero estructural. 3-16.1 General. Si la estructura de acero de un inmueble es eléctricamente continua o si se hacen los ajustes necesarios para que lo sea, se permitirá que ésta se utilice como el conductor principal de un sistema de protección. 3-16.2 Dispositivos. Los dispositivos deberán conectarse directamente a la estructura de acero, por medio de conductores individuales mandados a través del techo, o de los muros de pretil, a la estructura de acero; o por medio de un conductor exterior que conecte todos los dispositivos entre sí y que, a la vez, esté conectado a la estructura de acero. Donde se use un conductor exterior semejante, éste deberá conectarse a la estructura de acero del inmueble a intervalos no mayores de 30 m. 3-16.3 Conexiones a la estructura de acero. Los conductores deberán conectarse, mediante placas de conexión, con una superficie de contacto no menor de 5200 mm2 o mediante soldadura o soldadura fuerte, a superficies de la estructura de acero que hayan sido limpiadas hasta revelar su base metálica. También se podrá perforar y hacer orificios en la columna de acero para recibir un conector de cinco roscas totalmente enroscado y asegurado con una contratuerca. La porción del conector que lleve las roscas deberá tener un diámetro mayor de 12.7 mm. Las placas de unión deberán llevar conectores de cable con pernos de presión, y deberán empernarse, soldarse o soldarse en fuerte con firmeza a la estructura de acero a fin de mantener la continuidad eléctrica. Donde se haya desgastado la pintura o el recubrimiento anticorrosivo, el acero base deberá protegerse con un recubrimiento conductor y anticorrosivo. 3-16.4 Terminales de tierra. Las terminales de tierra deberán ir conectadas a cada tercera columna de acero aproximadamente, alrededor del perímetro de la estructura a intervalos no mayores de 18 m, en promedio. Las conexiones deberán hacerse cerca de la base de la columna, conforme a lo establecido en 3-16.3. 3-16.5 Conexiones de unión. No se requerirán conectores de unión separados, donde los cuerpos metálicos ubicados dentro de un inmueble de estructura de acero estén inherentemente unidos a ésta por la construcción, 3-17 Mástiles y soportería metálica de antenas. A menos que se encuentren dentro de una zona de protección, los mástiles o la soportería metálica de antenas ubicadas sobre una 16/57 57/
SC PIE-H PARARRAYOS estructura protegida deberán conectarse al sistema de protección mediante conductores de calibre mayor y accesorios recomendados. 3-18* Supresión de sobrecargas. Deberán instalarse dispositivos adecuados para proteger el inmueble, en acometidas para el servicio eléctrico y telefónico, así como para antenas de televisión y radio. 3-19 Cuerpos metálicos. Los cuerpos metálicos ubicados dentro o fuera de un inmueble, que contribuyan a los peligros de descargas eléctricas, por estar puestos a tierra o por ofrecer una trayectoria a tierra para corrientes de rayos, deberán unirse con el sistema de protección, conforme a lo establecido en las Secciones 3-19, 3-20 y 3-21. (Ver Apéndice "f" para la discusión técnica sobre uniones para igualar potenciales en la protección contra descargas eléctricas.) 3-19.1 General. Al determinar la necesidad de unir un cuerpo metálico con un sistema de protección, deberán considerarse los siguientes factores: (a) Sólo se requerirá la unión si existe la probabilidad de que se produzca un relampagueo (descarga lateral) entre el sistema de protección y otro cuerpo metálico puesto a tierra. (b) La influencia de un cuerpo metálico no puesto a tierra, tal como la herrería de una ventana metálica, en un medio no conductor, se reduce a su efectividad como conductor de corto circuito, si se produce un relampagueo; y, por lo tanto, no necesariamente requerirá unirse con el sistema de protección. (c) La distancia entre uniones depende de una evaluación técnica del número de conductores descendentes y de su ubicación, de la interconexión de otros sistemas puestos a tierra, de la proximidad de cuerpos metálicos puestos a tierra a los conductores descendentes; y del medio donde se produciría el relampagueo (es decir, aire o materiales sólidos). (d) Los cuerpos metálicos ubicados en un inmueble con estructura de acero, que estén inherentemente unidos por la construcción, no requieren mayor unión. 3-19.2 Materiales. Los conductores horizontales de circuito usados para interconectar los sistemas de protección, los conductores descendentes, las terminales de tierra u otros medios puestos a tierra deberán tener un calibre no menor del que se requiere para el conductor principal para protección contra descargas eléctricas. [Ver Tablas 3-1.1(a) y 3-1.1(b).] El calibre de los conductores, que se usen para unir cuerpos metálicos puestos a tierra o cuerpos metálicos aislados que requieran conectarse al sistema de protección, deberá ser conforme a los requisitos correspondientes a conductores de unión establecidos en las Tablas 3-1.1(a) y 3-1.1(b). 3-20 Igualamiento de potenciales. 3-20.1* El igualamiento de potenciales a nivel de tierra. Todos los medios puestos a tierra en o sobre una estructura deberán conectarse al sistema de protección, a una distancia máxima de 3.6 m de la base de la estructura, conforme a lo establecido en la Sección 3-14. Para estructuras con una altura mayor de 18 m, la interconexión entre las terminales de tierra del sistema de protección, y otros medios puestos a tierra deberá ser en forma de un conductor de tierra en forma de circuito. 3-20.2* Igualamiento de potenciales a nivel del techo. Para las estructuras con una altura superior a 18 m, todos los medios puestos a tierra en o sobre la estructura deberán estar conectados entre sí a una altura no mayor de 3.6 m del nivel del techo principal. 3-20.3 Igualamiento de potenciales a nivel intermedio. El igualamiento de potenciales a nivel intermedio se logra mediante la interconexión del sistema de protección, los conductores descendentes u otros medios puestos a tierra a niveles intermedios entre el techo y la base de la estructura, conforme a las siguientes disposiciones: (a) Inmuebles con estructura de acero. En aquellos inmuebles con estructura de acero eléctricamente continua no se requerirán conductores intermedios en forma de circuito. (b) Estructuras de concreto armado donde el refuerzo está interconectado y puesto a tierra según lo establecido en 3-15.3. El sistema de protección, los conductores descendentes y otros medios puestos a tierra deberán estar conectados entre sí mediante un conductor en forma de circuito, colocado en niveles intermedios inferiores a 60 m. (c) Otras estructuras. Los conductores descendentes para la protección contra descargas eléctricas y otros medios puestos a tierra deberán estar conectados entre sí a niveles intermedios inferiores a 18 m, mediante un conductor en forma de circuito. 3-21 Unión de cuerpos metálicos. 17/57 57/
SC PIE-H PARARRAYOS 3-21.1 Cuerpos metálicos largos y verticales. Los cuerpos metálicos largos y verticales deberán unirse conforme a las siguientes disposiciones: (a) Inmuebles con estructura de acero. Los cuerpos metálicos puestos y no puestos a tierra, que tengan una longitud vertical mayor de 18 m deberán unirse con los elementos de acero estructural lo más cerca posible de sus extremos, a menos que, en estos puntos, estén inherentemente unidos por la construcción. (b) Estructuras de concreto armado donde el refuerzo está interconectado y puesto a tierra conforme a lo establecido en 3-15.3. Los cuerpos metálicos puestos a tierra y no puestos a tierra, que tengan una longitud vertical mayor de 18 m, deberán unirse con el sistema de protección lo más cerca posible de sus extremos, a menos que estén inherentemente unidos con estos puntos por la construcción. (c) Otras estructuras. La unión de largos cuerpos verticales de metal puestos o no puestos a tierra deberá hacerse conforme a lo establecido en 3-21.2 y 3-21.3, respectivamente. 3-21.2 Cuerpos metálicos puestos a tierra. Esta sección cubre la unión de cuerpos metálicos puestos a tierra, que no se cubrió en 3-21.1. En aquellos casos en que los cuerpos metálicos puestos a tierra han sido conectados al sistema de protección en un solo extremo, deberá usarse la siguiente fórmula para determinar si se requieren uniones adicionales. Si cambian de dirección vertical tras más de 3.6 m, las ramificaciones de cuerpos metálicos puestos a tierra, y conectados al sistema de protección en sus extremos, requerirán unirse con el sistema de protección, conforme a la siguiente fórmula. NOTA: No se requerirá ninguna conexión de unión adicional, allí donde se haya logrado establecer una unión, ya sea inherentemente a través de la construcción o por el contacto físico entre materiales eléctricamente conductores. (a) Estructuras con más de 12 m de altura. Los cuerpos metálicos puestos a tierra deberán unirse con el sistema de protección, en aquellos casos donde se encuentren a una distancia inferior a la distancia de unión D, calculada mediante la aplicación de la siguiente fórmula: D=
h Km 6n Aquí, h es la distancia vertical entre la unión en cuestión y la unión más cercano al sistema de protección. El valor de n se relaciona con el número de conductores descendentes espaciados, por lo menos a 7.6 m de distancia y ubicados a no más de 30 m de la unión en cuestión, y deberán calcularse como sigue: Donde se requiera unión a menos de 18 m de la parte más alta de cualquier estructura, n = 1, donde hay un solo conductor descendente en dicha zona. n = 1.5, donde sólo hay dos conductores descendentes en dicha zona. n = 2.25, donde hay tres o más conductores descendentes en dicha zona. Km = 1, si el relampagueo se produce en el aire; ó 0.50, si atraviesa un material denso como concreto, tabique, madera u otro. Donde se requiera unión abajo del nivel de 18 m abajo de la parte más alta de la estructura, n corresponderá al número total de conductores descendentes en el sistema de protección. (b) Estructuras de una altura igual o inferior a 12 m. Los cuerpos metálicos puestos a tierra deberán unirse al sistema de protección contra descargas, en aquellos casos donde se encuentren a una distancia inferior a la distancia de unión D, calculada mediante la aplicación de la siguiente fórmula: D=
h Km 6n Aquí, h es, ya sea, la altura del inmueble o bien la distancia vertical desde la más cercana conexión de unión entre el cuerpo metálico puesto a tierra y el sistema de protección, hasta el punto sobre el conductor descendente donde se esté contemplando hacer la conexión de unión. El valor de n corresponde al número de conductores descendentes espaciados, por lo menos, a 7.6 m de distancia y ubicados a no más de 30 m de la unión en cuestión, y deberá calcularse como sigue: n = 1, donde hay un solo conductor descendente en dicha zona. n = 1.5, donde sólo hay dos conductores descendentes en dicha zona. 18/57 57/
SC PIE-H PARARRAYOS n = 2.25, donde hay tres o más conductores descendentes en dicha zona. Km = 1, si el relampagueo se produce en el aire; ó 0.50, si atraviesa un material denso como concreto, tabique, madera u otro. 3-21.3* Cuerpos metálicos aislados (no puestos a tierra). Un cuerpo metálico aislado, tal como la herrería de una ventana en un medio no conductor que esté ubicado cerca de un conductor de protección contra descargas eléctricas contra rayos y de un cuerpo metálico puesto a tierra, sólo afectará los requerimientos de unión si el total de las distancias aisladas entre el conductor y el cuerpo metálico aislado, y entre el cuerpo metálico aislado y el cuerpo metálico puesto a tierra es igual o menor la distancia de unión calculada. (Ver Figura 3-21.3). FIGURAS ________________ _____________________________________________________________ A: 254 mm Ver 3-6.1 600 mm Ver 3-6.2 B: Las terminales de aire con una altura superior a 600 mm deberán llevar soporte. C: Los soportes de las terminales de aire deberán colocarse, por lo menos, a la mitad de la altura de la terminal. Figura 3-6.1 Altura de las terminales de aire. ______________________________________________________________________________ Figura 3-7.2.1(a) Protección de techos más bajos en inmuebles de techo plano con una altura máxima de 7.6 m. _______________________________________________________________________________ Figura 3-7.2.1(b) Protección de techos más bajos en inmuebles de techo con pendiente con una altura máxima de 7.6 m. _______________________________________________________________________________ Figura 3-7.2.2(a) Protección de techos más bajos en inmuebles con una altura máxima de 15.24 m. _______________________________________________________________________________ Figura 3-7.2.2(b) Protección de techos más bajos en inmuebles de techo con pendiente, con una altura máxima de 15.24 m. _______________________________________________________________________________ Figura 3-7.3.1 Zona de protección. _______________________________________________________________________________ Centro para alturas de 7.65 m, 15.25 m, 22.88 m, 30.5 m, 45.75 m Altura protegida (m) Modelo geométrico de 46 m Distancia horizontal (m) Figura 3-7.3.3 Zona de protección. _______________________________________________________________________________ A: Espaciamiento máximo: 6 m ó 7.6 m B: Las terminales de aire deberán colocarse a una distancia máxima de 0.6 m de los extremos de la cumbrera. Figura 3-8 Terminales de aire en un techo con pendiente. _______________________________________________________________________________ A: Espaciamiento máximo entre las terminales de aire: 15 m. B: Máximo tramo del conductor transversal que se permitirá no estar conectado al conductor principal del perímetro o al conductor descendente: 45 m C: Espaciamiento máximo entre las terminales de aire perimetrales: 6 m ó 7.6 m Figura 3-8.1.2(a) Terminales de aire en un techo plano
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SC PIE-H PARARRAYOS A: Espaciamiento máximo: 15 m. B: Espaciamiento máximo: 6 m ó 7.6 m. Figura 3-8.1.2(b) Terminales de aire en techos ligeramente inclinados. _______________________________________________________________________________ A: Se colocará terminales de aire a una distancia máxima de 610 mm de la proyección más saliente del borde del techo. Máximo 6 m ó 7.6 m. Máximo 6 m ó 7.6 m. Figura 3-8.4(a) Techo plano o ligeramente inclinado con perímetro irregular. _______________________________________________________________________________ Figura 3-8.4(b) Techo con perímetro irregular. _______________________________________________________________________________ A: Máximo de 0.6 m. Figura 3-8.7 Terminales de aire en chimeneas. _______________________________________________________________________________ A: El conductor de extremo cerrado deberá tener una longitud máxima de 5 m. Figura 3-9.2 De extremo cerrado. _______________________________________________________________________________ Bolsas "U" y "V" Incorrecto Correcto Figuras 3-9.4 Bolsas. _______________________________________________________________________________ Radio del doblez: mínimo de 203 mm. El ángulo de cualquier doblez no será inferior a 90 grados. Figura 3.9.5 Dobleces de conductores. _______________________________________________________________________________ Nota: Para fines de esta ilustración, se ha omitido el sistema requerido en el techo Espaciamientos: Perímetro total: 144 m. Conductores descendentes requeridos: 5. Figura 3-9.10 Número de conductores descendentes. _ Figura 3-13.1.2 Puesta a tierra en suelo arcilloso húmedo. _ Configuraciones alternas Figura 3-13.1.3 Puesta a tierra en suelo arenoso o de grava. _______________ Electrodos de placa opcionales Conductor de circuito Figura 3-13.1.5 Puesta a tierra en suelos con una profundidad menor de 0.3 m.
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SC PIE-H PARARRAYOS Una conexión puede ser requerida cuando el total de la distancia mas corta entre el conductor del pararrayos y el cuerpo de metal aislado y la distancia mas corta entre y el cuerpo de metal aislado y la conexión del cuerpo de metal a tierra sea igual o menor a la conexión de la distancia calculada de acuerdo con 3-21.2. cuando la conexión deba ser hecha con el sistema de protección del pararrayos y la conexión del cuerpo de metal a tierra no sean necesaria para conducir o ser conectado al cuerpo de metal aislado. Capitulo 4 Protección para estructuras misceláneas u ocupaciones especiales 4-1 Generales. Consideraciones especiales deben ser aplicadas a las estructuras misceláneas u ocupaciones especiales abarcadas en este capitulo. Todos los requerimientos del Capitulo 3 deberán aplicarse a excepción de las modificadas. Postes, Roscas y Mástil. Este estructuras tan delgadas requerirán terminación final de un conductor a lo largo y una terminal de tierra.
un
dispositivo
de
4-3 Grano, carbón, manejo de coque (carbón) y estructuras procesadas. Las provisiones deben ser hechas para establecer e incrementar los elevadores de marcos de madera tales como grano, coque (carbón) en su carga y descarga. 4-4 Torres de metal y Tanques : Las torres de metal y tanques que fueron construidos para recibir las descargas de pararrayos sin daño alguno requerirán solamente una conexión de las terminales de tierra como se mencionan en el capitulo 3 a excepción de las proveídas en el capitulo 6. 4-5 Estructuras impulsadas por viento: Las estructuras impulsadas por viento deberán ser protegidas con una clase de mástil o sistema catenario de protección para pararrayos de acuerdo con el capitulo 6 de acuerdo al sistema de protección para pararrayos de acuerdo con el capitulo 3. 4-6 Tanques de concreto y silos. Sistemas de protección para pararrayos de concreto (incluyendo prefatigado) tanques que contengan vapores inflamable, gases inflamables y líquidos que puedan producir vapores inflamables, así como silos de concreto susceptibles a polvos de explosión que puedan ser proveídos ya sea por conductores de integración en el concreto de acuerdo con los capítulos 3 o 6. 4-7 Estructuras sujetadas. Cada cable retenido de metal deberá ser unido en la parte más baja al final con su conductor de dimensión principal hacia todos los cables retenidos que compartan un anclaje en un punto común y una conexión a tierra en el punto de anclaje. Las placas de anclaje deberán tener conexión hacia el punto de anclaje. Los cables múltiples retenidos deberán permitir su conexión hacia un punto común con un conductor individual hacia la conexión del plato de unión de la conducción para ser añadida al conductor principal. Cada cable retenido de metal deberá ser unido a su parte superior final para el soporte de la estructura si es que este fue construido de un material conductor y para la protección de un sistema pararrayos para curva cerrada o para un conductor bajo.
Capitulo 5 protección para unidades aisladoras para servicio pesado 5-1 Generales una chimenea o respiradero de unidades aisladoras deberán ser clasificados como servicio pesado si el área seccional del conducto de ventilación es mayor de 500 pulgadas cuadradas ( 0.3m2 ) y cuando la altura es mayor de 75 pies ( 23Mts ) .
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SC PIE-H PARARRAYOS Materiales Generales los materiales deben ser de clase II como se muestra en la tabla 3-1.1. (b) y como es descrita en este capitulo. 5-2.2. Corrosión y protección Los materiales Cobre y Bronce usados mas allá de 25 Pies (7.6 Mts) de una unidad aisladora debe tener una cubierta continua de plomo con un grosor mínimo de 1/16 pulgadas (1.6 milímetros) para resistir la corrosión por gases de la chimenea, tales materiales deben incluir conductores de dispositivo de terminación final, conectores, empalmadores y sostenedores de cable. Las unidades aisladoras que se extienden a lo largo del techo con una dimensión menor de 25 pies (7.6 Mts) deberán contener una cubierta de plomo solamente en los materiales que se encuentren por encima de los niveles del techo. Dispositivo de terminación final. El dispositivo de terminación final debe ser hecho de cobre solido, metal limpio o metal monel. Estos deben de ser colocados uniformemente alrededor del tope del cilindro de la chimenea en intervalos no excediendo 8 pies (2.4 Mts) sobre la chimenea rectangular o cuadrada, el dispositivo de terminación final deberá ser colocado en no más de 24 pulgadas (600mm) de las esquinas y no será espaciado por mas de 8 pies (2.4 Mts) retirado de la orilla del perímetro. 5-3.1 Alturas de Terminales Aereas. Las alturas de terminales areas sobre las chimeneas no deberán ser menor de 18 pulgadas (460 mm) y no más de 30 pulgadas (760 mm) ellas deben de tener por lo menos 5/8 pulgadas (15mm) de diámetro exclusivamente para protección para corrosión. Las terminales aereas de los topes de montadura no deben excederse mas de 18 pulgadas (460mm) por encima del tope de la chimenea. 5-3.2 Montaduras de terminales aereas. Las terminales aereas deberán ser propiamente seguras para chimenea y deben estar conectadas juntas en la parte mas baja al final con un conductor formando un circuito cerrado alrededor de la chimenea. Las terminales aereas montadas a los lados deben ser aseguradas a la chimenea no menos de su localización. Un conector de base anclada debe ser considerado como una localización (punto de apoyo). 5-3.3 Cofres de metal. Un cofre de metal con una cubierta continuamente electrificada, cubriendo el revestimiento de la chimenea y la columna teniendo un grosor no menor de 3/16 pulgadas (4.8 mm) deberá permitir su uso como si fuera. Dispositivo de terminación final, sirviendo el cofre como un conductor máximo de circuito cerrado y el cual será conectado a cada uno de los conductores bajos usando un plato de conexión de no menos de 8 pulgadas cuadradas (5200mm2) seguramente atornillado o soldado sobre el cofre (cubierta metálica). Conductores Generales. Los conductores deben ser de cobre, pesando no menos de 375 libras por 1000 pies (558 g por m) sin cubierta de plomo. El tamaño de cualquier cable en el conductor no debe ser menor de 15 AWG. 5-4.2 Conductores bajos : No menos de dos conductores bajos deben de ser proveídos, deben estar ubicados en lados contrarios de la chimenea y del conductor desde el circuito cerrado del conductor en la parte mas alta del tope de la terminal conectada a tierra. Los conductores bajos deben estar interconectados con el conductor de circuito cerrado en intervalos aproximadamente iguales que no excedan los 200 pies (67 Mts) . Los conductores bajos deben estar protegidos de daños físicos o desplazamientos a distancia no menos de 8 pies (2.4 Mts) por encima de la pendiente. 5-5 Sujetadores los sujetadores deberán ser de cobre, bronce o metal limpio, Deberán estar anclados firmemente a la chimenea por anclas de albañilería o estar sobre fijaciones la argolla del rosquete no debe ser menor de ½ pulgada (13mm) de diámetro por las terminales de aire y 3/8 de pulgada por (10mm) de diámetro por conductores Los conductores verticales deberán estar 22/57 57/
SC PIE-H PARARRAYOS sujetados a intervalos que no excedan los 4 pies (1.2 Mts) y los conductores horizontales deberán estar sujetados en intervalos que no excedan los 2 pies (0.6 Mts) 5-6 Empalmadores: Los empalmadores son un poco factibles tanto como los sujetadores con la finalidad de resistir una prueba de arranque (jalado por fuerza) de 200 libras (890N) Todas las conexiones y empalmadores deberán ser atornillados o enroscados ,bronceados, soldados o con conectores de alta presión listados para este propósito. Todos los conectores y empalmadores deberán hacer contacto con el conductor con distancia no menor de 1 ½ pulgada (38 mm) medida en paralelo hacia el eje del conductor. 5-7 Chimeneas de concreto reforzado. Todo el acero reforzado deberá ser hecho con continuidad eléctrica y ligado a cada conductor bajo dentro de 12 pies (3.6 Mts) desde el tope de la base de la chimenea y con intervalos iguales aproximados que no excedan los 200 pies (67Mts) uniendo o sujetando el metal reforzado el cual deberá tener unos medios de continuidad y aseguramiento. Abrazaderas o soldadura debe ser usada en las conexiones para reforzar el metal y para los conductores bajos. 5-8 Unión de cuerpos metálicos: La unión de cuerpos metálicos en unidades aisladoras pesadas cumplirán con los requerimientos de las secciones 3-19,3-20 y 3-21 como se describen aquí. 5-8.1. Ecualizadores de potencia. sigue:
Los ecualizadores de potencia serán llevados a cabo como
Nivel de tierra de la chimenea. Todos los medios de tierra interiores o exteriores serán interconectados dentro de 12 pies (3.6 Mts) de la base de la chimenea, esta será incluida pero no limitada hacia la protección de pararrayos de conductores bajos, conduciendo,entubados,elevadores,escaleras y humero para acero y metal reforzado. Nivel tope de la chimenea. Todos los medios de tierra interiores y exteriores serán interconectados dentro de 12 pies (3.6 Mts) del tope de la chimenea. Niveles intermedios de la chimenea. Todos los medios de tierra interiores y exteriores serán interconectados en intervalos iguales aproximados que no excedan los 200 pies (67Mts) Cuerpos de Metal proyectados aislados (Sin conexión a tierra) Cuerpos de Metal proyectados aislados (Sin conexión a tierra) serán conectados de acuerdo con lo siguiente. Cuerpos de Metal proyectados aislados de 150 pies (50 Mts) o más sobre o más por encima de la base y sobre el exterior de la chimenea los cuales son sujetos para un golpe directo el cual será interconectado al sistema de protección para pararrayos. Proyectando el aislamiento de los cuerpos metálicos a incluir, pero no limitar plataformas de apoyo y otros cuerpos metálicos de proyección de 18 pulgadas (460mm) o más de la columna de pared. Cuerpos de metal aislados en el interior de una chimenea de metal reforzada o dentro de una zona de protección sobre el exterior no requerirán ser conectadas al sistema de protección de pararrayos. 5-9 Conexión a tierra Una terminal satisfactoria para unas condiciones de suelo enfrentadas será proveída por cada conductor bajo. En donde las terminales de tierra serán de acuerdo a lo indicado en la sección 3-13 a excepción de las varillas de tierra las cuales deberán ser de cubierta de cobre o de varilla de metal limpio teniendo un diámetro no menor de 5/8 pulgadas (15.9mm) teniendo un largo de por lo menos 10 pies (3 Mts) 5-10 Chimenas de metal. Unidades aisladoras de metal pesadas con un espesor de 3/16 pulgadas (4.8 mm) o mayor no requerirá terminales de aire o conductores bajos. Estos deberán ser conectados a tierra por medio de dos terminales de conexión a tierra localizada en los lados opuestos de la chimenea. Si la chimenea es un accesorio de la construcción o posicionado dentro de la distancia del destello lateral, como es determinada en las secciones 3-19 3-20 y 3-21 esta 23/57 57/
SC PIE-H PARARRAYOS será interconectado a la protección del pararrayos sobre la construcción o edificio. Si la chimenea esta ubicada dentro de los perímetros de protección a la construcción , las dos conexiones estarán hechas entre los conductores de la chimenea y los conductores de pararrayos mas cercanos a la construcción o nivel del techo. Retención de cable y alambre metálico. El cable y alambre metálico, son usados para soportar chimeneas serán conectados a tierra en la parte mas baja. Capitulo 6 para Protección de Estructuras que contengan Vapores inflamables,Gases inflamables o líquidos que puedan desprender vapores inflamables
6-1 Reducción de daños 6-1.1.* Este capitulo se aplicara para la protección de estructuras que contengan vapores inflamables,gases inflamables o líquidos que puedan liberar vapores inflamables. Teniendo el cuenta el termino “estructura” será aplicado para el recipiente o tanque u otro contenedor donde el material este contenido. Ciertos tipos de estructuras son usadas para almacenar líquidos que pueden producir vapores inflamables,gases inflamables o líquidos que pueden liberar vapores inflamables que son esencialmente autoprotectores contra daños por descarga de pararrayos y que no necesitaran protección adicional. Las estructuras metálicas son continuas eléctricamente, herméticamente selladas para prevenir el escape de líquidos, vapores o gases y de un grosor adecuado para resistir descargas de acuerdo con 6-3.2. las cuales serán consideradas inherentemente para autoprotección. La protección de otras estructuras puede ser lograda por el uso de terminales de aire, mastiles,coberturas de cables con conexión a tierra, o por otro tipo de artículos protectores. A través de los capítulos del 3 al 5 de este estándar se darán los requerimientos de protección para los edificios y misceláneas propias contra los daños por descargas de pararrayos . Debido a la naturaleza de los contenidos de las estructuras consideradas en este capitulo, precauciones extras deben ser tomadas . En estas e4structuras ya que una chispa puede de lo contrario causar u pequeño daño o puede encender los contenidos inflamables dando como resultado de un incendio o explosión. Protección de principios fundamentales La protección de estas estructuras y sus contenidos de un daño por descarga de pararrayos requerirán su apego a los siguientes principios. Los líquidos que pueden liberar vapores inflamables deberán ser almacenadas esencialmente en estructuras herméticamente esencialmente. Las aberturas en las cuales se concentran vapores o gases inflamables que escapan a la atmósfera deberán estar ce4rradops o de lo contrario protegidos contra posibles entradas de flamas. Estructuras y aditamentos ( Por ejemplo calibrador,valvulas de desfogue) deberán mantenerse en perfectas condiciones de operación. Las mezclas de vapores y aire deben ser prevenidas en el mayor grado posible., por la acumulación de tales estructuras por la acumulación externa. Las chispas de abertura especial entre los conductores metálicos deberán ser evitadas en los puntos en los cuales los vapores inflamables puedan escaparse o acumularse. 6-3
Medidas de protección
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SC PIE-H PARARRAYOS 6-3.1. Materiales e instalación Conductores, artículos de terminación de asi como las conexiones a tierra deberán ser seleccionados e instalados de acuerdo con los requerimientos del capitulo 3 tal cual se describen. En la parte mas alta de los cables de conexión a tierra los cuales deben ser nocorrosivos para las condiciones existentes en el sitio. En la parte mas alta de los cables de conexión a tierra seleccionadas deben ser medidas para ser equivalentes en la selección de los cables del área seccional a cruzar hacia el conductor principal y será autoprotegido de una depresión de todas las condiciones . En la parte mas alta de los cables de conexión a tierra debe ser construida de aluminio, cobre y metal limpio. O metal protegido por cobre cubierto ,cubierta de aluminio, cubierta de plomo o metal galvanizado. 6-3.2. Hojas de metal. Las hojas de metal deberán ser menores de 3/16 pulgadas (4.8mm) de grosor el cual debe ser perforado por descargas severas y el cual no puede depender de una protección directa de las descargas de pararrayos. Varillas,Mastiles,cables de conexión a tierra La zona de protección de el mástil de protección a pararrayos estará basada en la distancia de descarga b que es la distancia sobre la cual finalmente rompe la descarga para la tierra, o a el objeto a tierra cuando este ocurre. Puesto que la intensidad del pararrayos puede impactar a cualquier objeto con conexión a tierra dentro del punto de la distancia de descarga en la cual finalmente rompe , la zona de protección puede ser definida por un arco cóncavo circular ascendente. (Vea la figura 6-3.3.1 (a) parte (a). El radio del arco de la distancia de descarga , y el arco deberán pasar a través del punto en que la tangente se dirige a la conexión en tierra pasando a través de los picos adyacentes de los mástiles [(Vea la fig. 6-3.3.1. (a) parte (b) y figura 6.3.3.1 B)] La distancia de descarga esta relacionada con el punto máximo actual en esta secuencia debido a la severidad de la descarga, cuando sea mayor la distancia de descarga. En la vasta mayoría de los casos la distancia de descarga excede los 100 pies (30 Mts) la cual es considerada la adecuada para protección. La zona de protección proporcionada por cualquier configuración del mástil u otra elevada así pues los objetos conductivos a tierra pueden rápidamente ser determinados gráficamente. Incrementando la altura del mástil sobre sobre la distancia no incrementará la zona de protección. La zona de protección de un cable de conexión a tierra superior esta basado en la distancia de descarga de 100 pies (30Mts.) y definida por 100 pies (30Mts) de radio en el arco cóncavo hacia arriba [Vea la fig. 6-3.3.1. (a), parte (b) Los mástiles de soporte tendrán un despeje desde la estructura de protección de acuerdo con 6-3.3.3.. Para prevenir los reflejos laterales , la distancia mínima entre el mástil o los cable a de conexión a tierra superiores y la estructura serán protegidos pero no menormente que la distancia de unión o la distancia de destello. La distancia de destello es calculada desde el mástil la cual puede ser calculada a través de la siguiente formula. D=h/6 Donde H= a la altura de la estructura ( u objeto bajo consideración) La distancia de destello desde un catenaria puede ser calculada como
D=l/6n 25/57 57/
SC PIE-H PARARRAYOS Donde: L= la longitud de protección al conductor del pararrayos es dividida entre su punto de conexión a tierra y el punto bajo consideración N=1 donde hay una sola conexión de cable a tierra que excede los 200 pies (67Mts) en longitud horizontal. N= 1.5 donde hay una sola conexión de cable a tierra o mas que están interconectadass sobre la estructura a proteger, tales como solo dos conductores bajos que están localizados a mas de 20 pies (6Mts) o menos de 100 pies (30Mts) separadamente. N=2.25 Donde hay mas de dos conductores bajos espaciados mas de 25 pies (7.6Mts) separadamente y dentro de los 100 pies (30 Mts) de ancho del área que están interconectados sobre la estructura a ser protegida Los mástiles de los cables de conexión a tierra serán conectados a tierra e interconectados con el sistema de tierra de la estructura para ser protegida. Los requerimientos de conexión atierra del capitulo 3 deberán ser aplicados. los mástiles de madera son usados para separadamente o con los cables de tierra que tendrían un extensión de aire terminal de por lo menos 2 pies (0.6Mts) sobre el tope máximo del poste, seguramente unido al poste (Vea la fig. 6-3.3.4) y conectado al sistema de conexión a tierra . Como una alternativa un cable de conexión a tierra o un conductor bajo extendiéndose sobre o cruzando el tope máximo del poste para ser usado, en el caso en el caso del sistema de conexión a tierra en donde el cable retenido del poste , sea permitido para su uso como un conductor bajo (Vea la fig. 6-3.3.4( para mástiles metálicos , las terminales de aire y los conductores bajos que sean requeridos. Protección de clases de estructuras especificas 6-4.1. Tanques de sobre conexión a tierra en la presión atmosférica que contienen vapores inflamables o líquidos que puedan liberar vapores inflamables.. Tanques de techos reparados. Los tanques metálicos con cubiertas de metal fijas , atornilladas o construcciones soldadas con o sin soportes de miembros que son utilizadas para almacenar líquidos los cuales pueden desprender vapores inflamables que con la presión de atmosférica deberán ser considerados para su protección contra los pararrayos (inherentemente autoprotegidos) si los siguientes requerimientos son encontrados: Todas las uniones entre los platos metálicos deberán ser fijas, atornilladas o soldadas. Todos las mangueras de entrada al tanque deberán ser metálicamente conectadas al tanque en el punto de entrada. Todas las aberturas de vapor o gas deberán ser cerradas o proveídas con una protección en su ubicación donde son almacenadas para inventario. El techo deberán tener un grosor mínimo de 3/16 pulgadas (4.8mm) El techo deberá ser soldado,atornillado o fijo por la cubierta . Techos flotantes de tanques. Generales los incendios han ocurrido cuando un pararrayos a golpeado el margen de un techo flotante en una cubierta abierta en los cuales los techos son poco altos y eln los cuales el contenido es volatíl. Similar por encima de la tapa del sello del tanque del sello flotante los cuales han encendido los vapores inflamables dentro de los cuales se abren las cubiertas. Estos incidentes han ocurrido en los techos estuvierón bajos. Los resultados de los sellados para 26/57 57/
SC PIE-H PARARRAYOS incendios han sido un pequeños puntos derrame dentro de del sellado. El cual es un efectivo de defensa contra el encendido por una descarga directa la que esta en una tapa hermeticamente sellada Los incendios tambien han ocurrido en el espacio del sellado de una cubierta flotante del techo del tanque como resultado de una descarga causada por un pararrayos. Estas han ocurrido mas frecuentemente en tanques que tienen techos flotantes con distancias de vapores debajo de las membranas flexibles. Distancias similares de vapores serán formadas en donde los tanques esten ajustadas con sellados secundarios en de acuerdo con las regularizaciones del ambiente. El incendio puede ser desde una descarga directa o desde una descarga sorpresiva o una descarga inducida (limited) cargada sobre un techo flotante y liberada cuando la carga de una nube descarga para aterrizar en otra nube. protección. En donde los techos flotantes utilicen soportes colgantes localizados dentro de las distancias de los vapores, el techo debera ser electricamente atado a las bases del sellado a través del camino mas directo en intervalos no mayores de 10 pies ( 3Mts) sobre la circunferencia del tanque . estas desviaciones deberán consistir de tipo flexible 302, 28calibradas [1/64 pulgadas ~2 pulgadas (0.4mm~51mm] de ancho con unas correas de metal limpio o el equivalente en la capacidad de carga y de resistencia a la corrosion. La base metalica deberá manteneerse en contacto con la cubierta sin aberturas por corrosion a traves de la base. Los tanques sin espacios de vapor en el sellado no requerirán correas en el sellado. En los cuales los parabrisas cubren el sellado. Quienes se mantendran en contacto con la cubierta. En los casos en los que el techo sea equipado con ambos sellados primarios y secundarios , la distancia entre las dos deberá contener una mezcla de aire de vapor dentro del considerado en rango inflamable. Si el diseño de tal sistema de sellado incorpora materiales conductivos electricamente y una abertura para una chispa existe dentro del espacio o puede esta ser creada por el movimiento del techo, las correas serán instaladas de tal manera que el contacto directo sea sobre la segunda capa de sellado. Las correas deberán estar espaciadas en intervalos no mayores de 10 pies ( 3Mts.) y seran construidas de manera que el contacto metalico sea mantenido entre el techo flotante y la cubierta del tanque en todas las posiciones de operación del techo flotante. Tanques Metalicos y techos no metalicos Los tanques metalicos con madera u otros techos no metalicos no seran considerados como autoprotectores aun cuando el techo sea escencialmente cubierto y de gas hermetico con metal delgado con todas las aberturas de gas abastecedoras con una protección cointra incendio. Tales tanques deberán ser suministrados con unos accesorios de terminación de descarga . Tales accesorios de terminación de descarga deben estar unidos uno a ptro a la cubierta metalica si hubiesen y a la cubierta del tanque. Las partes de metal aisladas deberan ser unidas como se requiere en la sección 3-19 si es que los articulos de terminación de descarga permitiera su uso: mastiles conductivos , cables de conexión a tierra en la parte mas alta. O la combinación de mastiles y cables de conexion a tierra. Tanques de conexión a tierra. Los tanques serán conectados a tierra para desviar la corriente de las descargas directas y evitar el aumento y potencializacion que puedan causar las chispas hacia la tierra. Un tanque de metal debe ser aterrizado a tierra con los siguientes metodos. un tanque es conectado sin uniones aisladas a un sistema de entubado metalico a tierra. Un tanque cilindrico vertical descanza sobre tierra o concreto es de por lo menos 20 pies (6Mts) de diametro, o descanza sobre un pavimento bituminoso que es de por lo menos 50 pies (15 Mts) en intervalos a lo largo del perimetro del tanque. Este puede tambien aplicarse con una membrana aislada por debajo del tanque . Contenedores terrizos en presion atmosferica que contienen vapores inflamables o liquidos que pueden liberar vapores inflamables. 27/57 57/
SC PIE-H PARARRAYOS Los contenedores terrizos delineados o no delineados con techos combustibles que encierran vapores inflamables o liquidos que pueden liberar vapores inflamables serán protegidos por terminales de aire, con mastiles sepados, cables de conexión a tierra o con una combinación de estos articulos. Tanques no metalicos sobre areas de tierra serán protegidas como se describen en 6-3.3. Capitulo 7 protección de embarcaciones 7-1 Generales La intencion de este capitulo sera suministrado para proteccion de pararrayos para embarcaciones aun en el agua. Los sistemas de protección para pararrayos instalados en embarcaciones se instalarán de acuerdo con las provisiones de este capitulo. La instalación de un sistema de protección de un pararrayos de acuerdo con los requerimientos de este capitulo no ofrecera protección para una embarcación fuera del agua. El personal de una embarcación saldra del agua tan rapido como sea practica cuando se aproxime una tormenta electrica sea notada (vea el apendice C referente a información de seguridad para personal ) Un sistema de protección para pararrayos no será intentado para soportar protección si cualquier parte del embarque esta conectada a una linea de corriente u otra fuente de voltaje cuando se encuentre en el agua o en la orilla. Materiales los materiales usados en uyn sistema de proptección para pararrayos sera resistente a la corrosi ´pon. El uso o combinación de metales que formen parejas galvanicas nocivas serán evitadas. En aquellos casos en los que sea impractico evitar una unión o metyales no similares, el efecto de la corrosion será permitida para reducir el uso de chapeado satisfactorio o conectores especiales tales como conectores de metal limpio usado entre el aluminio o aleaciones de cobre. Excepciones Excepto los usados para materiales conductivos que son parte de una estructura de embarcación tales como mastiles de alumini, solo cobre sera utilizado en un sistema conductor de pararrayos. Todos los conductores de cobre deberán ser ordinariamente calibradas para trabajo electrico comercial, el cual generalñmente sera designado para proveer el 98% de conductividad donde sean templados. 7-2.3.* Conductores de cobre. Los conductores de cobre deberán tener un diametro de cable no menor del No. 4 AWG (41,740 CM) por el conductor principal bajo y no menor del No. 6 por los dos trayectos paralelos o del No. 8 Awg por mas de dos trayectorias ( tales como aquellos obenques o aros de refuerzo) y permaneceran conectados a las embarcaciones) El grosor de cualquier tira o correa ( a excepcion de los palos de conexión a tierra y las correas comentadas en 7-5.1) no serán menores del No. 20 AWG en donde otros materiales son utilizados, la calibración debera ser para proveer conductividad igual o mayor que la requerida de acuerdo a la medida del conductor. 7-2.4. Uniones. Las uniones serán fuertes mecanicamente y serán hechas asi que ellos no tewndran resistencia electrica que exceda los 2 pies (0.610) de conducción. 28/57 57/
SC PIE-H PARARRAYOS antenas y mastiles 7-3.1 Generales la zona de protección de embarcaciones esta basada en la distancia de 100 pies (30 Mts). La zona de protección descarga a resistir por cualquier configuración de mastil u otro objeto conductivo elevado que pueda ser determonado rapidamente graficado o matematizado como se muestera en la figura 7-3.1 (a) Figura 7-3.1 (b) suministrado en el ejemplo tal y como se muestra en la zona de protección que es determinada para una embarcación con mastiles multiples. Dispositivos de terminación de descargas Los dispositivos de terminación de descargas (incluyendo mastiles conductores etc.) requerirán lo expresado en la sección 3-6 el cualserá localizado y de sufuciente altura para proveer protección que cubra la embarcación completamente. Estos deben ser fuertes mecanicamente para resistir el giro y la inclinación de la acción del casco así como el clima arduo. Los dispositivos de terminacion de descarga serán permitidos con la finalidad de rastrear en el angulo. Pero serán substancialmente verticales. 7-3.3 Mastiles metalicos. Los mastiles metalicos usados para determinar los dsipositivos de terminación tendran una conductividad equivalente al No. 4 AWG de conductor de cobre. Este sera conectado a tierra de acuerdo con los requerimientos suministrados en la sección 7-4 y 7-5 Mastiles no metalicos. Los mastiles no metalicos dentro de los limites de zona de protecciópn de un disposotivo de terminación de ddscarga será suministrado con una terminal de aire como se describe en la sección 3-6. La terminal de aire será extendida con un minimo de 6 pulgadas (152mm) sobre el mastil.La terminal de aire será proveida con un conductor de cobre o una correa de seguridad para el mastil
7-3.4 Postes no metálicos. Un poste no metálico que no está dentro de la zona de protección de un pararrayo debe estar provisto con un pararrayo como lo describe la Sección 3-9. El pararrayo debe extenderse un mínimo de 6 pulgadas (152mm) arriba del poste. El pararrayo debe estar provisto con un conductor de cobre o tira sujetada seguramente al poste. El conductor de bajada, debe tener una conductividad equivalente a un conductor de cobre del N° 4 AWG También debe ser provisto un sistema de puesta a tierra que reúna los requerimientos de la Sección 7-5. 7-3.5 Antenas de radio. Una antena vertical de radio de metal sólido, puede ser permitido para servir como un dispositivo de terminación de impacto para pequeñas embarcaciones no metálicas, con tal de poner a tierra la antena metálica con un conductor de cobre equivalente al N° 4 AWG. El conductor debe ser ruteado verticalmente con una extensión máxima práctica (minimizando curvas, etc.) a la placa de puesta a tierra de descargas atmosféricas ubicada bajo la embarcación o un bus de igualación. El alto de la antena debe ser suficiente para proveer la zona de protección requerida para la embarcación y sus ocupantes. Debido a que una bobina de carga representa una alta impedancia al flujo de las corrientes de las descargas atmosféricas, la bobina debe ser cortocircuitada, equipada con un dispositivo supresor de sobretensiones (apartarrayos) por una derivación de la corriente de descargas atmosféricas o puesto a tierra arriba de la bobina. Las antenas de radio no metálicas con conductores enrollados espiralmente no deben ser usados para la protección de descargas atmosféricas. 7-3.6 Pararrayos temporales. Una embarcación pequeña que no puede ser equipada con un pararrayo permanente, un pararrayo temporal debe ser permitido. El pararrayo temporal debe ser localizado para proveer una zona de protección que cubra enteramente la embarcación y sus 29/57 57/
SC PIE-H PARARRAYOS ocupantes cuando se instale. El pararrayo temporal debe tener una conductividad equivalente a un conductor de cobre del N° 4 AWG. Excepción *: Una antena de látigo de acero inoxidable sólida o un equivalente debe ser permitida para ser usada como un pararrayo temporal. La localización de la base del pararrayo debe ser tal, que las personas en la embarcación puedan evitar contacto físico con el pararrayos o su base. 7-4 Conductores 7-4.1 Conductores de puesta a tierra para descargas atmosféricas. Los conductores de puesta para tierra para descargas atmosféricas deben ser dirigidos directamente a tierra, como se discutió en la Sección 7-5, para la máxima extensión práctica (minimizando curvas, etc.). Los conductores de puesta a tierra para descargas atmosféricas también deben ser dirigidos alejados como sea posible de los alambres de la embarcación y evitar introducir altos y arqueos mínimos voltajes en el sistema del alambrado de la embarcación. Donde sea práctico el sistema de alambrado debe ser ruteado perpendicular al conductor de puesta a tierra de descargas atmosféricas. 7-4.2* Conductores de interconexión. Un conductor de interconexión, equivalente al conductor N° 8 AWG, debe proveer en todas las localidades donde los arqueos son probables que ocurran. Las grandes masas metálicas que son sujetas a los arqueos deben ser conectados a las placa(s) de puesta a tierra de descargas atmosféricas, la tira de puesta a tierra de descargas atmosféricas, o el bus de igualación, si es provisto, en concordancia con la Sección 7-6. 7-4.3 Tanques metálicos. Los tanques metálicos deben ser conectados directamente a las placas de tierra de descargas atmosféricas, la tira de puesta a tierra de descargas atmosféricas, o el bus de igualación. 7-4.4 Envolturas y apoyos. Las envolturas y apoyos deben ser permitidos como parte de la trayectoria a tierra desde el mástil (dispositivo terminal de impacto) a las placas o tiras de puesta a tierra para las descargas atmosféricas. La conductividad e inductancia adicional, incluyendo el poste, no debe ser menor que un conductor de cobre de N° 4 AWG. Donde las envolturas de acero inoxidable y apoyos son usados en el sistema de protección para descargas atmosféricas, cada envoltura o apoyo debe ser conectado a su teminal mas baja o directamente a la malla a la placa de puesta a tierra para descarga atmosférica o tira de puesta a tierra de descarga atmosférica con conductores que tengan el tamaño mínimo de un conductor de cobre del N° 8 AWG. Las envolturas de acero inoxidable de diámetro pequeño y apoyos en embarcaciones pequeñas que son colgados, las cuales no tienen la conductividad requerida (menos que un conductor de cobre del N° 8 AWG), deben ser puestos a tierra en su terminal mas baja en adición a la puesta a tierra del poste. El poste debe servir como conductor de descarga atmosférica primario. 7-5 Puesta a tierra. 7-5.1 Embarcaciones con cascos metálicos. Si una conexión eléctrica existe entre un casco metálico y un pararrayo de descarga atmosférica u otra superestructura metálica de suficiente altura para proveer una zona de protección especificada en la Sección 7-3, una protección adicional no es necesaria; sin embargo debe ser provista de una supresión de sobretensión de acuerdo con la Sección 3-21. Objetos conductivos protegiendo arriba de postes metálicos sobre superestructuras, deben ser puestas a tierra con un conductor de puesta a tierra conectado al casco metálico o superestructura. 30/57 57/
SC PIE-H PARARRAYOS 7-5.2 Embarcaciones con cascos metálicos. Placas de puesta a tierra o tiras deben ser instaladas en la superficie interior del casco de la embarcación no metálica para proveer una trayectoria para la corriente de descarga atmosférica en el agua. 7-5.2.1 Placas de puesta a tierra. Una placa de puesta a tierra de cobre, aleaciones de cobre, o acero inoxidable debe ser provista. La placa debe tener un tamaño mínimo de 1 pie2 x 3/16 pulgada (0.09m2 x 4.8 mm) de espesor. Debe ser localizada tan cerca como sea posible abajo del pararrayos para descarga atmosférica. Los conectores a través del casco deben ser metálicos y tener una área de sección transversal equivalente a un conductor de cobre de N° 4 AWG. 7-5.2.2 Tira de puesta a tierra. Una tira de puesta a tierra externa de cobre, aleaciones de cobre o acero inoxidable instalada bajo la embarcación que corre bajo la proa a la popa, debe tener un espesor mínimo de 3/16 pulgadas (4.8 mm) y un ancho mínimo de ¾ pulgadas (19 mm). La longitud de la tira debe estar permitida a extenderse desde un punto localizado directamente abajo del pararrayo de protección para descarga atmosférica a la popa final de la embarcación donde una conexión directa debe ser hecha a la máquina. La longitud total de la tira no debe ser menor que 4 pies (1.2 m). En un barco de vela, un apoyo trasero y la máquina debe ser eléctricamente conectada al final de la popa y la tira. La tira debe ser asegurada al casco con uno o preferiblemente dos, tornillos compatibles galvanicamente en cada extremo. Los tornillos deben tener una área de sección transversal mínima equivalente a un conductor de cobre del N° 4 AWG. La tira debe ser localizada así, si es sumergida bajo todas las condiciones de operación. Si la tira simple no es localizada, así como ser continuamente sumergida donde la nave es inclinada a cada uno, al puerto o estribor, entonces una tira debe ser requerida en ambos lados el puerto y estribor. Donde mas de una tira de puesta a tierra es provista, todas las tiras de puesta a tierra deben estar puenteadas juntamente. Todas las terminaciones a la tira debe ser hecha tan corta y directa como sea posible. Conexiones adicionales a través del casco, deben ser permitidas y ser localizadas a lo largo de la longitud de la tira para conexiones adicionales, tal como en barco de vela de dos postes. Debido a la posibilidad de la corrosión de los tornillos de seguridad por corriente de rayo, el número de tornillos a través del casco, deben de permanecer con un mínimo. Para minimizar el número de conexiones de tornillo que atraviezan el casco, un bus de igualación se debe permitir para ser instalado de acuerdo con la Sección 7-6. El final de la popa de la tira de puesta a tierra debe ser conectado directamente a la terminal de tierra negativa de la máquina, para proveer una trayectoria dentro del casco para cualquier corriente de C.D. de rayo que son impuestas en los tornillos que atraviezan el casco de las tiras de puesta para tierra de descarga atmosférica donde esos tornillos contactan con el agua de la setina. 7-6 Interconexión de las masas metálicas. 7-6.1 Bus de igualación. En la embarcación donde diversas conexiones son hechas a la tira de puesta a tierra, un bus de igualación debe ser permitido a ser instalado dentro del bote para minimizar el número de tornillos necesarios que atraviesan el casco. El bus de igualación, si es usado, debe estar instalado dentro de la embarcación en paralelo a la localización bajo el agua de la tira de puesta a tierra para descarga atmosférica. Permanentemente instalado grandes masas metálicas dentro de la embarcación debe ser conectados directamente al bus de igualación. El bus de igualación debe ser conectado a la tira para puesta a tierra de descarga atmosférica bajo el agua en ambos extremos.
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SC PIE-H PARARRAYOS 7-6.2* Grifos de mar y accesorios que atraviezan el casco. Grifos de mar y accesorios que atraviezan el casco, no deben conectarse al conductor de bajada principal, pero debe ser permitido ser conectado a la tira de puesta a tierra bajo el agua, placa de puesta a tierra para descarga atmosférica, o el bus de igualación. 7-6.3 Masas metálicas. Masas metálicas tales como máquinas, generadores, tanques metálicos, sistemas de dirección localizados en la nave y rieles vivos metálicos deben ser conectados a la placa de puesta a tierra para descarga atmosférica, tira de puesta a tierra, o bus de igualación tan directamente como sea posible. 7-6.4 Puesta a tierra de la máquina. Para minimizar el flujo de las corrientes de descarga de las descargas atmosféricas a través de los cojinetes de la máquina, la carcaza de la máquina debe ser puesta a tierra directamente a la placa de puesta a tierra para descarga atmosférica o tira de puesta a tierra para descarga atmosférica, lo bastante en un punto intermedio en el sistema. 7-6.5 Equipo de protección. Donde sea posible, el equipo electrónico debe ser encerrado en gabinetes metálicos que son conectados al sistema de puesta a tierra para descargas atmosféricas con un mínimo de un conductor de cobre de N° 8 AWG. Dispositivos supresores de sobretensiones deben ser instalados en todos los cableados que entran y salen del equipo electrónico. 7-7 Embarcaciones no metálicas. 7-7.1 Botes de vela. Los botes de vela sin máquina a bordo que son equipados con postes metálicos y cordaje metálico, debe ser considerado a ser adecuadamente protegido si el poste y las placas de cadena del cordaje son todos conectados a una placa de puesta a tierra para descarga atmosférica o tira de puesta a tierra para descarga atmosférica localizada directamente abajo del poste. 7-7.1.1 Día del marino. Adecuada protección de descargas atmosféricas en el día del marino debe depender en la puesta a tierra del cordaje, también de los postes metálicos o los caminos metálicos contínuos sobre postes no metálicos debido al cordaje de acero inoxidable y los preventores usualmente son equivalentes a un conductor de cobre de N° 8 AWG. El cordaje, postes metálicos o caminos metálicos o postes no metálicos deben ser conectados a los extremos mas bajos a la placa de puesta a tierra para descarga atmosférica o a una tira de descarga atmosférica localizada directamente abajo del poste. Los timones metálicos en el extremo de la popa del bote no deben ser usados como puesta a tierra de descarga atmosférica del poste, debido a la necesidad de un conductor largo horizontal que corre al final de la popa del bote. La caña del timón u otras conexiones a timones metálicos, las cuales el operador puede llegar a tener contacto deben ser de materiales no conductivos. Las quillas metálicas o centro de cuadro deben ser directamente conectados a la placa o tira de puesta a tierra para descarga atmosférica, o debe ser permitido servir como la principal puesta a tierra para descarga atmosférica si ellos provee el área de 1 pie2 requerida para estar en contacto con el agua. Si un centro de cuadro es usado como medio de puesta a tierra de descarga atmosférica, una señal de advertencia debe ser provista que establezca claramente que el centro de cuadro debe estar en la posición de abajo en orden para funcionar como una tierra para descarga atmosférica. 7-7.1.2 Bote de vela de crucero. Todas las envolturas, apoyos, uñas de velero y postes metálicos deben ser conectados al sistema de puesta a tierra para descarga atmosférica desde que se asuma que los ocupantes del bote estarán en la proximidad de apoyo de proa, y envolturas durante la operación normal del bote. La puesta a tierra de todas las masas metálicas en el bote deben estar de acuerdo con todas las secciones aplicables de esta norma. 32/57 57/
SC PIE-H PARARRAYOS 7-2.2* Botes de potencia. Donde sea práctico, la protección de descargas atmosféricas debe estar provista a través del uso de una antena de radio metálica, como lo describe en 7-3.5 o un dispositivo de terminación de choque temporal, como lo describen en 7-3.6. Apéndice A. Información Aclaratorio Este apéndice no es una parte de los requerimientos de este documento de la NFPA pero está incluido para propósitos de información únicamente. A-1-1.2 Facilidades de generar electricidad cuyo propósito primario es de generar potencia eléctrica, son excluidos de esta norma con consideración para generación, transmisión y distribución de potencia. La mayoría de las compañías suministradoras de energía eléctrica tienen normas que cubren la protección de estos servicios y equipos. Las instalaciones no directamente relacionadas a estas áreas y estructuras de alojamiento, tales instalaciones pueden ser protegidas contra descargas atmosféricas por las disposiciones de esta norma. Los sistemas de protección contra descargas atmosféricas para estructuras usadas para la producción de materiales explosivos, requiere especial consideración porque la sensitividad al arco o chispa de ignición de los contenidos de las estructuras. El apéndice K provee la guía para la protección de estructuras de alojamiento de materiales explosivos. Otras normas y manuales que provee la guía para aplicaciones militares son encontradas en el Apéndice M. A-2-2 Aprobado. La National Fire Protection Association, no aprueba, inspecciona o certifica cualquier instalación, procedimiento, equipo o materiales; no aprueba o evalúa pruebas de laboratorio. Para la determinación de la aceptabilidad de la instalación, procedimiento, equipo o materiales, la autoridad que tiene jurisdicción puede basar su aceptación en combinación con la NFPA u otra norma apropiada. En la ausencia de tales normas, dicha autoridad puede requerir evidencia de la propia instalación, procedimiento o uso. La autoridad que tiene jurisdicción puede también referir a los listados o prácticas de niveles de una organización que es concerniente con la evaluación del producto y está por consiguiente en una posición para determinar el acatamiento con las normas apropiadas para la producción de corriente en los artículos listados. A-2-2 Autoridad que tiene jurisdicción. La frase “autoridad que tiene jurisdicción”, es usada en los documentos de la NFPA, en una manera general, ya que las jurisdicciones y agencias de aprobación varían, así como sus responsabilidades. Donde la seguridad pública es primaria, la autoridad que tiene jurisdicción puede ser federal, estatal, local u otro departamento regional o individual tal como un jefe de bomberos; mariscal de bomberos, jefe de un buró de prevención de fuegos, departamento laboral o departamento de salud; edificio oficial; inspector eléctrico; u otra que tenga autoridad reglamentaria. Para propósitos de seguros, un departamento de inspección de seguros, buró de audiencia u otra compañía de seguros representativa puede ser la autoridad que tenga jurisdicción. En muchas circunstancias, el dueño de la propiedad él o ella, agente de seguros designado para asumir el rol de la autoridad que tenga jurisdicción; en instalaciones del gobierno, el oficial comandante o departamento oficial puede ser la autoridad que tenga jurisdicción. A-2-2 (Ver figura A-2-2 (f))
A-2-2 Listado. Los medios para identificar el equipo listado puede variar para cada organización concerniente con la evaluación del producto, algunos de los cuales no reconoce equipo como listado a menos que esté nivelado. 33/57 57/
SC PIE-H PARARRAYOS La autoridad que tiene jurisdicción deberá utilizar el sistema empleado por la organización listada para identificar un producto listado A-2-2 (Ver figura A-2-2 (g)) A-3-8-2 (Ver figura A-3-8-2) A-3-13.1 Investigaciones han sido presentadas que advierten que el acero inoxidable es muy susceptible a la corrosión en muchas condiciones de suelo. Extrema precaución debe ser usada con el análisis de suelo correcto cuando este tipo de varilla es usada. Para adicional información, ver NFPA 70, National Electrical Code, el cual contiene detalles de información en la puesta a tierra de sistemas eléctricos. A-3-18 Sistemas eléctricos y equipo de utilización dentro de las estructuras pueden requerir supresores de sobretensión adicionales. Tal protección no es parte de esta norma. Documentos tales como ANSI/IEEE C-62.11 Standard for Metal-Oxide Surge Arresters for Alternating Current Systems NFPA 70, National Electrical Code, y UL 1449, UL Standard for Safety Transient Voltage Surge Suppressors, provee información adicional. A-3-20.1 Para estructuras de 60 pies (18 m) o menos de alto, un conductor de circuito cerrado debe ser provisto para la interconexión de todas las terminales de tierra y otros medios de puesta a tierra. A pesar de la altura del edificio, conductores de anillo de tierra deben ser instalados subterráneos en contacto con la tierra. La igualación de potencial a nivel de tierra permite el uso de un electrodo de anillo de tierra es como un conductor de circuito cerrado. Un electrodo de anillo de tierra conforme a 3-13.3 debe ser permitido a ser utilizado para el conductor de circuito cerrado. A-3-20.2 En el caso de techos planos o con suave pendiente, los conductores del techo requeridos por 3-9.7 debe ser permitido a ser usado para lograr igualar potenciales a nivel de techo. En el caso de techos inclinados, la interconexión debe ser un circuito cerrado localizado en el nivel del alero. A-3-21.3 En adición al puente de unión de cuerpos metálicos, el supresor de sobretensión debe estar provisto para proteger la línea de energía eléctrica, comunicación y línea de datos, de sobrevoltajes peligrosos y chispas causadas por los impactos de descargas atmosféricas. (Ver apéndice J para una discusión del puente de unión y un entendimiento de los problemas frecuentemente encontrados). A-5-9 Una malla de tierra localizada dentro de 50 pies (15m) de los cimientos de una chimenea y construida de alambres concuerda con los requerimientos de esta norma, para el conductor principal es una terminal de tierra aceptable y si la chimenea es localizada dentro los 50 pies (15m) de la malla en todas las direcciones, puede también servir como el conductor de circuito cerrado mas bajo requerido por 5-4.2. A-6-1.1 Vapores flamables pueden emanar desde un líquido flamable [punto de flasheo abajo de 100°F (37.3°C)], o un líquido combustible [punto de flasheo en o arriba de 100°F (37.8°C)] cuando la temperatura de el líquido está en o arriba de su punto de flasheo. Este capítulo aplica a esos líquidos donde se almacenan a presión atmosférica y temperatura ambiente. Con tal que la temperatura de los líquidos permanece abajo del punto de flasheo, líquidos combustibles almacenados bajo esas condiciones no liberaran vapores significativos normalmente ya que su punto de flasheo está definido a ser en o arriba de 100°F (37.8°C). Tanques metálicos, envases y equipos de proceso que contiene líquidos flamables o combustibles o gases flamables bajo presión normalmente no requiere de protección contra descargas 34/57 57/
SC PIE-H PARARRAYOS atmosféricas, ya que este equipo está bien protegido de impactos para descarga atmosférica. Equipo de este tipo es normalmente bien puesto a tierra y es de espesor suficiente para no ser perforado por una descarga directa. Este capítulo aplica a líquidos flamables o combustibles tal como gasolina, diesel, combustible para jet, aceite combustible, o aceite crudo almacenado a la presión atmosférica. Esto no aplica a líquidos o gases almacenados bajo presión, tal como gases naturales licuados o gases de petróleo licuados. A-6.3.3 Las formulas de flameo lateral estan basados en la impedancia del temario de conductor de cobre principal. Otros materiales de alambre de tierra puede requerir distancia de separación adicional. A-7-2.3 Ver NFPA 302 Fire Protection Standard for Pleasue and Commercial Motor Craft Tabla 712.5 para tamaños de filamento mínimo para conductores de embarcación. A-7-2.6 Excepción. Un látigo de acero inoxidable sólido como antena o equivalente está permitido para ser usado debido a su muy alta temperatura de fusión, sin embargo no se provee tan bajo como una resistencia de conductor de cobre de N° 4 AWG. A-7-4.2 La distancia de flameo lateral puede ser calculada usando las formulas previstas en la Sección 3-21. Los flameo laterales son mas probables de ocurrir si el ruteo del conductor de descarga atmosférica es horizontal para algunas distancias y si los objetos metálicos proveen una distancia mas directa a tierra. A-7-6.2 Los grifos de mar son particularmente susceptibles a daño y gotean después de una descarga y tienen que ser inspeccionados todos los presuntos impactos de descargas. A-7-7.2 En la proximidad de una tormenta, el personal debe dirigirse a la orilla y rápidamente buscar una base de tierra en una estructura protegida. Hay muchos métodos disponibles por lo cual la descarga atmosférica pueda ser detectada. Este rango de métodos listados por estática en radio AM, a dispositivos de detección de estaciones simples, a sistemas de localización de descargas atmosféricas sofisticados. Apéndice B. Inspección y Mantenimiento de Sistemas de Protección Contra Descargas Atmosféricas Este apéndice no es parte de los requerimientos de este documento de la NFPA pero es incluido para propósitos de información únicamente. B-1 Inspección de los Sistemas de Protección contra Descargas Atmosféricas. B-1.1 Frecuencia de las Inspecciones. Se entiende que todos los nuevos sistemas de protección contra descargas atmosféricas deben ser inspeccionados seguido de la terminación de su instalación. Sin embargo, es también muy importante hacer inspecciones periódicas de sistemas existentes. El intervalo entre inspección debe ser determinado por tales factores como los siguientes: (a) Clasificación de estructura o área protegida (b) Nivel de protección brindado por el sistema (c) Medio ambiente inmediato (atmósferas corrosivas) (d) Materiales de los componentes que son hechos (e) Tipo de superficie para la cual los componentes de protección contra descargas atmosféricas son destinados (f) Reportes de problemas o quejas 35/57 57/
SC PIE-H PARARRAYOS B-1.1.1 En adición a lo de arriba, un sistema de protección contra descargas atmosféricas debe ser inspeccionado cada vez que alguna alteración o reparación es hecha para proteger la estructura, tan bien como las siguientes, alguna descarga atmosférica conocida hacia el sistema. B-1.1.2 Se recomienda que los sistemas de protección contra descargas atmosféricas sean visualmente inspeccionadas por lo menos anualmente. En algunas áreas donde cambios climatológicos severos ocurren pueden ser advertidos, por inspección visual semianual o seguido de cambios extremos en las temperaturas ambiente. Complementar inspecciones a profundidad a todos los sistemas debe ser terminado cada tres a cinco años. Se recomienda que en sistemas críticos sean inspeccionados cada uno a tres años dependiendo de la ocupación o el medio ambiente donde la estructura protegida es localizada. B-1.1.3 En la mayoría del área geográfica y especialmente en áreas que experimentan cambios estructurales en tramos en temperatura y lluvia, es conveniente, escalonar inspecciones así como las mediciones de resistencia a tierra. Por ejemplo, son hechas en los meses de calor y secas, también como en meses fríos y húmedos. Tales escalonamientos de las inspecciones y pruebas, es importante la evaluación de la efectividad del sistema de protección contra descargas atmosféricas durante varias estaciones a través del año. B-1.2 Inspección visual. Inspecciones visuales, son hechas para certificar lo siguiente: (a) El sistema está bien reparado (b) No hay pérdida de conexiones que pueda resultar en uniones de alta resistencia (c) Que parte del sistema no ha sido debilitado por corrosión o vibración (d) Todos los conductores de bajada y terminales de tierra estan intactos (no tensos) (e) Todos los conductores y componentes del sistema son sujetados seguramente a sus superficies de montaje y son protegidos contra desplazamientos mecánicos accidental como se requiere (f) No ha tenido adiciones o alteraciones a la estructura protegida que podría requerir protección adicional. (g) No ha habido una indicación visual de daño a los dispositivos de supresión de sobretensiones (sobrevoltajes). (h) El sistema cumple en todos los aspectos con la edición de corriente de esta norma. B-1.3 Pruebas completas e inspección. Pruebas completas e inspección incluye la inspección visual descrita en B-1.2 y las siguientes: (a) Pruebas para verificar la continuidad de esas partes del sistema, que fueron ocultadas (en construcción) durante la instalación inicial y que no están disponibles para la inspección visual. (b) Pruebas de resistencia a tierra al sistema de terminal de tierra y sus electrodos de tierra individual, si un medio de desconexión adecuado ha sido provisto. Estos resultados de pruebas deben ser comparados con los resultados previos u originales o valores aceptados de corriente, o ambos, para las condiciones de suelo que envuelven. Si se encuentra que los valores de prueba difieren sustancialmente de valores previos obtenidos bajo el mismo procedimiento de prueba, investigaciones adicionales deben ser hechas para determinar la razón de la diferencia. (c) Pruebas de continuidad para determinar si el puente de unión equipotencial ha sido establecido por cualquier servicio nuevo o construcción que ha sido añadido al interior de la estructura desde la última inspección. B-1.4 Guías de inspección y registros. Las guías de inspección o formas deben ser preparadas y hacerlas disponibles a la autoridad responsable para conducir inspecciones de los sistemas de protección contra descargas atmosféricas. Estas guías deberán contener suficiente 36/57 57/
SC PIE-H PARARRAYOS información para guiar al inspector a través del proceso de inspección así que él o ella pueda documentar todas las áreas de importancia relacionadas a los métodos de instalación, el tipo y condición de los componentes del sistema, métodos de prueba, y el propio registro de los datos de prueba obtenidas. B-1.5 Registros y datos de prueba. El inspector o autoridad de inspección debe compilar y mantener los registros relacionados a los siguientes: (a) Condición general de pararrayos, conductores y otros componentes (b) Condición general de las medidas de protección corrosiva (c) Seguridad de accesorios de los conductores y componentes (d) Medición de resistencia de partes varias del sistema terminal de tierra (e) Cualesquiera variaciones de los requerimientos contenidos en esta norma B-2 Mantenimiento de los Sistemas de Protección de Descargas Atmosféricas. B-2.1 General. El mantenimiento de un sistema de protección de descarga atmosférica es extremadamente importante uniformizar pensando la ingeniería de diseño de protección contra descargas ha tomada especial precaución para proveer protección corrosiva y ha dimensionado los componentes de acuerdo a su particular exposición de daño por descarga atmosférica. Muchos componentes de sistema tienden a perder su efectividad sobre los años debido a factores de corrosión, daño por clima relacionado, y daño por impacto. Las características físicas también como eléctricas del sistema de protección contra descargas atmosféricas, deben ser mantenidas en orden de mantener cumpliendo con los requerimientos de diseño. B-2.2 El procedimiento para el mantenimiento de un sistema de protección contra descargas atmosféricas debe ser establecido para cada sistema y debe venir a ser parte del programa global de mantenimiento para la estructura que protege. Un programa de mantenimiento debe contener una lista de mas o menos los artículos de rutina que pueden servir como una lista de revisión y establecer un procedimiento de mantenimiento definitivo que puede ser seguido regularmente. Es la repetibilidad del procedimiento que aumenta la efectividad de un buen programa de mantenimiento. Un buen programa de mantenimiento debe contener previsiones para lo siguiente: (a) Inspección de todos los conductores y componentes del sistema (b) Apriete de todas las abrazaderas y empalmes (c) Medición de la resistencia del sistema de protección contra descargas atmosféricas (d) Medición de resistencia de terminales de tierra (e) Inspección o prueba o ambas, de dispositivos de supresión de sobretensión para determinar su efectividad comparada con dispositivos nuevos similares (f) Resujetar y apriete de componentes y conductores como es requerido (g) Inspección y prueba como lo requerido para determinar si la efectividad del sistema de protección contra descargas atmosféricas ha sido alterado debido a la adicción o cambio en la estructura B-2.3 Registro de Mantenimiento. Registros completos deben ser mantenidos de todos los procedimientos de mantenimiento y rutinas, y deben incluir acciones correctivas que ha sido o serán tomadas. Tales registros proveen un medio de un sistema de evaluación de componentes y sus instalaciones. Ellos también sirven como una base para revisión del procedimiento de mantenimiento tan bien como la actualización de programas de mantenimiento preventivo. 37/57 57/
SC PIE-H PARARRAYOS Apéndice C Guía para el Personal de Seguridad de Descargas Atmosféricas. Este apéndice no es parte de los requerimientos de este documento de la NFPA pero se incluye para propósitos de información únicamente. C-1 Alcance. El propósito de este apéndice es suministrar una guía para personal de seguridad de descargas atmosféricas. El personal puede estar en riesgo antes de cualquier indicación audible o visual de una tormenta. En cualquier momento esas condiciones que pudieran liderear a una descarga atmosférica la actividad existente, personal de seguridad puede ser considerado. Sistemas de advertencia de descargas atmosféricas están disponibles para proveer una temprana advertencia de la actividad de la descarga atmosférica. C-2 Conducta Personal Durante Actividad de Descarga Atmosférica. C-2.1 No salir fuera de la puerta o permanecer afuera, a menos que sea necesario, buscar refugio en estructuras tales como las siguientes: (a) Moradas u otros edificios, que son protegidos contra descargas atmosféricas (b) Refugios Subterráneos, tales como caminos subterráneos, túneles y cuevas (c) Grandes edificios de cuerpos metálicos (d) Grandes edificios desprotegidos (e) Automóviles encerrados, autobuses, y otros vehículos con cuerpos y techos metálicos (f) Trenes metálicos cerrados y carros de calle (g) Botes y barcos metálicos cerrados (h) Botes que son protegidos contra descargas atmosféricas (i) Calles de ciudad protegidas por edificios vecinos C-2.2 Si es posible evitar lugares con pequeño o sin protección, contra descargas atmosféricas como las siguientes: (a) Pequeño edificio, no protegido, establos, cobertizos y así en adelante (b) Tiendas de campaña y refugios temporales (c) Automóviles (techo no metálico o convertible abierto) (d) Trailers (techo no metálico o convertible abierto) C-2.3 Ciertos lugares son extremadamente peligrosos durante las tormentas y deben ser evitados en todo lo posible. Aproximándose las tormentas deben ser anticipadas y los siguientes locales serán evitados cuando las tormentas estan en la vecindad inmediata. (a) Alto de las colinas y crestas (b) Áreas en lo alto de los edificios (c) Campos abiertos, campos de atletismo, campos de golf (d) Lotes de estacionamiento y canchas de tenis (e) Albercas, lagos y orillas de mar (f) Cercas de valles de fuego, líneas de ropa, alambres aéreos, y camino de ferrocarril (g) Bajo árboles aislados (h) Cerca de aparatos eléctricos, teléfonos, instalación de (plomería, fontanería y objetos conductivos metálicos o eléctricos) C-2.4 Es especialmente peligroso estar montado en o en cualquiera de las siguientes durante una tormenta como en los lugares descritas en C-2.3: (a) Tractores abiertos u otras máquinas de granja operada en campos abiertos (b) Carros de golf, motonetas, bicicletas o motocicletas (c) Botes abiertos (sin postes) y aerodeslizador (d) Automóviles (techo no metálico o abierto) 38/57 57/
SC PIE-H PARARRAYOS C-2.5 Puede que no siempre sea posible escoger un lugar que ofrezca buena protección contra descargas atmosféricas, pero las siguientes reglas deben ser observadas cuando un lugar puede ser seleccionado. (a) Buscar áreas depresivas, evitar lo alto de las montañas, alto de las colinas, y otros lugares altos. (b) buscar bosques densos- evitar árboles aislados (c) Buscar edificios, tiendas de campaña y refugios en áreas bajas, evitar edificios no protegidos. (d) Si una área expuesta totalmente aislada, caiga en rodillas y dóblese hacia adelante, poniendo las manos sobre las rodillas. C-3 Protección para el personal en embarcaciones. En la medida que como propósito básico de protección contra descargas atmosféricas es asegurar la seguridad del personal, es apropiado que las siguientes precauciones y sugestiones sean listadas en adición a todas las recomendaciones aplicables en las Secciones precedentes. C-3.1 Uno debe permanecer dentro de un bote cerrado, tan lejos como sea práctico, durante una tormenta de descarga atmosférica y no debe colgar brazos o piernas en el agua. C-3.2 A la extensión constante con manejo de seguridad y navegación del bote, durante una tormenta de descarga atmosférica, uno debe evitar hacer contacto con cualquiera de los objetos conectados al sistema de protección contra descargas atmosféricas y especialmente en tal forma como puentear entre esos objetos. Por ejemplo, es indeseable que un operador esté en contacto con palancas de engranaje reversible y el mango del control de reflector al mismo tiempo. C-3.3 Uno no debe estar en el agua durante una tormenta de descarga atmosférica. Apéndice D. Protección para Ganado en Campos Este apéndice no es parte de los requerimientos de este documento de la NFPA, pero es incluido para propósitos de información únicamente. D-1 Generalidad D-1.1 Lo natural de la exposición del ganado en campo es tal que no es posible eliminar el peligro enteramente. Sin embargo, la aplicación de las recomendaciones contenidas en este apéndice puede minimizar el peligro. D-1.2 La pérdida de ganado debido a descargas atmosféricas durante tormentas es causado en gran medida por congregaciones de manadas bajo árboles aislados en pastizales abiertas o en movimiento en contra de alambrados no subterráneo como de valla y recibiendo una descarga suficiente para matarlos. D-1.3 En pastizales donde el refugio está disponible de áreas arboladas de tamaño considerable, árboles aislados deben ser removidos a menos que la protección sea provista. D-1.4 Vallas construidas con postes de metal instalados en la tierra y están tan seguras de las descargas atmosféricas como prácticamente son hechas especialmente si la continuidad eléctrica es rota. Rompiendo la continuidad eléctrica es muy usual en eso, reduce la posibilidad de un impacto de descarga atmosférica afectando la longitud entera de una valla como es posible si el impacto es directo y la valla continua, siempre pensando que puede ser puesto a tierra. Las vallas que dan salida a la mayoría del problema, son éstas construidas con postes de material de pobre conductividad, tal como madera. D-2 Puesta a tierra de vallas de alambre. 39/57 57/
SC PIE-H PARARRAYOS D-2.1 Donde es deseable o necesario mitigar el daño de las vallas de alambre construidas con postes de material no conductivo, D-2.2 y D-2.3 debe ser aplicado. D-2.2 Postes de acero. Conexiones de tierra pueden ser hechas por la inserción de postes de acero galvanizado, tal como son usados ordinariamente para poner vallas en granjas, en intervalos y sujetando en contacto eléctrico a todos los alambres de la valla. La puesta a tierra puede también ser lograda por el manejo de una longitud de no menos de ½ pulgada (12.7 mm) de diámetro de tubería de acero galvanizado al lado de la valla y sujetando los alambres por lazo de alambre de acero galvanizado. Si la tierra es normalmente seca, los intervalos entre postes de metales no debe exceder cerca de 150 pies (46m.) Si la tierra es normalmente húmeda, los postes metálicos pueden ser localizados hasta cerca de 300 pies (92m) aparte. D-2.3 Profundidad de la tierra. La tubería debe ser extendida en la tierra en por lo menos 2 pies (0.6 m). D-3 Rompiendo la continuidad de la valla. D-3.1 En adición a la puesta a tierra de la valla, su continuidad eléctrica debe ser rota por inserción de material aislante en claros en los alambres en intervalos de cerca de 500 pies (150 m). Estas inserciones pueden ser en la forma de paneles de valla de madera o longitudes de material a las terminales de las cuales a los alambres pueden ser sujetados. Tales longitudes de material aislante puede consistir de tiras de madera cerca de 2 pulgadas, 2 pulgadas, 24 pulgadas (50 mm, 50mm, 600 mm), o su equivalente tan lejos como las propiedades aislamiento y resistencia mecánicas son concernidas. Apéndice E. Protección para Tierras de Comida de Campo, Terrenos de Juegos, Parques para Pelotas y otros Lugares Abiertos. Esta apéndice no es parte de los requerimientos del documento de la NFPA, pero es incluido para propósitos de información únicamente. E-1 Tierras de comida de campo y terrenos de juegos. La protección contra descargas atmosféricas puede ser provista por los métodos indicados en E-1.1 o E-1.2. E-1.1 Refugios con sistemas de protección contra descargas atmosféricas. Refugios con lados abiertos o cerrados que son equipados con sistemas de protección contra descargas atmosféricas deben ser provistos. Conductores de bajada deben ser protegidos con materiales no conductivos resistentes al impacto y a las condiciones del clima en por lo menos 8 pies (2.4 m) de altura. Refugios con pisos de barro, deben tener lo siguiente: (a) Terminales de tierra interconectado por un conductor rodeado, enterrado, barra de cobre o (b) Terminales de tierra que provee con un conductor radial enterrado que corre afuera por lo menos 10 pies (3 m) de la terminal de tierra hacia fuera del refugio. E-1.2 Poste y alambres de tierra aéreo. Postes (polos) en lados opuestos de la tierra y cerca del límite, deben ser erigidos. Alambres aéreos deben estar encordados entre los postes por lo menos 20 pies (6.1m) arriba del nivel de tierra. Conductores de bajada deben ser conectados a los alambres aéreos con terminales de tierra. Conductores de bajada deben ser protegidos con material resistentes al impacto y condiciones climáticas en por lo menos 8 pies (2.4 m) de alto. Los alambres deben ser no menos de cobre de No 4 AWG o equivalente. Si los postes a cero son usados, guías de bajada no son necesarias pero el pie del poste debe ser puesta a tierra. Si el área a ser protegida es extensiva, puede ser necesario erigir varios postes al rededor del perímetro, así que el área es cubierta por una red de alambres para formar una zona de protección. [Ver figura 6-3.3.1 (a) por ejemplo]. 40/57 57/
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E-2 Parques de pelotas e hipódromos E-2.1 Tribunas techadas. Tribunas techadas están incluidas en el alcance de esta norma. E-2.2 Tribunas abiertas y áreas de espectadores abiertas. Tribunas abiertas y áreas de espectadores abiertas, deben estar provistas con postes y alambres de tierra aéreo como lo describe E-1.2. E-3 Bahías. Las bahías deben estar provistas con refugios como lo describe en E-1.1. E-4 Pilas E-4.1 Pilas cubiertas. Las pilas cubiertas, son incluidas en el alcance de esta norma E-4.2 Pilas abiertas. Pilas abiertas deben estar provistas con postes y alambres de tierra aéreo como lo describe en E-1.2. Apéndice F. Protección para Árboles Este apéndice no es parte de este documento de la NFPA pero es incluido para propósitos de información únicamente. F-1 General. Árboles con troncos dentro de 10 pies (3 m) de una estructura o con ramas que se extienden a una altura arriba de la estructura, debe ser equipada con un sistema de protección, porque el peligro de daño del arqueo lateral, fuego o sobrecalentamiento de la humedad en el árbol lo cual puede resultar en el astillamiento del árbol. puede ser deseable equipar otros árboles con un sistema de protección contra descargas atmosféricas, porque del valor particular del árbol a su dueño. [Ver figura F-1]. F-2 Métodos y Materiales F-2.1 Conductores. Los conductores deben ser conforme a los requerimientos del Capítulo 3. F-2.2 Trayectoria de los conductores. Un conductor sencillo debe correr de la parte mas alta del árbol a lo largo del tronco a una conexión a tierra. Si el árbol es bifurcado, los conductores de las ramas deben ser extendidas a la parte mas alta de las extremidades principales. Si el tronco del árbol es 3 pies (0.9 m) en diámetro o mas largo, 2 conductores de bajada deben correr en lados opuestos del tronco e interconectado. F-2.3 Pararrayos. Los conductores deben estar extendidos a la parte mas alta de las terminales del árbol con un pararrayo. F-2.4 Fijación de Conductores. Los conductores deben estar seguramente fijados al árbol en tal forma que permita balancearse en el viento y crecer sin daño de rotura. F-2.5 Terminales de tierra. Terminales de tierra para conductores deben estar de acuerdo con los: (a) Debe salir de cada conductor, descender el tronco del árbol, extendiéndose tres o mas conductores radiales en zanjas de 1 pie (0.3 m) de profundidad y estar espaciado a un intervalo equivalente cerca de la base a una distancia de no menos de 10 pies (3 m). 41/57 57/
SC PIE-H PARARRAYOS (b) Tener los conductores radiales extendidos a la línea de la rama no menos de 25 pies (7.6 m). (c) Tener las terminales afuera conectadas a los conductores radiales con un conductor que rodeen el árbol a una profundidad de no menos de 1 pie (0.3 m). (d) Estar puenteado a una tubería de agua metálica subterránea donde sea posible dentro de 25 pies (7.6 m) de la línea de la rama.
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Apéndice G Protección para aeronaves estacionadas. Este apéndice no es parte de los requerimientos de este documento NFPA pero está incluido solamente para propósitos informativos G-1 Principios Generales. G-1.1 Para los propósitos de este apéndice, las aeronaves incluyen aeroplanos, helicópteros, y más ligeros que aeronaves. La aeronave puede estar mejor protegida estando ubicada dentro de un adecuado hangar protegido contra tormentas eléctricas. Las instalaciones del hangar deberían de estar provistas con receptáculos que permitan interconexión de aeronaves de metal con el sistema de protección contra tormentas eléctricas pisos, delantales del hangar, y áreas de estacionamiento de aeronaves sean resguardadas libres de gasolina y otros líquidos flamables. G-1.2 Todos los aeroplanos de metal estacionados afuera de los hangares deberían ser aterrizados. Este aterrizaje puede estar realizado por el uso de cables de terminales de metal adecuadamente aterrizados o el equivalente. Las aeronaves teniendo cubiertas de materiales de tela o plástico pueden ser protegidas por la conexión de su armazón a tierra. Para protección adicional de aeronaves estacionadas afuera de los hangares, un cable aterrizado aéreo o un sistema de protección contra tormentas eléctricas tipo mástil puede ser proporcionado. La altura debería estar de acuerdo con las zonas de protección descritas en el Capítulo 3. G-1.3 Los efectos de los impactos de la tormenta eléctrica al metal y compuesto de la aeronave son materia de estudio continuo. El uso de circuitos de supresión de ondas de impulso sobre navegación critica, radio comunicación y equipo de radar puede ayudar a minimizar estos efectos. El equipo adecuado y el diseño cableado eléctrico pueden también ayudar en reducir los problemas de tormentas eléctricas inducidas. G 1.4 Las aeronaves comerciales han crecido considerablemente cada vez más grande en los años recientes y en muchos casos están más altas que los edificios circundantes de la terminal del aeropuerto. Una revisión disponible de datos de daños de impactos de tormentas eléctricas indican que cercanamente todos los daños del personal reportado fueron el resultado de descargas estáticas de tormentas eléctricas inducidas. G 1.5 Los métodos de aterrizaje usados por aeronaves pasando por estaciones de servicio de combustible y ciertas operaciones de mantenimiento no son necesariamente adecuadas para proporcionar protección efectiva contra tormentas eléctricas para las aeronaves y el personal. La instalación adicional de cintillas o tablillas de aterrizaje, preferentemente en los extremos de las aeronaves, durante la actividad de tormenta proporcionarán caminos alternos para aterrizar cualquier flujo de corriente resultando desde la adaptación rápida en la carga externa de la aeronave. La experiencia ha demostrado que cintillas adicionales de aterrizaje ofrecen poca protección en el evento de un impacto directo a la aeronave. Operaciones de servicio de combustible y operaciones de mantenimiento involucrando el uso de líquidos flamables o la liberación de vapores flamables deberían ser suspendidas durante las tormentas eléctricas. Referir a NFPA 407, Estándar para servicio de combustible de Aeronaves y NFPA 410, Estándar sobre mantenimiento de aeronaves, para mayor información. G 1.6 El manejo de equipaje, el mantenimiento exterior, y servicio de estacionamiento de aeronaves debería ser suspendido cuando una tormenta está en la vecindad de un aeropuerto.. El equipo de advertencia de la tormenta eléctrica puede ser utilizado para ayudar determinación cuando suspender estas operaciones. Hay muchos métodos de detección capaces de detectar y rastrear tormentas cercanas. Uno de tales métodos, atmosféricos, esta siendo usado para establecer redes de detección de tormentas eléctricas que ahora cubren aproximadamente la 43/57 57/
SC PIE-H PARARRAYOS mitad de los Estados Unidos. Mientras los equipos atmosféricos pueden dar información de posición de tormentas eléctricas distantes, estos no dan advertencia de nubes directamente arriba viniendo electrificadas. Los dispositivos que miden algunas propiedades del campo el Eléctrico pueden detectar el desarrollo de una condición peligrosa y proporcionan una advertencia previa a la primera descarga. G 1.7 Los cables conectaos a una aeronave estacionada no deberían ser manejados cuando una tormenta eléctrica esta en las cercanías. El uso de señales de mano, con el uso de kit de cabeza, es recomendado para comunicaciones ground-to-cokpit durante este período. Apéndice H Guía de Valoración de Riesgo Este apéndice no es parte de los requerimientos de este documento NFPA pero está incluido solamente para propósitos informativos H-1 Generalidad. H-1.1 Esta guía de valoración de riesgo de tormentas eléctricas está preparada para asistir en el análisis de varios criterios para determinar el riesgo de pérdidas debido a tormentas eléctricas. Como una guía, no es posible cubrir cada elemento de diseño especial que puede proporcionar a la estructura más o menos susceptible al daño de tormenta eléctrica. En casos especiales, los factores personal y económico pueden ser muy importantes y deberían ser considerados en adición para la valoración obtenida por el uso de esta guía. H-1.2 Si la estructura está en una situación de alto riesgo, un índice de riesgo, R, debería ser calculado para un amplio rango de estructuras en el ambiente involucrado. El índice de estructura es entonces comparado al índice de estas otras estructuras tal que un juicio de riesgo local indicado debe ser realizado. H-2 Determinando el Riesgo. La valoración del índice de riesgo, R, es dado en la Tabla H-2. El índice de riesgo, R, es obtenido por la división de la suma de los valores dados en las Tablas H2(a) hasta la H-2(e) por el valor del índice de frecuencia de tormenta eléctrica obtenido de la Tabla H-2(f). El índice de riesgo, R, es calculado usando la siguiente fórmula: R = (A+B+C+D+E) / F Tabla H-2 Valoración del riesgo, R ============================================ Valores de R Valor del riesgo -----------------------------------------------------------------0-2 Ligero 2-3 Ligero a Moderado 3-4 Moderado 4-7 Moderado a severo arriba de 7 Severo -----------------------------------------------------------------Los valores calculados R para el este Estados Unidos debería ser multiplicado por un factor variando desde 1.5 en le noreste a 0.5 en el sureste. Este factor es debido a las diferencias en las características de tormentas en estas regiones. 44/57 57/
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Tabla H-2(a) Indice A- Tipo de estructuras. Valor de la Estructura Indice Residencia de una familia menos que 5,000 pies2 (465 m2) 1 Residencia de una familia por arriba de 5,000 pies2 (465 m2) 2 Edificio residencial, oficina o industria menos que 50 pies (15 metros) en altura: Cubriendo menos que 25,000 pies2 (2,323 m2) de terreno 3 Cubriendo arriba de 25,000 pies2 (2,323 m2) de terreno 5 Edificio residencial, oficina o industria desde 50 a 75 pies (15 a 23 m) de altura 4 Edificio residencial, oficina o industria desde 75 a 150 pies (23 a 46 m) de altura 5 Edificio residencial, oficina o industria desde 150 pies (46 m) o de mayor altura 8 Edificios de servicios municipales, bomberos, policía, agua, drenaje etc. 7 Hangares 7 Estaciones de generación de potencia, central telefónica 8 Torres de agua y torres de enfriamiento 8 Bibliotecas, museos, estructuras históricas 8 Edificios de granjas 9 Refugios de Golf y otros refugios recreativos 9 Lugares de concentración pública tal como escuelas, iglesias, teatros, estadios 9 Estructuras esbeltas tal como chimenea de humo, campanarios y cúspides de Iglesias, torres de control, lighthouses ¿faros? 10 Hospitales, casas de enfermería, vivienda de personas de edad avanzada y de discapacitados. 10 Edificios conteniendo la fabricación, manejo o almacenaje de materiales peligrosos 10 Tabla H-2(b) Indice B—Tipo de Construcción Armazón
Valor del Tipo de Azotea
Estructural
Indice No metálica (Otra como madera)
Madera Composición Metálica- no continua Metálica-eléctricamente continua
5 3 4 1
Madera
Madera Composición Metálica- no continua Metálica-eléctricamente continua
5 3 4 2
Concreto reforzado
Madera Composición Metálica- no continua Metálica-eléctricamente continua
5
Acero estructural
Madera Composición Metálica- no continua Metálica-eléctricamente continua
5 3 4 1
Nota : Las azoteas de composición incluyen asfalto, brea, teja, pizarra etc.
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3 4 1
SC PIE-H PARARRAYOS Tabla H-2(c ) Indice C—Ubicación Relativa Valor del Ubicación Estructuras en áreas de estructuras más altas: Estructuras pequeñas—cubriendo área de terreno de menos que 10,000 Pies (929m2) Estructuras grandes—cubriendo área de terreno de más que 10,000 pies ( 929m2) Estructuras en áreas de estructuras bajas. Estructuras pequeñas—cubriendo área de terreno de menos que 10,000 Pies (929m2) Estructuras grandes—cubriendo área de terreno de más que 10,000 pies ( 929m2) Estructuras excediendo hasta 50 pies (15.2 m) sobre estructuras o terreno Estructuras excediendo más que 50 pies (15.2 m) sobre estructuras o terreno
Tabla H-2 (d) Indice D---Topografía Valor del Ubicación Indice --------------------------------------------------Sobre tierra plana 1 Sobre el lado de la colina 2 Sobre lo más alto de la colina 4 Sobre lo más alto de la montaña 5 --------------------------------------------------Tabla H-2(e) Indice E—Ocupación y contenidos Ocupación y Contenidos Materiales no combustibles—deshabitado Residenciales amueblados Amueblados o equipo ordinario Ganado y cabañas Pequeñas concentraciones de gente—menos que 50 Materiales combustibles Grandes concentraciones de gente—50 o más Materiales o equipo de alto valor Servicios esenciales—policía, bomberos, etc.
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Valor del Indice 1 2 2 3 4 5 6 7 8
Indice 1 2 4 5 7 10
SC PIE-H PARARRAYOS
Apéndice I Técnicas de medición de tierra Este apéndice no es parte de los requerimientos de este documento NFPA pero está incluido solamente para propósitos informativos I-1 Generalidad. I-1.1 A fin de determinar la resistencia de tierra de un sistema de protección contra tormentas eléctricas, es necesario retirarlo desde cualquier otra conexión de tierra. Esto puede probar un trabajo virtualmente imposible, necesitando ciertas suposiciones. En la realidad, el equipo de medición de resistencia de tierra trabaja a frecuencias relativamente bajas para la descarga de tormentas eléctricas. La resistencia calculada es por tanto afectada por la resistencia de los electrodos de tierra del sistema de potencia o una resistencia mediana similar que puede estar a varios miles de pies de la estructura a ser protegida. La resistencia de tierra para ser usada para calcular los potenciales de conductores de tormenta eléctrica cuando una descarga de tormenta eléctrica de alta frecuencia impacta a un edificio las tierras debe estar en un área inmediata del edificio, los únicos no remotos que el equipo de medición probablemente controla. I-1.2 Si el edificio es pequeño, y el sistema de protección contra tormentas eléctricas puede estar desconectado totalmente desde cualquier otra red de aterrizaje, su resistencia puede ser medida por la técnica de tres puntos que se describe en I-1.3. Si el edificio es grande no puede ser desconectado totalmente desde cualquier otra red de aterrizaje, entonces la resistencia de tierra de varillas de tierra de protección contra tormentas eléctricas aislada individual debería ser medidas por la técnica de tres puntos descrita en I-1.3 y esta resistencia multiplicada por un factor dependiendo sobre el número de varillas de tierra. I-1.3 El principio de la medición de tierra es mostrado en la Figura I-1.3. L es la varilla de tierra de tormenta eléctrica o sistema de varilla de tierra, P es una varilla de prueba, y A es una varilla auxiliar de corriente. M es el equipo de medición de corriente alterna estándar para medición de resistencia de tierra de la técnica de tres puntos. Distancias convenientes para LP y LA son 75 pies (22 metros) y 120 pies (36 metros), respectivamente. En general, P debería ser al 62 porcino de la distancia desde L a. Si 120 pies (36 metros) no son convenientes, podría ser incrementado significativamente (o reducida a no menos que 50 pies (15.2 metros)), siempre que LP es incrementado proporcionalmente. “INSERTAR Figura I-1.3 Medición de resistencia de tierra” Una corriente, I, es pasada a través del electrodo o electrodos a ser probados, LA, es comparativamente más largo que la longitud del electrodo. El voltaje, V, entre L y P es medido por el equipo de prueba, el cual también controla I y calcula la resistencia de tierra, R, como V/I. La corriente alterna es usada para eliminar errores debido a factores electrolíticos en el terreno y para suprimir efectos debido a corrientes parásitas. El equipo de medición de resistencia de tres puntos usando estos principios es relativamente económico y permite la lectura directa de R. I-1.4 Las variaciones en la resistividad del terreno debido a las fluctuaciones de temperatura y humedad pueden afectar la resistencia de tierra medida. Un buen diseñador medirá resistencia bajo promedios o condiciones de alta resistividad para diseñar un sistema de protección contra tormentas eléctricas para que funcione adecuadamente. Si la tierra del edificio es compleja en naturaleza, la resistencia de varillas de tierra simple deben ser medidas y ciertas suposiciones son hechas. El promedio de una varilla de tierra simple, Rm, debe estar multiplicado por un factor dependiendo sobre el número de varillas de tierra de 47/57 57/
SC PIE-H PARARRAYOS protección contra tormentas eléctricas, n, espaciadas al menos intérvalo.
35 pies (10.7 metros) de
El sistema total de resistencia de tierra, R, puede ser calculado desde la siguiente fórmula: R=1.1 (Rm/n) Apéndice J Principios de explicación de unión Este apéndice no es parte de los requerimientos de este documento NFPA pero está incluido solamente para propósitos informativos J-1 Generalidad. Los impactos de tormentas eléctricas pueden producir elevación a diferencias de potencial dañinos en y sobre un edificio. La mayor atención en la protección de un edificio es la presencia de diferencias de potencial entre los conductores del sistema de protección contra tormentas eléctricas y otros cuerpos metálicos aterrizados y alambres pertenecientes al edificio. Estas diferencias de potencial son causadas por efectos resistivos e inductivos y pueden ser de tal magnitud que arqueos peligrosos pueden ocurrir. En orden para reducir la posibilidad de arqueo, es necesario igualar potenciales uniendo los cuerpos metálicos aterrizados al sistema de protección contra tormentas eléctricas. J-1.1 Cuando se instalen (o modifiquen) los sistemas de protección contra tormentas eléctricas sobre estructuras existentes, la unión de ciertos cuerpos metálicos aterrizados pueden presentar problemas de difícil instalación debido a la inaccesibilidad de los sistemas del edificio. La colocación de los conductores para evitar cuerpos metálicos aterrizados o incrementar los conductores de bajada para acortar las distancias de unión requeridas son opciones para superar estos problemas. J-2 Diferencias de Potencial. La figura J-2 ilustra la generación de diferencias de potencial entre los conductores del sistema de protección contra tormentas eléctricas y otros cuerpos metálicos aterrizados y alambre. J-2.1 Efecto resistivo. En la situación donde el conductor C es conectado solamente a una terminal de tierra y la tubería de agua es independientemente aterrizada, un alto potencial puede existir entre B y F. Asumiendo una resistencia de 20 ohms entre C y tierra y una corriente de 100,000 amperes de descarga de tormenta eléctrica, entones la ley de Ohm (voltaje = corriente x resistencia) indica que un potencial de 2 millones de volts existe sobre el conductor ABC. Porque no hay corriente inicial pasando a través de la tubería de agua, este potencial es cero volts. La diferencia de potencial de 2 millones de volts entre B y F es suficiente para una descarga eléctrica lateral de sobre 6 pies (2 metros). En orden para reducir esta diferencia de potencial a cero, este estándar requiere igualación de niveles de potenciales a tierra de conformidad con 320.1. Semejante a la unión que es mostrada como CD en la figura J-2. “insertar” Figura J-2 Conductor rodeado por un campo magnético. Con unión en posición CD, la resistencia entre B y F es esencialmente cero, por lo tanto durante el impacto de tormenta eléctrica el potencial en B debido al efecto resistivo es similar en F. Por tanto el efecto resistivo puede ser despreciado para propósitos de unión.
48/57 57/
SC PIE-H PARARRAYOS J-2.2 Efecto inductivo. Cuando una corriente grande pasa hacia abajo el conductor ABC de tormenta eléctrica, un campo magnético generado en movimiento circular rodeando el conductor como es mostrado en la Figura J-2. La corriente de tormenta eléctrica más alta, el campo magnético más alto. Estas líneas de campo magnético pueden ser referidas como flujo magnético. El lazo BCDEF es interceptado por estas líneas de flujo magnético. La razón de cambio del flujo pasando a través de este lazo induce un voltaje en el lazo, creando una diferencia de potencial entre B y F. Esta diferencia de potencial puede estar en el orden de pocos millones de volts, causando otra vez arqueos laterales. Las técnicas de unión descritas en este estándar requeridas para la unión de espacios, tal como BF, sobre potenciales altos existentes en orden de remover el arqueo y proveer un camino seguro a tierra por la corriente. Las fórmulas de distancia de unión son calculadas desde las leyes de física, haciendo suposición sobre características de tormenta eléctrica relevante que influencia el voltaje inducido. Las suposiciones para este estándar están basados sobre una corriente de tormenta eléctrica extremadamente severa, por eso provista una distancia de unión que es casi totalmente protectora. El voltaje a través del espacio BF es relativo al tamaño del lazo BCDEF pero dominantemente a la altura BC más bien que CD; por lo tanto el término de la altura h en las fórmulas de 3-21.2. Igualando los potenciales a alturas usuales de acuerdo con la Sección 3-20 también reduce el tamaño de el lazo BCDEF, por tanto guardando el voltaje del espacio a un valor controlable que puede ser eliminado por una unión simple. J-2.3 Un factor que es difícil para controlar es el problema relativo a las líneas de potencia y comunicaciones que entran al edificio. Para todos los objetivos, tal como líneas están a un relativo potencial de tierra a voltajes inducidos extremadamente altos. Si la línea DEF fue tal como una línea eléctrica, telefónica, potencia, o datos no unida a tierra, el voltaje a través del lazo sería realizado por el efecto resistivo descrito por la ley de Ohm también por el efecto inductivo. Por lo tanto, BF podría en breve aproximarse una avería. Esto sería conducir para arqueos causando fuego también como por los problemas obvios eléctricos, electrónico, y vida humana. Todos tal como líneas entrando al edificio deberían tener unión eléctrica a través de protección de impulso de onda como se especifica en Sección 3-18, por tanto reduciendo la componente resistiva y controlando arqueos y daños peligrosos. Si justo un alambre, sin embargo, no tiene tal dispositivo de supresión, los peligros descritos anteriormente aún existen, incluso para el edificio protegido y el equipo eléctrico. La tabla j-2.3 muestra cálculo de ejemplos. J-2.4 En orden para reducir el voltaje a través del espacio, BF, tal como para hacer la unión menos necesaria, es posible proporcionar mas conductores de bajada. Este estándar requiere conductores de bajada cada 100 pies (30 metros) ( ver 3-9.10), pero el número de conductores de bajadas, n, requeridas en la fórmula de unión de 3-21.2 es limitado. Esto puede ser mostrado teóricamente para estructuras menores a 60 pies (18 metros) en altura que para una serie de conductores espaciados de bajadas planas espaciados 50 pies (15 metros) aparte n puede ser no muy grande que 1.5. y para una situación similar tridimensional n puede ser no muy grande que 2.25. Estos valores de n también aplican para más arriba 60 pies (18 metros) de una estructura alta. Como la corriente de tormenta eléctrica pasa dentro de la porción baja de una estructura alta, sin embargo, el valor de n debe ser calculado sobre la suposición que la corriente fluye debajo de la estructura es mucho más simétrica a través de los conductores de bajadas. Esto implica que para todo pero más alto 60 pies (18 metros) de una estructura la distancia de unión puede ser calculada desde una fórmula involucrando un valor grande de n, como se muestra en 3-21.2. J-2.5 Arqueos laterales pueden fácilmente ocurrir a objetos aterrizados dentro del edificio. La intensidad del campo eléctrico en el aire es más grande que esté en concreto por un factor de 2 aproximadamente, tomando en cuenta para una reducción de la distancia de arqueo lateral a través de una cavidad de la pared. 49/57 57/
SC PIE-H PARARRAYOS Si un individuo toca una conexión unida correctamente dentro del edificio, el o ella no deberían sufrir daño. Este escenario es similar a que un pájaro situado sobre un alambre de alto voltaje ajeno que el potencial del pájaro está cambiando desde sobre unos de volts positivos a sobre unos mil volts negativos varias veces en un segundo. APENDICE K Apéndice K
Protección de Estructuras Conteniendo Material Explosivos.
Este apéndice no es parte de los requerimientos de este documento NFPA pero está incluido solamente para propósitos informativos. K-1 Generalidad. Este apéndice proporciona las recomendaciones técnicas mínimas para la protección de estructuras conteniendo materiales explosivos. K-1-1 Debido a la probabilidad de peligro a las áreas circundantes, un incremento de la eficiencia del nivel de protección como fue definido en este punto es necesario para tales estructuras. La decisión de cuando proteger estas estructuras deberían ser referidas a la autoridad teniendo jurisdicción. K-1.2 La protección del contenido dentro en los espacios de las estructuras deben tomarse en cuenta el empaque usado para guardar estos materiales y en adición de requerimientos de unión o aterrizaje especificados por la autoridad teniendo jurisdicción. K-2 Consideraciones de diseño. Los sistemas de protección contra tormentas eléctricas diseñados para proteger estructuras conteniendo explosivos y materiales energéticos deberían estar basadas sobre una distancia de impacto de 100 pies ( 33 metros) como se discutió en 6-3.3. Nota: Cuando los efectos de acoplamiento electromagnético son de cuidado, un mástil de sistemas de hilo aéreo (catenaria) debe ser preferido sobre sistemas integrales a menos que una jaula Faraday o blindaje sea requerido. La supresión (aislamiento) de los conductores de bajada reducirán el esfuerzo del campo magnético en la estructura y reducirán la probabilidad de un arqueo lateral desde un conductor de bajada. K-3
Tipos de Sistemas.
K-3.1 Sistemas tipo Mástiles. especifica en 6-3.3.2.
Los sistemas tipo mástil deberían ser diseñados como se
K-3.2 Sistemas de hilos aéreos (catenaria). diseñado como se especifica en 6-3.3.2.
Los sistemas de catenaria deberían ser
K-3.3 Sistemas Integrales. Un sistema integral de protección contra tormentas eléctricas que utiliza terminales de aire montadas directamente sobre la estructura a ser protegida. Estos tipos de sistemas de terminación de aire están descritos en el Capítulo 3. El espaciamiento debería ser modificado como sea necesario para proveer una zona de protección definida por una distancia de impacto a 100 pies ( 33 metros). Cuando un sistema integral de protección contra tormentas eléctricas es usado para proteger las estructuras cubiertas por este apéndice, es muy crítico que los requerimientos de unión del capítulo 3 deben ser encontrados. Es también muy crítico que un programa de mantenimiento riguroso sea mantenido para este tipo de sistema.
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SC PIE-H PARARRAYOS K-3.4 Jaula de Faraday. El esquema óptimo para protección de operaciones extremadamente sensitivas de todas las formas de radiación electromagnéticas es encapsular las operaciones o instalaciones dentro de una jaula de Faraday. Una jaula de Faraday se dificulta para construir y es económicamente justificada solamente para instalaciones muy críticas o donde las operaciones sensitivas garanticen este nivel de protección. La protección efectiva contra tormentas eléctricas es similarmente provista por estructuras metálicas tal como las formadas por curvas de acero o acero reforzado en las paredes y pisos de los cartuchos de municiones bajo tierra si el refuerzo del acero es unido junto y esto encuentra las recomendaciones mínimas del sistema de resistencia de tierra de la sección K-4. K-4 Sistemas de tierra. K-4.1 Generalidad. Un conductor de lazo de tierra debería ser requerido para todos los sistemas de protección contra tormentas eléctricas usado para proteger el contenido de las estructuras. Todos los conductores de bajada, acero estructural, varillas de tierra, y otros sistemas de tierra deberían ser conectados al conductor de lazo de tierra. Excepción: Para estructuras con áreas de 500 pies cuadrados (46.5 metros cuadrados) o menos o tales que puedan ser protegidos por un simple mástil o terminal aérea, el conductor de lazo de tierra no debe ser requerido. K-4.2 Cartuchos portátiles metálicos. Los cartuchos portátiles que encuentran las recomendaciones de una jaula de Faraday como se describe en K-3.4 deberían ser aterrizados. El tamaño de los conductores principales deberían ser usados para interconectar los cartuchos portátiles a los sistemas de tierra. Las siguientes recomendaciones de protección contra tormentas eléctricas para cartuchos portátiles son para configuraciones solo y de grupo. (a) Cartuchos portátiles solos. Los cartuchos portátiles solos menos que 25 pies cuadrados (2.323 metros cuadrados) (usando dimensiones exteriores) necesitan solamente una sola varilla de tierra. Los cartuchos portátiles solos más grandes que o igual a 25 pies cuadrados (2.323 metros cuadrados) deberían ser aterrizados por el uso de un mínimo de dos varillas de aterrizajes separados cada uno localizados en una esquina diferente. Las conexiones existentes de conductores de lazos de tierra podrían ser sustituidos por varillas de tierra. Todas las conexiones a tierra deberían ser proporcionadas como sea práctico con baja resistencia de tierra. (b) Grupos de cartuchos portátiles. Un grupo de cartuchos portátiles es formado cuando dos o más cartuchos portátiles están unidos juntos por encima de la tierra. Los grupos de cartuchos portátiles deben encontrar las siguientes recomendaciones de unión y aterrizaje. 1. Cada grupo debe tener un mínimo de dos conexiones a tierra. Los grupos que excedan 250 pies (76.2 metros) en perímetro debe tener una conexión a tierra cada 100 pies (30.5 metros) del perímetro o fracción de eso tal que la distancia promedio entre todas las conexiones a tierra no excedan 100 pies ( 30.5 metros). 2. Para pequeños grupos requiriendo solamente dos conexiones a tierra, las conexiones deberían ser localizadas a las terminaciones opuestas del grupo, lo más lejos apartadas como sea práctico. 3. Las conexiones existentes de conductores de lazo de tierra pueden ser sustituidas por varillas de tierra. Todas las conexiones de tierra deben ser proporcionadas con una resistencia baja de tierra como sea práctico.
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SC PIE-H PARARRAYOS K-5 Unión. K-5.1 Generalidad. Es muy crítico que los requerimientos de unión del Capítulo 3 sea exigido para la protección de estructuras conteniendo explosivos u otros materiales energéticos. El material usado para unir artículos de conductor de lazo de aterrizaje debería encontrar los requerimientos de la sección 3-2. La sección 3-2 proporciona los requerimientos para el uso de metales no similares. K-5.2 Resistencia de unión. La resistencia de cualquier objeto unido para el sistema de protección contra tormentas eléctricas no deben de exceder de 1 ohm. Para sistemas de disipación estática tales como pisos conductivos, bancos de trabajo etc., la resistencia de unión de 1 mega-ohm es aceptable K-5.3 Pintura. Los alambres y conductores unidos al sistema de protección contra tormentas eléctricas no deberían estar pintados. K-5.4 Cartuchos. Cartuchos cubiertos con tierra. Los ventiladores de metal, puertas de acero, marcos de puertas, y acero reforzado deberían ser unidos al sistema de aterrizaje de la estructura. La acometida de potencia eléctrica, datos y cables de comunicación deberían ser unidos al conductor de lazo de tierra o acero reforzado como entra a la estructura. K-5.4.1 Cartuchos portátiles metálicos. Los Cartuchos tipo caja portátiles fabricados de 3/16 de pulgada. (4.8 mm) de acero o equivalente donde las paredes, piso, y azotea son juntamente unidos con soldadura debería requerirse unión de las puertas cruzando las bisagras. La unión de servicios, líneas de datos, y líneas de comunicación también deben ser provistas. K-5.5 Cercas. Las cercas deberían tener unión cruzando las puertas así como otras discontinuidades y deberían ser unidas al conductor de lazo de aterrizaje del sistema de protección contra tormentas eléctricas si cruzan o se encuentran dentro de la distancia de descarga lateral de la estructura del sistema de protección contra tormentas eléctricas. La unión que atraviesa discontinuidades en cercas metálicas deberían ser provistas como se haga necesario para la continuidad eléctrica. K-5.6 Vías de ferrocarril. Todas las vías de ferrocarril que cruzan o se encuentran dentro de la distancia de descarga lateral de un sistema de protección contra tormentas eléctricas de la estructura deberían estar unidas a los conductores de lazo de aterrizaje del sistema de protección contra tormentas eléctricas. Si las vías son usadas para transporte de señales eléctricas, deberían tener juntas aisladas inmediatamente en la parte externa a la unión del conductor del lazo de aterrizaje del sistema de protección contra tormentas eléctricas. Si estas vías entran a instalaciones, también deberían ser unidas a la armazón de la estructura (o equivalente). K-6 Supresión de ondas de impulso. La supresión de ondas de impulso debería ser requerida para todos los conductores de potencia, comunicación, o datos entrando o saliendo a una estructura conteniendo explosivos. K-7 Mantenimiento e inspección. La efectividad de un sistema de protección contra tormentas eléctricas es mejor asegurado por un programa de control de calidad diseñado para asegurar que el sistema no se ha degradado al paso de los años, el daño mecánico, o modificaciones a la estructura. Un plan de mantenimiento e inspección debería ser desarrollado para todos los sistemas de protección usado para proteger estructuras conteniendo explosivos. La instalación inicial debería ser inspeccionada por la autoridad teniendo jurisdicción (o su representante designado). Esto debería ser recertificado antes de que cualquier trabajo sea rea realizado sobre la estructura. 52/57 57/
SC PIE-H PARARRAYOS K-7.1 Generalidad. Para asegurar que el sistema de protección usado para proteger estructuras conteniendo explosivos es propiamente mantenido, debería ser inspeccionado visualmente dos veces al año e inspeccionado eléctricamente aproximadamente una vez al año. Para asegurar que los sistemas son probados durante todas las cuatro estaciones sobre un período de seis años, ciclos de prueba de siete meses y catorce meses son sugeridos. K-7.2 Prueba visual (Siete Meses). El sistema de protección contra tormentas eléctricas debería ser visualmente inspeccionado cada siete meses por evidencia de corrosión o alambre / conexiones rotas. Todas las reparaciones necesariamente deberían ser realizadas inmediatamente. Cualquier daño detectado al sistema debería ser comunicado en el registro de pruebas como se recomendó en B-1.5. K-7.3 Prueba eléctrica (Catorce Meses). El sistema de protección contra tormentas eléctricas debería ser probado eléctricamente cada catorce meses. La prueba debería ser conducida de conformidad con las instrucciones de prueba apropiada del fabricante del equipo por personal familiarizado con la prueba del sistema de protección contra tormentas eléctricas K-7.4 Equipo de Prueba. Solamente aquellos instrumentos diseñados específicamente para la prueba de resistencia de tierra son aceptables para usar en esta aplicación. El instrumento usado para la prueba de resistencia de tierra debería ser capaz de medir 0 a 10 ohms más menos 10 porciento. El instrumento usado para medir resistencia de unión debería ser capaz de medir de 0 a 1 ohm más menos 10 porciento. Apéndice L.
Principios de Protección Contra Tormentas eléctricas.
Este apéndice no es parte de los requerimientos de este documento NFPA está incluido solamente para propósitos informativos. L-1. Principios fundamentales de Protección Contra Tormentas Eléctricas. L-1-1 El principio fundamental en la protección de vida y propiedades contra Tormentas Eléctricas es proporcionar unos medios por el cual una descarga de tormenta eléctrica puede entrar o alejarse de tierra sin daños o pérdidas resultantes. Un camino de baja impedancia que la corriente de descarga seguirá preferente a todos los caminos de alta impedancia alternativos ofrecidos por los materiales del edificio tal como madera, ladrillo, tejas, piedra, o concreto deberían ser mostrados. Cuando la corriente de tormenta eléctrica sigue los caminos de más alta impedancia, el daño puede ser causado por el calor y fuerzas mecánicas generadas durante el paso de la descarga. La mayoría de los metales, siendo buenos conductores eléctricos, son virtualmente no afectados por cualquiera el calor o las fuerzas mecánicas si están lo suficiente dimensionados para llevar la corriente que puede ser esperada. El camino metálico debe estar continuo desde la terminal de tierra al dispositivo de terminación de impacto. Sumo cuidado debería ser ejercido en la selección de los conductores metálicos para asegurar la integridad del conductor de tormenta eléctrica por un período prolongado. Los metales no ferrosos tales como cobre o aluminio proporcionarán, en la mayoría de las atmósferas, un conductor resistente libre de los efectos de oxidación o corrosión. L-1.2 Las partes de las estructuras más factibles de ser impactadas por una tormenta eléctrica son las partes circundantes que se proyectan por encima tales como chimeneas, ventiladores, aires acondicionados, astas banderas, torres, tanques de agua, torres, campanarios, plataforma barandal, adornos superiores de casas, cumbreras, luces de obstrucción, ventanas abuhardilladas, lomas y parapetos. Los bordes y esquinas de una azotea son las partes más propensas a ser impactadas que las azoteas planas o de pendiente suave de las construcciones. L-2 Sistemas de Protección Contra Tormentas Eléctricas. 53/57 57/
SC PIE-H PARARRAYOS L-2.1 Los sistemas de protección contra tormentas eléctricas consisten de las siguientes tres partes básicas que proporcionan un camino metálico requerido de baja impedancia: (a) Un sistema de dispositivos de terminación de impacto sobre la azotea o lugares elevados. (b) Un sistema de terminales de tierra. (c) Un sistema conductor conectando el dispositivo de la terminación de impacto a las terminales de tierra. Apropiadamente localizados e instalados, estos componentes básicos mejoran la probabilidad que la descarga de tormenta eléctrica será conducida en forma segura entre los dispositivos de terminación de impacto y las terminales de tierra. L-2.2 Mientras se está capturando o interceptando, conduciendo y disipando la descarga principal, los tres componentes básicos del sistema de protección no ofrecen seguridad contra los efectos posibles secundarios del impacto de tormenta eléctrica. Por tanto, los conductores secundarios son provistos para interconectar los cuerpos metálicos para asegurar que tales cuerpos metálicos son mantenidos al mismo potencial eléctrico de la misma manera para prevenir arqueos laterales o sobre arqueo. Dispositivos de supresión de ondas de impulso son también provistos para proteger líneas de potencia eléctrica y equipo asociado desde ambas descargas directas y corrientes inducidas. L-2-3 Las partes metálicas de una estructura pueden ser usadas en algunos casos como parte del sistema de protección contra tormentas eléctricas. Por ejemplo, el armazón de metal estructural, el cual tiene suficiente área de sección transversal para igualar la conductividad de los principales conductores contra tormenta eléctrica, los cuales están eléctricamente continuos, puede ser usado en lugar de conductores de bajada separados. En tales casos, las terminales aéreas pueden estar unidas a la estructura de soporte en la parte más alta, y las terminales de tierra pueden ser provistas al la parte más baja, en otro punto de este estándar. Las estructuras con espesor de 3/16-pulgadas. (4.8-mm) o de mayor espesor, las cubiertas metálicas que son eléctricamente continuas no es necesario requerir un sistema de terminales aéreas y conductores de bajada. L-3 Conceptos a considerar cuando se Planea la Protección. L-3.1 El mejor momento para diseñar un Sistema de Protección Contra Tormentas Eléctricas para una estructura es durante la fase de la planeación, y el mejor momento para instalar el sistema puede ser durante la construcción. Los componentes del sistema deben ser construídos de tal manera para ser protegida de los desplazamientos mecánicos y efectos ambientales. En adición, ventajas estéticas pueden ser obtenidas por ocultar los detalles de instalación del Sistema de Protección. Generalmente, esto es menos costoso para encontrar los requerimientos durante la construcción. L-3.2 La estructura debería ser examinada y la instalación de terminales de aire deberían ser planeadas para todas las áreas o partes con probabilidad para recibir una descarga de tormenta eléctrica. El objetivo es interceptar la descarga inmediatamente por encima de las partes no convenientes para ser imputadas y para proporcionar un camino directo a tierra, más bien que para procurar desviar la descarga en una dirección que no sería preferentemente a tomar. Las terminales de aire deberían ser puestas suficientemente altas por encima de la estructura para evitar peligro de fuego por arco eléctrico. L-3.3 Los conductores deberían ser instalados para ofrecer la mínima impedancia del paso de la corriente de impacto entre los dispositivos de terminación de impacto y los lazos cercanos, es lo mejor. La impedancia del sistema del conductor es prácticamente inversamente proporcional al número de caminos separados ampliamente. Consecuentemente, deberían de haber al menos dos caminos a tierra o más, es capaz de ser efectuado, desde cada dispositivo de terminación de 54/57 57/
SC PIE-H PARARRAYOS impacto. El número de caminos es incrementado y la impedancia decrementada por la conexión de conductores para formar un blindaje del edificio. L-3.4 Las conexiones de tierra apropiadamente realizadas son esenciales para un funcionamiento efectivo de un sistema de protección contra tormentas eléctricas, y cada esfuerzo debería ser realizado para proveer adecuado contacto con la tierra. Esto necesariamente no significa que la resistencia de la conexión a tierra debe ser baja, pero más bien que la distribución del metal en la tierra o sobre su superficie en los casos extremos debería ser tal como para permitir la disipación de un impacto de tormenta eléctrica sin causar daño. L-3.5 La resistencia baja es deseable, pero no esencial, como debe ser mostrado por el caso extremo sobre la influencia de un edificio desplantado sobre una mezcla de terreno húmedo arcilloso, y sobre otro edificio desplantado sobre roca sólida descubierta. En el primer caso, si el terreno es de resistividad normal de 4,000 ohm-centímetro a 50,000 ohm-centímetro, la resistencia de una conexión de tierra realizada extendiendo el conductor 10 pies (3 metros) dentro de la tierra estará tan cerca de 15 ohms a 200 ohms, y ambas conexiones a tierra sobre un pequeño edificio rectangular por experiencia han sido encontradas. Bajo estas condiciones favorables, proporcionando adecuados medios para colectar y disipar la energía de una tormenta eléctrica sin serias posibilidades de daño es un problema simple y comparativamente no costoso. L-3.6 En el segundo caso, debería ser imposible realizar la conexión de tierra de la manera tradicional porque la mayoría de las rocas son un aislante, o al menos de alta resistividad y en el camino para obtener aterrizaje efectivo otros medios más elaborados son necesarios. Los medios más efectivos deberían ser redes de cables extensos tendidos sobre la superficie de la roca circundando el edificio para lo cual los conductores podrían ser conectados. La resistencia a tierra al mismo punto distante de un arreglo semejante debería ser alta pero al mismo tiempo la distribución de potencial cercano al edificio debería ser sustancialmente la misma, como si estuviera descansando sobre el terreno conductor, y el efecto protector resultante también debería ser sustancialmente el mismo. L-3.7 En general, la dimensión de los arreglos de aterrizajes dependerá del tipo del terreno, disponiendo desde una extensión simple del conductor dentro de la tierra donde el terreno es profundo y de alta conductividad para instalar una red muy elaborada donde el terreno es muy seco o de muy pobre conductividad. Donde se requiera una red, esta debería ser puesta si hay terreno suficiente para permitirlo, también esto ayuda a ser más efectivo. Esta dimensión será determinada grandemente por el juicio de la persona que planea la instalación con debido cuidado para seguir la regla: El más extenso metal bajo la tierra disponible, es la protección más efectiva. L-3.8 Donde sea práctico, cada conexión de terminal de tierra debe extenderse o tener una rama que extienda debajo de y al menos 2 pies (0.6 metros) lejos de las paredes del edificio en orden para minimizar la posibilidad de daño a las paredes, cimientos, y soporte de paredes. L-3.9 Cuando un sistema conductor de tormenta eléctrica es colocado sobre un edificio, dentro de o alrededor el cual tiene objetos metálicos de considerable tamaño dentro de una distancia de unos pocos pies del conductor, habrá una tendencia para arqueos eléctricos o arqueos laterales que brincan entre el objeto metálico y el conductor. Para prevenir el daño, los conductores de interconexión deberían ser provistos a todos los lugares donde los arqueos eléctricos son factibles de ocurrir. L-3.10 Las corrientes de tormentas eléctricas entrando a edificios protegidos sobre línea de potencia eléctrica aéreas o subterráneas, o conductores telefónicos, o antenas de televisión o radio no están necesariamente restringidos para asociar los sistemas y aplicaciones de cableado. Por tanto, tales sistemas deberían ser equipados con dispositivos de protección apropiados y uniones que aseguren un potencial común. L-3.11 Porque un sistema de protección contra tormentas eléctricas es esperado para permanecer en condición de trabajo por períodos largos con la mínima atención, la construcción 55/57 57/
SC PIE-H PARARRAYOS metálica debe ser resistente y los materiales usados deben ofrecer resistencia a la corrosión y daño mecánico. L-4 Inspección y Mantenimiento de los Sistemas de Protección Contra Tormentas Eléctricas. Ha sido demostrado que en los casos donde el daño ha ocurrido a una estructura protegida, el daño fue debido a las adiciones o reparaciones al edificio o al deterioro o daño mecánico que fue permitido sin ser detectado o sin ser reparado, o ambos. Por tanto, es recomendado que una inspección visual sea realizada y que el sistema sea absolutamente inspeccionado cada cinco años. L-5 Pérdidas indirectas. En adición a las pérdidas indirectas tales como destrucción de los edificios por Tormenta Eléctrica, fuego resultante de la caída de un rayo por Tormenta Eléctrica, y la muerte del ganado, las pérdidas indirectas algunas veces se acompañan de la destrucción o daño de edificios y de lo que resguardan. Una interrupción a los negocios o las operaciones agrícolas, especialmente en ciertas épocas del año, pueden involucrar pérdidas cuantiosas de formas distintas, y en adición a, las pérdidas elevadas desde la destrucción directa de la propiedad material. Se presentan casos donde las comunidades dependen de la integridad de una simple estructura para su seguridad y comodidad. Por ejemplo, una comunidad puede depender de una planta de bombeo de agua, una estación telefónica, una estación de policía, o una estación contra el fuego. Un impacto de rayo por Tormenta Eléctrica a una chimenea no protegida de una planta de bombeo puede tener consecuencias serias tal como falta de agua potable para tomar, agua de riego, o agua para protección contra el fuego. Apéndice M. Publicaciones de referencia. Este apéndice no es parte de los requerimientos de este documento NFPA pero está incluido solamente para propósitos informativos. M-1 Los siguientes documentos o partes de estos son de referencia dentro de este estándard para propósitos informativos solamente y son entonces considerados parte de los requerimientos de este estándar. La edición indicada aquí para cada referencia es la edición actual como la de la fecha de la emisión NFPA de este estándar. M-1.1 Publicaciones NFPA. Asociación Nacional de protección contra el fuego. 1 Batterymarch Park, P.O. Box 9101, Quincy, MA 02269-9101. NFPA 70, Código Eléctrico Nacional, edición 1996. NFPA 302, Estándar para la protección contra el fuego para embarcaciones de motor del tipo comercial o de recreo, edición 1994. NFPA 407, Estándar servicio de combustible de aeronaves, edición 1996. NFPA 410, Estándar sobre mantenimiento de aeronaves, edición 1994. M-1-2 Publicaciones IEC. Comisión Electrotécnica Internacional, 3, rue de Varembé, P.O. Box 131, 1211, Geneva 20, Switzerland. IEC 1024-1 Protección de Estructuras Contra Tormentas Eléctricas Parte 1, 1992. IEC 1312-1 Protección Contra Impulsos Electromagnéticos de Tormentas Eléctricas, Parte1: Principios Generales, 1995. IEC 1662, Valoración del Riesgo de Daño Debido a Tormentas Eléctricas, Primera Edición, 1995. IEC DIS81 (BC/CO)14, Protección de Estructuras Contra Tormentas Eléctricas, Parte 1: Principios Generales, Sección 1: Guía A- Selección de los Niveles de Protección para Sistemas de Protección Contra Tormentas Eléctricas. M-1.3 Publicaciones IEEE. El Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos, 445 Hoes Lane, P.O. Box 1331, Piscataway, NJ 08855-1331. 56/57 57/
SC PIE-H PARARRAYOS IEEE C62.11, Estándar para apartarrayos de Onda de Impulso de Oxido de Metal para Sistemas de Corriente Alterna, 1993. IEEE 0093-9994/1100-0465 IEEE 1978, “Zona de Protección para Edificios contra los impactos de Tormentas Eléctricas Usando Prácticas de Protección de transmisión”, Ralph H. Lee Fellow. M-1.4 Publicaciones Militares. Esta publicación hace referencia a los siguientes estándares y manuales militares. Están disponibles desde las Publicaciones Navales y Centros de Formación, Philadelphia, PA, Headquarters, Código de Comando del Material de la Armada, DRXAM-ABS, Alexandria, VA, o el Centro de Publicaciones de la Fuerza Aérea, Baltimore MD. AFR 127-100, Estándares de Seguridad de Explosivos, Departamento de la Fuerza Aérea, Washington, D.C. Mayo de 1983. AMCR 385-100, Manual de Seguridad, Capítulo 8, Comando de Material de la Armada, Washington D.C., 1985. DoD 6055-STD, Estandares de seguridad de municiones y explosivos, Capítulo 7, Departamento de Defensa, Washington, DC. Octubre de 1992. MIL-HDBK-419A, Sistemas de Tierra, Uniones y Supresión de Ondas de Impulso, volúmenes HI y II, Departamento de Defensa, Washington, DC, Diciembre de 1987. NAVSEA OP-5, Desembarco de municiones y explosivos, Volumen 1, Revisión sexta, Capítulo 6, Comandos de Sistemas Naval de Mar, Washington, DC, Marzo de 1995. M-1.5 Publicaciones UL. Northbrook, IL. 60062.
Laboratorios Bajo Registro Incorporados. , 333 Pfingsten Road,
UL 1449, UL Estándar para la seguridad de supresores de ondas de impulso de transitorios de voltaje, 1996.
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