Última actualización: 05 de mayo de 2017.

ARTÍCULO 16º. PROTECCIÓN CONTRA RAYOS

El rayo es un fenómeno meteorológico de origen natural. De acuerdo con las investigaciones científicas realizadas en Colombia en las últimas tres décadas y lideradas por la Universidad Nacional de Colombia en cabeza del investigador Horacio Torres Sánchez, las cuales han quedado plasmadas en publicaciones internacionales y libros sobre el tema, permiten concluir que los parámetros del rayo son variables espacial y temporalmente. Colombia al estar situada en la Zona de Confluencia Intertropical, presenta una de las mayores actividades de rayos del planeta; de allí la importancia de la protección contra dicho fenómeno, pues si bien los métodos desarrollados a nivel mundial se pueden aplicar, algunos parámetros del rayo son particulares para esta zona. Tales condiciones obligan a que se tomen las medidas para minimizar los riesgos por los efectos del rayo, tanto en las edificaciones como en las instalaciones eléctricas.

16.1 EVALUACIÓN DEL NIVEL DE RIESGO FRENTE A RAYOS

La evaluación del nivel de riesgo por rayos, debe considerar la posibilidad de pérdidas de vidas humanas, pérdida del suministro de energía y otros servicios esenciales, pérdida o graves daños de bienes, pérdida cultural, así como los parámetros del rayo para la zona tropical, donde está ubicada Colombia y las medidas de protección que mitiguen el riesgo; por tanto, debe basarse en procedimientos establecidos en normas técnicas internacionales como la IEC 62305-2, de reconocimiento internacional o la NTC 4552-2.

Las instalaciones que hayan sido construidas dentro de la vigencia del RETIE, que les aplica este requisito y que requieran la implementación de medidas para controlarlo, deben darle cumplimiento en un periodo no superior a 12 meses de la entrada en vigencia del presente Anexo General.

Las centrales de generación, líneas de transmisión, redes de distribución en media tensión y las subestaciones construidas con posterioridad al 1º de mayo de 2005 deben tener un estudio del nivel de riesgo por rayos, soportado en norma técnica internacional, de reconocimiento internacional o NTC.

También deben contar con una evaluación del nivel de riesgo por rayo, las instalaciones de uso final donde se tenga alta concentración de personas, tales como: Edificaciones de viviendas multifamiliares, edificios de oficinas, hoteles, centros de atención médica, lugares de culto, centros educativos, centros comerciales, industrias, supermercados, parques de diversión, prisiones, aeropuertos, cuarteles, salas de juzgados, salas de baile o diversión, gimnasios, restaurantes, museos, auditorios, boleras, salas de clubes, salas de conferencias, salas de exhibición, salas de velación, lugares de espera de medios de transporte masivo. Igualmente aplica a edificaciones aisladas, edificaciones con alturas que sobresalgan sobre las de su entorno y donde se tenga conocimiento de alta densidad de rayos.

El estudio de evaluación del nivel de riesgo por rayo debe estar disponible para revisión de las autoridades de vigilancia y control.

16.2 DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UN SISTEMA DE PROTECCIÓN CONTRA RAYOS

La protección se debe basar en la aplicación de un sistema integral, conducente a mitigar los riesgos asociados con la exposición directa e indirecta a los rayos.

El diseño e implementación, deben realizarse aplicando metodologías reconocidas por normas técnicas internacionales como la IEC 62305-3, de reconocimiento internacional o la NTC 4552, las cuales se basan en el método electrogeométrico. El profesional competente, encargado de un proyecto debe incluir unas buenas prácticas de ingeniería de protección contra rayos, con el fin disminuir sus efectos, que pueden ser de tipo electromagnético, mecánico o térmico.

16.3 COMPONENTES DEL SISTEMA DE PROTECCIÓN CONTRA RAYOS

El sistema de protección contra rayos debe tener los componentes descritos en 16.3.1 a 16.3.3

16.3.1 Terminales de captación o pararrayos

Cualquier elemento metálico de la estructura que se encuentre expuesto al impacto del rayo, como antenas de televisión, chimeneas, techos, torres de comunicación y cualquier tubería que sobresalga, debe ser tratado como un terminal de captación siempre que se garantice su capacidad de conducción y continuidad eléctrica.

En la Tabla 16.1, adaptada de las normas IEC 62305 e IEC 61024-1, se presentan las características que deben cumplir los pararrayos o terminales de captación construidos para este fin.

MATERIAL

CONFIGURACIÓN

ÁREA MÍNIMA(1) (mm2)

DIÁMETROS Y ESPESORES MÍNIMOS(2)

Cobre

Cinta sólida

50

2 mm de espesor

Alambre

50

8 mm de diámetro

Cable

50

1,7 mm de diámetro por hilo

Varilla

200

16 mm de diámetro

Aluminio o aluminio recubierto de cobre

Cinta sólida

70

3 mm de espesor

Alambre

50

8 mm de diámetro

Cable

50

17 mm de diámetro por hilo

Aleación de aluminio 6201

Cinta sólida

50

2,5 mm de espesor

Alambre

50

8 mm de diámetro

Cable

50

1,7 mm de diámetro por hilo

Varilla

200

16 mm de diámetro

Acero galvanizado en caliente o acero recubierto de cobre

Cinta sólida

50

2,5 mm de espesor

Alambre

50

8 mm de diámetro

Cable

50

1,7 mm de diámetro por hilo

Varilla

200

16 mm de diámetro
Espesor de la capa: 50 µm.

Acero inoxidable

Cinta sólida

50

2,5 mm de espesor

Alambre

50

8 mm de diámetro

Cable

70

1,7 mm de diámetro por hilo

Varilla

200

16 mm de diámetro

Bronce

Alambre

50

8 mm de diámetro

Tubo

50

4 mm de espesor

Varilla

200

16 mm de diámetro

(1)Si aspectos térmicos y mecánicos son importantes, estas dimensiones se pueden aumentar a 60 mm2 para cinta sólida y a 78 mm2 para alambre.
(2) En las dimensiones de espesor, ancho y diámetro se admite una tolerancia de ±10 %. No se deben utilizar terminales de captación o pararrayos con elementos radiactivos.

Tabla 16.1. Características de los terminales de captación y bajantes

Nota: Los terminales de captación no requieren Certificación de Conformidad de Producto. El constructor e inspector de la instalación verificarán el cumplimiento de los requisitos dimensiónales.

Para efectos de este reglamento, el comportamiento de todo pararrayos o terminal de captación debe tomarse como el de un pararrayos tipo Franklin.

16.3.2 Conductores bajantes

  • El objeto de los conductores bajantes o simplemente bajantes, es conducir a tierra, en forma segura, la corriente del rayo que incide sobre la estructura e impacta en los pararrayos. Con el fin de reducir la probabilidad de daños debido a las corrientes del rayo que circulan por el Sistema de Protección contra Rayos, las bajantes deben disponerse de tal manera que desde el punto de impacto hasta tierra existan varios caminos en paralelo para la corriente, la longitud de los caminos de corriente se reduzca al mínimo y se realicen conexiones equipotenciales a las partes conductoras de la estructura.
  • En los diseños se deben considerar dos tipos de bajantes, unirlas directamente a la estructura a proteger o aislarlas eléctricamente de la misma. La decisión de cual tipo de bajante utilizar depende del riesgo de efectos térmicos o explosivos en el punto de impacto de rayo y de los elementos almacenados en la estructura. En estructuras con paredes combustibles y en áreas con peligro de explosión se debe aplicar el tipo aislado.
  • La interconexión de bajantes se deben hacer en la parte superior; son opcionales la interconexión a nivel de piso y los anillos intermedios.
  • La geometría de las bajantes y la de los anillos de unión afecta a la distancia de separación
  • En la Tabla 16.2 se dan las distancias típicas recomendadas entre los conductores bajantes y entre anillos equipotenciales, en función del Nivel de Protección contra Rayos (NPR).
    NPRDISTANCIA TÍPICA PROMEDIO [m]
    I 10
    II 10
    III 15
    IV 20

    Tabla 16.2. Distancias sugeridas para separación de bajantes y anillos.

  • La instalación de más bajantes, espaciadas de forma equidistante alrededor del perímetro y conectadas mediante anillos equipotenciales, reduce la probabilidad de que se produzcan chispas peligrosas y facilita la protección interna. Esta condición se cumple en estructuras totalmente metálicas y en estructuras de concreto en las que el acero de refuerzo es eléctricamente continuo.
  • El número de bajantes no debe ser inferior a dos y deben ubicarse en el perímetro de la estructura a proteger, en función de las restricciones arquitectónicas y prácticas. Deben instalarse, en la medida de lo posible, en las esquinas opuestas de la estructura.
  • Cada bajante debe terminar en una puesta tierra que tenga un camino vertical u horizontal a la corriente o una combinación de ambos.
  • Las bajantes deben instalarse, de manera que sean una continuación directa de los conductores del sistema de captación.
  • Los conductores bajantes deben instalarse de manera rectilínea y vertical, siguiendo el camino más corto y directo a tierra. Debe evitarse la formación de bucles en el conductor bajante y de curvas de menos de 20 cm de radio.
  • Las bajantes no deben instalarse en canales de drenaje de aguas, incluso si tienen un aislamiento eléctrico.
  • Los materiales deben cumplir las especificaciones dadas en la Tabla 16.1.
  • Los marcos o elementos de la fachada pueden ser utilizados como bajantes, si son perfiles o rieles metálicos y sus dimensiones cumplen con los requisitos para los conductores bajantes, es decir, para laminas o tubos metálicos su espesor no sea inferior a 0,5 mm y su equipotencialidad vertical sea garantizada de tal manera que fuerzas mecánicas accidentales (por ejemplo vibraciones, expansión térmica, etc.) no causen el rompimiento de los materiales o la pérdida de equipotencialidad.
  • La puesta a tierra de protección contra rayos debe interconectarse con las otras puestas a tierra de la edificación.

16.3.3 Puesta a tierra para protección contra rayos

La puesta a tierra de protección contra rayos, debe cumplir con los requisitos que le apliquen del artículo 15° del presente Anexo General, especialmente en cuanto a materiales e interconexión. La configuración debe hacerse con electrodos horizontales (contrapesos), verticales o una combinación de ambos, según criterio de la IEC 62305.

16.4 RECOMENDACIONES DE COMPORTAMIENTO FRENTE A RAYOS

Para prevenir accidentes con rayos, es conveniente tener en cuenta las siguientes recomendaciones, en caso de presentarse una tormenta:

  • A menos que sea absolutamente necesario no salga al exterior ni permanezca a la intemperie.
  • Busque refugio en estructuras que ofrezcan protección contra el rayo, tales como:
    • Edificaciones bajas que no tengan puntos sobresalientes.
    • Viviendas y edificaciones con un sistema adecuado de protección contra rayos.
    • Refugios subterráneos.
    • Automóviles y otros vehículos cerrados, con carrocería metálica.
  • De ser posible, evite los siguientes lugares, que ofrecen poca o ninguna protección:
    • Bajo los árboles con mayor riesgo de impacto de rayos, es decir, los más altos.
    • Campos deportivos abiertos.
    • Tiendas de campaña y refugios temporales en zonas despobladas.
    • Vehículos descubiertos o no metálicos.
    • Torres de comunicaciones o de energía eléctrica.
  • En los siguientes lugares extreme precauciones:
    • Terrazas de edificios.
    • Terrenos deportivos y campo abierto.
    • Piscinas y lagos.
    • Cercanías de líneas eléctricas, cables aéreos, cercas ganaderas, mallas eslabonadas, vías de ferrocarril y tendederos de ropa.
    • Árboles aislados.
    • Torres metálicas (de comunicaciones, de líneas de alta tensión, de perforación, etc.).
  • Si debe permanecer en un lugar con alta densidad de rayos a tierra:
    • Busque zonas bajas.
    • Busque zonas pobladas de árboles, pero evitando árboles aislados.
    • Busque edificaciones y refugios seguros.
    • Si tiene que escoger entre una ladera y el filo de una colina, sitúese en el filo.
  • Si se encuentra aislado en una zona donde se esté presentando una tormenta eléctrica:
    • No se acueste sobre el suelo.
    • Junte los pies.
    • Adopte la posición de cuclillas.
    • No coloque las manos sobre el suelo.
    • No se escampe bajo un árbol.
  • Atienda las señales de alarma y siga las órdenes que impartan los brigadistas de emergencias, cuando se cuente con detectores de tormentas.
  • Desconecte los equipos electrónicos que no posean dispositivos de protección contra rayos.