6. ¿DEBERA UD., SEGUIR CONFIANDO EN LA VIEJA TECNOLOGIA DE LA “PUNTA PARRARAYO ”?.
Los procesos automatizados y los instrumentos de control están en un grave riesgo debido a los impactos directos de rayo y sus efectos secundarios, tales como Pulsos Electromagnéticos (EMP), y otros eventos eléctricos transitorios, que las “puntas pararrayos” (sistemas colectores) pueden hacer más graves.
¿Seguirá exponiendo a su Planta, Industria, o Instalaciones a una tecnología que tiene más de 250 años, sin respaldo científico, ni técnico, como es la “punta pararrayos”?. Actualmente los Procesos Automatizados y los instrumentos de control más sensibles están en un alto riesgo debido a los impactos directos de rayo y sus efectos secundarios, entre los que se encuentran: elevados voltajes y corrientes transitorias, pulsos electrostáticos, y pulsos electromagnéticos (EMP) derivados del uso de las “puntas pararrayos” que tienen una efectividad de hasta un 85% para hacer que los rayos terminen en ellas. Las nuevas tecnologías pueden ofrecer la prevención de los rayos hasta con un 100% de garantía, eliminando los efectos secundarios (sistemas de transferencia de carga o preventores).
Aunque no todos los rayos pueden afectar a la mayoría de las Empresas, en algunas en las que recientemente ha habido terminación de impactos directos de rayo, han tenido incendios, explosiones, y en algunas, resultados trágicos como pérdida de vidas, y grandes pérdidas económicas. En Refinerías, Plantas Procesadoras de Gas, y Plantas Petroquímicas, los rayos pueden causar estragos catastróficos en sus instalaciones, en sus procesos industriales, y en sus operaciones, quizás con más frecuencia debido al alto riesgo debido a los productos que manejan.
Devastadores incendios, salidas de operación de plantas de proceso, interrupciones de energía por salida de operación de líneas de transmisión y distribución, y subestaciones eléctricas, pérdida de información, y grandes pérdidas materiales son el resultado del impacto directo de un rayo y sus efectos secundarios dentro de una Planta Industrial, Petroquímica o de Refinación. Como nunca antes se había visto, debido a la Actividad Eléctrica Atmosférica producto del calentamiento climático global.
Esto es debido al incremento en el alto grado de sensibilidad y vulnerabilidad de los instrumentos eléctricos, electrónicos y a la confianza en una anticuada e inoperante tecnología que aún en el Siglo XXI no ha sido sustituida a pesar de su ineficiente desempeño en todo el mundo.
Hasta hace treinta años, cuando los procesos y sistemas de control eran básicamente mecánicos, neumáticos, e hidráulicos con interruptores conectados por relevadores y válvulas operadas por motores, los procesos industriales eran menos sensibles a los impactos de rayo y sus efectos secundarios.
Hoy en día, sin embargo, los instrumentos incluyendo PC’s, servidores, sensores, circuitos integrados, y controladores lógicos programables (PLC’s), son altamente sensibles a los enormes transitorios eléctricos y efectos secundarios de los rayos, tales como son los Pulsos Electromagnéticos (EMP), los cuales pueden destruir el hardware, contaminar la información, y dañar los procesos.
De acuerdo con las estadísticas de las tormentas eléctricas globales, hay 45 000 cada día, 2000 tormentas en cada momento, 100 rayos de nube a tierra por segundo y UN BILLON de US. D., anuales en pérdidas debido a los impactos directos de rayo.
En un solo impacto de rayo hay un voltaje pico que puede alcanzar hasta los 100 millones de volts, corrientes pico de hasta 510 KA, y temperaturas de más de 50 000 ºF.
Lo que los Ingenieros Industriales, Electricistas y Electrónicos necesitan, es darse cuenta de que las “puntas pararrayos” no fueron diseñadas para proteger el moderno Equipo de Cómputo o el Equipo Electrónico de los Procesos de los Sistemas de Control actual.
Cuando Benjamín Franklin usó por primera vez en 1752, las “Puntas Pararrayos”, también conocidas como Varillas Franklin o Terminales Aéreas, fueron destinadas a prevenir incendios de estructuras de madera, para atraer y conducir grandes corrientes y voltajes de rayos a tierra. No había un desarrollo científico de la electricidad, ni se conocían las características de la corriente eléctrica y el voltaje (frecuencia, magnetismo, etc.), fue hasta 75 años después (1827), cuando George Simon Ohm descubrió la resistencia eléctrica de los materiales y dedujo la LEY de OHM, principio, y control del desarrollo de la Electricidad.
A más de 260 años, aún se siguen usando las Varillas Pararrayos para ATRAER, y conducir a tierra los rayos. Esto, sin duda, es una forma muy carente de sentido común; si se instalan Varillas Pararrayos cerca de cualquiera de los Equipos Electrónicos, de Control, de Telecomunicaciones, o Almacenamiento de Datos, todos ellos altamente sensibles y vulnerables a los Efectos Secundarios de los rayos, con seguridad resultarán afectados y/o destruídos.
Todavía la anticuada tecnología de las varillas pararrayos y de tierra están siendo codificadas dentro de las Normas como National Fire Protection Association 780. (NFPA 780) y sus variantes internacionales.
Aún cuando en muchos Edificios e Instalaciones han implementado la Norma NFPA 780, los incidentes de incendio causados por impactos de rayo siguen existiendo.
En algunos casos las varillas pararrayos son instaladas inadecuadamente, o en lugares equivocados, como son las cercanías a los tanques de almacenamiento de destilados de petróleo – el cual es el lugar menos indicado al cual los Ingenieros deben ATRAER un rayo - .
Mientras muchos Ingenieros buscan una protección real de prevención, mantienen una postura de bajos presupuestos para protecciones a base de varillas pararrayos y daños a equipo, cuando ellos debieran estar enterados de las nuevas tecnologías de diseño para mantener los avances de vanguardia en las instalaciones industriales, petroleras, de petroquímica, y procesos de control automático, que deben estar libres de riesgo.
Por ejemplo, el Sistema de Arreglo de Disipación (DAS), está basado en la tecnología de transferencia de carga (CTS), ha sido reconocido como un sistema integral, una solución actual para PREVENIR; en resumen, una PROTECCION contra rayos, moderna.
El DAS/CTS esencialmente PREVIENE los rayos por medio de la disminución continua de la diferencia de voltaje entre la tierra física y la carga eléctrica de la nube de tormenta, para eliminar los rayos potenciales aún en las peores tormentas.
En los Estados Unidos de Norteamérica y alrededor del mundo, el DAS/CTS ha probado ser la mejor solución de PROTECCION para prevenir los rayos, disminuyendo los voltajes inducidos por una tormenta eléctrica a menos del 2% dentro de las áreas protegidas con relación a las no protegidas circundantes; eliminando así el riesgo del impacto de un rayo.
Puesto que PREVIENE, el DAS/CTS es con toda seguridad la mejor solución a los problemas de impactos directos de rayo.
La Compañía LEC ha mantenido desde hace mucho tiempo el desarrollo del DAS/CTS a la vanguardia. Hace más de CUATRO DECADAS que introdujo al mercado mundial el DAS/CTS, y ha sido el único sistema de PROTECCION probado para PREVENIR rayos en cualquier instalación.
Desde hace más de 40 años, el sistema DAS/CTS ha acumulado más de 45 000 Años-Sistema de historia con más del 99.85% de efectividad en su desempeño.
En instalaciones desde Torres de Telecomunicaciones hasta Plantas Petroquímicas, grandes áreas de Tanques de Almacenamiento de Destilados de Petróleo, Refinerías, Líneas de Transmisión y Distribución de Energía Eléctrica, Edificios Públicos y muchísimas otras Instalaciones; en donde miles de Sistemas de Arreglo de Disipación (DAS)/(CTS), se han instalado en 55 países, alrededor del mundo.
El DAS/CTS se ha instalado para PROTEGER áreas de más de TRES Kilómetros cuadrados y estructuras o torres de 1 700 pies (518.5 metros) de altura.
A la fecha se han PROTEGIDO con el DAS con el 100% de prevención de rayos más de 140 instalaciones Japonesas, en diferentes sitios de Hitachi Industries, Co., que es miembro del HITACHI GROUP, quien ha quedado muy satisfecho con el desempeño del DAS/CTS, al grado de que recientemente ha adquirido algunas acciones de la Cía. LEC.
Hitachi ha efectuado algunas invetigaciones sobre el DAS/CTS, e incluso construyó un modelo a escala, del sistema de disipación de carga para pruebas de laboratorio de las que realizó un video Clip, el cual puede ser visto en nuestra página Web: www.lecmex.com .
“La inversión en LEC se debe a diez años de Sociedad con ellos en más de 140 instalaciones en Japón”, explica el Dr. Akihiro Wakabayashi, Doctor en Ingeniería, y Gerente General de Hitachi Industries, Defense Thunder Center.
“En ese tiempo, el DAS/CTS y las tecnologías relacionadas han sido comprobadas por ellas mismas, en investigaciones, e instalaciones con un registro de 100% de prevención de impactos directos de rayo”.
PROTECCION con Ingeniería arriba del 100%, con la GARANTÍA de eliminar la terminación de rayos dentro del área protegida. De una simple PROTECCION contra rayos, a una PREVENCION de rayos con 100% de GARANTIA. Compañías como LEC están a la vanguardia del mantenimiento del equipo industrial, y procesos para enfrentar el reto de los rayos.
Tomando en cuenta factores como la localización de las instalaciones, su tamaño, su forma, su posición geográfica, y la actividad eléctrica de la atmósfera, por ejemplo, LEC puede desarrollar la Ingeniería para la PROTECCION de una sola estructura hasta la PREVENCION de rayos en todo un Complejo Industrial.
El Diseño de Ingeniería normalmente incluye: Consultar que se desea; UN Sistema para Atraer y Colectar el Rayo, para “protección” ???, o UN Sistema de disipación o transferencia de la carga eléctrica del área que se va a PROTEGER, para la PREVENCION del rayo, lo que incluye un sistema de puesta a tierra; y Un sistema de TVSS (Transfer voltage surge suppression) para PROTEGER al sistema eléctrico de la Planta, contra Eventos Eléctricos Transitorios derivados de la terminación de los rayos fuera del área protegida.
Todos los elementos, las estructuras y dispositivos del DAS/CTS, están diseñados con un minucioso proceso de Ingeniería para soportar las condiciones más severas en cualquier lugar de la tierra, y pueden instalarse en muy variadas configuraciones, incluyendo:
a). Arreglos Tipo Hemisferio (para Torres, y otras aplicaciones).
b). Arreglos Tipo Anillo (Rim Array) (para tanques de almacenamiento de techo flotante).
c). Arreglos Tipo Cónico (para tanques de almacenamiento de techo fijo, y otras estructuras).
d). Arreglos Tipo Parapeto (para Edificios).
e). Arreglos Tipo Paragon (para Edificios con techos no planos, y algunas estructuras)
f). Peak Roof and Flat Roof Arrays (para Edificios especiales y estructuras).
g). Arreglos de Bajo Perfil, (U-Bracket Arrays) (para Edificios y estructuras con restricciones en peso y Arquitectura especial).
h). Arreglos Trapezoidales (Especiales para Torres de Telecomunicaciones).
i). Arreglos Especiales:
i.1. Arreglos para Chimeneas (Stack Arrays) (Tubos de escape y Chimeneas).
i.2. Radome Arrays (para Domos de Radar y Antenas Parabólicas).
i.3. Helipad Arrays (para Helipuertos, normalmente instalados en Plataformas Marinas).
Una gran cantidad de Pruebas de Laboratorio y Pruebas de Campo han demostrado que los siguientes parámetros son básicos para lograr una efectividad, eficiencia, y la relación área de tierra local – disipación de carga:
a). Separación, longitud, forma, geometría de la punta, y espaciamiento de las puntas de disipación.
b). El número de puntas de disipación requerido, para cada estructura o equipo, o para un área dada, normalmente es del orden de los miles.
c). La selección de la configuración más adecuada para cada Arreglo, dependerá de: la altura, la forma, la localización, la función de la estructura o estructuras que se van a PROTEGER.
d). Las localizaciones más adecuadas de los arreglos están en función del área total a PROTEGER.
Para mejorar y ampliar la cobertura de PREVENCION del rayo por el DAS/CTS, LEC recomienda una variedad de tamaños, configuraciones y arreglos de dispositivos multipuntas conocidos como SBI’s (Spline Ball Ionizer), o SBT’s (Spline Ball Terminal).
De la misma manera que el DAS/CTS, los SBI, y los SBT, previenen los impactos directos de rayo disipando la carga eléctrica inducida por la tormenta del área a proteger, por medio de la ionización a través de la descarga de punta.
Por tanto, los rayos siempre terminan en áreas de alta densidad de carga. Descargando el sitio a proteger, se reduce sustancialmente el riesgo de los impactos de rayo en el área protegida.
Los impactos no eliminados por el SBI cuando no se tiene el número de puntas de disipación requerido, son colectados por el mismo superando muchísimas veces la efectividad del funcionamiento de una varilla pararrayos.
Los Spline Ball Terminal (SBT) son otra forma del preventor/colector híbrido, diseñado para aumentar la máxima PROTECCIÓN que ofrece el DAS/CTS contra los impactos directos de rayo.
Sustituyendo las varillas pararrayo, o terminales aéreas en cualquier sistema aprobado por NFPA 780 o UL-96A, los SBT’s funcionan con más efectividad y es un producto que está fuera de clasificación en instalaciones.
Para prevenir rayos entre postes de Líneas de Transmisión o de Distribución de alta tensión o para turbinas de viento, LEC recomienda el Generador de Plasma de Iones (IPG o Ion Plasma Generador) que es un dispositivo con una alta capacidad de colección, en un sistema de protección contra impactos de rayo.
El IPG es más efectivo para colectar rayos que las varillas pararrayo tradicionales y se usa en aplicaciones especiales equipadas con colectores en lugar del DAS/CTS.
También es necesario un sistema de puesta a tierra de ultra baja impedancia, para transferir eficientemente, las cargas inducidas en la tierra por las nubes de tormenta, ya que los voltajes transitorios de los rayos son afectados por la impedancia mientras la resistencia pertenece a voltajes de CD (corriente directa).
Un número adecuado, tamaño y espaciamiento de electrodos CHEM ROD, que se suministran con minerales naturales tales como sales para mejorar la conductividad más de 10 veces a las varillas de tierra convencionales, pueden ayudar a alcanzar un valor de resistencia a tierra menor a UN Ohm.
A fin de controlar y eliminar los efectos secundarios de rayos que terminan fuera del área protegida, en los alrededores cercanos, LEC recomienda que todas las entradas y salidas de conductores (Líneas de Energía, Líneas Telefónicas, Líneas de Datos, y alambrados de cables coaxiales) sean aislados para proteger al equipo electrónico, generalmente más sensible y vulnerable.
LEC ha desarrollado una gran variedad de equipo TVSS (Transient Voltage Surge Supression), incluyendo los Supresores de la Serie Sándwich Block que pueden interceptar y enviar a tierra cualquier anomalía a través de los electrodos CHEM ROD.
Aunque durante 250 años la vieja tecnología de la “punta pararrayos” pudo haber sido adecuada antes del predominio de los instrumentos electrónicos altamente sensibles y vulnerables en los procesos industriales, actualmente ya no solo no es adecuada sino que se ha convertido en un riesgo.
En lugar de correr ese riesgo, los Ingenieros están buscando maximizar los tiempos de producción y el control de calidad, minimizando las salidas de operación, evitando las reparaciones de emergencia y el mantenimiento innecesario.
Mediante el cambio a las nuevas tecnologías de vanguardia, como la PREVENCION de rayos y sus efectos secundarios por medio del DAS/CTS, los Ingenieros y Técnicos actualizados, están manejando sus Plantas e Instalaciones Industriales con menos factores de riesgo, lo que les permite un aseguramiento en la calidad de la operación de sus procesos, haciéndoles más competitivos.
En la Oficina de Myoken Weir Control de la Ciudad de Nagaoka, Japón, en la cual han sufrido severos daños por rayos, en varias ocasiones en el pasado, por ejemplo, la Cía. Hitachi Industries demostró la eficacia del DAS/CTS bajando la densidad de la carga eléctrica del ambiente dentro del área, la que antes atraía los rayos.
Durante una tormenta, Hitachi Industries mostró que el DAS/CTS bajo la fuerza electrostática a cerca de 0.0 KV/m en una zona cuyo radio era de 48 metros alrededor del Edificio, mientras el rango de la fuerza electrostática era de + 32 KV/m a 35 KV/m fuera de la zona.
En otra tormenta, Hitachi Industries mostró que el DAS/CTS bajó la fuerza electrostática a cerca de 0.0 KV/m en la zona protegida mientras la fuerza electrostática era de +52 KV/m a 38 KV/m fuera de la zona protegida.
“El DAS/CTS rápidamente genera corrientes o flujos de iones del sitio protegido al espacio, como se requiera para adaptar los cambios de la carga electrostática y la polaridad en la nube de tormenta “. Explica Wakabayashi.
“Esto neutraliza la carga electrostática en el sitio, haciendo imposible la atracción del rayo, lo cual efectiva y confiablemente previene los daños por rayo”.
“Los mapas de rayos en sitios protegidos por el DAS/CTS en Japón, ofrecen evidencia de su efectividad en la prevención de rayos”.
Durante una tormenta, la Planta de la Cía. Sapporo Brewery en la Ciudad de Hita, en Japón se registraron más de 150 incidentes derivados de la actividad de rayos dentro de un radio de 5.0 km., en un sitio protegido por el DAS/CTS, en una hora.
Igualmente, a pesar de 170 incidentes de rayo ocurridos en una hora en un radio de 3.0 kms., alrededor de la torre Ebisu Sapporo, de 167 metros de altura en la Ciudad de Tokio, Japón. Desde que fue protegida por el DAS/CTS, no ha tenido más impactos de rayo, y solamente se registraron 5 incidentes en un radio de 0.5 kms., fuera del área protegida.
El DAS/CTS ha dado actualmente una protección contra rayos completa a una extensa lista de Clientes e Instalaciones de diferente tipo, incluyendo muchas de la 500 Empresas que clasifica la revista Fortune, como son: Federal Express, Turner Broadcasting/CNN, PPG Chemical, Union Camp, Exxon Mobil, PEMEX, Chevron Texaco, y muchas otras.
Lightning Eliminators & Consultants se especializa en el diseño, la manufactura, y la instalación integral, de Sistemas Diseñados con Ingeniería para PREVENIR y eliminar los problemas relacionados con las descargas eléctricas atmosféricas (rayos).
Para mayor información a cerca de LEC y como proteger sus instalaciones el Sistema de Arreglo de Disipación (DAS)/Charge Transfer System (CTS), contactar a:
LEC DE MEXICO S.A. DE C.V.
Tels. 01 (55) 5344 1547
01 (55) 5344 1548
Fax: 01 (55) 5343 9544
http://www.lecmex.com
http://www.lecdemexico.com