lunes, 10 de abril de 2017

Preventor de la terminación de una descarga eléctrica atmosférica


32. PREVENTOR DE LA TERMINACION DE UNA DESCARGA ELECTRICA ATMOSFERICA. (LIGHTNING TERMINATION PREVENTOR). (LTP).
Bajo este título y descripción se registró la Patente de un Sistema de PROTECCION contra descargas eléctricas atmosféricas (rayo). Actualmente es muy importante tener mucho cuidado sobre la selección de un Sistema de PROTECCION, sobre todo cuando se trata de la PROTECCION de instalaciones de alto riesgo o de salvaguardar la integridad física de las personas o el patrimonio de las mismas.
Actualmente es muy fácil encontrar en todas partes equipos y materiales piratas que representan un altísimo riesgo pero además, no tienen ningún respaldo tecnológico, y no ofrecen ninguna garantía que los respalde. CUIDADO!!!!.
A continuación se explica lo que es un Sistema preventor de la terminación de una descarga eléctrica atmosférica (rayo) LTP por sus siglas en inglés, para prevenir la terminación de un impacto directo de rayo dentro de un área protegida. El Sistema LPT puede contener uno o varios  arreglos “ionizadores” localizados sobre el área protegida. Los arreglos “ionizadores” están conectados a un Sistema de Puesta a Tierra y pueden cubrir básicamente una superficie plana con diferentes configuraciones de ionizadores verticales en diferentes niveles de elevación. Las elevaciones o altura de los ionizadores y pueden abarcar el área con terminaciones en pico. Los arreglos ionizadores pueden abarcar una gran variedad de formas (configuraciones) de gran tamaño y también una pequeña. Se puede calcular el radio de protección de un arreglo de ionización simple. Igualmente, se puede calcular el área protegida por arreglos de ionización con múltiples configuraciones.
ANTECEDENTES.
Los Sistemas de protección contra descargas eléctricas pueden dividirse en dos categorías: Sistemas colectores de impactos directos de rayo/ Sistemas desviadores de rayos y Sistemas para prevenir (eliminar) los impactos directos de rayo. Los Sistemas colectores/desviadores de rayos están diseñados y desarrollados para desviar la terminación de un rayo lejos de la instalación protegida. Ellos no pueden prevenir la terminación de la descarga de un rayo en todo el rededor de la instalación protegida –ellos simplemente colectan el impacto de rayo y proveen un camino desviándolo a la tierra física. 
Los Sistemas de colección de rayos/desviadores de rayos están tipificados por los sistemas de varillas pararrayos. Tales Sistemas típicamente contienen una varilla pararrayos o terminal aérea, un conductor de bajada, y un sistema de puesta a tierra. Ellos funcionan colectando el rayo en un sitio seleccionado (por ejemplo: una terminal aérea metálica) conduciéndolo a la tierra por una vía y un camino de baja resistencia (por ejemplo: un conductor de bajada). 
Inversamente, los sistemas para la prevención de impactos directos, están diseñados para prevenir la terminación de los impactos directos terminando dentro del área protegida o sobre un sistema de protección. Los Sistemas de prevención de impactos directos de rayo son  más conocidos como sistemas  disipadores. Son también llamados Sistemas de Arreglo de Disipación (DAS) por sus siglas en Ingles así patentados. Soportados por la Tecnología “Dissipation Array System” “DAS”/ Tecnología “Charge Transfer System” o (CTS) por sus siglas en Ingles. 
El DAS fue diseñado para prevenir las terminaciones de las descargas eléctricas atmosféricas dentro de un área protegida con este sistema. Sin embargo, debido a la limitada información científica e información estadística, los primeros diseños fueron poco efectivos. Pero, bajo ciertas condiciones, los impactos directos de rayo fueron “colectados” por el DAS más que eliminados (prevenidos). Finalmente, para cubrir los requisitos de la “Patente” se tuvo que desarrollar una investigación exhaustiva  de la Física Atmosférica,  hasta lograr la información estadística de operación del DAS, pruebas de Laboratorio y de Campo apoyados en los resultados Científicos de los Conceptos Originales del DAS. 
Además, se nombraron Grupos Oficiales para aprobar y revisar los múltiples estudios Técnicos y Científicos sobre los diseños en estudio. Esos estudios dieron como resultado el desarrollo de una virtualmente nueva generación de preventores de la terminación de la descarga eléctrica atmosférica de un rayo. 
Dentro de los mayores avances como se ha dicho dentro de esta patente se incluye la máxima importancia que tiene el “ionizador” (con puntas orientadas verticalmente), una gran área ionizada en función del factor riesgo, por tanto el uso de menos puntas ionizadoras y una mejor definición de la configuración y la capacidad del área protegida. Además, la selección del mejor método de cálculo para determinar el número de puntas de ionización del área a proteger. En consecuencia, que es lo que requiere el Sistema de prevención contra impactos directos de rayo más efectivo y optimizando los recursos Técnicos y Económicos.
RESUMEN:
Un sistema LTP ayuda a prevenir la terminación del impacto directo de una descarga eléctrica atmosférica (rayo) dentro de un área protegida. El sistema LTP puede contener uno o más arreglos ionizadores localizados en un área protegida. Los arreglos ionizadores pueden ser instalados en estructuras elevadas sobre el área protegida, tales como postes, Torres de Telecomunicaciones, y otras estructuras incluyendo Edificios. Alternativamente, los arreglos ionizadores pueden montarse sobre estructuras existentes dentro del área protegida, incluyendo una estructura a ser protegida. Los arreglos ionizadores  deben conectarse eléctricamente conectados a un sistema de puesta a tierra.
Uno o más arreglos ionizadores puede constar escencialmente de una superficie plana con un ionizador multipuntas. Las puntas del ionizador deben terminar en punta afilada en el extremo. Los arreglos ionizadores pueden ser de diferentes configuraciones y también pueden contener un faldón a lo largo del borde periférico.
El radio de protección de un arreglo ionizador sencillo puede determinarse. 

Además, el área  protegida por arreglos ionizadores múltiples también puede calcularse. Esta y otras características y ventajas del sistema LTP se encuentra en la construcción de las partes y la combinación de las mismas, la forma de operación y  uso, así como llegar a ser más evidente de acuerdo con la siguiente descripción de acuerdo con los planos que forman parte de las especificaciones en donde aparecen las características de diseño correspondientes, mostradas en diferentes vistas. Las representaciones y características mismas están ilustradas en conjunto con los sistemas, herramientas y métodos los cuales ejemplifican sin restringir el alcance.

Claims (Se pretende):
1. Un sistema (LTP) Preventor de la terminación de una descarga eléctrica atmosférica para prevenir la terminación de una descarga de rayo entre una nube y una instalación protegida.
al menos, deberá instalarse un “ionizador” discreto sobre una estructura sobre  la superficie de la tierra y la instalación protegida; 
en donde se forme un “efecto corona” sobre la estructura del ionizador durante la descarga eléctrica atmosférica del rayo;
dicha estructura del ionizador además de contener un arreglo horizontal plano sustancialmente de múltiples puntas orientadas verticalmente;
dicho arreglo está compuesto por una red o rejilla con alambre de ionización con puntas orientadas verticalmente.
dicho arreglo está soportado por un marco metálico;
dicho marco está soportado por una estructura sobre la superficie de la tierra adyacente a la instalación protegida.
2. El Sistema (LTP) descrito en el punto 1. Además tiene un borde bajante alrededor a un ángulo de aproximadamente 900 aproximadamente en relación con la orilla de la periferia de dicho arreglo horizontal plano.
3. El sistema (LTP) descrito en el punto 1, donde se dice que las puntas de disipación del ionizador están orientadas verticalmente está desplazado de dicho arreglo plano sustancialmente a un ángulo de 90 en relación con dicho arreglo horizontal plano sustancialmente.
4. El sistema (LPT) descrito en el punto 1, donde se dice que las puntas del ionizador están orientadas verticalmente cada una tiene un corte con el extremo terminado en punta.
5. El sistema LTP descrito en el punto 4, donde dicho corte en punta al final además contiene una superficie plana esencialmente.
6. El sistema LTP descrito en el punto 4, donde se habla de la punta en el extremo y además se considera una superficie alrededor. 
7. El sistema LTP descrito en el punto 4, donde se habla de la punta en el extremo donde se considera una forma de domo.
8. El sistema LTP descrito en el punto 1, además de contener una densidad, se dice de un rango entre 50 y 200 por metro cuadrado, con las puntas del ionizador orientadas verticalmente.
9. El sistema LTP descrito en el punto 1, donde dicho ionizador contiene puntas de entre 5 y 20 centimetros de longitud cada una.
10. El sistema LTP descrito en el punto 1,  además consta de un circuito colector de corrientes de tierra al cual está conectada la estructura en donde está instalado el ionizador por medio de un conductor eléctrico de bajada,  formando una isla alrededor de la instalación protegida. 
11. Un sistema preventor (LTP) de la terminación de una descarga eléctrica atmosférica (rayo), para prevenir el impacto directo de la terminación de un rayo entre una nube y una chimenea dicho sistema se compone de:
al menos de una estructura simple con el ionizador montado en un plano horizontal esencialmente sobre el extremo final de la chimenea.
donde se formará un efecto corona sobre la estructura del ionizador  durante un impacto de la descarga eléctrica atmosférica (rayo); y
se dice que la estructura del ionizador además consta de un arreglo horizontal plano  substancialmente, de un ionizador  multipuntas orientadas verticalmente.
12. El sistema descrito en el punto 11, donde se dice que las puntas del ionizador están orientadas verticalmente cada una además termina en una forma de punta en el extremo
13. El sistema descrito en el punto 12, donde se dice que el final del extremo de la punta además tiene una superficie plana esencialmente.
14. El sistema descrito en el punto 12, donde se dice que al final del extremo de la punta además tiene una superficie redonda.
15. Un sistema LTP preventor de la terminación de una descarga eléctrica atmosférica (rayo) se dice que está compuesto de:
uno o varios módulos interconectados teniendo un marco de soporte el cual está instalado sobre un segmento de tierra, montado en una estructura;
se dice que los módulos están  interconectados formando un arreglo plano substancialmente orientado a lo largo de un plano horizontal, y
se dice que los diferentes módulos además constan de múltiples puntas del ionizador orientadas verticalmente arregladas en una rejilla y entrecruzándose.
16.  El sistema descrito en el punto 15, donde se dice que cada una de las puntas del ionizador está orientada verticalmente además tiene un corte puntiagudo en el extremo.
17.  El sistema descrito en el punto 16, donde se dice que el extremo final  de las puntas tiene además una superficie plana esencialmente.
18. El sistema descrito en el punto 16, donde se dice que el extremo final  de las puntas tiene además una superficie redonda.
19. Un procedimiento para determinar el área de protección de un sistema LTP para prevenir la terminación de una descarga eléctrica atmosférica (rayo) en función de la altura (hx), el procedimiento consta de los pasos siguientes:
Provee un arreglo plano substancialmente de las puntas del ionizador orientadas verticalmente conectadas eléctricamente al segmento de la tierra donde el arreglo plano substancialmente se localiza a una distancia h en metros, arriba del segmento de la tierra en donde se instala.
Estimando una corriente pico del rayo de retorno (i).
estimando una carga (Q) de un paso líder de la descarga eléctrica atmosférica (rayo), donde Q= 101 – log (10.6) 0.7; 
estimando una distancia de impacto (d), donde: d= (0.2) (2) (9) (10.6) Q 500;
estimando una zona de radio de protección para una punta de un ionizador en un nivel (Rs ) del segmento de tierra, donde Rs = raíz cuadrada de (d2 – (d-h)2 );
estimando una zona de radio de protección al nivel del segmento de tierra para un arreglo plano substancialmente de puntas del ionizador orientadas verticalmente (RO), donde RO = raíz cuadrada de ((RS 2 + h2)(kN)2/3  - h2 ))(raíz cuadrada de ((RS2 + h2)(kN)2/3 –h2)); donde k es un factor de eficiencia;
donde N es el número de puntas del ionizador en el arreglo plano substancialmente donde las puntas del ionizador están orientadas verticalmente; y
estimando un radio de la zona de protección a hx para el arreglo plano substancialmente con las puntas del ionizador orientadas verticalmente (Rx), donde Rx = R 0 ( 1- 2 dh x – h x 22 dh – h2).
20. El proceso descrito en el punto 19, donde k es igual a 0.1.