apantallamiento electrico edificio

7/21/2019 Apantallamiento Electrico Edificio

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10. Proteccin contra descargas elctricas atmosfricas (Rayo) Estructuras.

10.1. Evaluacin Nivel de Riesgo contra Rayo

Objetivo.

Proteccin contra daos fsicos a la estructura y lesiones a seres vivos por medio de un sistemade apantallamiento para proteccin contra rayo en las instalaciones de la seccional deinvestigacin criminal SIJIN Arauca del departamento de Polica Arauca.

Alcance.

Sistema de proteccin externa contra rayo en las instalaciones de la seccional de investigacincriminal SIJIN Arauca del departamento de Polica Arauca.

Introduccin.

La proteccin contra el rayo o los "efectos directos" consiste en:

Capturar el rayo constituyendo un punto de impacto privilegiado con un dispositivo decaptura natural o especfico (pararrayos, jaula enmallada o hilos armados)

Canalizar la corriente de rayo facilitando su paso al medio de "bajada a tierra"

Conducir la corriente de rayo a la tierra garantizando su dispersin en el suelo con unsistema de puesta a tierra.

Las instalaciones de la seccional de investigacin criminal SIJIN Arauca del departamento dePolica Arauca se encuentran localizada entre la carrera 10 y calle 19, barrio Las Amricas,conformada por una estructura de longitud de 33.67 m. y ancho de 18,21 m. Aislada de toda

construccin civil y vegetacin existente.

Este diseo cumple con los criterios de seguridad exigido por el artculo 18 del anexo delReglamento Tcnico de Instalaciones Elctricas (RETIE) y las normas NTC 4552.


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g ( ) y

Evaluacin del factor de riesgo segn norma NTC 4552.

Por ser una edificacin de altura mxima sobre el suelo no superior a 12m. Se utiliza el software

IEC 62305 que establece un procedimiento que esta acorde a la NTC 4552-2 para evaluar laseleccin de la medidas de proteccin apropiada que debe adoptarse para reducir el riesgo contrarayo a un limite tolerable o por debajo de l.

Definiciones

Las definiciones expuestas son solamente las aplicable al proyecto en curso o que sirvan de referencia y deacuerdo al NTC 4552-2

Ambiente urbano:

rea con alta densidad de edificios o con comunidades densamente pobladas y edificios altos. Se subdivideen: Urbano con edificacin alta. (Ms de 20m) y Urbano (Entre 10m y 20m)

Ambiente suburbano:

rea con densidad media de edificios menores a 10m.

Estructura a ser protegida:

Estructura para la cual se requiere proteccin contra los efectos del rayo de acuerdo con lo especificado enla norma NTC 4552-2.

Dao fsico:

Dao a la estructura o al contenido de la misma debido a efectos mecnicos, trmicos, qumicos y explosivosdel rayo.Fuente de daos:

La corriente de rayo es la fuente primaria de dao. Las siguientes fuentes son definidas con relacin a laposicin del punto de impacto de la descarga elctrica atmosfrica (vase la Tabla 3 de la NTC 4552-1)

S1: Rayos a la estructuraS2: Rayos cerca a la estructuraS3: Rayos en las acometidas de servicios

S4: Rayos cerca a las acometidas de serviciosTipo de dao:Las descargas elctricas atmosfricas puede causar daos dependiendo de las caractersticas de laestructura a proteger, como tipo de construccin, contenido y aplicacin, tipo de servicio y medidas deproteccin instaladas


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Riesgo y Componente de Riesgo:

El Riesgo R es el valor promedio de prdidas anuales y deben ser evaluado para los tipos de prdidasasociadas a la estructura y acometidas de servicios.

Los Riesgos a considerar para cada tipo de prdidas en el proyecto son:

R1: Riesgo de prdida de vida humana. (Para evaluar en la estructura)

R1: Riesgo de prdida de vida humana. (Para evaluar en la acometida de Servicio)

Componentes de riesgo Ex:

Riesgo parcial dependiendo de la fuente y el tipo de dao y se clasifican en:

Componente de riesgo para cada tipo de prdida en una estructura:

RA: Componente relacionada con las lesiones a seres vivos causados por tensiones de paso y contacto enlas zonas con un radio de cobertura de 3 m fuera de la estructura seres vivos. (Descargas sobre la estructuraS1)

RB: Componente relacionada con los daos fsicos causados por chispas peligrosas dentro de la estructuracausando fuego o explosin. (Descargas sobre la estructura S1)

RU : Componente relacionada con lesiones en seres vivos causado por tensiones de contacto dentro de laestructura, debido a corrientes de rayo que fluyen por una lnea entrante a la estructura. (Descargas sobrelas acometidas de servicios S3)

RV : Componente relacionada con los daos fsicos (fuego o explosin por chispas entre las instalacionesexternas y partes metlicas generalmente al punto de entrada de la lnea a la estructura) debido a corrientesde rayo transmitida a travs de la acometida de servicios. (Descargas sobre las acometidas de servicios S3)

Componente de riesgo para cada tipo de prdida en acometida de servicios:

Para esta evaluacin de nivel de riesgo, las componente de este tipo no ofrecen consideraciones, debidoque la prdida del suministro elctrico no es vital para el desarrollo normales de las funciones diseadas deeste proyecto. Vase Tabla 3 NTC 4552-2

Riesgo tolerable RT:Valor mximo del riesgo el cual puede ser tolerado por la estructura a protegerDensidad de Descargas a Tierra: Indica el nmero de descargas que impactan a tierra, en un kilmetrocuadrado durante un ao. Este dato es mucho ms preciso que el nivel Cerunico porque tiene mejorvaloracin de riesgo elctrico permitiendo una mejor estimacin de la probabilidad de ocurrencia en un sitiodeterminado.


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PROCEDIMIENTO BSICO DE LA EVALUACIN DE RIESGO POR DESCARGAS ELCTRICAS ATMOSFRICAS

INSTALACIONES DE LA SECCIONAL DE INVESTIGACIN CRIMINAL SIJIN ARAUCA DEL DEPARTAMENTO DE POLICA ARAUCADATOS DE ENTRADAS Y RESULTADOS DEL SOFTWARE IEC62305-2. RISK ASSESSMENT CALCULATOR


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Riesgo calculado:

PERDIDA DE VIDAS HUMANAS = 1,53 x E-04 > 1,00 x E-05 Vase Tabla 7. Valores tpicos de riesgo tolerable

PERDIDAS ECONMICAS =8,90 x E-02 > 1,00 x E-03 Vase Tabla 7. Valores tpicos de riesgo tolerable

Conclusin del anlisis de riesgo:

Es necesaria la proteccin contra rayo para el proyecto mediante Apantallamiento del edificio..


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10.2. Seleccin y clculo de Apantallamiento.

Metodologa utilizada para el nmero y la ubicacin de las terminales de captacin (Pararrayo)

Se emplear el modelo electrogeomtrico-Mtodo de La Esfera Rodante, el resultado de lasimulacin nos dar el tota de nmero y ubicacin de elementos de captacin de rayos.

Mtodo de La Esfera Rodante - Numeral 5.2.1.1 de la NTC 4552-3

Es un mtodo geomtrico aplicable a estructuras con altura menor a 60 m. Consistente en imaginaruna esfera de radio igual al radio de impacto rsc rodando sobre los volmenes de las estructura aproteger. Todas las estructuras que logre tocar la esfera estarn expuestas a descargas directas.

El propsito es que las nicas estructuras que toque la esfera sean los dispositivos de proteccin oapantallamiento.

Nivel de Proteccin Contra Rayo (NPR).

Se selecciona el Nivel I, de acuerdo al numeral 8.1 de la NTC 4552-1

Radio de esfera rodante rsc.

Se selecciona de acuerdo al nivel de proteccin y la Tabla 2 de la NTC 4552-3-2008

Para un radio rsc. de la esfera de 35m.

TABLA 1LONGITUDES MINIMAS DE MSTIL Y PUNTAS CAPTADORAS

PUNTA CAPTADORA LONGITUDMNIMA MSTILELEVADOR (m)

LONGITUD MINIMAPUNTA CAPTADORATIPO FRANKLIN (m)

LONGITUD MINIMAPUNTAS

CAPTADORASSOBRE MSTILESELEVADORES (m)

No. DESCRIPCIN

1 a 0,80 0,20 1,00

2 b 0,80 0,20 1,003 c 0,80 0,20 1,00

4 d 0,80 0,20 1,005 e 0 80 0 20 1 00


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Puntas captadoras.

El sistema de apantallamiento propuesto consiste en la instalacin de 15 puntas captadoras unida

a travs de una malla en cable de cobre 1/0 AWG y se colocar en la parte superior del edificio(Vase Plano 3) y dimensiones segn la Tabla 1

En la Tabla 38 del anexo del RETIE, se presentan las caractersticas que deben cumplir los

pararrayos o terminales de captacin construidos especialmente para este fin. Se debe usar puntas

captadoras tipo Franklin mnimo de 0,20 m de altura efectiva sobre MSTIL ELEVADOR.

Se debe tener presente el articulo18.3 del RETIE, especialmente en su anotacin Cualquier

elemento metlico de la estructura que se encuentre expuesto al impacto del rayo, como antenasde televisin, chimeneas, techos, torres de comunicacin y cualquier tubera que sobresalga, debe

ser tratado como un terminal de captacin siempre que se garantice su capacidad de conduccin y

continuidad elctrica.

Bajantes o conductores del sistema de captacin.

Tanto como sea posible las bajantes deben ser ubicadas uniformemente a lo largo del permetro

del edificio con una configuracin simtrica.

El conductor de bajada se debe usar cable de cobre desnudo 1/0 AWG (50 mm2) instalado de

forma que su recorrido sea lo ms directo posible, evitando cualquier acodamiento brusco o

remonte. El trazado de los conductores de bajada debe ser elegido de forma que evite la

proximidad de conducciones elctricas y su cruce.

Puesta a tierra del sistema de apantallamiento.

Para el dimensionamiento de las puestas a tierra se tiene en cuenta el Reglamento Tcnico de

Instalaciones Elctricas (RETIE) que recomienda un valor de 10 , para la puesta a tierra de un

sistema de apantallamiento. Teniendo en cuenta los resultados de la resistividad del terreno,

utilizando previas medidas de resistividad del terreno se obtuvo un valor de 52 -m., para


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Conclusin.

Proteger contra el rayo no slo consiste en la instalacin de pararrayos. En efecto, los pararrayos

garantizan nicamente la proteccin de las estructuras y de las personas contra los impactos del

rayo ("efectos directos"). Adems, una parte no despreciable de la corriente del golpe de rayo

captado por un pararrayos est disipada en la tierra de la instalacin. Por fin, la cada del rayo

sobre o a cercanas de una instalacin causa sobretensiones transitorias ("efectos indirectos") que

pueden ser muy crticas para los equipos, en tal sentido se recomienda usar DPS - supresor de

transiente tipo Iy as impedir que la corriente de rayo alcance los equipos desvindolo hacia la

tierra para mantener una tensin residual compatible con los equipos protegidos al canalizar y fluirla corriente a la tierra.

La instalacin en general del edificio slo puede ser protegida de manera eficaz si:

El flujo de la corriente a la tierra y su dispersin en el suelo es garantizada al realizar una puesta a

tierra de dbil impedancia (la ms conductora posible)

Todas las masas metlicas del edificio estn conectadas de manera elctrica a la tierra elctrica

del edificio o "Barraje de tierra"

La equipotencialidad del sistema de puesta a tierra del edificio y de la tierra del sistema de

pararrayos debe ser ejecutada y verificada.

Recomendaciones

a) Realizar una inspeccin del sistema de apantallamiento cada ao con el objeto de determinar

sus condiciones de montaje y elctricas.

b) Implementar y difundir una gua general de seguridad personal con el objetivo

de lograr comportamientos seguros durante tormentas elctricas en la instalacin.

c) En caso de instalarse elementos adicionales que sobresalgan de la superficie


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ANEXOS PLANOS 3D- PLANTA Y DETALLES

1- VISTA ISOMTRICA VOLUMEN EDIFICIO SIJIN - FACHADA


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2- VISTA ISOMTRICA VOLUMEN EDIFICIO SIJINLADO POSTERIOR


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3- VISTA EN PLANTA UBICACIN PUNTAS CAPTADORAS O PARARRAYOS EDIFICIO SIJIN


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4- UBICACIN PUNTAS CAPTADORAS O PARARRAYOS Y S.P.T FRONTAL Y LADO DERECHO EDIFICIO SIJIN


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5- UBICACIN PUNTAS CAPTADORAS O PARARRAYOS Y S.P.T LADO POSTERIOR Y DERECHO APANTALLAMIENTO EDIFICIO SIJIN


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6 - UBICACIN PUNTAS CAPTADORAS O PARARRAYOS PARTE POSTERIOR EDIFICIO SIJIN


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7- UBICACIN PUNTAS CAPTADORAS O PARARRAYOS LADO DERECHO EDIFICIO SIJIN


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8 - UBICACIN PUNTAS CAPTADORAS O PARARRAYOS FACHADA PRINCIPAL EDIFICIO SIJIN


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9- UBICACIN PUNTAS CAPTADORAS (n y ) APANTALLAMIENTO TECHO EDIFICIO SIJIN


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10- S.P.T. APANTALLAMIENTO PARTE FRONTAL Y LADO IZQUIERDO EDIFICIO SIJIN


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11- S.P.T. APANTALLAMIENTO PARTE POSTERIOR Y LADO DERECHO EDIFICIO SIJIN


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12-. APANTALLAMIENTO MTODO ESFERA RODANTE PUNTOS CRTICOS EDIFICIO SIJIN


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13-. APANTALLAMIENTO MTODO ESFERA RODANTE PUNTOS CRTICOS EDIFICIO SIJIN


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14-. APANTALLAMIENTO MTODO ESFERA RODANTE VISTA FRONTAL EDIFICIO SIJIN


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15- DETALLES PUNTAS CAPTADORAS Y BAJANTES

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