Frecuencia de impactos directos de rayo (ND)
Estima cuántos rayos caen de media al año sobre un edificio, partiendo de sus dimensiones, de los días de tormenta de la zona y de su ubicación. Es el primer paso de una evaluación de riesgo, no la decisión final sobre el pararrayos.
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Los tres términos del Anexa 6.1
ND se obtiene multiplicando la densidad de rayos a tierra por la superficie sobre la que el edificio «atrae» las descargas y por un factor de ubicación.
Ng — densidad de rayos a tierra
Cuántos rayos caen al año por kilómetro cuadrado de terreno. Si no existe un mapa de Ng, en las zonas templadas se estima a partir de Td, el número de días de tormenta al año (de los mapas ceráunicos, Anexa 6.11).
Ng = 0,1 × Td [trăsnete/km²·an]
Ad — área de la superficie equivalente de exposición
La superficie virtual alrededor del edificio sobre la que un rayo impactaría en la estructura. Crece fuertemente con la altura H: un edificio alto «atrae» las descargas de una zona mucho mayor. L, W y H se introducen en metros.
Ad = L×W + 6×H×(L+W) + 9×π×H² [m²]
ND — número medio anual de impactos sobre la estructura
El producto de la densidad, el área y el factor de ubicación Cd, escalado por 10⁻⁶ (porque Ng es por km² y Ad por m²). El resultado es una frecuencia: normalmente un número muy pequeño, p. ej. 2,4·10⁻⁴ impactos al año.
ND = Ng × Ad × Cd × 10⁻⁶ [trăsnete/an]
Cd — el factor de ubicación
Tiene en cuenta el entorno (tabla A6.1.2): objeto rodeado de edificios o árboles más altos 0,25; de la misma altura o más bajos 0,5; objeto aislado 1; objeto aislado en la cima de una colina o montaña 2. Un objeto aislado y alto está mucho más expuesto.
Calcula ND para tu edificio
Introduce las dimensiones, la fuente de la densidad de rayos y la ubicación. Los resultados se actualizan automáticamente.
Dimensiones del edificio
Densidad de rayos
Anexa 6.11 es una lámina dibujada con isolíneas, dividida en ocho zonas según la leyenda; el reglamento no trae una tabla provincia → Td, así que la zona se lee del mapa. Como referencia orientativa: la cresta de los Cárpatos cae en las zonas 1–2, la Llanura Rumana y el área de Bucarest en 5–6, y el sureste de Dobrogea y el litoral en 7–8. El cálculo usa el punto medio del intervalo elegido y, en las dos zonas abiertas de los extremos — más de 50 y menos de 20 días —, valores convencionales: 55 y 15 días respectivamente.
Ubicación del edificio
Resultados
Frecuencia moderada: del orden de un impacto cada varios cientos de años. Conviene continuar la evaluación del riesgo, sobre todo si en el edificio hay personas o equipos sensibles.
ND no es la decisión de protección
ND es solo la frecuencia de impactos directos. Si es necesario un pararrayos y qué nivel de protección (NPT I–IV) se determina mediante la evaluación del riesgo R — la suma de las componentes de riesgo — comparado con el riesgo tolerable RT, conforme a I7-2011 Anexa 6.2 y 6.3. Esta calculadora no sustituye dicha evaluación.
Las fórmulas son las del I7-2011 Anexa 6.1: Ng = 0,1 × Td (A6.1.1), Ad = L×W + 6×H×(L+W) + 9×π×H² para una estructura aislada en terreno llano (A6.1.2) y ND = Ng × Ad × Cd × 10⁻⁶ (A6.1.4). Para estructuras de forma compleja, el área Ad se determina gráficamente, no con la fórmula simple.
¿Es necesaria la protección? R1 vs RT
Riesgo de pérdida de vidas humanas (R1) por impactos DIRECTOS en la estructura, comparado con el riesgo tolerable RT = 10⁻⁵ (Tabla 6.10); la metodología de las componentes de riesgo — Anexos 6.2 y 6.3
Alto: materiales combustibles / >800 MJ/m². Medio: 400–800 MJ/m². Bajo: <400 MJ/m² o combustibles ocasionales.
Ninguno = estructura no protegida. Elige un nivel para ver cómo baja el riesgo RB.
RA + RB por debajo del umbral — evaluación no concluyente
La contribución directa de la estructura está por debajo del umbral tolerable, pero R1 no puede cerrarse sin las componentes de línea (RU/RV). Continúa con la evaluación completa según el Anexa 6.
Qué cubre (y qué no) esta evaluación
Se calculan solo las componentes de los impactos DIRECTOS sobre la estructura (RA + RB). En un edificio residencial corriente, sin riesgo de explosión, solo se anulan RC/RM/RW/RZ — dependen de la pérdida Lo, que la Tabla A6.3.1 no define para este tipo de estructura. RU y RV permanecen: dependen de Lt y de Lf y, en una vivienda conectada a la red, suelen dominar R1. En el propio ejemplo resuelto de la normativa (Anexa 6.9, casa en medio rural), RB vale 0,103 de 2,39 (en torno al 4 %), RV de la línea de telecomunicaciones 1,41 (59 %) y RV de la línea eléctrica 0,878 (37 %), y R1 = 2,39 × 10⁻⁵ supera RT aunque la parte directa quede muy por debajo del umbral. El resultado de aquí es un valor parcial, no un veredicto.
Los valores de los factores (PA, PB, ra, rp, rf, hz, Lf, Lt) están tomados literalmente del I7-2011, Anexa 6.2 y Anexa 6.3 (metodología SR EN 62305-2), y el riesgo aceptable RT = 10⁻⁵ para la pérdida de vidas humanas es el del Tabelul 6.10. El resultado es orientativo y no sustituye al proyecto de protección contra el rayo.
La distancia de separación s
A qué distancia tiene que quedar el pararrayos de las partes metálicas del edificio — y qué haces cuando no hay tanto sitio.
La corriente de rayo que baja por una punta captadora eleva el potencial del conductor de bajada a cientos de kilovoltios respecto al resto de la casa. Si una tubería, un canalón, la estructura de los paneles o el cable del inversor pasan demasiado cerca, la chispa salta de la bajante directamente a la instalación — eso es la descarga disruptiva. El aislamiento eléctrico queda garantizado si la distancia real d entre las partes es mayor que la distancia de separación s.
s = ki × kc × l / km [m]
Se mide a lo largo del dispositivo captador o de la bajante, desde el punto analizado hasta el punto más cercano de la unión equipotencial.
Tabelul A6.8.4 da intervalos para la disposición tipo B: 0,5…1 con dos bajantes, 0,25…0,5 con cuatro o más. La calculadora toma siempre el extremo más desfavorable; el valor exacto lo fija el proyectista del pararrayos, a partir de la geometría del edificio.
La distancia es suficiente
d es mayor que s, así que el aislamiento queda garantizado por el material. Aquí no se hace unión entre el pararrayos y la parte metálica — y de hecho es preferible no hacerla, para no llevar la corriente de rayo hacia la instalación del edificio.
La excepción que te ahorra todo el cálculo
«En estructuras de hormigón armado con la armadura metálica interconectada, con continuidad metálica o eléctrica, no es necesaria una distancia de separación» (Anexa 6.8). La continuidad no se supone, se mide: la resistencia entre la parte más alta y el nivel del suelo no debe superar los 0,2 Ω.
1.Tomas los tres factores de las tablas de la Anexa 6.8
fórmula:ki = f(SPT) [A6.8.1] · kc = f(n, A/B) [A6.8.4] · km [A6.8.3]
con tus números:ki = 0,04 · kc = 0,50 · km = 1,0
resulta: ki = 0,04, kc = 0,50, km = 1,0
ki según la clase del SPT (A6.8.1), kc según el número de bajantes y la disposición de la toma de tierra (A6.8.4, el extremo más desfavorable del intervalo), km según el material que hay entre las partes (A6.8.3).
2.Calculas la distancia de separación
fórmula:s = ki × kc × l / km
con tus números:s = 0,04 × 0,50 × 12,00 / 1,0
resulta: s = 0,24 m
3.Comparas con la distancia real entre las partes
fórmula:d > s
con tus números:0,50 m > 0,24 m
resulta: La distancia es suficiente
Solo se comparan las dos distancias: si d > s, el aislamiento lo garantiza el material que hay entre las partes y no se une nada; si d ≤ s, se hace la unión equipotencial.
La fórmula s = ki × kc × l / km y los tres factores proceden del I7-2011, Anexa 6.8 (tablas A6.8.1, A6.8.3 y A6.8.4). La calculadora da el caso más desfavorable; el proyecto de la instalación de pararrayos sigue siendo cosa del proyectista especializado.
El método de la esfera ficticia
Cuánto baja la esfera entre dos captadores — la comprobación de la que depende que los paneles estén realmente protegidos.
La esfera ficticia rueda sobre el edificio en todas las direcciones; donde toca, ahí puede caer el rayo. Entre dos captadores vecinos la esfera baja por debajo de su línea con la profundidad de penetración p. Todo lo que sobresale por encima de ese punto — un módulo fotovoltaico, una chimenea, una antena — deja de estar en el volumen protegido, aunque «esté entre las puntas».
p = r − √(r² − (d/2)²) [m]
La distancia entre las dos puntas o conductores captadores entre los que quedan los módulos.
Cero significa que el módulo está justo al nivel de las puntas, así que está expuesto con seguridad.
El objeto se mantiene en el volumen protegido
La punta del objeto queda por debajo del punto más bajo de la esfera, así que la esfera no lo toca. Comprueba aparte también la distancia de separación: «protegido» no significa que pueda tocar la bajante.
1.El radio de la esfera, según la clase de la instalación
fórmula:r = f(IPT) [Tab. 6.15]
con tus números:r = 45 m
resulta: r = 45 m, Paso de malla de la red captadora 15 × 15 m
2.Cuánto baja la esfera entre los dos captadores
fórmula:p = r − √(r² − (d/2)²)
con tus números:p = 45 − √(45² − 5,00²) = 45 − 44,72
resulta: p = 0,28 m
3.Compruebas si el objeto queda por debajo del punto más bajo de la esfera
fórmula:Δh ≥ p
con tus números:0,50 m ≥ 0,28 m
resulta: El objeto se mantiene en el volumen protegido
Δh es cuánto más abajo queda la punta del objeto respecto a la punta de los captadores — el valor introducido en el formulario. Si Δh ≥ p, la punta queda por debajo del punto más bajo de la esfera.
Los radios de la esfera ficticia (20 / 30 / 45 / 60 m) y las mallas de la red captadora (5 / 10 / 15 / 20 m) son los del Tabelul 6.15 del I7-2011, y la profundidad de penetración resulta geométricamente del método de la esfera ficticia (art. 6.2.3.7.2). El material del curso de instaladores fotovoltaicos da exactamente las mismas profundidades, pero sitúa la clase III en 40 m; en el reglamento el radio de la clase III es 45 m — y las cifras de su propia tabla cuadran con 45, no con 40.
Paneles en un tejado con pararrayos
Siete reglas que se aplican en este orden, no en el orden en que aparecen los problemas en la obra.
El sistema fotovoltaico sube justo allí donde ya está la instalación de pararrayos: a la superficie más expuesta de la casa. El curso autorizado de instalador fotovoltaico lo dice sin rodeos — cuando el generador sale de la zona de protección del edificio hace falta una instalación de protección contra el rayo, y el sistema puede resultar dañado incluso sin un impacto directo.
Mantén todo el generador dentro del volumen protegido
En una vivienda con pararrayos — conductor en la cumbrera y bajantes por cada lado — la instalación fotovoltaica puede quedar totalmente cubierta por la instalación existente, pero solo si todas las partes del generador están dentro de la zona de protección. Se comprueba con la esfera ficticia, no a ojo.
Calcula la distancia de separación, no la supongas
Entre los paneles, la estructura y los elementos del pararrayos se mantiene la distancia s. En la práctica, en los sistemas pequeños de vivienda, una distancia de al menos 0,5 m ha resultado suficiente — pero el número que cuenta es la s calculada, que crece con la longitud del recorrido y con la clase elegida.
Si no tienes la distancia, haz la unión de forma consciente
Cuando no se puede garantizar la distancia mínima, el generador fotovoltaico y el sistema de protección se conectan, precisamente para limitar las consecuencias de la descarga disruptiva. La unión se hace en cobre de 16 mm² como mínimo — la sección por debajo de la cual el conductor se funde con la energía específica del rayo; en aluminio le corresponden 25 mm² y en acero 50 mm² (los mismos valores del Tabelul 6.20, nota 9). Lo mejor es llevar la unión desde el bastidor de montaje hasta la equipotencialidad de la casa.
Bucles de cable lo más pequeños posible
«Para reducir al mínimo las tensiones inducidas por el rayo, la superficie de todos los bucles de cables debe ser lo más pequeña posible.» El positivo y el negativo de una cadena se tiran juntos, no por caminos distintos. Con la misma lógica, los conductores de equipotencialidad se colocan en paralelo y lo más pegados posible a los cables de CC y CA (art. 7.11.25).
SPD, no solo uniones
En un edificio con instalación exterior de pararrayos, la protección empieza con un SPD tipo 1 — descargador para la corriente de rayo — seguido de un tipo 2 en el cuadro. Las uniones conducen la corriente, pero no limitan la sobretensión que llega al inversor y al resto de la instalación.
La toma de tierra: separada o unida, pero no a la ligera
La resistencia de dispersión de la toma de tierra dedicada únicamente a la instalación de protección contra el rayo debe ser como máximo de 10 Ω. La toma de tierra del pararrayos y la puesta a tierra del sistema fotovoltaico se tratan por separado; cuando separarlas no es posible, se unen — pero entonces tienes una sola toma de tierra y se aplica el requisito más severo. Al medir, el curso recomienda un margen: multiplica el valor leído por 1,3 aproximadamente, porque en verano, con el terreno seco, la resistencia sube.
Los pararrayos con dispositivo de cebado (PDA) se desgastan
Las instalaciones con dispositivo de cebado tienen capítulo propio en la normativa (cap. 6.3): el radio de protección se calcula a partir del avance de cebado declarado por el fabricante, no con la esfera rodante. Las actualizaciones de 2023 reescriben el punto 6.3.3.3 e imponen un contador de impactos en los PDA que protegen las construcciones del punto 6.2.2.6 — salas de más de 400 plazas, hospitales de más de 75 camas, hoteles y residencias de más de 400 camas, edificios altos y muy altos, construcciones aisladas en zonas con Nk superior a 30. El contador se monta en la bajante más corta, por encima de la pieza de separación. En una vivienda corriente la normativa no lo exige.
Dos cosas que se confunden en el lado de corriente continua
Unir la estructura metálica al pararrayos es una medida contra el rayo, no una protección contra los contactos indirectos: en la zona de corriente continua «las medidas técnicas de protección mediante el empleo de emplazamientos no conductores y de conexiones equipotenciales locales no están permitidas» (art. 7.11.10). Y otra por tu propia seguridad, a la hora de intervenir: el equipo PV del lado de corriente continua debe considerarse bajo tensión incluso cuando el sistema está desconectado por el lado de corriente alterna (art. 7.11.4).
De ND a la decisión sobre el pararrayos
La frecuencia de impactos es solo una entrada. La decisión se toma mediante la evaluación del riesgo conforme al Anexa 6.2 y 6.3 del I7-2011.
Identifica los eventos peligrosos
Además del impacto directo sobre la estructura (ND), el riesgo también tiene en cuenta los impactos cerca de la estructura, sobre los servicios conectados (líneas eléctricas, telecomunicaciones) y cerca de estos. Cada uno contribuye a las componentes de riesgo.
Calcula el riesgo R y compáralo con RT
El riesgo total R se obtiene sumando las componentes de riesgo relevantes (pérdida de vidas humanas, servicios públicos, patrimonio, etc.) y se compara con el riesgo tolerable RT. Si R supera RT, son necesarias medidas de protección.
Elige el nivel de protección NPT
Si la protección es necesaria, se determina el nivel de protección contra el rayo (NPT I–IV) y las medidas correspondientes (SPT exterior, conexiones equipotenciales, SPD). La eficacia de los SPD depende del NPT para el que han sido diseñados.
La evaluación completa del riesgo (Anexa 6.2 y 6.3) y la elección del NPT las realiza el proyectista de la instalación de protección contra el rayo. Esta herramienta cubre únicamente el cálculo de ND del Anexa 6.1.
Practica la evaluación
Tres niveles, sobre las fórmulas del Anexa 6.
Elige la opción correcta
Decisiones de diseño, sin cálculo.
Qué dice en realidad ND
Una vivienda en medio rural sale de la evaluación con ND = 4,5·10⁻³ al año.
Paso 1: ¿Qué significa ese valor?
El factor de ubicación Cd
La misma vivienda, pero llevada a la cima de una colina, sin nada a su alrededor.
Paso 1: ¿Qué Cd usas?
Paneles montados entre dos puntas captadoras
Campo de módulos en el tejado, entre dos puntas captadoras, instalación de clase III.
Paso 1: ¿Qué compruebas antes de decir que los paneles están protegidos?
Cuando no hay sitio para la distancia de separación
La estructura de los paneles pasa a 20 cm del conductor de bajada, y la s calculada es de 0,45 m.
Paso 1: ¿Qué haces?
Calcula paso a paso
Tienes pistas si te atascas.
ND para una vivienda corriente
Vivienda de 12 × 10 m, 8 m de altura, zona con 30 días de tormenta al año, rodeada de construcciones de la misma altura (Cd = 0,5).
Paso 1: ¿Cuánto vale la densidad de rayos a tierra Ng?
La distancia de separación en una vivienda con cuatro bajantes
Instalación de clase II, cuatro conductores de bajada, toma de tierra en anillo (disposición tipo B), recorrido de 12 m hasta la equipotencialidad, entre las partes hay aire.
Paso 1: ¿Qué valor de kc tomas para el cálculo?
Cuánto baja la esfera entre las puntas
Dos puntas captadoras, separadas 12 m entre sí, con módulos montados en medio.
Paso 1: ¿La profundidad de penetración en clase III (r = 45 m)?
Resuelve por tu cuenta
Una sola respuesta final.
ND para un edificio aislado
Nave de 20 × 15 m, 10 m de altura, zona con 40 días de tormenta al año, objeto aislado (Cd = 1). ¿Cuánto vale ND, expresado en milésimas (×10⁻³)?
Separación en clase I, a través de hormigón
Instalación de clase I, dos conductores de bajada, toma de tierra tipo A, recorrido de 15 m, y entre las partes hay hormigón. ¿Cuánto vale la distancia de separación s?
La profundidad de penetración en clase I
Instalación de clase I (r = 20 m), captadores separados 16 m entre sí. ¿Cuánto baja la esfera por debajo de su línea?
De dónde salen las cifras
I7-2011 (Anexa 6 y cap. 7.11) más el curso autorizado de instalador de sistemas fotovoltaicos
Las fórmulas de ND (Anexa 6.1), las tablas de riesgo (Anexa 6.2 y 6.3), la distancia de separación (Anexa 6.8), los radios de la esfera ficticia (Tabelul 6.15), las secciones mínimas (Tabelul 6.20) y los artículos del cap. 7.11 están tomados del texto del reglamento. Las ocho zonas ceráunicas son los intervalos de la leyenda de la lámina del Anexa 6.11. Las reglas de convivencia con el sistema fotovoltaico — la distancia práctica de 0,5 m y la unión de 16 mm² de cobre — proceden del material del curso de especialización «Instalador de sistemas fotovoltaicos solares», contrastadas con el reglamento allí donde el reglamento dice algo al respecto.
Debate
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