NMX J 549 ANCE 2005 Pararrayos

L_l-r
t--_
I
t-
=
J
=
-4
=
ASOCIACIéN DE NORMALIZACIóN
Y CERTIFICACIóN,A.C.
=
-u
;
tr-=
'-
-=
ANCE
NMX-J-549-ANCE-2005
;
SISTEMA DE
PROTECCIÓN CONTRA TORMENTAS
ELÉCTRICAS ESPECIFTCACTONES,
MATERIALES Y
MÉToDos DE MEDICIÓN
;
PROTECTION
AGAINSTLIGHTNINGSPECIFICATTONS.
MATERIALSAND METHODSOF MEASURE
NORMALIZACIóN
NORMA
NORMA MEXICANAANCE
TORMENTAS
DEPROTECCIÓN
CONTRA
SISTEMA
. ESPECIFICACIONES,
MATERIALESY
ELÉCTRICAS
NMX-J-549-ANCE-2005
MÉToDosDEMEDtctóN
PROTECTION
AGAINSTLIGHTNINGMATERIALSAND MEASUREMENT
SPECIFICATIONS,
y Certificación,A' C., "ANCE" v
La presentenorma fue emitida por la Asociaciónde Normalización
y por el ConsejoDirectivode
"CONANCE",
por
la
ANCE,
de
Normalización
de
Comité
el
aprobada
ANCE.
La entrada en vigor de esta norma seÉ 6 meses despué,sde la publicaciónde su declaratoriade
'"'t",
vigenciaen el DiarioOficial de la Fedéfáiión.
,,.
'
.,.
Esta norma es de aplicaciónnacional'
CONANCE
Publicaciónde la Declaratoriade Vigencia
en el Diario Oficial de la Federación:
15 de marzo de 2O06
Primeraedición
DerechosReservados@
y Certificación,
A. C.
Asociaciónde Normalización
Av. LázaroCárdenasNo. 869
Fracc.3, Col. NuevaIndustrialVallejo
C.P.07700, Del.GustavoA. Madero
MéxicoD.F.
2OO5
DICIEMBRE
:¡
1
1
Z
N M X - J - 5 4 9 - A N C E- 2 0 0 5
DE ANCE
COM|TÉDE NORMALIZACION
"CONANCE"
4
7
7
7
7
v
I
1
t
suBcoM|TÉs
qRECCI O N G E N E R A L D E N O R M A S
COHSÓfl EtrRAL
COffiIOI
1
7
t
1
v
t
t
7
UCIOML DE MANUFACTUBAS
ELECfRICAS
CÁMM
DE EL€CTRICIDAD
FED€RALDE ELECTRICIDAD
UPEM
LUZ Y ruEEA DELCENTRO
r¡srrfufo
¡
I
¡
I
T
I
t
SC 324
SC 328
Alta tens¡ón
Baia lens¡óo
PoL¡f ÉcNtco NAcloNAt
COXftftRACIÓN
DECÁMARAS
Y
ucpuLEs DEcoMERCro,
sERvrclos
TURISMO
SC CDI-A
SC CDI-B
SC CDI-C
SC CDI-D
SC CDI-E
SC CDI-F
SC CDI-G
GT CMT
GT fN4T
ASOChCIOf,
f,ACIONAL DE FABRICANTES
E APARATOS DOMÉSTICOS
COHSPN
MCIONAL
PARA EL AHORRO
tr EilERGiA
MOCURADURiAFEDEFAL
DELCOilSUMIDOR
ASOCIACOil MEXICA'IA DE EMPRESASDEL
MMO tr IilSTAUCIONES PARA LA
CONSTRUCCIÓN
CMAM
CMAM
¡
Coordinac¡ón de aislamiento
Técnicas de prueba en alta tensdñ
UUWRgOAD NACIOilALAUTONOMA
DE MEXICO
¡
I
SC 28A
GT 288
SC 34A Lámparas
SC 348 Ponalámparas
SC 34C Balastros
SC 34D Luminarios
IiSNTWO DEINVESTIGACIONES
EÉCTRICAS
t
¡
CT 2E COORDINACIOilDE AISLAMIENTO
NACIONAL
DE COMERCIO
ilACIONAL DE LA INDUSTRIADE
fRANSFORMACION
MEMCIóil
DE COLEGIOSDE INGENIEROS
MECANICOS
Y ELECfRICISIAS
DE U
REPÚ8LICAMEXICANA
MECAI{ICOS
COLEGIODE TNGENIEROS
ELECTRIC¡SfAS
CT
Y ACCESORIOS
PROOUCTOS
PANA
(PIE}
ELÉCTRICAS
INSTALACIONES
Reglas gon€rales
Arancadoros y contaclores
Camros de control de motores
Envolv€ntes para quipo eléctrlco
Oescoñ€c¡adores
lnte(uptores automát¡cos
Tableros de baja ¡onsión
Conroladores de modia tensróñ
Tobleros de media lensión
SC PIE A C a j a s r € g i str o
SC PIE-B Areas pelgrosas
SC PIE'C Tubos de acero
SC PIE- C 1 Tu b o s m o tá l i co s
SC PIE-C2 Tubo no metálicos
SC PIE-C3 Accesorios para rubos
SC PIE-O SopoÍes tipo charola para cabl€s
SC PIE'E Interuptores de circui¡o por lalla
SC PIE'F Becepláculos y claviias
SC PIE-G lúáquinas rotatorias
SC PIE'H Pararayos
Ductos y canaletas
SC PlÉl
SC PIE-J Extensaones
SC PIE K Anefactos elác¡ricos
Métodos de prueba
GT
SC GTD-A Cofta cLcuitos fusible
SC GTD'B Sistemas d6 control d€ centrales
generadoras
SC GTD'C
SC GTD'D
SC GTD I
SC GTD-F
SC GTD-H
Aisladores
Apa(arayos
Capacitores
Cuchillas y Fes¡auradores
lnteruotores d9 potoncra
GRUPOSDE TRABAJO
GTEM C
Gf MS
Gf EE
C o m p a ti b i l i d a d € l e ctr o m a g n ó tr ca
Máqurnas para soldar
Equipos 6lecrromédicos
J
4_{
J
N M X - J - 5 4 9 - AN C E- 2 0 0 5
:t
_l
:t
-t
PREFACIO
al
SC PIE-H,perteneciente
La presenteNormaMexicana,fue elaboradapor el Subcomitéde Pararrayos,
de la
Eléctricasdel Comitéde Normalización
ComitéTécnicoProductosy Accesoriospara lnstalaciones
y
y CertificaciónA.C., con la participación
de las Instituciones Empresas
Asociaciónde Normalización
siguientes:
f
L.-.l
-l
i-r-t
J
J
_l
Lr-q
_l
-J
_l
_l
UJ
J
_l
t¿r.I
AMESA
ANPASA
ELECTROSTÁTICOS
ATERRIZAJES
DE ELECTRICIDAD
COMISIÓNFEDERAL
Y CREATIVIDAD
ENERGíA
ERICO
FRANKLINFRANCE
ELÉCTRICAS
INSTITUTODE INVESTIGACIONES
LAPEM
LUZ Y FUERZADELCENTRO
PARRES
SOCIAL/ DGSST
DELTRABAJOY PREVISIÓN
SECRETARíA
VALDEZINGENIEROS
,-i
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NMX-J-549-ANCE-2005
L-¡
L.J
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o
1
2
3
4
L-I
::::::
::::::::
:::::::::::::::
:::::
:::::::::::::::::
iL $:ffilli::i"i;;;;;:
4.3
4.4
¡--J
CONTRADESCARGASATMOSFÉRICASDE
5
SISTEMADE PROTECCIÓN
DE FUEGOY/OEXP::!.QSION.........
ESTRUCTURAS
CON PELIGRO
l-.rt
5.1
t¿
5.3
L-T
5.4
6
7
t:
l--t
L:
L:
l-a
L:
L:
r--I
L:
,,{
¡'...1
IJ
Generalidad€g:.......r:,:::.,:,:::.rr:.:..:..:.;.........i,,.:l:,.::::................'.."...71
Selecciónde materiales......"......
""'.".".."...72
.,
,J
..................67
:
::..,at':a,
::t:.
:'.,:':.r.::
: :,.:::a
Y coRRrfilv¡s
PREVENTIvAS
coMPRoBAcÉÑ;i.:Asr¡ttDADrs
7.1
7.2
7.3
i
'..'.'....." 19
...".".."41
Generalidades............
"'...""...'..'67
guecontienenmaterialsólidocon peligrode fuego y/o explosión...68
Instalaciones
peligrode fuego y/o
Contenedore$para materiallíquidoo gaseoso':c-on
."":..1':"'
explosión..;...............'
".'.'..'....'..'68
."'7O
Instalacionesdiversascon peligrode fuego y explosión
MA TE R|A LE t....,,........
.:
.
...
6.1
6.2
t- -
,,,-l
Diseñodel sistemaexternode protecciónSEPTE
Diseñodel sistemainternode protecciónSIPTE."
.:
,,.1
,
.......-.......74
:
...',;"'..'....
............
Gener€lidades
Programade comprobación.'....".
y correctivas""..'."
ActividadeS'r,,trevent¡vas
."'..."".""'74
"""."."'.."' 75
"."""'.'...'.'77
APÉNDICE
A
APÉNDICE
B
APÉNDICE
C
PARALA RESISTENCIA
Y MÉTODODEMEDICIÓN
cÁLcULOSIMPLIFICADO
...................90
A TIE RRA
APÉNDICE
D
DERAYOSA TIERRAPOR
ANUALDEDENSIDAD
MAPADELPROMEDIO
ESTADOS..
8
B¡BL¡O6RAFíA...........
9
CON NORMASINTERNACIONALES
CONCORDANCIA
...............lOO
............116
................116
....118
APÉNDICEE
MÉToDO DELÁNGULODE PROTECCIÓN
APÉNDICEF
DE PROTECCIÓN
DE LA ESFERARODANTE,.127
DE LOS CRITERIOS
EVOLUCIÓN
t:
APÉNDICEG
DE SEGURIDADPARA PERSONASEN CASO DE
RECOMENDACIONES
.............128
TORMENTAELECTRICA
L:
r.-¡
Ll-a
LL:
APÉNDICEH
A LA CORROSIÓNDE ALGUNOSMETALESY
GUíA SOBRERESISTENCIA
....... .......131
COMUNES..............
ALEACTONES
l-l
,J
J:l
NMX-J-549-ANCE-2005
1 t1 3 1
F-J
:r
-J
l-¡
CONTRATORMENTASELÉCTRICAS
SISTEMADE PROTECCIÓN
MATERIALESY MÉTODOSDE MEDICIÓN
- ESPECIFICACIONES,
-l
F-J
:r
>-¡
l:r
J
J
¡-¡
AGAINSTLIGHTNINGPROTECTION
MATERIALSAND MEASUREMENT
SPECIFICATIONS,
l-¡
O
INTRODUCCIÓN
Un sistema de protección contra tormentas eléctricas (SPTE) diseñado e instalado con las
especificacionesindicadasen esta Norma Mexicana,reduce el riesgo de daño que puede provocar un
rayo. Sin embargo, su aplicación no garantiza una protecc¡ón absoluta a personas, estructuras u
objetos.
El conocimientoactual de la física de la,descargaeléctricaatmosJéricaa tierra, estableceque un SPTE
rayo o descargaeléctricaa tierra
no tiene fa capacidadde influir o evitar,fosprocesosde formación.;,,del
de origenatmosférico.
aplicaciónde un sistema de protecéiónintegral,compuesto por un
Esta Norma Mexicanaconsidera.:,.1a
protección
tormentas eléctricas{SEPTE)el cúal esta formado por elementos
contra
sistema externo de
para interceptar,conducir y disipar la corriente de rayo; y un sistema interno de protección contra
tormentas eléctricas (SIPTE)bas@:en uniones equipotenciales,blindaje electromagnético,puesta a
Es recomendableque el diseño del sistema de proteccióncontra tormentas eléctricassea parte integral
del proyecto de instalación.:áéctricade una estructura, edificio o instálación,ya que éste permite
reducircostos, utilizarracionalméntelos recursosy mantenerun arreglo,éntrelos elementosdel sistema
de protección contra tormentas éléctricas. Estas ventajas inherentes,pueden no tenerse cuando se
diseñansistemasde proteccióncontra tormentaseléctricasen estructuraso edificiosexistentes.
Por lo tanto, para garantizarel óptimo aprovechamientode las partes o,elementosde la instalación,es
recomendableque exista una fluida comunicaciónentre el diseñadordel sistema de protección contra
tormentaseléctricas,arquitectos,constructorese ingenierosque desarrollaronel sistema de protecc¡ón
contra tormentaseléctricasy los Ingenierosinvolucrados.
+
J
D-l
E
¡-l
f,
f,
J
f,
;
"l
l¡-r
l
"l
J
;J
J_J
l}-¡
1
OBJETIVOY CAMPO DE APLICACIÓN
Esta Norma Mexicana establece las especificaciones,diseño, materiales y métodos de
1.1
medicióndel sistema integral de proteccióncontra tormentas eléctricas,para reducir el riesgo de daño
para las personas,seresvivos, estructuras,edificiosy su contenido,utilizandocomo base el método de
la esferarodantereconocidointernacionalmente.
¡-r
-l
_J
¡-r
-J
;
NOTA - VéaseApéndiceF.
¡J
f-¡
:J
¡-¡
L
)-t
Lr.{
NMX-J-549-ANCE-2005
2 t1 3 1
t:
L-t
l_
a-,
l:
L.I
1 .2
EstaNormaMexicanaaplicaa las estructurassiguientes:
a)
b)
c)
d)
e)
L:
)-t
tL-l
Estructurasy edificiosde uso común.
Estructurasy edificioscon riesgode fuego y explosión.
Estructurasy edificioscon equiposensible.
Estructurasy edificiosde cualquieraltura.
con equiposy antenasasociadas:
Torres de telecomunicaciones
Lr-I
t:
)J
1 .3
fa-t
LL-a
l_
.J
EstaNormaMexicanano aplicaa lo siguiente:
a)
b)
c)
t_
d)
Sistemasde transportede ferrocarril.
Subestacioneseléctricasde alta tensión a la intemperiey líneasde transmisióny
distribuciónde energíaeléctrica.
Vehículos terrestres (automotores, f erroviarios, eléctricos), embarcaciones
marítimasy aeronaves. ..,.,,:,
-: i 'r,r
Estructurascosta afuerg'"'"""'
a-t
L_
La
L)¿
L)-a
L:
\-a
L:
t--l
2
REFERENCIAS
Para la correcta utilizaciónde esta Norrna Mexicanadeben aplicarselas Normas OficialesMexicanasy
lá's eústituyan:
Normas Mexicanas vigentes si$üiénteso:ilás",que
NOM-008-SCFI-2002
SistémaGeneralde Unidádés'deMedida.
L_
)-,{
999
NOM-OO1-SEDE-1
lnstalaci onesEléctricas(Utilización).'
)-,t
3DEFINICIONES",'
l-t
Paralos propós¡tosde esta Norma Mexicanase establecenlas definicionessiguientes:
L:
),,-.{
L:
LL:
,,-.¿
L)-.¿
L:
t-a
LL:
L:
l--a
L:
)-.1
ángulo de protección:espacioadyacentea una terminal aérea (horizontalo vertical)que es
inmunea sufrir la incidenciade un rayo directo.
sustancialmente
3 .1
arcos eléctricospeligrosos:descargaeléctricainaceptablecausadapor la corrientede rayo
entre elementosubicadosdentro del espacioa protegerse.
3 .2
l-l
área equivalentede captura lA,l: área sobre la superficie del suelo, que tiene la misma
frecuenciaanual de rayos directosde una estructura'
3 .3
r-¡
armado de acero interconectado:partes de acero dentro de la estructuraconsideradacomo
3 .4
continuas.
eléctricamente
J
-J
I
l-J
NMX-J-549-ANCE-2005
3/ 131
-_
l-J
l-¡
3.5
barra de unión: elemento metálico utilizado para conectar partes metálicas (pertenecientes a
la instalacióno ajenasa ella), líneaseléctricasy de comunicacionesy otros cablesa un SPTE.
componentes naturales de un SPTE: elementos metálicos instalados,no específicamente
diseñadospara proveer protección contra rayos, los cuales puedencumplir la función de una o más
partesdel SPTE.
3.7
NOTAS
Ejemplosen el uso de estostérminosson:
Terminalesaéreasnaturales.
Conductoresde bajadanaturales.
2
Eloctrodode puesta a tieffa natural.
ó
I
conductor de bajada: elemento metálico de unión que proporcionauna trayectoria de baja
impedanciadesde las terminalesaéreashasta el sistemade puesta a t¡erra.
3.8
.......:....|:::.:.....::.:.:.:.........j:...:......::.',,..:l....l...:
las conexionesentre las partes
utilizadopárá,rireglizar
conductorde unión: elemgt:llé'metál¡co
3.9
metálicaSa conectarsey la barra de unión.
3.1O
retofno.
con el impulso de
corrientede rayo (il: aquellaque circula al Punto,.de,incidry{,,,l3,asociada
metálicos, debido a la
corrosión de metales: desintegracióngradual de'i.iiirilo'l,.niñ¿t¿i¡ates
3.11
química.
galvánica
y
pu€de
o
ser
que
rodea
lo
el
medio
interaccióncon
tt:ii'
It
'
densidad de raYos á.'ti,erra:número de rayos promedb: por km2 por año en un lugar
3.12
determinado.
";.1::.
..,,,,.ii,:'
1.i::
distancia crítica de rompimiento o ttlt¡^i$áÁi;á'áe h descárga: distancia entre la punta del
líder escalonadodescendentedel rayo y la punta de la terminal aérea de intercepción,cualquierobjeto
sobre tierra o el nivel del suelo, justo antes de presentarseel arco de rompimientoque da lugar a la
corrientede rayo de retorno. Esta distanciacorrespondeal radio adoptado de la esfera rodante como
parámetrode diseño.
3.13
-l
_l
]-¿
-J
l-¡
l-l
.J
]-¿
_J
I-f
_l
:J
¡.-r
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-l
¡--.1
I-r
:J
I-l
J-J
_J
¡-r
-l
F-¡
¡-r
:r
¡-¡
_l
¡.-r
distanciade seguridad:espacio mínimo requeridoentre dos partes conductorasdentro del
3.14
espacioa protegerse,para evitar la generaciónde arcos eléctricospeligrosos.
;
:l
_l
l-¡
¡-J
duración del rayo (Tl: intervalo de tiempo en el que circula la corriente de rayo desde su
inicio en la nube hasta el punto de incidencia.
3.15
eficiencia de un SPTE: parámetro asociado con el nivel de protección que determina la
3.16
capacidadde proteccióndel blindajepara ofrecer puntos de impacto a la corrientede rayo'
f:l
¡-r
:l¡--¡
J
:J
ll-J
IL
r-t
tL-
NMX-J-549-ANCE-20o5
4t 131
l-r
I L-
)-,
f
--a-l
l_
)-a
electrodo de puesta a tierra: elemento metálico enterrado que establece una conexlon
3.17
eléctricaa tierra.
I b
electrodo de puesta a tierra en anillo: electrodo de puesta a tierra con una trayectoria
3.18
cerradaalrededorde la estructura,edificioo instalación,debajoo sobrela superficiede la tierra'
a-t
f
b
elementode unión: piezametálicaque sirve para efectuarla unión de uno o más elementos
3.1g
eléctricasy mecánicasadecuadas.
metál¡cos,con propiedades
tL
Ir--
J-a
b
-t--
energía específica (W/Rl: energía disipada por la corriente de rayo en una resistencia
3.20
unitaria.Es la integralde tiempo del cuadradode la corrientede rayo para el t¡empototal de la corriente
de rayo.
L-l
t--r1
t
L_
espacio a pfoteger: parte de una estructura o región donde se requiere una protección
3.21
contra el efecto de las tormentaseléctricas.
a-a
I=
a-
L
estructurascomunes: son aquellasestructurasutilizadaspara propósitosconsiderados
3.22
como ordinarios,ya sea comercial,industrial,rural,institucionalo residencial'
]-J
t-
--l¿
l-'
7l
estructufas no comunes: estructuras utilizadas para propósitos consideradoscomo no
3.23
estructurascosta afueray estructurascon riesgo
ordinarios,tales como torres de telecomunicaciones,
de fuego y explosión.
lL
)-¿
l_
a-/
ll--rd
f
a-/
l_
fb
t_
F'r
-f
frecuencia anual permitida de rayos directos: frecuencia anual permitida de rayos
3.24
puedencausardaño a la estructura'
que
de 1 rayocada10 añostendráun riesgomayorque una
de rayoaceptado
NOTA- por ejemplo,una frecuencia
too años'A mavorerintervarode años'menorer riesgode ravodirectosobre
[","":::,"#i;:.1i:""";t":-:*.:,or:
frecuencia de rayo directo a una estructura: número anual promedio esperado de rayos
3.2s
directosa una estructura'
de la carga de la nube a través
impulso{rayo}de retorno:procesosúbito de neutralización
3.26
Este impulso de retorno
descendente.
escalonado
líder
de un flujo de electronesen el canal ionizadodel
'r se-rúnico o reoetirs variasveces,con Ltna duracióntotal menorque 1 s'
puedeser
repetirse
f¿ft
f
=4
L_
L¿
LLlI
l-;
V
instalacionesmetálicas: partes de metal ubicadas en el espacio a protegerse,las cuales
3.27
puedenformar parte de la trayectoriade la corrientede rayo.
NOTA - Ejemptosde estas partes metálicasson: tuberías,escaleras,riel guía para elevadores,ventilación,ductos
y piezasdel armadode aceroconectados.
para calefaccióny aire acondicionado,
J
NMX-J-549-ANCE-2005
5i 131
líder escalonadoascendente:canal ionizadoa través del cual se realizael movimientode la
carga inducidaen tierra (o algún objeto metálicosobre tierra) hacia la punta del líderdescendentey está
formado por descargasdiscontinuasen el aire. El líderascendentees de polaridadopuestaa la carga del
líderdescendente.
3.2 8
NOTA - El líder escalonadoascendentees algunasveces referidosimplementecomo lfder ascendente.
líder escalonadodescendente:canal ionizadoa través del cual se realizael movimientode la
en aire.
carga de la nube a tierra y está formado por descargasdiscon-tinuas
3.29
NOTA - El líder escalonadodescendentees algunasveces referidosimplementecomo líder descendente.
r-r
-J
-J
rJ
-J
]-l
¡-r
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-J
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:lt-r
:l
-J
-J
-J
_J
IiJ
I-,.¡
t-J
nivel de protección: térm¡no que denota la clasificaciónde un SPTE, de acuerdo con su
3.30
eficiencia.
¡-f
¡.-¡
NOTA - El nivol de protección expresa ta efect¡v¡Cáülé,]¡n,:,9PJEpara proteger un espacio contra los efectos del
rayo.
de que la corriente de iüyo cause daño a la estructura,
probabilidadde dañol,,r,posibilidad
3.3 1
edificioo instalación.
g.32
*"&élé,'i:;Án lalierra, a una estructurao
punto de incidencia:.punÍoen qgndZe!,laV.o-hgce
eléctricas.
protección
contra
de
Ue,uñ,.,ii*tema
constitutivos
a los elementos
.tor-mentas
' ',
NorA - Un rayopr"¿
,:..,,1::
li: ün;lli-rt
fnto, c" incidencia.
"'
rayo de nube a ,,"ttrl.,O"r"arga eléctricade origen atmosfér¡coentre la nube y tierra con
uno o más impulsosde retorno.
3.33
NOTA - En lo sucesivo,la palabrarayo tendráel significadode un rayo de nube a t¡erra.
3 .34
reg¡stropara prueba:punto accesibledel sistemade puesta a tierra, SPT.
3 .35
resistividadsuperficial:res¡stiv¡dadpromediode la capa superficialdel suelo.
red de puesta a tierra de referencia: malla equ¡potencialdispuesta sobre piso para la
3.36
conexióna tierrade equipoelectrónico.
riesgo de daño: probables pérdidas anuales promedio (humanas o materiales) en una
estructuradebidoa los efectos del rayo,
3 .37
sistemade proteccióncontra tormentas eléctricas(SPTE):conjunto de elementosutilizados
para proteger un espacio contra el efecto de las tormentas eléctricas.Este conjunto está compuesto
tanto de un sistemaexterno como de un sistemainterno de protección.
3 .38
l¡-¡
-J
IJ
-J
-l
¡-{
-J
F.-l
_J
¡.{
-J
t-.
_J
¡-¡
-J
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t-.
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l:
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t:
rl:
)-1
.-a
L.
a-t
L
)1
l:
NMX-J-549-ANCE-2005
61131
sistema externo de protección contra tormentas eléctricas (SEPTE):conjunto de elementos
para interceptar(term¡nalesaéreas),conducir (conductoresde bajada)y disipar (red de puesta a tierra)
en forma eficiente la corriente de rayo'
3 .39
sistema externo de protección contra tormentas eléctricas aislado (SEPTEaislado):conjunto
de elementos,para interceptar(terminalesaéreas),conducir (conductoresde bajada)y disipar (red de
puesta a tierra), arregladosde tal maneraque los dos primeroselementosno tengan contacto eléctrico
con la estructuraa proteger.
3.40
sistema externo de protección contra tormentas eléctricasno aislado ISEPTEno aisladol:
3.41
conjunto de elementos,para interceptar(terminalesaéreas),conducir (conductoresde bajada)y disipar
(red de puesta a tierra), arregladosde tal manera que los dos primeros elementos tengan contacto
eléctricocon la estructuraa proteger.
eléctricas (SIPTE): sistema formado por
sistema interno de protección...¡ontiállr,',,itméntas
permiten
de daño a personas,instalacionesy
reducii
é:i]']i'Fsgo
protecs¡6¡,rqiür¿
todas aquellasmedidasde
electromagnético,y supresores
equipotencial,''b'lindaje
puesta
unión
a
tierra,
su contenido, mediantela
para sobretensiones.
3 .42
sistema de term[nales aéreas: conjunto de ,eleüéntó'S'á$éós cuya finalidad es ofrecer un
incldenciadel raV9,
punto de sacrificio(contactoi'pa.rO,,!a
3 .43
3.44
sistema de oonJ,üitores de bajada: conjunto de elementos cuya función es conducir la
aéreashastael sistemade puestaa tierra.
corrientede rayodesdelas terminales
en el suelocuya
enterrados
sistemade puestaa ti€fra (SPT):sistemaformadopor,eÉmentos
3.4b
y del SIPTE'
parte
SEPTE
del
funciónes conduciry disiparla corrie+rtede rayo a tierra.Estesistdrhaforma
eléctrica'
d¡ nuestaa tiériaen fa
de cualquierotfO,sistema
el cuales independiente
instalación
transitorias(SSTT):dispositivodestinadoa protegeral equipo
supresofde sobretensiones
3.46
causadas
transitorias
y las sobrecorrientes
sensible,limitandolas sobretensiones
eléctricoy electrónico
por maniobras
en las redesde
o las provocadas
por efectosde las descargaseléctricasatmosféricas
de equipoeléctr¡cointernoparaunatensiónmáximade 600 V'
eléctricay operación
distribución
NOTA - Este dispositivoes conocidocomo supresorde picos, supresorde transitorios,supresorde sobretensiones
o.supresor de sobretensionestransitor¡as (TVSS, SPD). Existen supresores para corriente alterna, corr¡ente
continua,radiofrecuenc¡a,entre otros.
tormenta etéctrica:actividad atmosféricacaracterizadapor la presenciade rayos, Ya sea
3.47
que terminenen tierra (rayosde nube a tierra)o que no terminenen tierra (rayosentre nubes o a nivel
de nube).
terminalesaéreas:elementosaéreosmetálicoscuya funciónes recibirla descargadel rayo
3.4g
a proteger.
conel fin de evitardañosa la estructura
un puntode incidencia
ofreciendo
-J
¡J
NMX-J-549-ANCE-200s
71131
:J
r-J
-J
-J
-J
r.J
-J
-J
L.I
_J
-J
IJ
un¡ón equ¡potencial(UEl: es aquellaunión correspondientea la parte de un SPTEcuyo fin
3.4g
es reducirlas diferenciasde potencialcausadaspor la circulaciónde la corrientede rayo.
3 .50
valor pico de corrientede rayo (l): máximo valor de la corrientede rayo.
valor promediode la pendientede la corrientede rayo (di/dt): diferenciaentre los valoresde
3.b1
el
la corrientede rayo al inicio y al final de un intervalode tiempo especificoti(tz)-i(tr)ldivididoentre
intervalode tiempo [tz-tr].
f.ra
I.J
l:¡
r.J
:r
_J
r.J
4
ESPECIFICACIONES
4.1
Generalidades
-lIJ
-lr-J
r-.I
.,..,r,..:,,1
las siguientes:
Las tres partesfundamentalespara la áplicaciónde la Norma MexiCáñrg,,son
':'
a)
b)
c)
!
a
"1":"''
^
Valoraciónft riesgo,véase4'2'
Diseñodef,:fistemaexternodeprotecc-iónl!!lIE,.Yéase.4'3'
Diseñode| sistemainternode protección,S|PTE,véase4.4.
-
. a .::.,::,:.::::::,,'
para la aplicaciónde la prese,rta:.,',*'rrrnu
Mexiqa¡g debe seguirse el diagrama de flujo indicado en la
figura 1. El sistema de protección contra tormentas etéctricas,SPTE, está formado por un sistema
de protecciónSEPTEy un sistemainterno de protecciónSIPTE.
""t"rno
Sin embargo, el SPTE pú¿Oe iestar formado exclusivamentee9r-jj_glPTE. cuando los resultados
puede.omitirse. El contenido
obtenidosen la valoraciónde riesgo indiquenque la instalacióndel -$-ÉPTe
pasos
en la figura 1.
indicados
los
siguiendo
tenerse
de la memoriatécnica del sPTE aeüüi:
4.2
Valoraciónde riesgo
de
La valoraciónde riesgoes una medidaempírica,la cual estima en forma razonable,la probabilidad
del
fenómeno
del
la
complejidad
en
cuenta
incidenciade un r"yo dir""to sobre una estructuratomando
rayo.
El diseño de t¡n sistema de protecciónSPTEdebe incluir la valoraciónde riesgo de la estructuracontra
y
la incidenciade un rayo directo, y esta valoracióndebe realizarseantes de definir las características
Los
1.
figura
la
en
indica
ubicaciónde los elementosconstitutivosdel sistema externo SEPTEcomo se
resultados de la valoración de riesgo determinan la necesidad de instalar el sistema externo de
protecciónSEPTE.
para instalacionescon riesgo de fuego o explosióndebe aplicarselas especificacionesindicadasen el
capítulo5.
:lt-l
-J
-J
r¡-J
r.J
:r
-l
L-.I
r-I
_J
r-I
:t
IJ
:lr-.1
:lL.I
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LJ
:lrh-l
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:ltb.J
:l
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_J
LJ
LJ
-l
L-t
L.l
:l
ILJ
L
|-t
lr-a
NMX-J-549-ANCE-200s
8 /13 1
1:
r--I
ra-.t
t:
a-a
l_
a-a
4.2.1
Frecuenciade rayos directosa una estructura
La frecuencia anual promedio de rayos directos a una estructura (/Úo),puede calcularsemed¡antela
ecuaciónsiguiente:
No=NsxA"x10-6
l¡-a
l¡-.{
l-
rl-
(4 -1 1
En donde:
No
Ne
A"
es la frecuenciaanualpromediode rayosdirectosa una estructura;
es ladensidadpromedioanualde rayos a tierra por km2,{densidadde rayos a t¡erra,DRT},véasefigura D.1
y f igur aD. 2 del APéndic eD .
es el área equivalentede captura de la estructura,en m''
a-q
L1
l_a-a
NOTA - Parala densidadpromedioanualde rayos a tierra,véaseApéndiceD.2.
J
_J
rr-l
_J
_J
rrJ
-J
¡fr-
NMX-J-549-ANCE-2005
91131
fr¡
t-I
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¡¡-¡
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'1
¡t-I
I
_l
:l
-l
¡r-.t
-l
1-l
I.-.l
Seceión4.3.3
*tt+g
;,'t
Sección4.3
l- ;,,t:,,;
t
i :.,.j., .,.
SEPTE
:r
-J
:r
'a;':|"- f,',
:,'SecCfórt€.3.4
|
--l
|
¡l-I
r-I
Sección4.4
I
SIPTE
I
¡f
I
I
¡a
FIGURA1.- Procedimientopara la aplicaciónde la Norma Mexicana
r-
J
L
l--¡
1L-{
1:
a-t
t_
a-r
1:
)-a
t:
a-t
NMX-J-549-ANCE-2005
1 0 /1 3 1
anualpermitidade rayosdirectosa unaestructura
Frecuencia
4.2.2
N¿,es el riesgopermitidode incidenciade
anualpermitidade rayosdirectosa unaestructura,
La frecuencia
uso y contenido,definidosen la
de
estructura,
al
tipo
de
acuerdo
un rayo directoa una estructura
tab la1 .
NOTA- Una frecuenciaanualpermitidade 1 rayo cada 10 años tiene un riesgomayor para las estructurasque una
de rayo directosobre
frecuenciade 1 rayo cada 20, 50 ó 1OOaños. A mayor intervalode años,es menor el ries_go
la instalación,edificioo estructura.
L.-t
l)-t
1a-{
t.-a
TABLA 1.- Frecuenciamedia anual permitidade rayos directossobre estructurascomunes
Estructufascomunes
Efectosde las tormentas elóctricas
lL-t
Residencia
Daño a instalacióneléctrica.equipoy dañosmaterialesa la
estructura.
Daño limitadoa ob¡etosexpuestosen el punto de incidenciadel
ravo o sobre su travectoria a tierra,
)-,t
Granja
Rie sgo pri nci pal de i ncendi o y potenci al es de paso.
Rie sgo-secundari oderi vado de l a pérdi da de sumi ni stro el éctri co
pr1ql7éó;ndoposibles desperfectos por falla de controles de
léntilación v de suministro de aliriieltos para animales'
t-
punlo de incidenciadel
Tanquesde aguaelevados:metálicos. Daño limitado a objetos expuestos eii:".:él:
posiblesdaños al
así
cómo
a
tierra,
..:i
su
trayectoria
sobre
rayo
o
metál¡cos
Concreto con elementos
eouioode controlde fluio de aqua.
salientes.
Daño a las instalacioneseléctricasy pénieq::ir,l
Edificiosde serviciostales como:
Falla de d ispositi vo s, .o¡t'6:l: B-ór'1e¡€mpb,aÍarmas.
centroscomerciales.
Aseguradoras,
"
aeropuertos,puertosmarítimos,centfos Pérdida.de enlacesde comunicación,falla de computadoras
pérdida
de información.
escuelas,
de espectáculos,
estacionamientos,centros deportiv'os;
estac¡onesde autobuses,estaciojrlil"de'
trenes,estacionesde tren ligero¡¡r¡.'. '.
" :.:'
metroDolitano.
'i:
Fállade equipode terapiaintensiva'
Hosp¡tal
Daño a la5 instalacioneseléctricasy pánicti;
Asilo
Fallade dispositivosde control, por ejemftloalarmas'
Reclusorio
de computadoras y
Pérdida de enlaces de comunicaciónr'',;,¡¿¡¡u
oérdidade información.
variandodesde
Efectos diversosdependientesdél::dÓntenido,
lndustr¡atales como:
ensambladoras,meÁó:'1.'::,laEta:iinela bte y pérd id a de orodI 91ió n'
Máquinasherramientas,
1ilc
text¡1,papelera,manufactura,
no inflamable,fábrica
almacenamiento
de conductores,fábricade
armadoequipode
electrodomésticos,
cómputo,muebles,artefactos
eléctr¡cos,curtidurías,agrícola,
cementeras,caleras,laboratoriosy
Dlantasbioouímicas.ootabilizadoras,
Pérdidade vestiqiosculturalesirremplazables
Museosy sitios arqueológicos
pérdidaspor daños a la electrónica,
inaceptables,
Interrupciones
Edificiosde telecomunicaciones
altos costosde reparacióny pérdidaspor falta de continuidadde
Véasenota
servicio,
Frecuencia
lN¿l
0,04
o,o2
0 , 04
o,o2
o,o2
0 , 01
o,o2
o,o2
NOTAS
densidad,alturay área
para cualquierestructuracomún debe evaluarseel nivel de riesgoen función de su localización,
1
equivalentede captura,para decidirla protección.
pa¡¿ estructuras en zonas con densidad de rayos a t¡erra mayor a 2, y si el techo de la construcción es de material
2
inflamable(maderao paia),debe instalarseun SEPTE.
J
l-L-
NMX-J-549-ANCE-2005
11 1 1 3 1
4 .2.3
Área equivalentede captura
de capturase clasificany se calculande la forma siguiente:
Las áreasequivalentes
Para una estructuraaisladaubicadaen terreno plano, con techo plano y de dos
aguas,se calculancon las ecuacionessiguientes:
a)
Ae = áb + 6h(a+ b)+ 9nh2, véasefigura 2a
(4-21
Ae = ab + 6hb + 9¡h2, véase figura2b
(4-3)
En donde:
A"
a
b
á
es el área equivalentede captura, en m2;
es long¡tudde uno de los ladosde la estructura'en m;
es la longitud del otro lado de la estructuraen m; y
es la alturade la estructuraen m.
Para una eqt?ucturaaisladaubicada en terreno irregular,se calcula el área con la
ecuaciónsiguiente,véasefigura3a, figura3b, figura 3c y figura3d:
(4-41
9lüh3.
A",,+'¿6+ 6he(a,,+.'$,+
b
he
es el área equivalentede captura, en m2;
es |ongit uddeunodet osl á d o s d e | a e s t r U c t U r a , e n m ;
es la lonjitud-del otro lado de la estructura' en m; y
es la altura eOüfualentede la estructuraen el terreno irregull¡r:en m
t'"'l¡¡¡"i¡l¡''l'tl'
,'::::::';,-
con otras adyacentdü,se calculan primero las distancias
Para una estruci'
con la ecuaciónsiguientey posteriormenteel área equivalentede
correspondientes
captura:
_ _ d+3(h"-h)
As-
(4-5)
2
En donde:
Xs
hs
h
d
!-J
-l
:r
:r
¡¿--r
l¿¡I
:ll¿,--.r
:ll¿-r
:l
:lr-J
l
:l
:l
-l
fÉf
l-..¡
¡d,-l
l--f
:r
L-r
En donde:
A"
La-I
l¿.¡
proteger debe considerarla altura de todos los equipos
NOTA - La altura /, total de la estructura o Jifi"iu
"
instaladossobretecho. :,::,:t',:::'::
b)
:ll-..1
_l
l--I
:l
l-..I
:l
es la distanciaequivalente,en m;
es la altúradel objetovecino, en m;
es la altura de la estructura baio consideración,en m; y
es la distanc¡ahorizontalentre la estructuray el obieto vecino, en m.
Los objetos vecinos influyen de manera significativasobre el área equivalentecuando las distancias
entre eflos y la estructura son menores que 3(h + h"). En este caso, si las áreas equivalentesde la
estructura y de los objetos vecinos se traslapan,el área equivalenteAe sE calcula mediante el área
resultante en la intersección de las líneas perpendicularesa la ,líneade trazado entre el objeto a
protegersey el objeto vecino a una distanciaequivalente,véase figura 4a y figura 4b para cada uno de
los objetos vec¡nos.
:l
l--I
:r
¡d-I
L
a-a
lv
l_
)-t
l)-t
N M X - J - 5 4 9 - AN C E- 2 0 0 5
121131
t:
)-t
l_
)¿
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lt-I
l_
a-t
fa-t
lL-a
l_
a¿
1a-t
la-t
LV
l_
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L-{
l_
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L)-r
H
)-t
l:>-t
L)-1:
)-a
La-{
La-J
La-J
l:a-t
La¿
la-t
lé
FfGURA2a.- A¡eade captura equivalentepara una estructuracon techo plano y terreno plano
I
=
NMX-J-549-ANCE-2005
1 3 /1 3 1
5Í
J
d
c
I
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q
q
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q
q
F
:.'.¡
_.',]
=.
E
c
E
E
E
t
t
E
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E
E
d
d
F|GURA2b.- A¡eade capturaequivalentepara una estructura
con techo de dos aguas y en terreno plano
d
E
d
E
L
l-¿
L-
N M X - J - 5 4 9- AN C E- 2 0 0 5
141131
l'-l
l-:
a-¿
La---l
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1 :3
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LL-l
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l-l
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L.J
La¿¿
FIGURA3a.- Área de captura equ¡valentepara una estructuraen terreno irregular
t-_
t-J
l_
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l_a-¿
LL_
La.-a
LL'
a-¿
La-I
1 :3 ¿'
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1.3,1
l-,.J
t_
f---¿
l_
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l-a--¿
a--J
a-J
l-¿
J--l
I
FIGURA3b.- Área de captura equ¡valentepara una estructuraen terreno irregular
J
=
NMX-J-549-ANCE-2005
1 5 /1 3 1
=
¡-r
-J
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¡-¡
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-J
-J
-J
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Lr
I-J
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FIGURA3c.- Área de captura equivalentepara una estructuraen terreno irregular
:l
-J
-J
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¡-l
I
¡,-J
L
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L_
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LlL4"
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N M X - J - 5 4 9- AN C E- 2 0 0 5
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J-¿
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Descripción
h= he
a1¿
FIGURA3d.- Área de captura equ¡valentepara una estructuraen terreno irregular
l¿)
J¿
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I
NMX-J-549-ANCE-2005
171131
+
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¡.¡-r
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H-r
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'
't.xs¡l
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t
rl
i
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FIGURA 4a.- Area de captura equ¡valentepara una estructura con objetos vec¡nos
L
a-J
t_a-,J
La-J
NMX-J-549-ANCE-2005
1 8 /1 3 1
l_
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L)_¿
l:a-J
LL_
a-¿
)-J
Lra
FIGURA4b.- Área de captura equ¡valentepara una estructuracon objetosvecinos
NMX-J-549-ANCE-2005
19 /13 1
4.2.4
Evaluaciónde la necesidadde protección
Una vez estimado el valor y'úodebe compararsecon el valor de la frecuenciamedia anual permitida/ú¿
lo siguiente:
(tabla1) paraevaluarla necesidadde protección,considerando
a)
si /t/o(estimado)es < /úd (tabla 1, valor permitido),el SEPTEes opcional.
que, aún
Esta condiciónsignificaque el SEPTEpuedeo no instalarse.Sin embargo,debe considerarse
que
un rayo incida
cuandoel riesgoestimadosea menor que el riesgopermitido,existela posibilidadde
sobre la estructuraque no tiene un SEPTE.
b)
si /úo(estimado)es > /úd (tabla 1, valor permitido)debe instalarseun SEPTE.
En caso de instalarun SEPTE,debe hacersede acuerdocon 4.3.
La seleccióndel nivel de protecc¡óna utilizarseen el diseño para la ubicacióny altura de las terminales
aéreasdependedel tipo y uso de la estructura:c,a,terfire:alo indicadoen la tabla 2.
protecciónSipfg, la proteccióndebe ser integral,por lo
Cuandose instaleo no un sistema
"*r"rÁ'Á'dl"
del
que en cualquiercaso debe instalarse
u.nsistema interno de protecciónSIPTE,independientemente
y
su
contenido.
edificio
tipo de estructurao
4 .3
Diseñodel sistemaextetnode Dinieoci:óI"SEPTE
onformana un SEPTEson los siguientes:
terminales aéreas,
conductores:debaiada,Y
sistema de Éúesta a tierra.
dependen del nivel de protecc¡ón
El número y ubicación de las termiiiüles aéreas de un SEP,"Ef"
y de la aplicacióndel métodode la esferarodante,indicadoen 4.3.1,
seleccionado
El número y ubicación de los conductores de bajada dependen del tipo de sistema de protección
seleccionado,que puede ser aisladoo no aislado'
El número de los electrodosde puesta a tierra (ya sea individualo en arreglo)es el que determina el
a tierraindicadoen 4'3.4.
cumpfimientodel valor de resistencia
4.3.1
Método de la esferarodante
El método de la esfera rodante consiste en rodar una esfera imaginariasobre tierra, alrededory por
encima de la instalacióna proteger o cualquierotro objeto en contacto con la tierra, capaz de actuar
como un punto de intercepciónde la corrientede rayo. La esferaimaginariadebe rodarse(desdeel nivel
de tierra)hacia la estructuraa protegere instalaruna terminalaéreaen el primer punto de contacto con
la estructura,véasefigura 5.
NMX-J-549-ANCE-2005
201131
l.J
L:
)-J
1)¿
LV
tV
lt-.¡
L
H
t:
a-J
L
a-J
L
r-.¡
L
r-J
ta-J
L
¡--J
Esta primeraterminal aérea se conoce como pivote, cuya altura debe ser suficiente para que la esfera
pivote'
no toque la estructuracuando ésta se apoye sobre tierra y sobre la punta de la terminal aérea
Una vez especificadoel primer punto de sacrificiopara la corrientede rayo, debe rodarsela esfera.por
de
encima de la terminal aérea pivote y hacia el techo de la estructurae instalarseuna terminal aérea
a
intercepciónen todos aquellospuntos donde la esfera imaginariatoque la estructurao edificio
proteger,véasefigura b. Este procesodebe mantenersehasta cubrir la totalidad del edificio o estructura
protegido.
u protug"r. El espaciocomprendidobajo el rodamientode la esfera representael volumen
En caso de no poder ut¡l¡zarun método gráfico para rodar la esfera rodanteimaginaria,como el descrito
en el párrafoanterior,puedenutilizarselas ecuacionesindicadasen el ApéndiceA para definirla altura,
posiciónde las terminalesaéreasde intercepciónde la corrientede rayo y el área proteg¡da'
TABLA 2.- Nivel de protección
Efectosde las tormontas eléctricas
Estructurascomunes
equipo y daños
Daño a.....insta1ácifuii:rr'rrrd'lécüica,
Residencia
mater¡áiüsta'iaestructura. ":'"':"'.:,::
.
Daño':iimitadoa objetos expuestós:ie:nel punto de
itilidencia del rayo o sobre su trayectoiia.a tierra
Riesgoprincipalde incendioy potencialesde paso'
Granja
Riesgo secundario derivado de la pérdida de
posibles
provocando
eléctrico
suministro
desperfectos por falla de controles de Vgntitacióny
los animáles'
de suministrode al,irftcnto$,párat.
en el p+¡'rrtit'de
a
obietos
limitado
eXpuestos
Daño
metálicos
elevados:
Tanquesde agua
elementos metálicos incidenciadel rayo o sobre su trayectoria a tierra, así
Concreto con
como posiblesdaños al eqúlp-ode control dérllujo de
salientes.
Nivel de protecc¡ón
recomendado
i l tól v
ll ó ltl
ilt
a(ru4.
Dáño a lásinstálacioneseléctricas,y pánico. .',
Edificiosde serviciostales comolr.
aseguradoras, centros conierciales, Fallade dispositivosde control.por ejemploalarmas'
aeropuertos,puertos marítimos;centros Pérdida de enlaces de comunicación, falla de
escuelá$,. computadorasy pérdidade información'
espectáculos,
de
estacionam¡entos, centros deportivos...
estacionesde autobuses,estacionesde
trenes, estaciones de tren ligero o
metroDol¡tano.
Fallade equipa,de.rterap¡ar,i¡ntens¡va.
Hospital
Daño a las instalacioneseléctricasy pánico'
Asilos
Fallade dispositivosde control,por ejemploalarmas'
Reclusorio
Pérdida de enlaces de comunicación, falla de
y pérdidade información'
comDutadoras
dependientes del contenido,
diversos
Efectos
lndustria,tales como:
ensambladoras,variando desde menor hasta inaceptabley pérdida
maquinasherramientas,
papelera.
manufactura, de producción.
textil,
almacenamientono inflamable,fábrica
de
fábrica
conductores,
de
electrodomésticos,armado equipo de
artefactos
muebles,
cómputo,
agrícola,
curtidurías,
eléctricos,
cementeras. caleras, laboratorios y
nlantasbioouímicas.ootabilizadoras.
Pérdidade vestigiosculturalesirremplazables
Museosy sitios arqueológicos
inaceptables,perdidaspor daños a la
Interrupciones
Edificios de telecomunicaciones
electrónica,altos costos de reparacióny perdidas
neonómicasoor falta de continuidaden el servicio'
NOTA- El nivel de protección I es el de mayor protecc¡óny el n¡vel do protección lV es el de menor
tóll
ró tl
ll
tótl
protección'
NMX-J-549-ANCE-2005
21 1131
Descripción
Radiode la esferarodante.
rs:
FIGURA5.- Aplicacióndel método de la esferarodantepara def¡n¡rla altura y posiciónde las
terminales aé¡easde inlelcepción de rayo
:: '
:'::
::':
'
de la esfera rodante puede aplicarse sobre cualquier
Por su característicavolumétr¡s¿,e[.,,,método
estructura.El radio de la esfera ro&nte rs se indica en la tabla 3. Elte radio se seleccionade acuerdo
con el nivel de protecciónrecomendadoen la tabla 2.
TABLA 3.- Altura de las tefminales aéreas vort¡c-alesde acuerdo con el nivel de protección para el
método de la esfera rodante
Nivel de
protección
tl
ill
IV
Radio de lá.osfgnilpdanta í'.t su iii.,,,t'.,,' Altuia de lá terminal aéréaa partir del plano a proteger
fhl
de rávo i
corresoondientevalor dé..c,orrie,nte
m
¡ {kA}
r¡ {mJ
20
30
45
60
3
< 20
< 30
10
<4 5
<6 0
16
NOTA - La corriente i {kA} se calcula de acuerdoláll¡p¿¡¿i*,A.;'::piirá el radio r¡ ühl correspondiente.Esta corriente
reDresentael valor mínimo al cual el nivel de protecciónofrece una proteccióneficiente.
La tabla 4 muestra la probabilidadde incidenciade rayos medidos en un cierto tiempo (ocurrencia).
Estos valores de incidencia para la corriente de rayo permiten estimar la eficiencia de un SEPTE,
indicadoen la tabla 5.
rl
TABLA 4.- Probabilidadde incidenciadel rayo de las corrientes de rayo
-
1 o/o
10 o/o
50 o/o
90 o/o
98 oh
de los ravos exceden los
de los ravos exceden los
de los ravos exceden los
de los ravos exceden los
de los rayos exceden los
200
80
28
8
3
KA
kA
kA
kA
kA
L
r-I
t-L-a
NMX-J-549-ANCE-2005
221131
t:
L-a
t:
a-a
t:
L-ta
TABLA 5.- Eficiencia del SEPTE de acuerdo con el nivel de protecc¡ón
tL1
1_
\1
l_
L-a
t:
t.
Nivel de protecc¡ón
Eficiencia del SEPTE
I
tl
lt l
IV
98 o/o
oE
o/^
90 o/o
80 Vo
En la evaluaciónde la protección con el método de la esfera rodante, la altura máxima efectiva de la
terminal aéreaa partir del plano a proteger es igual al radio utilizadopara la esfera rodante como se
ilustraen la figura6. El espaciode protecciónde la terminalaéreapuedeapreciarseen la figura7.
rt_
)-út
)-ta
t_
L1
l_
r--{
La-ü
l:
at-a
t_
)-t
l:
)-l)-t
t:
)-t
l:
)-,t
r
l-t
l:
)-{
l_
)-t
l:
)-a
Lr--¡
La-t
L)-{
1:
r--{
l:
La-{
(a) ht :
rs
(b) ht > r.
Descripción
Espacioa proteger.
Planode referencia.
Radiode la esferarodante,de acuerdoa la tabla 3.
fsi
Longituddel áreaa protegerse.
OC:
Puntomás alto de la terminalaéreaverticalu hor¡zontal.
A:
Altura de la terminalaéreasobreel planode referencia.
hr i
1:
2:
La longitudhr - rs €t'tla opción (b) no proporcionaprotecciónadicional.
FIGURA6.- Altura máxima efectiva de una terminalaéreaa part¡rdel plano a proteger
NMX,J-549-ANCE-2005
231131
Terminalaérea
'f;
t..
hr
\
I
,
.J
I
I
I
t
\
\-
,
,
,\
hr
I
'-d
---------cJ
( a)
'l
(b)
,, ::... i
Descripción
rsi
Radiode la esfera rodante, de acuerdoa la tabla 3.
Altura de la termiñal aéreasobre el plano de referencia.
ht:
FIGURA7.- Espaciode protección(volumenbajo las líneasdiscontinuas)de una terminalaérea
(a) vertical y (b) hbrizontal ob.tqnidomed¡anteel méta:!ii,,dgta esfera rodante
4.3.2
Terminalesaéreas
Las terminalesaéreas pueden,Áer:
a)
b)
c)
Elementosmetálicosverticales.
CablesaéreosG,ndidoshorizontalmente.
Una combinación'de.ambos.
Las terminales aéreas deben cumplir con las especificacionesindicadás"en el capitulo 6, y pueden
utilizarseen un SEPTEaisladoo no aislado.
El arreglode las terminalesaéreasdebe cumplir con los requisitosindicadosen la tabla 3.
4.3.2.1
Terminales
aéreasen SEPTEaislado
Un SEPTEaisladodebe utilizarsecuandola circulaciónde la corrientede rayo causedaño a la estructura
y exista el riesgode fuego o explosiónya sea por efecto térmico o arco eléctrico.Parael primer caso la
separaciónentre los elementosdel SEPTEy los elementosde la estructura a proteger recubiertacon
materialinflamableo combustibledebenser como mínimode 0,1 m; parael segundocaso, es necesario
cumplircon los requisitosde la sección4.3.3.4 para la distanciade seguridad.
4.3.2.2
Terminalesaéreasen SEPTEno aislado
indicadosen 4.4.1.
Un SEPTEno aisladodebe cumplircon los requisitosde uniónequ¡potencial
L
)-,
LL-¡
t_
t_
t_
)-a
NMX-J-549-ANCE-2005
241131
l---l
Númeroy ublcaciónde terminales
)-,
4.3.2.3
L:
)-a
Existenelementosde la estructurao edificio que por ser metálicosy estar por enc¡made los objetos a
proteger pueden considerarseen el diseño como terminates aéreas naturales para interceptar la
corriente de rayo, a pesar de no haber sido diseñadospara tal fin. Estos elementosnaturalespueden
barandillas,tubos metálicos,etc., generalmenteubicadosen
ser, hojas metálicas,ornamentaciones,
techosy fachadas,y debencumplirlas condicionessiguientes:
L_
)-l
L:
)J
t_
)-t
LL-l
t),-.t
LLLL:
L:
L:
L:
L:
J,,-,-t
L-l
¡--l
l,-5
a)
b)
c)
d)
La probabilidad del número de impactos sobre las terminales aéreas es mayor con su altura,
en la trayectoriade rayosde mayor intens¡dad'Por
de interponerse
aumentandotambiénla probabilidad
lo tanto, es recomendableque la altura de las terminalesesté limitada a 3 m por encima del objeto a
proteger,verificandoen todo momento la coberturade protecciónen el diseño.
deben calcula¡sede acuerdo con su posicióny nivel de
El número y ubicaciónde las terminanes:aéreas
general,para cualquieredificio o estructura,existen dos niveles
protección,como se indica en 4.3;:,1'::;'En
de referenciaen donde debe aplicarsela esfera rodante: (a) el nivel del techo-.y (b) el nivel del piso
alrededordel edificio o estructura,como se indica en forma genéricaen la figura 5, El cálculo del
número y ubicación de las teiminales aéreas deben cumplir los pun!.gssiguientes,de acuerdo con la
alturadel edificioo estructura:
)-f
L.J
)--t
Eléctricamentecontinuosen todas sus partes'
de materialaislante'
No tener revest¡m¡entos
Estarsólidamenteconectadosal sistemade puesta a tierra.
indicadasen 6.
Cumplircon las especificaciones
1)
que 20 m, el número y
o:.,éstructura:se3,:rneñor
Cuando la allura de| eüliÁtieit.a,
edificio
obtenidas al rodar la
el
techo
del
terminales
aéreas
ubicación de las
9n
para asegurarla
protección,
nivel
al
de
es
suficiente
esfera rod,antecorrespondienté
proteccióndeséarda.
del edificio o estructurasea mayor que 20 m pero menor o igual
Cuando lar,,ráltura
que 6O m, dáben instalarse,adicionala las terminalesaéreasen el nivel del techo
(obtenidas al"'íadar la esfera rodante céirespondiente al nivel de protección),
conductoreshorizóntalesalrededordel edificio formando lazos cerradosa cada 2O
m de aftura,como se indicaen 4';3!3.3.2 y la figura 13.
Cuando la altura del edificio o estructura sea mayor que 6O m, las terminales
aéreas en el nivel del techo deben calcularse con un nivel I de protección'
debeninstalarseconductoreshorizontales(anillosequ¡potenciales)
Adicionalmente,
alrededordel edificio formando lazos cerradospor lo menos a cada 45 m de altura,
en forma similara lo indicadoen la figura 13.
Cuando el edificio o estructura sea de acero estructural eléctricamentecontinuo,
no es necesarioinstalar los conductoreshorizontales(anillos equipotenciales)
mencionadosen los incisos anteriores;en este caso, es suficienteasegurarla
conexiónentre los cimientosde la estructuray el SPT.
NOTA - Para el caso de fachadas a base de elementos metálicos,éstos pueden utilizarsecomo
terminalesaéreasnaturales,siemprey cuando cumplancon lo establecidoen el capítulo6, por lo que
eerradosalrededordel
no es necesarioutilizar los conductoreshorizontales(anillosequipotenciales)
edificio,
NMX-J-549-ANCE-2005
251131
5)
alturas hasta 60 m, debe instalarsecomo
Para torres de telecomunicaciones_con
mínimo una terminal aéreaen la parte más alta de la misma, con una altura mínima
de 2 m sobre los objetos o equipos (generalmenteantenas)más altos adheridosa
la torre y a una separacióncomo mínimo de 0,8 m de dichos objetos o equipos.
Cuando dichos objetos o equipos se encuentren fuera del cuerpo de la torre
(principalmenteen partes intermediasde la torre) y ésta tenga una altura mayor
que 60 m, deben utilizarseterminatesaéreas horizontalesadicionales,como se
muestraen la figura 8. En el caso de que la densidadde descargasde rayosa tierra
sea mayor que 2 rayos/km2/año,debe revisarselos elementosde protección con
base en el método de la esfera rodante.La distanciamínima de separaciónentre la
terminal aérea horizontaly los objetos o equipos a proteger debe ser de O,8 m.
Véasefigura8.
6)
El criterio de ubicaciónde terminalesaéreashorizontalesindicadasen el inciso (5)
debe aplicarsepara la protección de equipo instalado sobre la parte exterior de
paredes y muros de edificios (por ejemplo, video cámaras) cuando dicho equipo
quede fuera del volumen de protección al rodar la esfera rodante desde el suelo
hasta el edificioo esüuctura.
Termiiial aéreavertical
(Aplica para,,,eualqüier
altura de la torrel
: .
Ad> 0, 8m
..:.::..:
Ad > O,gnt '
A d > 0 ,8 m
FIGURA8.- Arreglotípico de ubicaciónde terminalesaéreasverticalesy horizontalespara torres
L
|-a
L-
NMX-J-549-ANCE-2005
26t13',1
l-¡
1_
l-a
L_
)-,
L),,-a
4 .3.3
Se permiteque el conductorde bajadase forme por algunode los elementossiguientes:
L_
L-a
L
t---¡
l_
r--a
L:
L--a
La-a
L
L_
Conductoresde bajada
a)
b)
c)
d)
Una solera.
Una barraredonda.
Un cable.
Un componentenatural(aceroestructuralo de refuerzo).
indicadasen el Capitulo6.
Los conductoresde bajadadebencumplircon las especificaciones
4.3.3.1
Requisitos
En el diseñodel SEPTE,los conductoresde bajadadebencumplircon lo siguiente:
t--J
1)
t_
a-a
'--{
2l
l_
3)
4l
L-d
LL)-{
l--d
t_
t_
t_t_
L-/
4.g.3.2
Distribuirseuniformementea lo largo del perímetrode la estructurao edificio
más simétricaposible.
medianteuna configuración'lo
Conectarsea- los elementos del sistema de puesta a tierra SPT a través de la
trayectoriamás corta.
Conectarsea las terminalesaéreasy al SPTde manerafirme y permanente.
de equipocon
Ubicarselo más alejadoposiblede circuitoseléctricos,electrónicos,
y
puertas
y
ventanas.
para
personal
de
el
accesos
explosión,
fuego
o
de
riesgo
Conductoresde bajadanaturales
Las partes de una estructura que pueden considerarsecomo conductoresde bajada naturalesson las
siguientes:
L-¿
)-{
L-4
1_
)-{
Ll-d
t_
L-¿
L)-¿
L'
)-¿
t:
t_
a-¿
t:
)-.J
a-J
L:
.--¿
La-r'
t:
t:
a-¿
a)
b)
(columnasy trabes)de la estructura.
Elementosmetál¡cosestructurales
El acero de refuezo de la estructurasiempre y cuando cuente con unionesmecánicas
o soldadas, excepto para elementos prefabricadosque no garanticen la continuidad
eléctricaentre sus partes.
La figura 9 ilustra un ejemplode conductoresde bajadanaturalesen una estructurade concretocon
acero de refuerzopara uso industrial.Al igual que para los conductoresde bajadadedicadoscomo los
que se indican en 4.3.3, el conductor de baiada natural debe conectarsecon las terminalesaéreas y
con el sistemade puesta a tierra,
J
J
NMX-J-549-ANCE-2005
211131
DescriPción
.',,a.'':'
en pasamuro.
1:
Conductordel S,EPTE
.i-:
2:
Columnade coÍcreto con acero de refuerzo.
3:
Muro de concrgtó con acero de refuerzo.
'
acerode refuerzo.
4:
Cimentación.sgn
....,'::'. 'r" ,.,t......
FIGURA9.- ConductarcálÁÁbajada naturales utilizando el acero de refuerzo de las
columnas de concreto en una ostructura o edificio
4.3.3.3
Trayectoriasde,,fésconductoresde bajaday radiosde curvatuia
Las rutas ubicadasen zonas de ti&sito de personasdeben evitarsecomo se indica en la figura 10 y
figura 1Oay debe cumplirsela distanciamínimade seguridad,como se indicaen la figura 11, para el
caso en que la ruta indicadaen la figura 1O no puedarealizarse.
No recomendado
ae-
Recomendado
FIGURA1O.-Ruta recomendadapara conductoresde bajadaen edificioscon geometrías
comple¡ascomo la indicadacon tránsito de personas
tl.f
JF-l
J¡-{
V
NMX-J-549-ANCE-2005
l:
a-J
28t13',1
t-a-J
t:
a-l_
t-J
l-a-{
tl:a-t
V
r
a¿
lé
l_
|-{
l.t
Descripción
Distanciade seguridad.
Longitud del conductor de bajada'
/:
NOTA - La alturade la personacon la mano alzadase considerade 2,5 m
FIGURA10a.-Distanciade segur¡dadpara elcaso de un-conductorde baiadaen ed¡fic¡oscon
geometfías complejas
l_
L_
L-{
l:
l-t
l-r-{
l:
r--{
--{
t)-t
l:
a--{
La-t
La-t
l:
a-L)-.La-t
La-.L_
)-l:
a-l:
l-a-t
l_I.--
La posicióny distanciaentre los conductoresde bajadaen las estructuraso edificiosdebencumplircon
la distanciamínimade seguridadindicadaen 4'3.3'4'
El radio de curvaturadel conductorde bajadaen trayectoriasverticalesy horizontalesdebe ser mayor o
igual a 2OOmm. La figura 11 ilustra el tratam¡entode los radiosde curvaturadel conductor de baiada'
La figura 12 ilustra la trayectoriaque debe seguir el conductor de bajadaen marquesinasy pretiles' La
separacióndz debe cumplirla d¡stanc¡ade seguridadconformea lo indicadoen 4.3.3.4.
NOTA - considerarel efecto de la ranuraen las propiedadesmecánicasdel mástil'
J
H.
NMX-J-549-ANCE-2005
291131
Jr-¿{
J¡.¡{
J
Jl¿{
J
lrr
J
J¡¿¡
JErr
J
-l
_l
f.¿r|
f
../
Conductor a
eterminal
aérea.¡"
l¿I
L¿-I
g,I
bajadá
::- 'a::,:.'
Descripción
r:
Radiomínimode curvatura.
FIGURA11 .- Arreglotípico de un conductorde bajadacumpliendocon el radio de curvaturapara un
mást¡l soporte para term¡nalaérea
'=..-
L= d r* d z * d s
F|GURA 12.-Trayectorias para los conductores de bajada del SEPTE en marquesinas y pretiles
tr
l:
r-.Í
É
É
É
ilMX-J-549-ANCE-20()5
30/131
4-3.3.3.1
aislado
Terminales aéreas y conductores de bajada para un sistema externo de protección SEPTE
Las temrinales aéreas y conductores de bajada deben mantener la distancia de seguridad s a las partes
metálicas de la instalación y deben cumplirse los siguientes puntos, según sea el caso:
a)
É
E
E
b
b)
c)
d)
e)
V
L¡-r
t:
t
Si las terminalesaéreas son independientesy separadasde la estructura, debe
utilizarsecuando menos un conductorde bajadapor cada terminalaérea.
Si las terminalesaéreas son independientesy montadas en forma aisladade la
estructura, debe utilizarse cuando menos un conductor de bajada por cada
terminalaérea.
Si las terminales aéreas forman una red de conductores hoiizontalesy están
montadasen mástilesseparadosde la estructura,debe instalarsepor lo menosun
conductorde bajadapor cada mástil soporte.
Si las terminales aéreas forman una red de conductores horizontalesy están
montadasde forma aisladasobre la estructura,debe instalarsepor lo menos un
conductorde bajadapor cada mástil soporte.
A nivel de suelo, los,cqlductoréb,:det:bajada
deben interconectarseal SPT. Parael
caso de un solo.etinductorde bajada,et'SPT debe estar formado por al menos un
y conforme a lo indicadoen 4.3.4
arreglode 3 e-li!ótrodos
4.3.3.3.2 Terminalesaéreas y óonductoresde bajada para un sistema externo de protección SEPTE
no aislado
Las terminales aéreas y tos cOnductoresdg,:bajaa¡....ben¡eetá, conectados a nivel de techo. A nivel de
suelo, los conductoresde bajada deben interconectarse
al SPT. Cuando las condicionesfísicas del
edificio o estructura no permitan esta conexión a nivel de suelo debe utilizarseel acero de refuerzoo
estructuralde la cimentaciónpara lograr esta conexión.Además deben c,umplirselos siguientespuntos,
segúnsea el caso:
a)
formado por una sola terminalaérea, deben utilizarsedos o más
Si el SEPTE,':está
conductoresde bajada,
b)
Si el SEPTEestáformadoporterminales
aére€shorizontales,
doso
debenutilizarse
másconduc,or""
OU.,,n"ruO".
,,,
c)
d)
e)
Los conductoresde ba;jÁ:da:,,debqn
r*tár distribuidosde acuerdocon la tabla 6. Los
conductoresde bajadadebenestar ubicadoscercade cada una de las esquinasde
fa estructura,aplicandolos criteriosindicadosen 4.3.3.2.
Si la pared de la estructuraestá hecha de materialinflamable,los conductoresde
bajadadebenubicarsea una distanciamayora 0,1 m del elementoa proteger.
Los conductores de bajada deben conectarse con los conductores horizontales
alrededorde la estructurao edificiodefinidosen 4.3.2.3 incisos2) y 3).
NMX-J-549-ANCE-2005
311131
--'1
Descripción
,,tr.:r,::.',.'
Terminalaérea.vertical.
1:
Terminal aérea:h'i>rizontal.
2:
Conductor debal' a.
3:
4:
SPT.
'i'.',,..,,.,
.
de techo.
5:
Conexiónde terminalés:fqeasV conductoresde baiadtl.':á:'¡ivel
NOTA - Se indicauna solaterminalaéreaveriicalpor motivosde claridadén:éldibujo.
FIGURA13.-Arreglofísico representativode la conexiónentreterm¡natesaéreas,conductoresde
bajaday un arreglocerradodelsistema de puestaa t¡erraen un edificio con d¡ferentesalturas
en el techo y para un s¡stemano a¡sladode protección
do entre conductoresde bajadacont¡guadebe cumplircon los requisitos
La distanciade separación
indicados
en la tabla6.
TABLA 6.- Distancia promedio de separaciónentre los conductores de baiada
cont¡guo de acuerdo al nivel de protección
Nivel de
nrnfacción
tl
ill
IV
Distanciapromedio
m
10
15
20
25
f_
rt:
r-{
NMX-J-549-ANCE-2005
321131
a--
fa--
E
4.3.3.4
Distanciade seguridad
La distanciade seguridads debe calcularsede acuerdoa la siguienteecuación:
l---
rr
.k
s = k,*t
'k-
--1
d >s
¡-{
r-
t
rt_
r
(4_6)
En donde:
s
d
k¡
k"
kn
I
es la distanciade seguridad,en m;
es la distanciaentre los elementosa evaluar,en m;
dependedel nivel de protección seleccionadodel SEPTE,véase tabla 7;
véasefigura 14, figura 15 y figura 16;
dependede la configuracióndimensional,
dependedel materialde separación(aireo sólido).véasetabla 8; y
es la longituddel conductorde bajadadesdeel punto de ubicacióndel elementoa evaluara tierra,en m.
a--
rr-{
rH
TABLA 7.- Valores de ki para el deéto de proximidad de las instalacionesy el SEPTE
Nivel de
orotección
I
tl
lll v ]V
Coeficiente
kt
0.1
0.075
o.o5
TABLA 8.- Valoresrde*- para el efecto 6e proxfmidád de las instalacionesy e¡ SEPTE
Material de
seoaración
Aire
Sólido
Coeficiente
k^
ln
0,5
NMX-J-549-ANCE-2005
3 3 /13 1
Instal aci óno
lfnea de metal
,'tlt.tttt¡.¡¡:,
Descripción
Distanciade sqgúridad,en m.
sj
LonOituddel $nductor de baiadadesde el punto d::ubl.""lól:.1¡1,.!"tento
l:
a evaluara tierra, en m.
...........¡....l.l.::;.]::]'::::
FIGURA 14.-Yalw.d$ coefid
o dos conductores de bajada
ffi::,;iiaiá.un
k" = 0,66
Descripción
Distanciade seguridad,en m
s
I
Longitud del conductor de bajadadesde el punto de ubicacióndel elemento a evaluara t¡erra, en m
FIGURA15.-Valor del coeficientekc para tres o cuatro conductoresde bajada
r
f-.f
l-_
L4
NMX-J-549-ANCE-2005
341131
t:
r-i|
t:
r--r|
l:
f.-¡il
t_
a-t
l_
LJ
tf-rl
l_a-t
1.-a
ta-t
l_
)-t
lV
k" : O,44
Descripción
Distanciade segur¡dad,en m.
s.'
Longitud det co;ductor Ae ¡ah¿a desde el punto de ubicacióndeielemento a evaluar a t¡erra, en m.
l:
de baiada
FIGURA16.-Valor delcoeficiente kc para más de cuatrq,,,conductores
4.3.4
Sistema de puesta a t¡erra (SFTJ,,,,,,,,,.,,,,.,
,, ,,,
Desde el punto de vista de proteccióncontra tormentas eléctricasdebe utilizarseun SPT que minimice
los potenciales de paso y contacto para reducir riesgos de electrocucióny la formación de arcos
lateralesentre partes metálicasque pongan en peligro al personaly al equipo en la trayectoria de los
conductoresde bajada.
El spT debe ¡ntegrarsepor un arreglode 3 electrodospor cada conductor de bajadacuando éstos no se
interconectenentre sí por medio de un conductorenterrado.Cuandolos electrodosde puestaa tierra de
los conductoresde bajada se interconectenentre sí mediante un conductor enterradopuede utilizarse
un arreglode uno o más electrodosde puestaa tierra.
(sPTE,sistemas
El spT debe integrar,incluir e interconectartodos los sistemasdentro de la instalación
equipotenc¡al.
unión
4.4.1
Véase
entre
otros).
de energíaeléctrica,sistemasde telecomunicaciones,
que el valor
Con el fin de mantenerla elevaciónde potencialdel SPT a nivelesseguros,se recomienda
debe
resistencia
que
valor
de
Este
1O
O.
mayores
no
de la resistenciaa tlerra se mantengaen niveles
encuentren
no
se
éstos
cuando
por
baiada,
de
conductor
cumplirsepara cada arreglo de 3 electrodos
interconectados.
J
¡i-l
NMX-J-549-ANCE-2005
3 5 /13 1
JdJ
J
r.J.¡
J
r¿.1
Los elementosque debenformar un SPT son:
a)
b)
c)
d)
4.3.4.1
hJ-I
Electrodos
de puestaa tierra
En general, un electrodo de puesta a tierra puede ser de cualquiert¡po y forma, siempre y cuando
cumplacon los requisitossiguientes:
a)
b)
c)
d)
e)
Ser metálico.
a tierra,como el que se estableceen 4.3.4.
Teneruna bajaresistencia
Cumplircon las característicasindicadasen el Capítulo6.
gr elernentoscontaminantesal medio ambiente.
Sus componentesno dehg
por.V,g{i6é€ementos
metálicoséstos deben estar unidos por medio de
Los formados
soldadura.
4.3.4.2
::i
Electrodosde puestará::tierracomunes
a)
b)
c)
d)
4.3.4.3
'"t
,..,,,,-,,,.
.
Verticales(varillas,tubos, conductoresplanos).
Horizontales(tubos, cables o conductoresplanos colocadosen forma radial o en
anillo).
Los formados por los cimientosde las estructuras(naturales).
Placasy mallas.
Diseñodel SPT
d)
Etestudiodetterreno,r";í¿iilNüli".e
J
l-{
-l
l-l
_l
¡-{
_l
t-{
-l
t-{
_l
_l
_l
_l
f--I
_l
tL¡
lr{
_r
¡-f
.,..,,
Los factores que deben considerarsepara el diseñode un SPT, sgn:
a)
b)
c)
L--I
L--I
Los electrodosde puestaa tierra utilizadosson los siguientes:
t,.,
_l
J
J*I
JÉ.I
J
rJ.¡
Electrodosde puestaa tierra.
Conductoresdesnudospara unir los electrodos.
Conexionessoldables.
Registros
np¿noiáe
á.
El áreadisponible.
Los aspectos físicos, como obstrucciones,rocas y otros servicios o elementos
enterrados.
La agresividad del suelo sobre los materiales del SPT (corrosión).Véase
Capítulo6.
Los arreglos prácticos para el SPT que pueden utilizarsedependen del espacio disponible y de las
característicaseléctricasdel suelo. La figura 17, figura 18 y figura 19 ilustran algunosarreglostípicos
que puedenutilizarsecomo electrodosde puesta a tierra conectadosa los conductoresde bajada.
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NMX-J-549-ANCE-2005
3 6 /13 1
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L_
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entre
Lazode interconexión
electrodosde puesta a
tierraen cadaconductorde
bajada(electrodohor¡zontal
de puestaa tierra)
l
b)
Registro
Registro
a)
b)
c)
arreglode conductoreshorizontalesy elementosverticales.
arregloen triánguloequ¡láterocon elementosverticales.
electrodo de puesta a tierra vert¡calinterconectadoa otros electrodosde puesta a t¡erra.
Descripción
Longitud del electrodode puesta a t¡erra vert¡cal.
FIGURA17.-Vista de planta de los arreglostípicos para formar el electrodode puestaa t¡erra
que conecta a cada conductor de bajada del SEPTE
La longitud dependedel área
de personas
de congregación
1:
1:
t:
t:
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)-t
)-.t
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l:
g
L)-t
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L..t
l:
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l_
a-t
l_a--
+I
Límite de la
estructura
El númerode patas paralelasdepende
de personas
del áreade congregación
Descripción
L:
Longitud del electrodode puesta a t¡erra vertical'
FIGURA18.-Vista de planta delarreglo del SPT recomendadopara áreasde congregac¡ónde personas
en caso de no poder ¡nstalaruna capa superf¡c¡alde alta res¡st¡v¡dad
NMX-J-549-ANCE-2005
371131
> 0,6m
Descripción
'
h:
Altura.
.,.,-,,L:
Longitud del elOdibdo de puesta a t¡orra vertical.
t"
'.t,.
.: ..
FIGURA 19.-Vista lateral de eriíórramiento de los etectrodos de puesül
4.3,4,4
tierra verticales y horizontales
,";:.;,|t;;t,:;;,;,,
Factores para un SPT..1',:,t:,,,.,a,,:;,.
,,',,.;. ,:t',1r:,,,::,t,
Los factores que deben considerarse para ra ¡nstaiáci¿n de un SPT son:
ili:llili:
,.1.,::,,,.,.,,",:
.¡.
a)
.
.,,.1.1'
La longitud de "los electrodosde puesta a tierra Vgrticalesdebe ser no menor que
2,4o m,
,,,,,,,,:
:.: l,'r
,
',t .,
b)
La distancia m,inimade separaciónentre g'leqfiodosde puesta a tierra verticales
longitud.
debe ser el doblé"r{g:,rsu
c)
El punto de conexión sobró'él'ñiV¿idel suelo entre los conductoresde bajaday los
electrodos de puesta a tierra debe ser permanentepor medio de un proceso de
soldaduraexotérmica,véasefigura 19.
d)
Debe instalarse un registro por cada conductor de bajada para medición,
mínimasde
del SPT con las siguientesdimensiones
comprobacióny mantenimiento
32cmx32cmx32cm.
En caso de utilizartubo, éste debe ser de un diámetro mínimo de 35 cm y 25 cm de
longitud.
e)
Los electrodos de puesta a tierra deben interconectarse entre sí mediante
conductoressin aislamientohorizontalesenterrados,por medio de un proceso de
soldaduraexotérmica, formando una trayectoria lo más cerrada posible alrededor
de la estructura,véasefigura 20.
f)
En la uniónde los elementosdel SPT debe tenerseespecialcuidadopara lograruna
galvánicaentre los materiales.
compatibilidad
L
vr
l_
NMX-J-549-ANCE-2005
38/ 131
l-¿
l_
l-J
t_
v
l_
s)
Los electrodos de puesta a tierra horizontalesdeben instalarse a una distancia de
de 0,6 m o mayores'
1,0 m o mayorque la estructuray a profundidades
h)
El diseño del arreglo del SPT depende de la resistividad del suelo y de las
limitacionesprácticasencontradasen el áreade interés'
Los electrodosde puesta a tierra horizontalesdeben instalarse preferentementepor
debajo de cualquier conjunto de cables directamente enterrados, cables en
canalizacioneso tuberías pertenecientesa servicios que entran o salen de la
estructuray no deben conectarseen su trayectoriaa conductoresenterradosen el
suelo pertenecientea otros servicios.
Cuando se tengan diferentes estructuras en una misma área pertenecientesa
diferentes prop¡etarios,debe instalarseun SPT para cada estructura y evaluar su
compartenservicioso no.
de si las instalaciones
conexión,dependiendo
k)
Para el caso en que exista una elevadaconcentraciónde tránsitode personasen
terreno natural adyacente a la estructura,deben instalarsearreglosadicionalesal
SPT, véase figura 18.'
t).
Si el área adiacente a la estructura está cubierta por una capa de asfalto o
concretodg,por lo menos 0,10 m las personasestaránprotegidascontra el riesgo
de electroc,ución,por lo que no es necesariafa.instalaciónde arreglosadicionales
como el descritoen el punto anterior'
--':: ' '
''''' ""'
de los eleclrodos de púiiéta a tierra debe protegerse contra
La interfase,,:tierla-aire
la corrosiónen el áreadebidoa la reaccióndiferencial.
m)
4.3.4.5
Métodospr¿ctii$ pá;u;qo.i
''laeficienciade un SPT
)
La tubería principaldel servicio'deagua puede interconectarsecon éló los elementosdel SPT, siempre
y cuando sea metálica,se encuentreenterradaen el suelo, se co¡eóte al SPT, forme parte de la unión
entre tramos de tuberías.Las
equipotencialy no tenga discontinüidadesgeneradaspor partes,áÍSlantes
un electrodo de puesta a
ser
uti'lizadas
como
circunstancia,
gas
ninguná
no deben, bajo
tuberías de
tierra
Los cimientosde edificioso estructuraspuedenutilizarsecomo electrodosde puesta a tierra (conocidos
como naturales),los cuales representanun medio auxiliaro complementariode disipacióndel sistema
SPT. La conexión entre ambos sistemasdebe ser permanente.Los cimientos de edificioso estructuras
pueden utilizarsecomo el sistema del SPT, siemprey cuando haya sido diseñadoy construidopara tal
fin.
El uso de rellenos químicos representa una alternativa para reducir la resistencia a tierra de los
electrodosde puesta a tierra en aquelloslugares con resistividadesdel suelo elevadas.Estos rellenos
químicos deben ser inertes al medio ambiente y no dañar a los elementos del SPT por efecto de
corrosión.
NMX-J-549-ANCE-2005
3 9 /13 1
> ,
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/
.1----'
.--Conductorhorizontalde
puestaa tierraen anillo
' - ,iÍ;s' ffÍl$.T
oo
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?,il,""""o
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".\
*\
32 c m
mfnimo
Electrodo
de
puestaá'tieü.a
vertical
32 cm
mínimo:
Electrodode
puesta a tierra
vertical
Detalletípico de registro para electrodode puesta a t¡erra
FIGURA20.- Diagramade conexión de los electrodos de puesta a tierra med¡anteuna trayectoria
cerrada alrededorde la estructura o instalación con registros en las esquinas
4.3.4.6
a tierra
Resistencia
El valor de la resistenciaen el diseño del arreglodel SPT debe ser menor o igual a 1OO.
Parael caso en el que se tengan sistemasde puesta a tierra para diferentesserviciosexistentesdentro
de una misma instalación (sistema de energía eléctrica, sistema de telecomunicaciones,etc.) la
resistenciaa tierra del SPT antes de la conexión con los sistemasexistentesdebe ser menor o igual a
1 0o ,
Antes de diseñarel SPT debe obtenersela resistividaddel suelo,tal y como se indica en el ApéndiceB.
L
V
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NMX-J-549-ANCE-2005
401131
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t)-t
La resistenciaa tierra obtenidaen el diseño siempredebe comprobarsepor medio de medicionesen
campo, aplicandola metodologíaestablecidaen el ApéndiceC.
)-4
l)-t
ta¿
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l)-a
4.3.4.7
Electrodosde puesta a tierra en suelosde alta resist¡vidad
Cuando el suelo es rocoso, resulta muy difícil y costoso obtener valores bajos de resistenc¡aa tierra
medianteun SPT como el indicadoen 4.9.4.4, debidoa los problemasen la obtenciónde la profundidad
de enterramiento,por lo que en este caso no apl¡cael valor máximo de 10 Q, En este caso, debe
tenerse especial cuidado de obtener una superficie equipotencial para reducir las diferencias de
potencialque ponganen riesgoa las personasy al equipo.Algunasmedidasque puedenadoptarsepara
este tipo de suelosson:
l_
la--
a)
l-,
L
l-,-
l)-'t-
ta-t
LV
Arreglo de electrodosde puesta a tierra horizontalesy verticalesformando un lazo
cerrado alrededor de la estructura a la profundidad que el suelo lo permita e
interconectarlocon el acero de refuerzo o estructural de la instalac¡ón.Deben
evitarse en lo posible arregloscon trayectoriasabiertas. En caso de que no sea
posible enterrar dicho arreglo, éste debe ubicarse en contacto directo sobre la
superficiedel suelo rocoso, con una cubi.grtade concreto con el objeto de evitar
un contacto directo con el conductor y ofrecer una
que las personas,',,i'eñgan
proteccióncantiá daño mecánicoy condicionesambientales'
i,,i
b)
de refuerzode los cimientosde la estructuracomo el SPT.
Utilizare!:,acero
c)
o con resistividadesmás
Instalar:únSPT auxiliaren zonas -,qon,suelos.no.rocosos
y
de
la instalaciónmediante
baias cercanasa la instalación conectarloal SPT
que en el inciso (a),
igual
conductoresenterradosde conexión.Se recomienda,al
recubrir los conductores de conexión con concreto cuando sea imposible
instalarlosbajo el suelo'
d)
4.3.4.8
Debe.óonsiderarsela utilizaciónde electrodosde'puesta a t¡erra profundospara los
casos en que sea imperativoobtener un valor de,iésistenciaa tierra menor que 10 Q.
Reduccióndel peligrode choqueeléctrico
a,.:..
-
-,
puesta a
La circulaciónde la corrienteen los conductoresde bajaday en los é'lementosdel sistema de
tierra puede producircondicionesy/o gradientespeligrososque puedenponer en riesgola vida de.los
seres vivos por choque eléctrico. Con el objeto de reducir el peligro de choque eléctrico, deben
cumplirselos requisitossiguientes:
a)
proveer una canalizaciónno metálica con resistenciaa la intemperiesobre la
superficie del conductor de bajada con el objeto de reducir la posibilidadde
contacto accidentalo incidentalde los seresvivos'
b)
lnstalarse los avisos necesarios de precaución con la siguiente leyenda:
debe instalarsea
DE RAYO". La canalización
"PELIGRO:EVENTUALCORRIENTE
y
donde la sección
piso
partir
terminado
del nivel de
una aftura mínimade 2,O m a
interna de la
área
del
transversaldel conductor de bajada representeun tercio
canalización.
c)
Unire|éctricamente(pordebajode|nive|depiso)todoslose|ementosmetá|icosy
acero de refuerzo de la estructura a proteger al SPT, mediante electrodos de
puesta a t¡erra horizontalesa una profundidadmínimade 0,6 m
J
J
NMX-J-549-ANCE-2005 I-J
411131
-l
F-r.l
Instalarun arreglo del SPT como el indicado en la figura 18, o proveer una
superficiede alta resistividaden la zona de tránsito de personasa través de una
capa de concreto de 0,1O m como mínimo o una capa de grava triturada
intermediade 0,10 m cómo mínimo entre el terreno natural y los elementos
enterradosdel sistemade puestaa tierra.
d)
4.3.4.g
a tierradel SPT
de resistencia
Cálculoy mediciones
Respectoal cálculoy medicionesde resistenciaa tierra SPT, véaseApéndiceC,
:t
:t
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Jl-I
J
=
L-.I
-l
=
4.4
Diseñodel sistema internode protecciónSIPTE
4.4.1
(UE)
Uniónequ¡potencial
La UE es un procedimientode control-y seguridad, mediante el cual se logra la igualaciónde los
metálicos de:una instalac¡ón.Esta igualaciónde los
potenc¡alesde todos o parte de lor,,,',:',,éaltémentos
potenc¡alesse efectúa mediantela éonexiónf ísicaa un punto común,
,,,.,:,.,
,,,,,,,.
La función de la unión equipote;ciales reducir las diferenciasde potáñcialgeneradaspor rayo cuando
éste incide en los elementosde intercepciónde un SEPTQ sobr€ o. eñ las cercaníasde la instalacióno
estructura, La diferencia de:,lotenc¡al puede produclr la circulación de corrientes indeseablesy la
generaciónde arcos eléctricosc,o,n,$riesgo de fuegg y explosiónén'átéál peligrosaso bien algún daño
físico tanto a los seresvivos como al equipo.
Una vez lograda la unión equipóiéniá a un punto común, debe realizarseuna conex¡ón entre dicho
punto y la red del SPTde larinstalación.
. ,'
' '
4.4.1.1
Elementosparalograrla UE
la UE son los siguiéñtes:
Los elementosque deben utilizarsepara,ir,lograr
Conductoresde unión.'ló'lt'"aÍiAucioresse utilirá; para interconectardos partes
metálicas.La longitud de estos conductoresde unión debe ser lo más corta
posible y la sección transversaldebe cumplir con los valores indicadosen el
capitulo6.
a)
Barras de unión. Las barras se utilizan para ¡nterconectar, mediante los
conductores de unión, elementos metálicos de diversos sistemas (energía
eléctrica, telecomunicaciones,gas, agua, etc.), así como los elementos
estructuralesmetálicosde la instalacióna un solo punto de unión.
b)
c)
.
Supresoresde sobretensionestransitorias(SSTT). Estos supresoresse utilizanen
los dos casos siguientes:1) para la protección de equipo eléctrico o electrónico
sensible y 2) donde no se permite el uso de conductores de unión, como por
ejemploen la uniónde dos piezasmetálicasaisladasentre sí en tuberíasde gas, y
por restriccionesdel sistemade proteccióncatódica.
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4.4.1.2
UE a nivelexternopara un SEPTEaislado
a)
Mástilesseparadosde la instalacióna proteger.
I-I
I-.I
t-LI
L
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NMX-J-549-ANCE-2005
421131
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l-t
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t_
a-t
La UE entre los elementosdel SEPTEaisladoy la instalacióna protegerdebe
únicamentea niveldel suelo,véasefigura 21 . En esta figurase indicael
real¡zarse
detallegenéricode conexión.
Mástilesmontadossobrela instalacióna proteger'
b)
l.-a
La UE entre los elementosdel SEPTEaisladoy la instalacióna proteger debe
realizarseúnicamentea nivel del suelo,véasefigura 22. La distanciad" indicada
en 4.3.3.3.2 debe cumplirsey la distanciade seguridad"s" entre los elementos
metálicos del SEPTE,y la estructura a proteger debe estar de acuerdo con
4.3.3.4.
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C onductor de ba l ada
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C o n d u c t or d e b a ja d a
Vé a se n o ta 1
V éase nota 1
Reg¡stro para electrodo
de puesta a tierra
Un ió n e q u ip otenci al
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NOTAS
1
2
Los detallestípicos de las conexionesal acero estructuralde la instalaciónse indica en la figura 24' figura
25 y figura 26.
de la figura, no indicaparámetros
La posición,alturay conexiónde las terminalesaéreases representativa
de diseño.
FIGURA21.- Ejemplo de un SEPTEaisladoy separadode la estructuraa proteger,en donde la
unión equipotencialdebe realizarsea nivel de tierra con la estructuraa proteger
J
J
Jt-.-r
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NMX-J-549-ANCE-2005
431131
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Acero de refuerzo
del edificioo estructura
J
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UniónequiPotencial
NOTA- Para el SEPTEa¡slado las termineles a6Íéas y los conductores de bajada deben respetar la distancia de
seguridad"s" indicadaen 4.3.3.4 de los elementosdel SEPTEa la estfuctura.
FfGURA22.- Arreglotípico de la conexión'paralograr la unión equ¡potenc¡al
4.4.1.3
UE a nivel externo:para un SEPTEno aislado
Con un SEPTEno a¡sladocomo medio de protecc¡ón,debe eumplirselos puntos de UE mínimos
siguientes:
_r
_r
F--I
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¡--r
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-r
-r
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¡--
¡-{
1)
2l
3)
Instalar2 placasde unión como mínimo,adheridasal acero de refuerzoo perfil
tanto en azoteascomo en
uniformemente,
metálicode la cimentación,distribuidas
la planta baja o sótano de la instalación,como preparaciónpara la UE, actual o
futura. Véase la figura 24, figura 25 y figura 26.
A nivel del techo, cuando la estructuraa proteger esté parcial o totalmente
cubiertapor elementosmetálicos,debe tenerseespecialcuidadode lograrla UE
entre los elementosdel SEPTEy los elementosmetálicos,con una conexiónfirme
y cont¡nuaal SPT a partirdel punto de la UE. Tratándosede un SEPTEno aislado,
al acero de
los elementosdel SPTEen el nivel del techo deben interconectarse
figura
Véase
27.
refuerzode la instalación.
A nivel del suelo, los elementosmetálicosestructuralesde la instalacióndeben
conectarseal SPT, directamenteo a través de placaso barrasde unión. Véase
figura 23.
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NMX-J-549-ANCE-2005
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c
Descripción
1:
Ter m inalaér ea.
Terminalaéreahorizontal.
2:
Conductorde bajada.
3:
4:
Conductorde anilloequipotencial'
SPT.
5:
Conexiónde terminalesaéreasy conductoresde bajadaa nivel de techo.
6:
]-l
a,-1
FIGURA23.- Diagramaentre los elementosdel SEPTEcon el SPT, para lograr la UE en edificios
o estructurade 60 m o menor, constru¡dade concreto armadoo perf¡lesmetál¡cos
a-,¿
a-J
T.iL
NMX-J-549-ANCE-2005
451131
Columnade
concretoarmado
Varillade refuerzo
estructural
Conexiónsoldable
Barrade unión
Conexiónsoldable
Conductorde cobre
Conexiónsoldable
a placa de tierra
Conductor de cobre
Conexiónal S.P.T.
Zagata de concreto
FfGURA24...:Detalletípico de conex¡ónal acét:ti.derefuerzo
Soporte izquierdo
soldado
FIGURA25.- Detalletípico de conex¡ónal acero de refuerzo(viga de acero)
L
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NMX-J-549-ANCE-2005
46113'l
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o columnade acero
l--ú
Conexión
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Conexiónsoldable
Barrade unión
Conex iónal S, P. T.
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1:
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FIGURA26.- Detalletípico de conex¡ónal acero de refuerzo(ángulo)
Cuandolas partesmetál¡casde la estructura{vigasy trabesde acero)se utilicencomo conductoresde
como un medio para lograrla UE, verificandoque los
bajadanaturales,éstas puedenser consideradas
puntos de un¡ón entre trabes y columnas mantengan continuidad eléctrica y estén f irme y
permanentemente
unidasal SPT.
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Si la instalaciónestá formadade dos o más niveles,debe realizarsela UE en cada uno de los niveles
para los equiposy elementosmetálicosexistentes,así como para los diferentesserviciosque entrany
para lograr la UE deben tener una conexiónfirme y lo más corta
salen. Todas estas interconexiones
posibleal SPT.
Las partesmetál¡casque se encuentrenfuera del volumena proteger,gue no cumplancon la distancia
mínimade seguridado que representenpeligrode electrocuciónpara el personal,deben conectarsea
los elementosdel SEPTEutilizandola trayectoriamás corta posible.En los lugaresen dondeestas partes
o elementos metálicos tengan una trayectoria paralela a los conductores de bajada o columna de la
en cada extremoy a un intervalopromediode 10 m a lo largo de su
debeninterconectarse
estructura,
trayectoria.
J
NMX-J-549-ANCE-2005
471131
Equipoo elemento metálico
ubicado en el techo
Escalerametálica
:t
:T
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=
J
Orilladel techo
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Uniónequipotencial
entre el equipoy el
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NoTAs . . l. . : . . . ' l. ] . . . ' ' . . , . . . .
reilresentativaql.rdel
dibujo; no indica parámetros de
La posición y la altura de,,¡ta¡¡¡1srfi{61!..aérel'r,soln
1
diseño.
2
eleméntos metálicos pueden ser. entre otros, ai¡e-acondicionado,tanque de gas, jaulas
El equipo'];;;o.-los
metálicá; de gervicio,antenasde televisión,satelitaly por cablgf barandales,acero de refuerzo,etc.
FIGURA27.- Ejemploilustrativo de '& UE en la parte externa a nivel,del techo para un SEPTEno a¡slado
t"
t"'
'
Las instalacionesformadas por partes éstructurales(de concreto con acero de refuerzo)de una sola
y ensambladasen sitio de tal maneraque no ex¡sta'ünacontinuidadeléctricaentre
pieza (prefabricadas)
partes
no deben utilizarsecomo conductoresde bajadanaturaleso como un medio para
metálicas,
sus
lograrla uniónequipotencial.
Si la instalaciónestá hechade materialaislante(madera,tablaroca)y se tiene instaladoun SEPTE,debe
comprobarseque se cumpla la distanciaindicadaen 4.3.3.4 entre los conductoresde bajada y el
desdeel punto requeridohastael punto de UE a niveldel suelo.
materialde la instalación,
La UE entre elementos metálicos (sea del SEPTEo no) con el sistema de prótección catódica debe
realizarsecon especialcuidado, bajo la supervisióndel responsabledel sistema de proteccióncatódica,
con el fin de no afectar la operaciónde dicho sistema.
Es importante realizar la UE entre las partes metál¡casde los servicios que entran o salen de la
estructuray el SPT. La omisión de la unión equ¡potenc¡alpuede someter a los elementosmetálicosdel
servicioa posiblesarcos eléctricosa través del suelo, aumentandoel riesgode daño y perforaciones.
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481131
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l--..{
4.4.1.4
UE a nivel¡nterno
La figura 28 ilustraun arregloconceptualde la UE a n¡velinterno.El conceptode UE es radlal,en donde
las barrasde unión deben interconectarseentre sí, sin formar lazos cerradosy conectadosfirmementea
la barrade uniónmaestrao pr¡ncipal,y ésta conectadaal SPT'
Lt-J]
L-
Barrade unión para
pisossuperiores
LJ
L)-.t
L_
r-||
L-
Barrade puesta a t¡erra
para blindajede cables
l-.{
Barrade ouesta a tierra
paraotros equipos
t_
)-{
I)-[
t-
r
J-{
Barrade neutro
Barrade puesta a t¡erra
(equiposelectrónicos)
t- ¡
L)-t
t_
),-.,
L:
Barrade puesta
a t¡erra
)-'f
l:
l*{
l_
l-t
La-¿
t:
)-t
l_
|-LV
t:
)-{
l:
¡..-{
L.-¿
L)-{
l:
L)-{
L¡-d
FIGURA28.- Arreglo conceptualde la UE a nivel interno
La figura 29 ilustraun arreglotípico para la UE a nivel internode una instalaciónconstruidade concreto
armadoo aceroestructural,en donde los serviciosentranen un solo punto, utilizandomás de una barra
de unión para lograrla UE de las diferentespartesinternas.Los requisitossiguientesdebencumplirse,
los cualesestánen la figura 29'
a)
Las dos barraso placasde unión indicanque se puedetener más de una barrade
entre sí y al
unión para lograr la UE a nivel interno,pero siempre¡nterconectadas
pequeñas
para
de
instalaciones
SPT. Este esquema se aplica particularmente
o más
dos
pueden
instalarse
Cuandola instalaciónes grandeo larga,
dimensiones.
ninguna
sin
arregloscomo el indicadoen la figura 28 en forma independiente,
entre barrasprincipales.
interconexión
NMX-J-549-ANCE-2005
491'131
b)
Las conexionesde los diferentesservicioso elementosmetál¡cosen cada barrade
unión debe realizarseen forma radial (un solo punto), sin formar lazos cerrados
entre serviciosque puedangenerarcorrientesindeseables,como se indica en él
arregloconceptualde la figura 28.
c)
La conexiónde los elementosmetálicosen pisos intermedios(punto 9 de la figura
29) puede ser directamente al acero de refuerzo o estructura metálica de la
instalacióno a travésde una o variasbarrasde unióninstaladasen cada piso'
d)
Una barra de unión debe estar siemprelocalizadacerca del tablero principalde
alimentacióneléctrica,donde deben también conectarselos elementosmetálicos
de los serviciosque entrano salen.
L
a-¿
1_r--{
NMX-J-549-ANCE-2005
5 0 /13 1
l:
a-4,
l-a-.{
l_
a-{
t:
a-t
l_
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/-TTI\
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l-_
a-t
l_
a-{
L)-.l:
L_
a-L)-t
l:
)-t
LLa-{
f-t
Descripción
Cablede acometida.
1:
2:
Cablesde puestaa tierra,
e'
Barrasde unión,en donde la barradel lado derechocumplela funciónde barraprincipal.
4i
Tuberíametálicade agua.
Tuberíametálicade gas.
del medidorde gas.
b:
Interconexión
Electrodode puestaa tierra "natural"formadopor los cimientosde la estructura.
Conexiónde los cimientosa la barraprincipal.
Acero de refuerzoentre Pisos.
9:
Tuberíametálicadentrodel edificio.
1 0:
Acero de refuerzode columnas.
1 1:
Sistemade puestaa tierra SPT - Conexiónentre el sistemade puestaa tierra del SEPTEy el electrodo
tzi
de ouestaa tierra de la instalacióneléctrica'
1?'
Medidorde energíaeléctrica.
SSTT.
1 4:
1q'
Electrodode puestaa t¡errade la instalacióneléctrica.
S¡stemade puestaa tierra del SEPTE.
to :
Distanciade seguridad.
s:
',-1
t;
r-_
NOTA - La puestaa tierra de la acometidade energíadebe realizarseal sistemade puestaa tierra de la instalación
eléctricay este sistemadebe estar unido al SPT del SPTE.
a--t
a-{
l_!.-J
t;
.-t
FIGURA29.- Ejemplode UE a nivel interno, en una estructura
Jr*a
J
NMX-J-549-ANCE-2005
5 1/1 3 1
:l
=
4.4.1.5
i.J-I
de telecomunicaciones
UE en instalaciones
La figura 3O ilustra un ejemplo de la UE para un sistema de telecomunicacionescon estructura de
concreto con acero de refuerzo(concretoarmado).En este caso la barra de unión puede sustituirsepor
una placa de mayor tamaño con la cantidad de barrenossuficientes para agrupar varios sistemas y
lograr la UE de los diferentesserviciosque entran.
Para los servicioscomo energíaeléctrica, gas, agua, telefonía,datos, entre otros, se recomiendaque
tengan un punto común de entrada o salida para facilitar la UE a través de barras de unión y su
correspondientepuestaa tierra, véasefigura 29.
A
Rff
¡g
r
Terminalaérea
-l
-l
-l
r.r-.l
-l
ld.l
U.I
:t
LJ.-l
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_l
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_l
_l
r-l
_l
¡--{
_l
_I
_l
_l
b!
¡..J-t
Condlucfo{de bajada
UE entre el SPT y el acero de
refuerzode la caseta
tl€entre el
pa¡¡a¡uros y
...etsPr
:,,,1t".,:*t,':,,,,,,,,,,/t
r.-{
trl
L-{
t-I
l--I
t-I
constru¡dade concretoarmado
FIGURA30.- Ejemplode UE para una estructurade telecomunicaciones
L-l
4.4.1.6
UE y blindajeelectromagnét¡co
Cuando un rayo incide sobre la estructurao edificio, sobre los elementosde intercepcióndel SEPTEo
en las cercaníasdel edificio (hastaunos 10 km), se generancorrientesindeseablesa lo largo de las
partes metálicas,ya sean conducidaso inducidas.La circulaciónde estas corrientesno deseadas
produce diferenciasde potencial entre diversos puntos de la instalacióny campos magnéticos que
pueden afectar los equipos electrónicos sensibles ubicados en la instalación, y generar corrientes
circulantesy potencialesen los circuitos de baja tensión. Estas corrientesno deseadasy sus efectos
adversosno puedenevitarse,pero sí reduc¡rsemediantelas siguientesmedidas:
a)
Aumentar la distanciade separaciónentre los elementosmetálicossusceptiblesde
llevarcorrientede rayo y el equipoa protegerse.
L-r¡
¡.ÉJ
b
l_
r
r
É
É
b
l_
a,-{
l-
t
É
NMX-J-54e-A-.5;?3?
b)
c)
d)
Disminuirel campo eléctricoalrededory al exterior del conductor que lleva la
corriente de rayo.
Definirtrayectoriasde alambradode tal maneraque se reduzcanlos acoplamientos
magnéticos{véasefigura 31), asícomo considerarel blindajede los mismos(véase
figura 321.y
Aplicarmedidasde UE, véasefigura 33.
El inciso a) está relacionado con la posición de los conductores que llevan' corriente de rayo
(conductoresde bajadao acero estructuralde la instalación),así como de la ubicaciónde los equiposa
proteger en la instalación,para lograr que el campo magnéticoque pueda acoplarsea los equipos sea
menor. El inciso b) está relacionadocon todas aquellasmedidasaplicadaspara reducirla magnitudde
los campos eléctricosy magnéticosque pueda acoplarsecon el equipo a proteger,ya'sea por distancia
o por medios de confinamiento.El inciso c) está relacionadocon la definiciónde las trayectoriasdel
y medidasde blindaje,reduciendolas tensionesinducidas
cableadopara reducirel áreade acoplamiento
generadoras
Finalmente,en el incisod), se indicaque la UE proporcionauna
de corrientesindeseables.
potencial
dañinas,reduciendola posibilidadde generarcorrientes
medidade reducciónde diferenciasde
circulantesindeseables
a-{l
lÉ
1:
E
a-{
l:
Deben aplicarse las medidas de reducción de potencialesdañinos y corrientes circulantesindicadas
anteriormente,independientementede.:qúé se tenga insialado o no un SEPTE en la instalación a
proteger.
'':'.,1.'.:,...
la figura 32 debe unirseentre seccionespara el cableadoprincipal
metálicaindicadá,ren
La canalización
una trayectoria de baja impedanciaipara la corriente de rayo que
de la estructura y para suminl,6i;¡lar
para el cableadocontr€
pueda circular por ella. La canálizaciónmetálica proporc]o\a;,;u¡,,,W¡*tén'blindaje
los efectos de acoplamientomag¡éfico. Ninggna.pártg-Oet cábleááo{eláctricoo de señalización)debe
de sobretensióntransitoria (SSTT) deben
estar fuera de la canalización,', át',íca,,.,.,,y,,,,,!os..guprgsores
metalica, generalmentedefinido por el tablero
instalarse en el punto de eAiildá,tdé la._cana.]i1a,ción
eléctrica.
secundariode alimentación
los efectos conducidosy de
La figura 33 ilustra un disé:ñóhibrido de UE para lograr una reducciónil,,:de
inducciónpor rayo, generalmenfáaplicadoen un edificioo estructuracon equipoelectrónicosensible.
NMX-J-549-ANCE-2005
5 3 /13 1
Descripción
Sistemasin protección.
A:
Reducciónde efectos adversosmediantemedidasde blindajeexterno (SEPTE,UE).
B:
a,
Reducciónde áreade acoplamientoen el cableado.
ñ.
Reducciónde inducciónpor blindajeindividualen el cableado.
Máxima reducciónde inducciónpor.mediode blindaleexterno, reducciónde área de acoplamiento
E:
es el blindajeindividualen el cableado.
Gabinetemetálicodel equiPo1.
1:
Gabinetemetálicodel equipo2.
2:
Líneade alimentacióneléctrica.
3:
Lfneade datos.
4:
6.
Lazo o área de acoplamiento.
Lfneade datos con blindajemetálico'
6:
Blindajemetálico.
7:
Líneade alimentacióneléctricacon blindajemetálico.
8:
SEPTE.
FIGURA31.- Métodos para reduc¡rlas tensionesinducidaspor blindaiey por cableadodentro
de la estructura, a part¡r de un sistema sin protección
L
IJ
LLJ
NMX-J-549-ANCE-2005
541131
L:
l,-1
L)-l
5
LÉ
4
L
|d
L
4
L_
É
É
t-{
L:
4
b
L:
l-{
L:
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a-'{l
L)-{
LL¡-.iN
l-{
t:
l-.ra
L.
l-{
L:
L:
r-{
L:
.-{
L-{
r
É
t:
l-{
L-
-Y0
Descripción
Equipoa proteger.
A:
B:
Equipoa proteger,
Equipoa proteget.
C:
Equipoa proteger.
D:
*:
de los SSTT en el tableroderivadode los circuitosde al¡mentación.
Localización
metálicade alojamientoparael cableado.
1:
canalización
de los SSTT en el tableropr¡ncipalde la alimentacióngeneralde la instalación'
Localización
2:
Sistemade puesta a tierra SPT.
3:
4:
Líneade energlaeléctrica(3F, N. T)'
Cablede señalizac¡ón.
5:
a la canalización
NOTA- Los elementosmetál¡cosde o en la estructuradeben unirseequipotencialmente
metál¡ca
FIGURA32.- Combinac¡ónde blindajey ruta de cableadopara reduc¡rlos efectos de las tensiones
con o s¡n elSEPTE
inducidas.Esta medidaapl¡capara ¡nstalac¡ones
NMX-J-549-ANCE-2005
5 5 /13 1
Descripción
metálicade baja impedancia(un ejemplodel sistemade tierracomún a.la estructura).
Canalización
1:
metálica.
entre un solo punto de conexióny la canalización
Interconexión
2:
Zona de protección 2.
3:
4,.
6:
7:
8:
q.
10:
11.
12:
13:
14:
18.
tt):
17 :
Zona de protección3, gabinetedel sistemabloque1.
Piso de concreto con acero de refuerzo.
Mallade referencia1.
Aislamientoentre la malla de referencia1 y el sistema común de tierra de la estructura para rayos
m ás de 10 k V, 1, 2i50 Us .
Acero de refuerzodel piso.
metálicay el acerode refuerzo.
de la canalización
Uniónequipotencial
Interconexión1 en un solo punto.
Zona de protección1.
Pantallametálicadel cableconectadaal gabinete.
Interconexión2 en un solo punto.
Sistemabloque3.
Interconexión3 en un solo punto.
Equ¡poe instalaciónexistenteque no aplicaa la conexiónhíbrida.
Sistemade bloque2.
FIGURA33.- Ejemploilustrativo del diseño hibrido de unión equ¡potenc¡alen una estructura
con equ¡poelectrónicosens¡ble
b
t_
r-¡
NMX-J-549-ANCE-2005
56/ 131
t_
a-t
1|-t
t:
r-I
tÉ
É
]-{
t_
4.4.2
Puestaa t¡erra para el interiordel edificio o estructura
La puesta a tierra de los equipos eléctricos,electrónicos,estructurasmetálicas,tuberías, elevadores,
etc., que se encuentranen el interior del edificio o estructura,representa,entre otras cosas, un medio
de seguridad,cuyo objetivo principales garantizarla operaciónconfiable y la integridadfísica de los
equipos ante condicionesanormales,así como la integridadfísica de las personas,La puesta a tierra
para
debe satisfacerlo indicadoen esta norma mexicana,así como lo indicadoen la NOM-001-SEDE
instalacioneseléctricas.Asimismo, dichas instalacioneseléctricas, deben contener como mínimo los
elementossiguientes,según sea el caso:
a)
É
Barra de puesta a tierra, la cual debe estar cercanadel interruptoro tablero principal
de acometida y en pisos superiorescercana a la zona de tableros de distribución
eléctricosderivados.
La barra de puesta a tierra puede instalarseempotrada a nivel de piso o pared o
sobrepuesta,debe conectarse firmemente al sPT de la instalacióno estructura y
ubicarseen un lugar accesibley de fácil identificación,por ejemplo, por debajo y
cerca del interruptorprincipalo del tablerode distribuciónprincipal;para el caso de
la pared o en él :régistro.
subestaciones,coloeárifa'en
É
t
F
NOTA - es importañii disminuir la velocidad de corrosión en la barra de puesta a tierra mediante la
de acuerdoa
aplicación6s u¡¿:,itástaant¡oxidantey conductora.El mater¡alde la placadebe seleccionarse
6,
lo indicadoen el:',óáPitulo
b)
Una cone¡ibh del conduclor r,.puestga tierra (neutro) de la acometida o de la
subestac¡ónpropia,a la barra de puestaa tierra,
É
r-{
l:
L
f--tl
l-,ll
t:
El neutro de la acometiáade baja tensión, en el interior del edificio o estructura,debe
forma permanentea la barra de puestá a tierra, Cuando exista una
conectarsé,l.,rgii
piopia en el edificio o instalación,el neutro debe conectarseen
subestación'eléctriéá'
forma perma¡ente a la barra de puesta a tierra. Debe utilizarse una tablilla de
terminalesparareJectuarla unión entre el conductgÍ de puesta a tierra y el conductor
puesto a tierra (neqtro).
,,,,.
,,,,,,,.,,,,,.,,,,..
seguridad)y, en su caso, un conductor
Un conductor desnudode puesta a tierrai::::,::(de
de puestaa tierracon aislamiento(en color verdeo"verdecon franjasamarillas)en los
circuitosderivados.
que en todos y cada uno de los circuitosderivadospara alimentar
Es indispensable
receptáculos,debe existir un conductor desnudo de puesta a tierra (de seguridad)y,
en su caso, un conductorde puestaa tierra con aislamiento(en color verde o verde
con franjasamarillas)paraequipoelectrónico.
Tablerosderivadoscon barrasde neutro y tierra'
Cada tablero de d¡stribuciónprincipalo derivadodebe contar sin'excepcióncon sus
barras de neutro y de puesta a tierra, para conectar las terminales de neutro que
existanen el tableroy alambrarlos circuitosde puestaa tierraque se requieran.
Barrade puesta a tierra (remate)para armarioso gabinetesde electrónica.
J
l-
NMX-J-549-ANCE-2005
571131
f
J
IJ
=
La barra de puesta a tierra (remate)debe ubicarsecerca de los armarioso gabinetes
de equipo electrónico. La barra debe montarse sobre un elemento aislante y
sobrepuestoen piso o pared.A nivel de planta baja, la conexión a tierra de esta barra
debe ser directa desde el SPT; a nivel de pisos superiores,esta conexión debe
realizarseal acero de refuerzodel edificio y/o al cable de puesta a tierra. Por razones
de unión equipotencial,la barra de puesta a tierra (remate)debe interconectarseal
acero de refuerzodel edificioen el piso de ubicación'
Un conductorpara derivardesdela barrade puestaa tierra {remate)para armarioso
gabinetesde equipode telecomunicaciones'
f)
El conductor para la puesta a tierra de protecciónde armarioso gabinetes,debe ser
de cobre con aislamientode color verde o verde con franjas amarillas.Se debe
instalar expuesto en pared o sobre soportes plásticos que se fijan en las charolas.
Para cada armario,y desde la barra de puesta a tierra de remate, debe instalarseun
solo conductorcon aislamiento.En cada armarioo gabinetese recomiendainstalar
a.to-dolo angho del mismo, donde se remata el conductor
una barra de puestaa t¡e-rya
':;:,,,,,,,,.,::,
protección'
de puesta a tierra de
s)
de salas de cómputo o sitios
Una red de oue*i"á tierra de referencia para pisb:.",talso
de telecomunieábiones.
La tierra de ieferenciade baja impedanciapafa e$a.qlecerun plano equipotencialpara
el-piso falso con elementosde baja inductancia
alta frecueneia,debe construirse..bajo
(cintillasde cobre electrolfticoo cable plano)' Feb(i:ténersecuidado especialen las
falso Yi.¡.ll.o$
conexionesentiá ¡os pedestales.Qglplso
.qggductoresde unión. Asimismo,
piso falso (anillo)y
debe instalaii,e,ú,n,..nrrnt9,
!e rem"-$ede la tierra de réferenciadel
éste interconáótáU¡::ela barra de puesta a tierra de reúiate. Por ningún motivo deben
des de-'púestaa tierra "separadas"del SPT, particularmentepara equipo
¡n.t"lur.e,,,l,t
ubicadoen nivelessuperiores.
h)
puesta a tierra o$lesores
para transitorios
,.:.,:,,.:.,,,,,.:.
La instalaciónde supresorespara la protecciónde equipo eléctrico y electrónico
sensiblees indispensable,para garantizarla opeiáción confiable del equipo ante
condiciones de sobretensiones.La puesta a tierra para estos protectores debe
efectuarseen la barra de puesta a tierra de cada tablero o interruptor,respetandoel
tamaño del conductor indicado por el fabricante y de acuerdo con la clasificación
indicadaen 4.4.3. Parael caso de supresorespara estructuraso armariosde equipo
electrónico, la puesta a tierra de estos protectores debe realizarseen la barra de
Duestaa tierradel armario.
=
f-
f
=
l-
Jl.J
lJ
fJL-
l
ll.f
J
|t..-
L-
=
=
=
=
l
f
L'
=
=
=
=
4.4.3
Supresorde sobretensionestransitorias(SSTT)
=
4.4.3.1
Puntosde entradade los transitorios
=
La figura 34 ilustra un caso típico de entraday salidade serviciosaéreoso subterráneos{energía,voz Y
datos, instrumentacióny control, tuberías metálicas, entre otros). Estos servicios proporcionanun
camino para la entrada de sobretensionestransitorias.Esta condición obliga al uso de dispositivosde
proteccióncontra sobretensionestransitoriascon el fin de proteger los equipos electrónicossensibles
instaladosen el interiordel edificio.
5
5
:¡
l!!
NMX-J-549-ANCE-2005
5 8 /13 1
--4
I
Llnea de
4
energlaeléctrica
/-_-,
-4
-4
=
4
L_
t_
l-t
LL-ll
t_L-r
L¡--¡
L:
L_
1-r
E Posiblepunto de entrada
D Pos¡blepunto de salida
L.-l
t_
t_
NOTA - La unión equipotencialque puede
ser necesar¡apara protección, no se muestra
en l a fi gura
l-J
l-¡
L]-{
LL-r
1_
t- {
L'
L'
)-t
¡.-d
t_
t__
r-{
t-{
LLr-t
t:
f-j
la-t
t:
a-t
transitorias
FIGURA34.- Caminospara la entradade sobretens¡ones
(modo
transitoriaspuedenser de líneaa neutro(modocomún),líneaa tierra
Los tipos de sobretensiones
se
común), línea / neutro a tierra (modo común) y línea a línea (modo diferencial).A continuación
y
36'
figura
35
figura
y
véase
común,
muestranlos diagramasde modo diferencial modo
J
l..-r
NMX-J-549-ANCE-2005
5 9 /1 3 1
_l
L..I
J
t¡.-I
J
J
Jb-I
Jtsr
Jl=.f
J
J
J
F..¿
LEI
Lfnea 1
Tensióntransitoria
Línea 2
Tierra
¡r-f
lbJ
* Formade onda del transitorio
(picode tensióntransitor¡a)
FIGURA35.- Transitor¡ode modo diferencial
=
=
=
¡--I
-r
-r
'-r
,-r
'_-r
-r
l
-r
_r
L.I
l.-r
Línea 1
t--f
Llnea 2
t--J
¡--r
Tierra
l--f
Formade:onda del transitorio
(picode tensióntransitorial
¡¡.J
I-r
FIGURA36.- Transitor¡ode modo común
Los tipos de proteccióncomúnmenteusadosson supresoresprimariosy secundariosutilizadospara la
protección de equipos que utilizan alimentacionescon corriente alterna, corriente directa, línea
y control,entre otros. Véansefigura 37, figura 38, figura
conmutada,líneade datos, instrumentación
39 y figura40.
l--r
=
E-
-r
¡--r
-l
J
F.-
=
l¡.-r
J
IL-r
h
NMX-J-549-ANCE-2005
6 0 /13 1
22
Mov
.ffi
J
M
J
ffi-.
SAD
Á
Tubo I
deoas
[¡
Par de entrada
MOV.-E
P ar de s al ¡da
para eq ui po
SAD
Á
z1
z2#
Descripción
MOV:
Son varistoresde óxido metálico'
SAD:
Son diodosde siliciotipo avalancha.
Es im Pedanc ia.
Z:
FIGURA37.- DiagramailustratiVóde una protecc¡ónmult¡ etapa pára teléfono y c¡rcuitos de señales
E
Linea de
e n tra d a
Neutro
Salidapara
equ¡po
Descripción
Son varistoresde óxido metálico
MOV:
FIGURA38.- Diagramailustrativode una protecciónen paralelopara circu¡tosde baia tensión de
corr¡entealterna
NMX-J-549-ANCE-2005
61 1131
Fase
MOV
Líneade
entrada
'""'-ffi
ffi-.
ffi-.
Filtro
Neutro
tffi
""" h
Neutro
.
Salida
para
equ¡po
Tierra
Descripción
de óxidometálico.
Varistores
MOV:
NOTA- Estetipo no se utilizaparaaplicaciones,9,,.!,.1,.1!¡ofre.r"n.iu
....,,,,.,,,,,,,,..'..':...1"1""'tl''t':':i:..it;'''i,.',,11¡.,:r',.:.,...
FIGURA39.- Diagrama¡h¡$,át¡vo de un SSTTGt|l},filtro pasa - baios activo
Salidapara
equipo
telefónico
Tierradel
sistema
telefónico
Tubo
gas
Protección
para modo
diferencial
Neutro
Salidapara
Neutro equipo
eléctr¡co
Tierradel
srstema
eléctrico
Descripción
Varistoresde óxido metálico.
MOV:
Son diodosde siliciotipo avalancha.
SAD:
Es impedancia.
Z:
NOTA - Esta combinaciónpuede manejarinclusiveS¡stemasde Tierra separados
FIGURA4O.- Diagrama¡lustrat¡vode una protecc¡ón mult¡ etapa para
DE BAJA TENSIÓNY SEÑALTETEFÓNICA.
CIRCUITOS
l_
l-il
l_
L.J
l_
t_
l_
NMX-J-549-ANCE-2005
621131
l-{
de ubicación
de categorías
Descripción
l-f
4.4.3.2
J-t
Desdeel punto de vista de proteccióncon SSTT,la instalacióneléctricase d¡videen 3 categoríasdesde
la acometidadel edificioo estructurahastael punto de utilizaciónde los equipos.Véasefigura41'
t_
)-ú
l-r-,
t_
)-t
t__
)-a
l_
l-t
l-
para la seleccióngenér¡cade los supresoresdebe observarsela zona,la categoría,la magnitud(tensión
y corriente)y la forma de onda, como se indicaen la figura41'
Los valoresindicadosen la figura 41 son los mínimosrequeridospara la proteccióncon supresores.La
selecciónespecíf¡cade los supresoresdebe tomar en cuenta las condicionesrealesde exposiciónde la
transitorias,las cualespuedenevaluarsemed¡antemediciones
instalacióna eventosde sobretensiones
Tambiénvéasetabla 9 y 10, así como la figura42 y
necesar¡o.
fuera
si
esto
la
instalación,
en sitio de
figura43.
l-t
I]-t
l_
]-t
rill
,::I
lf-f
Ng: Densidadde
rayos a tierra
No. rayosikmz/áño
L1:
t-{
L-{
..it .,
,,,j::1,:
l:
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l-L¡--{
l:
La-ü
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l:
l_
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l:
)-{
Lr-.{l
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f-dl
f--¡5
L_
r-{
Ll:
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r-{1
t_1-{
ln'r" Ng>2
I
-Z
tvteoiaf'lo=O,S
I Baja Ng < 0,5
Aco m e t¡ d a s
e n sitio s
m o n ta ñ o so s
A cometi das
en zonas
ruf al es
A cometi das
en l a ci udad
Tablerosde
distr¡bución
secundaria
Circuitosde
en
d¡stribución
B.T. (contactos)
puntosalejados
de la acometida
100 k A
70 kA
40 kA
20 kA
10 kA
40 kA
20 kA
20 kA
5kA
40 kA
15 kA
5kA
3kA
I
63 k A
FIGURA41.- Categoríaspara la selecciónde supresores
NMX-J-549-ANCE-2005
6 3 /13 1
I
r-T
Aoartarravos
rlf
=l
I
I
7
q
A comet¡daen medi atensi ón
E qu¡pode medi ci ón
fTl srpr".o, de Transitorios
FLC
Transformador
3F_4H
441254 V
CategorfaC
Transformador
3F-4H
Centro de control de motores
44t254v
^"^aY\
I
440 V
i'
CategorfaB
.,1
.rl
s
T
¡
I
f
A l umbrado
.i
ai
a.
a!, I
ar!
I
I
)i
I
I
contactos
F|GURA42.- Diayama ¡lustrat¡vopara la aplicación de supresores
L
t_
l_
)-"{
)-1-
NMX-J-549-ANCE-2005
641131
L-{
l_
)-4
TABLA 9.- Tecnologíasutilizadasen los supresoresde transitorios
lr-.J
1)-{
tt_
Características
Tecnologías
L-{
r--J
l_
a¿
de
D¡spos¡tivos
descargaen gas
l¡J
t:
rJ
1_
]-{
l:
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l-f-af
1:
L.f
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L_
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r-{
1:
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l-.-{
t_)-r
1:
a:
)-f
!--t
Tensionesde
ruptura o
intervalo de
tens¡ón
Tubos de v¡drioo cerámica Tensiónde
ruptura desde
llenoscon un gas ¡nertey
70Vhasta15kV
selladoscon uno o más
electrodosmetál¡cos
Tens¡ónde
no lineales
Resistencias
cuyo valor esta en función operacióndesde
10 V hasta 1 kV
de la tensión.Se
construyen mediante
elementosde óxidos
metálicos,melorconocidos
como MOV's,
Tensión de
Diodoszenerespeciales
operacióndesde
llamadosdiodosde'
5 V hasta 600 V
avalanchao SADls.
Descripción
Varistores
(MOV's)
Dispositivosde
estadosólido
(SAD's)
Corrientede
descarga
Tiempo de disparo
Hasta 60 kA
Desde10 /s hasta 500 Ps
Del ordende
var¡os
kiloamperes
Desde35 ns hasta 50 ns
Del ordende
var.ioscientos de
amoéres
Del ordende 5 ns
NMX-J-549-ANCE-2005
6 5 /13 1
para selecciónde los supresorespara corrientealterna
TABLA 10.- Recomendaciones
Tipo de
estructura
Tipo de
protección
Sistema de
distribución
Ubicación
/categorla
3F, 4H + T, Acomet¡da,
categorfaC
220 Vt127V
Primaria
Casa
lF, 2H +
127 V
T, Acometida,
categoríaB
Punto
Secundaria
Primaria
Edificios
comerciales
de
1F, 2H + T,
categoríaA
1 2 7V
3F,
4H
20 KV,
ps
1,2150
20 kA,
8l2Ops
6 kv, 500 A
100kH z
6kv
1,2150ps
3kA
8l2O us
uso 6 kv, 200 A
1OOkH z
Tipo de servicio Autoprotección
por variaciones
y clase de
de tensión
orotecc¡ón
Recomendado
lnterior
tP1
Exterior
IP4X
Inter¡or
tP1
Recomendado
Recomendado
lnterior
tP1
Interior
tP1
Recomendado
Recomendado
Circuito derivado 6 KV, 5OOA
100kH z
categoríaB
Exter¡or
IP4X
Interior
tP1
6kv
,1:,2150tts
3kA
8L2Q.lS .. ',,
:
,uso 6' l i V ;2004
lPliñto t:¡Jer:..:
100kH z
¡átegorlá A "'
lnterior
tP1
Recomendado
+,lli:lt,lf; Acometida,
220 Vt12]'V
Onda de prueba
categoríaC
20 kv,
ps
1,216O
20 kA; 'l.:,:
8l2O ps
Recomendado
T,
3F, 4:H,::.:'+
22Qi¡,,'V1:,1::,27,V
Secundaria
1 F , ,? H + T ,
categoríaA
127V.
uso 6 kv, 200 A
Acometida,
C
+ ' : : ' ' : ' Trcategoría
.
3F, 4H
480 V1277 V
20 kv,
ps
1,2150
20 kA,
8l2Ous
20 kv,
'1,2t50ps
20 kA,
8l2Ous
lP 12, lP 3R y
IP 4X
Recomendado
lP 12, lP 3R y
IP 4X
Recomendado
6 kv, 500 A
100 kHz
6kv
1 . 2 1 5 0p s
3kA
8l2O us
t P 1 2 , t P 3 R y Recomendado
IP4X
Punto
Primaria
de
Circuito
3F, 4H + T, derivado,
categoríaC
220 Vt127V
Circuito
derivado,
3F, 4H + T, categoríaB
220 Vt127V
Industrial
Secundaria
100kH z
6 kv, 500 A
100kH z
6kv
'l ,2l5O ¡ts
lF, 2H + T,
3kA
127 V
8l2O us
Punto de uso, 6 kv, 200 A
100kH z
categoríaA
Circuito
derivado,
categoríaB
lnter¡or
tP1
lP 12, lP 3R y
IP 4X
lnterior
tP1
del s¡stema2201127 V indicadasen la tabla.
NOTA - Para los casos de sistemas 12Ol24OV aplicanlas recomendaciones
Tambiénaolicaa sistemasbifásicos.
t_
,bl
l_
l-4
NMX-J-549'ANCE-2005
6 6 /13 1
l)-t
ll-{
l¡-{
l)-t
l_
)-t
l_
r-{
l]-5
l_
50 v
Típico
sAD
t
Tranzorb(Tz)
É
)-{
l_
)¿5
l_
l:
V
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l_
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l_l:
)-)-J
r:
)--
La-J
L_
L.J
L_
r:
.-J
rl-a--
g
DescriPción
Varistoresde 6xldo metálico.:
MoV:
Diodosde siliciotipo avalancha.
SAD:
lmpedancia.
Z'.
"
,:.r"
FIGURA43.- Diagrama¡lustraiivo de las característ¡casgeneralesde la velocidad de operacióny la
capac¡dadde maneio de energíaen un SSTT.
J
--J
\.J
b-¡
NMX-J-549-ANCE-2005
671131
J
-J
¡.-J
5
SISTEMA DE PROTECCIÓNCONTRA DESCARGASATMOSFÉRICASDE ESTRUCTURAS
CON PELIGRODE FUEGOY/O EXPLOSIÓN
5.1
lhJ
J
-J
\.J
L-r
Generalidades
Este tipo de instalacionesson aquellasen las que se manejan,distribuyen,fabrican o. almacenan
ya sean sólidos,líquidos, gases,vaporeso polvos.El diseñoe instalaciónde un
productosinflamables,
SPTEdebe llevarsea cabo principalmentepara ofrecer uno o var¡ospuntos preferentesde impacto para
el rayo en la protecciónde estructuraso elementosdonde exista el peligrode fuego y explosiónante la
incidenciade rayo directo, reducir la posibilidadde presentarsearcos eléctricos,por rayo directo o por
efecto de inducción,que generenigniciónen áreaspeligrosasy reducirla posibilidadde derretimiento
de materialdebidoal paso de la corrientede rayo, excepto al punto de impacto.
ordinariaso comunes,la aplicaciónde los
Es importantemencionarque, al igual que para instalaciones
no
siempre
evita la posibilidadde la generaciónde
protección
sección
en
esta
indicados
criterios de
los efectos de
gplicación
reduce
considerablemente
y
Sin
embargo,,sl¡
arcos eléctricos efectos dañinos.
daño.
Debidoa los riesgosde fuego y explosiónal que se exponeneste tipo de ¡nstalacionespor la incidencia
aislado, a menos que se
de rayo, la protección debe realizarsemediante la instalació¡ ¿s uñ,,,,SEPTE
indiquelo contrario.
,i..i-
:..::,:,::: ::.,,..
.
:,.:::,,...:,.a::,.....:
iépresentaun factor importante
,áq'ú¡éótánciái
Para la protecciónde este tipo''de instalaciones,la::¡rnión
ya que una sola conexión mal reálizadau omitida puede producir
que debe satisfacersecompletarneRte,
arcos eléctricos,produciendoa:,su;Vézzongs de alta.temperaturaque pueden generarcondicionespara
la ignición.El único arco que no puedeevitarsees el canalprincipaldel rayo.
En esta sección,cuandose,iídique lá instalaciónde un SEPTEaislado,éste debe ser diseñadocon-un
Nivel I de protección,y sus elementosde intercepcióny de conducción de la corrientede rayo deben
estar a una distancia mínima de"2 ,m de cualquierelemento de la estructura a proteger o mayor si la
distancia de seguridadasí lo deteimina, conforme a lo indicado en'4.3.3.4. Este criterio aplica tanto
para un SEPTEformado por elementos:metálicosverticales,c,abfesaéreos tendidos horizontalmenteo
por una combinaciónde ambos. Si se utiiián,hojag.metá,licascomo elemento aéreo de proteccióndel
lám¡nacumpla con lo indicadoen el capítulo6 y
SEPTEaislado,debe comprobarseque el espeso'í"'áé'lá
que exista continuidadeléctricaentre sus partes'
Los conductoresde bajada utilizadosen el SEPTEaislado,deben ser de un solo tramo o estar unidos
por mediode soldaduraexotérmica.
Para el SPT del SEPTEaislado, debe utilizarseun arreglo en trayectoriacerrada alrededorde la
estructuraa proteger,y aplicarlos criteriosindicadosen 4.3.4. Asimismo,la resistenciaa tierradel SPT
no debe ser mayora 10 Q.
La unión equipotencialdebe realizarseentre los componentesdel SEPTEaisladoy las partes metálicas
de la estructuraa protegera nivel de suelo,tal y como se indicaen 4.3.3.4 y en donde la separación
entre las partes metálicassea menor que la distanciade seguridadestimadacon un factor kc=1.
Los conductoreseléctricosque entreno salgande la instalación,debenestar dentrode una canalización
metál¡caeléctricamentecontinua (preferentementesubterráneos)conforme a lo indicadoen el capítulo
5 de la NOM-001-SEDE,y debe conectarseal SPT a la entrada o salida de la instalación.Los
conductores eléctricos deben protegerse contra sobretensiones por medio de supresores de
transitorios(SSTT),conformea 4'4.3.
sobretensión
-r
-r
r--r
.r
l--I
FLI
J
l_
)-{
l_
L.{
NMX-J-549-ANCE-2005
6 8 /13 1
l_
a-J
l)-{
con el
NOTA - Con objeto de no interferir o afectar la proteccióncontra la corrosión,el SEPTEdebe coordinarse
responsablede la proteccióncatódica.
t)-1
l.-{
l¡-J
tl_
tg
a-t
rl-
5.2
que contienenmater¡alsólidocon pel¡grode fuego y/o explosión
Instalaciones
de un SEPTE
para estas instalaciones,
la proteccióndebe llevarsea cabo mediantela implementación
sólido
material
aislado,de acuerdo a los criterios indicadosen 4.3.3.3.1. Cuando la cantidad del
explosivo
explosivoen la instalaciónsea pequeña(como el utilizadoen un laboratorio),o el material
esté almacenadoen un contenedorcerrado,completamentemetálicocon un espesormínimo de 5 mm,
por lo que
eléctricamentecontinuo y conectadoal SPT, el nivel de riesgo puede considerarseaceptable,
puede omitirse la instalaciónde un SEPTEaislado,satisfaciendoen todo momento las medidasde
proteccióndel SIPTE.
.¿
.-t
la-t
l4
5 .3
peligrode fuego y/o explosión
Contenedorespara materiallíquidq,,..O,g$¡oso-Con
Estos tipos de contenedorespueden Eer de almacenamientode..materialinflamableo de procesoscon
(ser
sustanciasinflamableso peligrosas.En general,puedeomitirselá'instalaciónde un SEPTEaislado
autoprotegido)si se cumplentod-áglas siguientescondicionesi
a)
b)
c)
d)
e)
f)
s)
debe tener un esp,gsolmlnimode 5 mm en,cualquiersección'
El cuerpO,metálico
El techo del cuerpometálicodebe esiar librede compuertasabiertas.
Exista continuidadentre las partes del cuerpo metálicoy se garanticela unión
o de soldadura.
entre sus partespor mediosatornillados
En caso de tener válvulesde alivio, éstas deben operar correctamentey deben
tener un dispositivo de protección contra penetración de flama al interior del
conteñédor.
No debe téner emanacionesexcesivasde vaporesinflamablesque puedangenerar
igniciónanté,un evento de rayo cercanoo direclo.
del contenedorque puedan
Ño deben exiSiir elementossusceptiblesen]',ai"cuerpo
de la cotrjéntede rayo o alcanzadospor impacto de
ser dañadospólr'la.,circulación
rayo, ya que esta'éondiciónpone en riesgo la integridadfísica del contenedoro
o en proceso'
confinamientode la sustanciaalmacenada
al SPT.
debe
unirse
contenedor
del
metálico
El cuerpo
En caso de que algunade las condicionesanterioresno se cumpla,debe instalarseun SEPTEaislado
para la protección contra rayo. Cuando el cuerpo del contenedor no sea metálico debe utilizarseun
SEPTEaislado.Cuandose instaleun SEPTEaisladocomo medio de protección,los mástilesutilizados
en el SEPTEdeben conectarseal SPT del contenedor.
aquellosque
Las condicionesanterioresdebenaplicarsea cualquierclasede contenedor,especialmente
garantizarla
puede
no
del
contenedor
en
el
cuerpo
ya
que
la corrosión
llevan muchos años en servicio,
tormenta
una
durante
abiertas
dejadas
compuertas
condición de espesor mínimo. Por otro lado, las
rayo'
de
incidencia
la
ante
eléctf¡cahan demostradoser una de las mayorescausasde siniestros
la
El SpT debe encerrarel perímetrodel contenedorcon el objeto de aseguraruna rápida disipaciónde
elementos
los
entre
mínima
corrientede rayo a tierra. Aplica la recomendaciónde 1,0 m de separación
enterradosdel SPT y el contenedor,como se indicaen 4.3.4 y todos los SPT instaladosen el mismo
prediode la instalacióndel contenedordebenestar interconectados'
NMX-J-549-ANCE-2005
6 9 /13 1
Para la puesta a tierra, el cuerpo del contenedordebe tener dos conexionescomo mínimo al SPT si el
diámetro o longitud es menor o igual a 30 m y debe tener cuatro conexionescomo mínimo al SPT
cuando el diámetroo longitudexcedalos 30 m. Las conexionesdeben estar igualmenteespaciadasy
deben realizarsemediantesoldaduraexotérmicaal cuerpo del contenedory a una altura máxima de
500 mm a partirde la basemetálicadel contenedor.
5 .3.1
Contenedoresa presiónatmosfér¡cacon techo fijo
5.3.1.1
metálicocon techo no metálico
Contenedor
Cuandoel contenedormetálicoposee un techo no metálico,no debe considerarseautoprotegidoante la
incidenciade un rayo directo, por lo que la proteccióndebe realizarsemediante un elemento metálico
que cubra el techo del contenedorcon un espesormínimo de 5 mm y unido firmemente al cuerpo del
las condicionesindicadasen 5.3 o instalarun SEPTEaislado.
contenedorsatisfaciendo
::,
no metálico
Contenedor
5.3.1.2
Cuandola estructuratotal del contenedores de materialno metálico,no tiene la capacidadde resistirel
que debe instalarseun SEPTEaislado. Otra_medida es sustituir el
directo, por..,,,!,o
por
satisfaciendolas condicioriésde 5.3. Asimismo,cualquier
un,o,rmetálico,
cuerpo del contenedor
que
este
tipo de contenedores,debÉ., una conexiónal SPT.
de
entre o:,::!r'lga
elementometálico
^er
5 ,3.2
Conte nedores a presión ratm osf,éttóF:.co¡,rtéchpmetálico,f Iotaite
5.3.2.1
metálltaÁflóiante
Contenedoresco¡,,,i¿é,hó
un techo metálico flotante y sadibfacelas condicionesindicadas
Cuando el contenedormetálico:r,pos€6
que los sellosubicados
de un SEPTEaislado,pero debe,abegurarse
en 5.3, puedeomitirsela instalaó,ión
para
evitar emanaciónde
en el espacioentre el techo y el cüefBodel contenedoroperencorrectamente,
por la incidenoiá"deun rayo directo o por la descarga
vapores peligrosos.La ignición puedé.:,,briginarse
al contenedOr.El medio más efectivo para
de una carga inducidaen el techo flotante por rayg _cerc,ano
la autoprotecciónde estos contenedoreslo constituyela correctaoperaciónde los sellosy la instalación
de cintas metálicasde unión equipotencial,ubicadasentre el techo flotante y el cuerpo del contenedora
intervalosno mayores que 3,0 m o la utilizaciónde conductoresde unión entre la parte más alta del
contenedory la superficieexternadel techo flotante.
Con el objeto de reducir riesgos de ignición en estos contenedoresrelacionadoscon la incidenciade
rayos, se recomiendaque no se lleve a cabo ninguna operaciónde llenadoo vaciado al más bajo nivel
durante condicionesde tormentas eléctricas, ya que la condición de techo bajo y mínimo nivel de
líquidoproduceun espacioconsiderablepara generarvaporesinflamablesdentro del contenedor.
5.3.2.2
con techo metál¡coflotanteinterno
Contenedores
Cuando el contenedorcon techo metálico posee un techo flotante interno, se consideraque el
contenedor se encuentra protegido contra el riesgo de ignición por efecto inducido debido a rayo
al cuerpo del
cercano.Aún cuando el techo flotante interno no requiereunirse equipotencialmente
equipotencial
unión
recomienda
dicha
se
realizar
protección
rayo,
contra
para
satisfacerla
contenedor
acumuladas.
debidoa los efectosde cargaselectrostáticas
l_
J-t
1_
L-T
NMX-J-549-ANCE-2005
701131
t_
t-{
t_
tr--I
|-5
t-
r
)-ü
Itf-.1
!.f-{
l)-{
la-t
l1-{
l_
rL-
5 .3.3
Tuberíasmetálicasasociadas
satisfacela condiciÓnde
En general,la tubería utilizadaen áreas de procesoso de almacenamiento
la tubería,
espesor,por lo que no es necesarioinstalarun SEPTEaisladopara protegerexclusivamente
Como se ¡ndicaen 5.3,1, la tuberíay los serviciosasociadosa un contenedordebenconectarseal SPT,
a menos que se encuentrenfirmementeconectadosal cuerpodel contenedorpor rnediode soldadura'
Cuandola tuberíase encuentraunida al cuerpo del contenedorpor medio de tornillos,debe instalarseun
conductor de unión de cobre con sección transversalde 50 mm2 como mínimo, entre las seccionesdel
tubo ubicadaantes y despuésdel empalme.Cuandose utilicenpiezasaislantesen los empalmesy esto
sea un requisito para otros sistemas, la unión entre partes debe realizarsepor' medio de SSTT
del tipo conocidocomo descargadores.
especiales,
Cuando la tubería metálicasea aérea (no esté en contacto directo con la tierra) debe conectarseal SPT
en el punto de llegaday de salidadel contenedoro instalacióny a 15O m antes de llegary a 150 m a
part¡rde la salidadel contenedoro instalación'
La tuberíametál¡canunca debe utilizarsecomo medio para conectarel cuerpo del contenedoral SPT,
pretendiendo
sustituirel conductorde puestaa tierra.
r-{
t- {
Los criteriosindicadosen esta sección deben aplicarsea cualquierotro elemento metálico (rieles,
soportes tipo charolas p,grl cables, guías metálicas)que entre o salga de un contenedoro instalación
que desarrolleprocesosfísico-químicos.
t:
5.4
l_
a-{
lr-.{
peligt'ode fúego y explosión
Instalaciones'diversa$,con
)-'[
L_
)-t
1:
)-.t
l:
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t:
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l:a¿
La-'t
1:
a-t
L)-a
)-t
t:
)¿
L|-¿
En instalacionescon procesósindustriales,existe una diversidadde estructurasque deben protegerse
de acuerdo con el tipo de estructura,contenido, proceso manejadoy peligrosidad,como contenedores
(de almacenamiento o de procesos), instalaciones de procesos, tubería asociada, edificios
áreasde trabajo,almacenes,etc'
administrativos,
5.4.1
Áreas de procesos
Las áreasde procesosse caracterizanpor tener estructurasmetálicasmuy altas (por ejemplo,reactores,
este tipo de estructurasestán construidascon elementos
Generalmente,
enfriadores,endulzadoras).
metálicoscon un espesormayor a 5 mm, lo que les permiteaplicarel criteriode autoprotección'Sin
embargo,puedenexistir elementosmetálicossobre o alrededorde estas estructurasque no cumplan
con el requisitode espesor,por lo que deben instalarseterminalesaéreasde intercepciónque utilicenel
mismo cuerpo de la estructuracomo conductor de bajadapara evitar la incidenciadirecta de rayo sobre
los elementosmetálicosmás sensibles.Es importantecomprobarque los procesosdesarrolladosdentro
de este tipo de estructurasno representenun riesgo de producirigniciónal paso de la corrientede rayo
a lo largo del cuerpo de la estructuraque comprometala integridadfísica de la estructura,el procesoy
su entorno.En caso de que representeun peligrodebe instalarseun SEPTEaislado.
Todas las estructurasmetálicasubicadasen las áreas de procesosdeben conectarseal SPT por lo
menosen un punto de conexiónpor elemento,conformea lo indicadoen la NOM-001-SEDE.
NMX-J-549-ANCE-2005
7 1 t1 3 1
Todos los edificiosque se encuentrendentro del perímetrodel área de procesos(almacenes,centros de
capacitación,cuartos de control) y hasta una distanciade 50 m, deben protegersemedianteun SEPTE
con Nivel I de protección,e instalarun SIPTE
5.4.2
Bardasperimetrales
Parael caso de bardasperimetralesconstruidasde elementosmetálicosexpuestos,deben conectarseal
SPT general con el propósito de suministrar una conexión metálica continua entre sus elementos
metálicosy el SPT del SPTEy evitar diferenciasde potencial peligrosospara el personal.La puesta a
tierra debe realizarsea intervalosregulares,no mayoresa 20 m.
5 .4.3
Elementosde gran altura
Todos aquelloselementosmetálicosde gran altura ajenosa las instalacionescon riesgo de fuego y
explosión,tales como mástilesde bandera,torre-sde comunicacionesy de radio, no deben estar dentro
de un radio de 50 m de las estructurasde alto riesgo de fuegq,,yexplosión.Esto también aplica para la
plantaciónde árbolesde gran altura. ,l"''
5.4.4
Edificiosadministrativos
Los edificiosadministrativosdeben protegersecon los criterios'indicádospara instalacionesordinariaso
comunes,aplicandoel concepto:deprotecc!ónlntegra!,es decii; ¡á'instalaciónde un SEPTE(previo
SIPTE,especialmentepara todos aquellosedificios con equipo
análisisde evaluaciónde riesgoj':y.,r.un
electrónicosensible.
5.4.5
Estacionesde llenado
En estacionesde llenadopara contenedoresmóviles,camiones,entbárcaciones,etc., las tuberlasdeben
acero estructuralde la estación de
conectarsea tierra de acuerdoa lo indic¿doen 5.3.3. Asimismó;,''el
llenadoo el acero del concreto armado'débe,ntambién oonectarseal SPT de acuerdo a lo indicado en
formando una trayectoria cerrada e
4.3.4, el cual debe estar instalado alrededor""''d'á'lá'éstación,
predio
de
la
instalación
completa.
en
el
los
SPT
instalados
todos
interconectado
con
La estructuraque albergala estaciónde llenadodebe protegersecon un SEPTE,aisladoo no aislado
del tipo de materialde la estructuray de la
indicadosen 4.3, dependiendo
siguiendolos procedimientos
protección
con
nivel
l.
debe ser
ubicaciónfísica de las bombas.La
6
MATERIALES
6.1
Generalidades
Los materialesutilizadosen el SPTE deben tener una alta conductividady durabilidad,como los
mencionadosenlatablall,tabla't2,tabla'l3,tablal4ytablal5debenserresistentesalacorrosión
provocadapor las condicionesambientales,la composicióndel suelo o agua y/o contaminantesy el
contacto con metaleso aleacionesque generecorrosiónpor efecto galvánico.
la-1
l_
I-¡
NMX-J-549-ANCE-2005
721131
ta¿
r
ra-l
6 .2
Selecciónde materiales
6 .2.1
Terminalesaéreas
r-l
la-4
L
t
TABLA 11.- Materialesy dimens¡onesmínimasde las terminalesaéreas
L.J
l-
Material
Seccióntransversal
mm2
35
Cobre
70
Aluminio
Acero inoxidable
50
NOTA- Parael aceroinoxidabletipo aleación304.
-, t
l_
tr
r
r
r
--a
a¿
TABLA 12.- Espesormín¡mode las hojasy tubos metál¡cosparaterm¡nalesaéreas
a-J
r-J
M¿terial
)-J
r:Acero
Cobre
Aluminio
1-l_a-J
l_
a-j
l_-
6 .2.2
Espesor
mm
4
E
7
Conductoresde bajada
a excepción
debenser desnudos(sin aislamiento),
Los conductoresde bajadaen cualquiercónfiguración
diseñadosparael confinamientode campoeléctricoproducido
de que sean conductorescon aislam¡énto
por la corrientede la descargaátmosférica.En cualquiercaso debe respetarsela distanciade seguridad
s.
TABLA 13.- Dimensionesmínimasde los conductoresde baiada
Material
Acero
Cobre
Aluminio
Conductor de bajada
mmz
50
16
25
NMX-J-549-ANCE-2005
731131
6.2.3
Electrodode puesta a tierra
TABLA 14.- Materialy dimensionesnominalesmínimasde los electrodosde puestaa tierra
Matcrial
Configuracióny dimensionesnominalesmínimas
53,5 mm2
Cilíndricosólido
Ancho x espesor
25 mm x 1.5 mm
Diámetrointerior13 mm
Esoesorde oaredmínimo 1,8 mm
500 mm x 500 mm
Esoesormínimo 1,52 mm
0,25 m2
E s p e s om
r f n i m o0 , 7 1 1 m m
Cintilla
Tubo
Cobre
Pla ca p la n a
Lamina (arreglos)
Acero
Cabletrenzado
53,5 mm2
Tubo galvanizado
Diámetrointeriorde 19 mm
Espesorde paredmfnimo2,7'l mm
0,086 mm
Espesormínimode recubrimiento
Pla ca p la n a g a lva n izada
'"''',' , .500mm x 500 mm
0,086 mm
Espesor
míniiiiade recubrimiento
Espesor
mlilirnode la placa6,4 mm
Varillade aceió estiradaen frío,
de cobre
con recubrimiento
, electrolítico
D i á m e t r od e 1 4 , 3 m m m l n i m oy 1 5 , 5 m m
máiimo
0,254 mm
Espesormínimodel recubrimiento
Varilla,galvanizadá
Diámetrdidé:,13:*iil"mfnimo-y 25mm máximo
r Eslésór mínimo:de rec,ubilmiento0,086 mm
solei¿
C¡nt¡lláro
Acero
lnoxidable
Anitio.x:áépesor
25 ''iliinx 1.,5mm
Vari[1a
y 15,5 mm
Diámetrode 14,3 mm :óñínimo
máxi'ri\ó
Flaca plana
mm
5oo mm-xrrllrSoo
Esoesor
mínimo.tlé
la olaca6.4 mm
LaminAr,(arreglos)
o;25m'
Espesormínimol'l,245 mm de la lámina
1l Parael acero inoxidabletipo'áléación304'
6.2.4
Barrade unión para el sistemade proteccióncontra tormentaseléctr¡cas
TABLA 15.- Dimensionesmínimaspara las barrasde unión
6.2.5
Material
Configuración,ancho y ospesor
Característicasespecificas
Acero
Placa
2 5 0 m m x 2 5 0 mm x 6,35 mm
Acero al carbón
Cobre
Placasólida
Ancho x espesor
200 m m x 6 . 3 5 m m
Cobre electrolÍticoa 99,9olode pureza
Elementosde fijacióndel SPTE
Los elementosde fijacióndeben ser compatiblescon los elementosdel SPTE,así como cumplircon lo
indicadoen 6.2.7.
L
t-1
1_
t-t
NMX-J-549-ANCE-2005
741131
l_
a-t
l)-{
lla¿
la-t
lr--J
Estos elementosdeben asegurarla rigidezmecán¡cade las partesdel SPTEy deben ser cualquierade
las siguientes:
l-t
L3-t
1_
4
la-,t
l)-t
la-a
lL-t
t:
)-{
t_
a)
b)
c)
d)
Acero y sus aleaciones.
Cobrey sus aleaciones.
Aluminioy sus aleaciones.
Sintéticos.
Los elementossintéticosdebenser resistentesa los rayosultravioleta{UV).
6.2.6
Elementosde uniónequiPotencial
cont¡nuasy firmes.
Las conexionesy unionesdebenser eléctricamente
que puedenser:
Entrelos elementosde unión,se encuentranlos conectadores
a)
b)
c)
A compresión.
Atornillados.
Soldables.
No deben utilizarseconectadoresa compresióny atornilladoscuando se apliquen en elementos
enterrados.
)-t
l:
)-{
l_
)-t
l_
)-{
l:
l:
)-{
l:
)-t
l:
)-{
f-.{
t:
6.2.7
Proteccióncontra la corrosión
Los elementos a instalar deben ser compatiblescon los elementos SPTE, los cuales deben ser
resistentesa la corrosión'
NOTA - para mayor informaciónvéasela tabla del ApéndiceH (informativo),el cual ofrece una
la corrosión.
guía de resistenciaa
La velocidadde corrosiónde los metalesvaria según el tipo de materialutilizadoy de la naturalezadel
ambiente. Los factores como la concéntracióndel electrolito, existencia de oxígeno y temperatura,
afectanla velocidadde corrosión'
a
Cuandoexista un ambientecorrosivoen la zona o exista evidenciade corrosión en las estructuras
véase
metálicos,
elementos
los
sobre
de
corrosión
proteger, y con el objeto de reducir los efectos
ApéndiceH.
)--{
Ll:
l:
l:
]-ll-{
)-t
7
Y CORRECTIVAS
ACTIVIDADESPREVENTIVAS
COMPROBACIÓN,
7.1
Generalidades
r-4
a-.t
l:
.-t
l4,
a
Los elementosque integran un SPTE, sea aplicadoa un SEPTEo a un SIPTE,están expuestos
corrientes
de
la
corrosión,daño mecánico,daño por condicionesambientalesy daño ante circulación
paso de los
excesivas.Estas condicionesadversasgeneranque el SPTEpierdasu efectividadcon el
años.
NMX.J-549.ANCE-2005
751131
Por lo tanto, una vez que se ha instalado un SPTE, debe seguirsey aplicarseun programa de
comprobación y como resultado llevar a cabo las actividades preventivas y correctivas
correspondientes,las cualesdeben estar coordinadas.
El programade comprobacióny las actividadespreventivasy correctivastienen el objetivo de asegurar
las condicionesoriginalesde operacióndel SPTE, tomando en cuenta los parámelroseléctricosy
mecánicos.
7.2
Programade comprobación
debe seguirun programacon el cual se obtengauna compilaciónde datos que permita
La comprobación
establecerel estado que guardan los elementos del SPTE. La comprobación debe auxiliarsede la
siguienteinformación:
a)
b)
Planos del SPTE aprobadosy actualizadospor el usuario para verificar altura,
posición,trayectoriasy puntos de conexiónde los elementosdel SPTE.
Especificaciónde'-'materialesy t¡po de conexiones, con el fin de verificar las
condiciones del material de los elementos i las condiciones de fijación de las
a compresiéiii¡,,entre
otros)
atorn¡llables,
conexiones{SólOaUes,
Antes de realizar la comprobacióncorrespondiente,debe consuttg¡gqla información o informes de
inspeccionesprevias, con el fin de identificar puntos críticos del sistema y tener elementos de
comparaciónconfiables
7 .2.2
Etapasde la comprobación
casos:
El SPTEdebe comprobarseen lo-s,,,,siguientes
a)
b)
c)
7 .2.3
Durante la ¡nstalacióndel SPTE,especialmenteen el proceso de la instalaciónde
su comprobación.
los componentesen áreasde difícil acceso,.:rpára
Una vez ¡nstaladoel SPTE,durantesu programaperiódicode comprobación.
Inmediatamentedespuésde haber ocurrido la ineidenciadirecta de un rayo sobre
la instalacióno los elementosdel SPTE.
Factoresde la comprobación
El intervaloentre inspeccionesgeneralmentedebe determinarsepor los factores siguientes:
a)
b)
c)
d)
e)
para aquellasinstalaciones
dondelos
de la estructura,especialmente
Clasificación
daños puedenser fatales o desastrosos.
Nivel de proteccióndel que disponela instalación.
por ejemplo,corrosivas.
ambientales,
Condiciones
Materialesutilizadosen el SPTE.
del suelo.
Condiciones
h
l_
)--
NMX-J-549-ANCE-2005
761131
l_
rt
É
a-t
l_
)-t
La comprobaciónperiódicadebe realizarseal término de la temporadade est¡ajecon el fin de evaluarlos
elementosdel SPTEen las condicionesmás críticas,especialmenteel SPT. La comprobación,adicional
siempreque se lleve a cabo una actividadde modificación,reparación,
a la programadadebe realizarse
alteración,adición o retiro de elementos,unidades,equipo, etc., dentro de la instalación,ya que la
experienciaha demostrado que generalmentelos elementos del SPTE experimentandaños severos
durantedichasactividades
La comprobaciónprogramadadebe realizarsecada doce meses,o antes si las condicionesambientales
son corrosivas,el suelo es altamentecorrosivo,se realizanactividadesque puedanafectar la integridad
física de los elementos del SPT o cuando los daños en las instalacionespuedan ser fatales o
desastrosos
7.2.4
visual
Comprobación
La comprobaciónla cual se realizageneralmenteen forma visual,debe asegurarque:
a)
b)
Los elementosdel SP-TEse encuentrenen buenascondiciones.
No existan conexiónesflojas, ni elementosrotos en su longitud y unión con otros
c)
Ningunaparté del SPTEpresentedesgastepor corrosión,especialmentea nivel de
tierrao suelo.
Todas la,sconexionesdel SPTE se encuentren en buen estado, incluyendolas
conexionesentre las terminalesaéreasy los conductoresde bajada.
del SPTE eOnsérvan'surigidez mecánica y se encuentran
Todos los elemento-s,
debidamenteadheridosa la superficieen la que se han instalado,verificandola
proteccióncontra accidentesmecánicoso desplazamientos.
en la instalaciónque pudieran
No se hayanllevadoa cabo adicioneso alteraciones
requeriruna conexióno piotecciónadicional.Esto incluye: 1)cambios en el uso
por ejemplo,almacenamiento
dé combustibleoriginalmenteno
de lá.'instalación,
previsto, 2),elementosadicionalesque se encuentrenf uera del área de protección
de las teiffinales aéreas originalmente diseñadas, 3) instalación de equipo
puntos de conexióncon el SPT.
adicionalque re-guieran
plano equipotenóíalde la instalación generadas por la
Todas las unioñéqri,,al
instalaciónde nuevos sistem€sse hayan realizadoconforme a esta norma.
Se respeten las distanciasde seguridadentre los elementos oue pueden llevar
corriente eléctrica transitoria en caso de una falla o incidencia de rayo y
elementosmetálicosdiversos,
Todas las conexionesa nivel del registrode puesta a tierra se encuentrenen buen
estado y conforme al diseño original, así como las conexiones de todos los
conductoresde puestaa tierra.
Las unionesentre elementosdel SPTEasegurenuna continuidadeléctricadentro
en los conductoresde bajada,elementosasociados
del sistema,especialmente
con el SPT y la resistenciaa tierra del SPT.
Los dispositivosde protección SSTT estén conectados firmemente a tierra para
asegurarsu correctaoPeración'
L s dispositivosde protección SSTT no presentenevidenciafísica de daño o su
eficienciase haya reducidonotablemente'
Se hayan tomado las medidas necesariaspara instalar o reubicar dispositivos
SSTT en caso de nuevos circuitos eléctricos diseñados para alimentarequiPo
electrón¡cosensible.
Una vez terminada la comprobación,debe elaborarseun informe donde se
indiquenlas actividadespreventivasy correctivas.
d)
e)
f)
g)
h)
k)
l)
m)
n)
NMX-J-549-ANCE-2005
771131
7.3
Actividadespreventivasy correctivas
Las actividadespreventivasy correctivas deben llevarse a cabo y deben satisfacer las necesidades
indicadas en la comprobación. Adicionalmente, las actividades preventivas y correctivas deben
satisfacer,pero no deben limitarsea, los siguientesaspectos:
En caso de pérdidade un elementometál¡codel SPTEo pérdidade continuidad
por vandalismo, retiro involuntario, corrosión o daño mecánico, proceder a la
reparacióno reposicióncorrespondiente,
En caso de no cumplircon la condiciónde firmezao adherenciade los elementos
b)
del SPTEa la superficiede fijación, procedera sustitu¡ro instalaradecuadamente
los elementosde fijación correspondientes.
En caso de existir equipo o elementos nuevos que se encuentren fuera de la
c)
coberturade proteccióncontra la incidenciadirecta de rayo indicadaen el diseño
original, realizarla evaluacióncorrespondientecon el fin de instalarlas terminales
aéreas adicionalespara asegurarsu protección. Aplicar los mismos criterios de
original, a menos que exista un cambio en el
protección indicadosen e! dis.eñ-o
uso de la instalación.
En caso ¿e exiSlil nuevos equipos electrónicossensibles, realizarla evaluación
d)
correspondiente'conel fin de instalar los 'rdiepositivosSSTT para asegurar su
protección,éó'ntrasobre tensionestransitorias.
La medición de la resistenciaa tierra debe realihrse en la misma época del año
e)
et
de tener el mismo patrón de
(justo antes de la temporada de lluvias-),9
-cLn !f,n
comparaéióny el valor crítico. En caso dg gbteñer..unvalor de la resistenciaa
salvo en los Casos previstos en
10 Cl conforme a esta not.,,T,g,
tierra mayO,t,,,d
los elementosde la red de
r¡,1,¡chf.!VtO,4o
4.3.4.7, tá,,,leqom¡e¡dqve¡iflga¡,.gon,
puesta a'tñ¡ri,;'.'.,iiguiendo
las accionesrecomeñdádasen los incisos anteriores.En
de las acciones
a tierra persistaa
eÉ:llldl?esistencia
caso de,qúé':él::,.'.a.Wnen¡.
.pesar
preventivas y éorrectivas, se recomienda mejolaila con elementos adicionales,
medianteul soportetécnico.
.,.',','
formato, el cual incluya: 1) los
Los resultados de las acciones ánteriores deben registrarse er¡,,;,.uil
resuftadosde la comprobación, 2l los,,resultadosde la medición, y 3) las acciones preventivas y
ope,rac!óndel SPTE. Estos formatos deben guardarsejunto
correctivasque procedan para asegurai"''rfa
con la informacióndel SPTEde la instalación,con ei t¡n Ue llevar el historialdel sistema a través de los
años y de su actualización,en caso de llevar acciones preventivasy/o correctivas, así como estar
de coordinary verificarlas accionesprevent¡vas
disponiblespara la consultade la autoridadresponsable
y correctivas.
a)
El grado de deteriorodel SPTEpuede estimarsemediante los resultadosdirectamenteobten¡dosen la
o mediantela comparaciónde los resultadosobtenidoscon los indicados
correspondiente
comprobación
de la instalación
en el historialde comprobación
NMX-J-549-ANCE-2005
781131
APÉNDICEA
(Normativo)
MÉTODODE LA ESFERARODANTE
Basadoen la física del rayo, el punto de incidenciadel rayo sobre la tierra o sobre alguna estructuraes
aquel que haya lanzado el líder ascendenteque finalmente haga conexión con el líder escalonado
descendente.
La principalhipótesisde este método de protecciónes que la cantidadde carga espacialcontenidaen el
líder escalonadodescendente,la cual precedea la descargaeléctrica,está íntimamenterelacionadacon
la amplitudde la corrientedel rayo, por lo que el último paso de la descargadependedel valor pico de la
corrientedel rayo.
Debido a que el líder escalonadodesce¡dcnte puede aproximarsedesde cualquier dirección hacia el
objeto a ser golpeado,el ángulo de agiiiimación puede simülarsepor medio de una esfera imaginaria
figura A.1. Si la:'ésferatoca el volumen a protegerse,
alrededor y sobre el objeto a sel.,.g6lpeado,
En
entoncesdicho volumen necesitg.'gotección caso contrario,el volumen estará protegido' El radio de
la esfera rodante debe ser equir6iéntea la longituddel último paso dé,la descargapara un valor pico de
corr¡entedel rayo.
Utilizandola relaciónuntr" ef,iúltimopaso dq !a des-cargqy el valor pico de la corrientede rayo, se ha
encontradouna expresiónanalíticacon la cual es posibleevaluar la longitud del último paso de la
descarga:
f, = k .
En donde:
rs
ks\ c
/
l"
(A-1)
''::':::":::t"':
es la distanciao longitúó''eqq¡etros(m) del últ¡mo pq99 de la descarga,
campo del gradiente de potencial de grandes arcos
son factores obtenidos á:iravés--de e"J-r,.qj,9..:_.-d9.
generados
laboratoiió,
en
eléctricos
es el valor pico de la corrientedel rayo de retorno en kiloamperes(kAl.
Existen diferentesvalores para las constantesks f c reportadosen la literaturaespecializada,pero el
resultadoes aproximadamenteel mismo. Por lo tanto, utilizandouna expresióncomo la indicadaen la
ecuación lA-21,es posible determinarla distanciadel último paso de la descargaen función del valor
pico de la corrientedel rayo,
r, = 9,4. fls
Para l< 30 kA
(A-2)
La expresión (A-2) limitada a corrientesmenores de 3O kA se aplica en esta norma debido a que el
mínimo nivel de protecciónestá limitado a un radio de la esfera rodantede 60 m, el cual correspondea
una corrienteaproximadade rayo de 16 kA.
_t
NMX-J-549-ANCE-2005
7 9 113 1
¡-J
_l
-J
-l
t-l
La ecuación(A-2) indicaque la longituddel último paso de la descargainvolucradoen el procesode
conexiónentre el líder escalonadodescendentey el líder ascendenteserá mayor a mayoresvalorespico
de la corrientede rayo. Por lo tanto, la corrientede rayo representael parámetromás importanteen la
definiciónde la proteccióncontra tormentaseléctricas.
1l
l-J
_t
l-J
Si el fíderescalonadodescendentese aproximaa la terminal aéreaA por la derecha,,yasea la terminal
aéreaA o la tierra puede ser golpeadapor el rayo si la longitud del últ¡mo paso de la descargar" es
equidistantea ambos puntos a partir del punto Pr, corno se observaen la figura A1. Si el punto Pt está
más cerca de la terminal aérea A, entonces el rayo golpeará dicha terminal. Por lo que cualquier
estructuraque se encuentrea la derechade la terminal aéreaA, a una distancia mayo.rgu€ /'so a una
altura sobre el segmento de arco proyectadopor el radio ¡" a part¡r del punto Pt será golpeadopor el
rayo.
-l
r-l
_l
-J
-l
_l
r-J
:l
:l
ld¿
f-J
t-J
Terminal
aérea
Terminal
aérea
B
A
l--I
:r
l-J
l-J
:l
:r
f-J
l-{
:l
:l
f-J
:r
:r
Ij'
r*{
¡¿-l
FIGURAA.1.- Zona de proteccióndel método de la esferarodante
Considéreseahora el caso cuando el líder escalonadodescendentese aproximaa la estructuraentre las
terminafesaéreas A V B. Cuando el líder escalonadodescendentese aproxima al punto Pz, la zona
protegida está definida por el arco de círculo de radio /s, pasando a través de las puntas de las
terminalesaéreas
AV B.
:l
:l
u.{
:l
r-rJ
:l
:l¡¿{
:l
LI
f¡¿{
Si una estructura está localizadaentre las dos terminalesaéreas, la altura G (ecuaciónA-5) debe ser
mayor que la altura de la estructura para ofrecer una protección adecuada.Un valor negativo de la
altura G indicaríauna zona no protegidaentre las dos terminalesaéreas.Las ecuacionescon las cuales
puede realizarsela evaluaciónde la protecciónson las siguientes:
f{Á.f
CuandoH1 r"
tJrl
"w;.,
VH
2r"
-1
B
_l
:r
H--r
(A-3)
R=(H-c)m-(B-G)f2c
-1 {A-4)
l_
)-q
l_
l-t
NMX-J-549-ANCE-2005
8 0 /13 1
l_
f-,1
t)-t
l.-t
l14
l_
4.
l_
l-)-tl_
v
Cuando512 r'
G = H -rs +
D=rs-t,F
]¿
)-t
l-f-J
L.¿
l-l:
a-t
l_
a-{
l_l_]-{
l-J
)-J
t:
)-{
l:
]-t
L)-{
L|-{
L_
)--{
L.-{
Llr--1
l¿
l:
l-a¿
l-.-J
1-J
I-
(A-6)
La alturade la terminalaéreapuedecalcularsecon la siguienteecuación:
t-
t
(A -5 )
)
H) ¡,
Cuando
J-t
l_)-1--
2-\,r s) 2
-
le ( ^ B ' )|
, fe.1"(
Gjl
-¡2
t-t z--
^{,
| |
(A-7)
Lrs
En donde:
es la alturadel elementoa proreger'
es la alturade la terminalaéreade protección'
es ta distanciahorizontalmáximade protecciónbajo el arco proyectadopor el radior" debidoa una term¡nal
aérea.
es la distanciahorizontalmáxima de protecciónproyectadopor el radio rs entre dos terminalesaéreasde
R
Protección.
representala distanciade separaciónentre las terminalesaéreas.
S
representala distanciadel último paso de la descargao el radíode la esferarodante.
r,
es la alturamínimaa la cual una estructurase encuentraprotegida.
G
pr y pz son los últimos puntos en los cuales el líder escalonado descendente viaja hacia la t¡erra o hacia la
estructuray se produceel punto de conexiónentre el líderdescendentey el líderascendente'
I
H
D
sobre
por su característica
volumétrica,el métodode la esferarodantepuedeapl¡carsesin restricciones
cualqu¡erestructurao sobreterminalesaéreasutilizadasen la proteccióncontratormentaseléctricas'
método al "rodar" la esfera imaginaria
ta aolicación
aplicación del n
El diseñador debe verificar la correcta
correspondienteal nivel de protecc¡óndeseadosobre t¡erra, alrededory por encima de la instalaciÓna
protegerseo cualquierotro objeto en contactocon la tierra capazde actuar como un punto conductor
de la corrientede rayo, teniendo especialcuidadode que la esfera imaginariano toque los elementosa
protegerse,como se indicaen la sección4'3'1 y la figuraA'2'
NMX-J-549-ANCE-2005
8 1 /1 3 1
NOTA - La posicióny altura de las terminalesaéreasen el dibujo es indicativo,con el objeto de ilustrarque la
esfera rodante no toque la estructuraa protegef
FIGURAA.2.- Rodamientode la esferarodanteimaginariapara
definir la posición de las terminales aéreasde intercepción.
acuerdoa los nivelesde
El radio de la esfera rodantese indicaen la tabla 3 de la séiCiórr:.4.3.1i|.):de
de rqyo aproximadaque cofrespondeal radio de la esfera
protección,en la cual se muestfa.r,!á,,corrie¡1e
rodante,estimadaconta"","nión..]i'Á.2)....l...'''..
si se consideraun valor de diseñode 20 m (nivel l)
Los valoresindicadosen la tabfa 3irffiuestra'qué)
para el radio de la esfera rodante, la instalaciónesta protegida para corrientes de rayo mayores o
de penetrarel sistemade
igualesa 3 kA; las corrientesde rayo menorestienen una elevadaprob,ábltiUaA
protección.Si se consideraun váiór de diseño de 30 m (nivel tt)-qa'fáel radio.de la esfera rodante, la
las corrientesde rayo menores
instafaciónesta protegida para coriiéntes mayores o iguales a 6,'1;11,,kA;
pr.O{écción.
penetrar
Y así sucesivamentepara los
de
probabilidad
el
sistema
de
una
elevada
tienen
(niveles
y
lll
lV).
De acuerdoa la clasificación
para
rodante
la
esfera
radio
de
el
valores
de
diseño
demás
protección,
ya
que
corrientesmenores
la
considera
mayor
es
el
nivel,
sea
menor
de los niveles,cuanto
que
aéreas.
las
terminales
ofrecen
en la efectividaddel blindaje
La probabilidadde incidenciade rayos puede establecerseen forma condensadaen la tabla 3 de la
sección4.3.1, la cual indica que las corrientesde rayo mayoresa 3 kA representanel 98 % de los
o/ode
rayos medidosen un cierto tiempo (ocurrencia).Las corrientesmayoresa 8 kA representanel 9O
ocurrencia.Las corrientesmayoresa 28 kA representanel 5O o/ode ocurrencia.Las corrientesmayores
a 80 kA representanel 10 o/ode ocurrencia.Y finalmente,las corrientesmás elevadas,en este caso
mayoresa 2OOkA, representansólo el 1 o/ode ocurrencia.Como puede observarse,existe una elevada
probabilidad
de incidenciade rayos con bajo valor de corrientey una probabilidadmucho menor para
corrientesmás elevadas,
Al aumentarel radio de la esfera rodante,disminuyeel número de terminalesaéreasnecesariaspara la
protección,pero aumenta la probabilidadde que el rayo penetre el sistema de protección.Un aspecto
importante en la evaluación de la protección con el método de la esfera rodante, es que la altura
máxima efectiva del elemento de protección a partir del plano a proteger será igual al radio utilizado
para la esferarodante.Las figurasA.3 y A.4 muestranel conceptode la alturamáximaefectivade una
terminalaéreavertical,de acuerdoal radio de la esferarodanteseleccionado.
l_
)-q
l_
r--I
NMX-J-549-ANCE-2005
821131
l-
t
t
ü
)-,
Cuandola altura de la terminalaéreaes mayor que el radio de la esferarodante,la protecciónmáxima
estarálimitadaa la zona de proteccióndefinidapor el punto de unión entre la esferarodantey la altura
de la terminal aérea correspondienteal radio de la esfera rodante (véase puntos B y B' de la
figuraA.4).
l_
r1rr
r-I
r-4
l_
a--
t-
t
)-1
1-La-{
1:
a-{
l_l-{
L-.{
t)-t
t-)-{
l_
l_l-{
l:
)-¿
l:
)-¿
Descripción
Espacioa proteger.
1:
z"
Planode referencia.
Radiode la esferarodantede acuerdoa la tabla 3 de la sección4.3.1.
/si
Radiodel área a proteger.
OC:
A:
Puntomás alto de la terminalaérea.
Altura de la terminalaéreasobreel planode referencia'
ht:
Observeque el punto C correspondeal punto de contactoentre el planode referenciay el arco de círculode la esferarodanteen
forma tangencial.
)-J
LL)-{
L_
)¿
L_
l-¿
rL.-¿
)-J
La¿
1:
l'.-J
FIGURAA.3.- Espaciode protecciónde una term¡nalaéreaya sea horizontalo vert¡calobtenido
med¡anteel método de la esfera,rodante,para el caso en que la altura de la terminalaéreaes
menor o igual que el radio de la esferarodante
Jl-{
NMX-J-549-ANCE-2005
8 3 /13 1
-l
=
=
=
1..{
-J
ts-r
Jr.--I
J
=
=
;.-r
-l
-J
L-r
ts--.r
ll¡--r
IJ
r.--I
_l
¡.--r
-J
\-I
_l
_l
f.-I
_l
¡,-.¡
Descripción
1:
Espacioa Proteger.
Planode,ieferencia.
2:
,:,rr'r,r:
Terminalaérea.
3:
Radiode la esfel'arodantede acuerdoa la tabla 3 de 4.3,1..,,...1'
rsi
Punto más alto d.qla terminal aérea.
A:
sobre el plano de referencia.
Altura de la termináf'a.érea
ht:
(h,h'):
Alturasde las termináGsaéreasde acuerdocon la tab]a 3 de 4.3.1(B, C, B', C'):
Puntos de contáóto entre el_plano de refeiénciay la terminal aéreay el arco de circulo de la
esfera rodante
'-;' '"'','
FIGURAA.4.- Espaciode protección de una term¡nal aérea ya sea horizontal o vertical al punto obtenido
med¡anteel método de la esfera rodante, para el caso en que la altura de la terminal aérea es
mayor que el radio de la esfera rodante
LJ
-|
f.J
_l
tJ
.-l
.lt.J
:l
t.J
:r
¡-J
F'J
:lI.-¡
:l
¡.-f
:l
F{
:r
E{
:ll.J
:lÉ4
L
r-t
l_
L.I
NMX-J-549-ANCE-2005
841131
t_
]-t
l_
|-t
B
APENDICE
(Normativo)
l-
DELSUELO
MÉD¡CIÓNDE RESISTIVIDAD
ü
4
l_
t
r.--!
ll-1
l_
.-a
1a-t
l_
J-t
ll-t
l_
a-t
l_L-r
La-t
l:
]-t
l:
)-t
l:
|-t
l:
)-{
t:
t:
a-{
)-{
l:
l-{
L_
81
GENERALIDADES
La resistividaddel suelo es importante para los sistemas de puesta a tierra, ya que tiene un efecto
directo en la determinaciónde la resistenciade conexióna tierra y en los gradientesde potencialdel
al momentode circularla cor¡ente de rayo, Parapropósitode
suelo en la vecindadde las instalaciones
que
medicióny adoptarun modeloprácticode interpretación
de
diseño,es necesarioaplicarun método
la
con
lateral
como
sentido
en
el
varía
tanto
cual
la
permita evaluar la resistividaddel suelo,
y
aparente",
"resistividad
como
se
conocen
que
en
campo
miden
se
profundidad,por lo que los valores
particular.
de cada sitio en
son característicos
81.1
aparentedel suelo
Resistividad
Debido a la complejidaden su composición,el suelo no puede definirsea través de clasificaciones
genéricaspor lo que la resistividaddel suelo debe determinarsemediantemedicionesrealizadasen
campo.
del suelodependede variosparámetroscomo son:
La resistividad
1)
2l
3)
4l
5)
B2
MATERIALY EOUIPO
1)
l--i{
Ll-1
l_
.-{
L]-¿
L-
rr
a-J
cíclicasentreestacionesdel año).
Contenidode agua (importanteen las variaciones
El contenidode sales.
La temperatura.
El grado de compactación.
La heterogeneidad.
2l
3)
Equipo calibrado de medición de resistenciade tierra con las característ¡cas
siguientes:
lntervalode frecuenciade 1O0 Hz a 200 Hz o mayor'
Posibilidadde proveer alta y baja corriente con valores de 9 mA a
250 mA .
accesoriosprovistospor el fabricantedel equipode medición'
en caso de no contar con accesoriospara el equipo de medición,utilizarcable o
cordón aisladode cobre tipo SCE o SCT con una designaciónde uso más común
de 2,08 mm2(14 AWG) o 1,3O7mm2 (16 AWG), con accesoriosen sus extremos
para la correctaconexiónal equipoy electrodosauxiliarescon una longitudmínima
de 5O cm y un diámetromínimode 13 mm de algunode los siguientesmateriales:
Acero inoxidable'
de cobre.
Acero con recubrimiento
Acero galvanizado'
NMX-J-549-ANCE-2005
8 5 /13 1
B3
DE MEDICIÓN
PRINCIPIO
Esta norma recomiendael método de los cuatro electrodos (dos de corriente y dos de potencial) o
método de Wenner, el cual ha demostrado ser simple y efectivo, ya que no necesita de electrodos
auxiliaresprofundos.
El procedimientode mediciónutilizacuatro electrodosde pruebaauxiliaresenterradosen línearecta y a
una distanciauniforme entre ellos. Véase figura B.1. Una fuente de corriente,conectadaentre los
electrodosauxiliaresexternos, suministrauna corriente a tierra. El flujo de esta corriente en la tierra
produce una variación del potencial en el suelo, generando una diferencia de potencial entre los
electrodosauxiliaresinternos.La relaciónentre la diferenciade potencial(V) y la corrientede prueba (l)
correspondea la resistenciadel suelo, la cual es utilizadapara determinarla resistividadaparente'Cabe
aclarar que existen equipos de medición que proporcionanla medición de la resistividadaparente de
maneradirecta.
FIGURA8.1.- Método de los cuatro electrodoso método de wenner
NOTA - Puedeutilizarseotro método de medición para la resistividaddel terreno siempre y cuando los resultados
sean equivalentesal método de Wenner
B4
DE MED¡CIÓN
PROCEDIMIENTO
a)
b)
c)
d)
Seleccionarun eje de referenciasobre el suelo para efectuar las mediciones
Colocaren línea recta los cuatro electrodosauxiliarescomo se indica en la figura
8.1,
Suministrar una corriente de prueba a tierra a través de los dos electrodos
externos,de acuerdocon lo indicadopor el fabricantedel equipode medición'
R obtenidoen el equipode medición.
Registrarel valorde resistencia
L
l-{
l_
L-J
l_
l-t
t_
)-'{
lt--¡
t-
NMX-J-549-ANCE-2005
8 6 /13 1
e)
Repetirlos puntos (b), (c) y (d) para diferentesdistanciasa entre los electrodos
auxiliares.
para este método de medición,la resistividadaparentedel suelo está determinadapor la siguiente
expresiónmatemática:
|-'t
t-
p=
t
.)^
4naR
4naR
(B -1 )
2a
4¿o
a2 + 4b2
"14a2+ 4b'
L.J
t)1
t_
t
a-t
tt)-{
t
)-A
l:
¡-.ra
L-
rl:
a-,J
l-'{
1:
l:
l:
a-J
l_l:
r--J
Ll:
La-J
Lr'-{
)-J
)-J
l-rl
l--J
)-J
t_
a-J
E n donde:
es la distanciaentre electrodosauxiliares.en m'
a
es la profundidadde los electrodosauxiliares'en m'
b
R
es la resistenciaresultantedel cociente V/1, en O'
p
es ia resistividadaparentedel suelo,en Om
nes e|f ac t or r es u|t ant edeap|ic ar | o s v a | o r e s e n e | d e n o m i n a d o r .
es la diferenciade potencialentre electrodosauxiliaresinternos,en V.
V
es la corrientede pruebaentre electrodosauxiliaresexternos,en A'
I
es del 1oo/ode
Ef valor máximo recomendadopara la profundidadde los electrodosde prueba a.uxiliares
<
al20
b
lla distancia
prácticasen las que se mantienela desigualdad
la distanciaa. pata cond¡c¡ones
(1)puede
la
ecuación
entre electrodosauxiliareses mucho mayor que la profundidadde enterramiento),
a:
simplificarse
P = 2naR
(B-21
por lo que
Algunosequiposde mediciónproporcionandirectamenteel valor de la resistividadaparente,
no es necesarioaplicarlas ecuacionesanterioresB-1YB-2'
que
Las distanciasentre electrodospuedenser arbitrarias,pero igualesentre electrodos'Se recomienda
de
mínimo
un
m con
al iniciode las medicionesla distanciamínimade separaciónentre éstos sea de 1
6 mediciones,graficandolos valoresobtenidos'
que se
Debidoa que en las medicionesde resistividadse involucrael volumendel suelo,es necesario
con el fin de
realiceel mayor número de direccionesde mediciónposiblesen el lugar de medición,
obtener un perfil representativodel suelo.
mediante
La figura 82 ilustraun ejemplode mediciónde resistividaddel suelo en un área determinada
direccionesortogonaleso diagonales.
I
-l
-Jt-¡
\-¡
-J
-¡-¡
NMX-J-549-ANCE-2005
871131
f-l
I
-J
¡J
r.J
J
:J
L.J
I
LJ
t- G-
-I
s@/
¡-J
-J
_J
-l
L,-¿
LJ
:r
É-J
FIGURA8.2.- Eiemplo,d¿trayectoria de dlNcciones recomendadas
para'[dimediciónde res¡st¡v¡dad@suelo
-lL-{
¡.-l
a continuación'
Los resultadosde las mediciones'seregistranen una t"Ot"",..,,,,,.lom--,gjq..,ilgica
:lF-r
:r
:r
:r
:r
:r
:r
:r
:r
A.l
TABLA B:.1,.ifleSistiotfpico de medicioneQdo'réóistividad
}{
Número de
medición
rr::::.l r: :,
D¡stancia.d'd
separaci-d¡,
Diidcción 2
f,lm
üil;¡ii s
Om
últección n
,:l:::::1
d2¡1
Promedio
Om
o21
p22
p23
p24
o25
o26
o31
on1
o32
o33 .-:.
o34l
o35
o36
on2
on3
on4
on5
o1
p2
o3
p4
o5
o6
ll|.:i.'rr
1
1
¿
ó
2
3
o11
o12
::-o13
4
5
4
;:tr.!t
o
o
I
o15
o16
on6
¡.{
F{
}J
}J
t-r
85
DE LOS RESULTADOS
INTERPRETACIÓN
El objetivo de medir la resistividades poder representaral suelo medianteun modelo práctico,con el fin
de estimar el comportamientode la red de puesta a t¡erra del sistema de proteccióncontra tormentas
eléctricas.Los modelosmás comunesutilizadosen la representacióndel suelo son los siguientes:
I.-r
:r
:l
:r
LJ
F.{
a)
b)
Suelouniforme,
Suelo heterogéneoo de dos capas.
El análisis para la correcta interpretaciónde resultadospuede realizarsemediante dos mecanismos:
manual y por medio de programascomputacionales.Los programascomputacionalesrepresentanel
medio más eficaz y precisopara obtener una representacióndel suelo, siendo el mecanismode análisis
recomendadoen primera¡nstancia.El análisismanual es sencilloen su aplicacióny representauna
herramientaque todo diseñadorpuede utilizar debido a su s¡mplicidad,Los resultadosdel análisis
para un suelo heterogéneo,deben tomarse sólo como un indicadordel suelo,
manual,principalmente
más no como un modelopreciso.
¡.{
-l
=
=
¡{
lE=!
NMX-J-549-ANCE-2005
8 8 /13 1
La tabla 1 muestrala forma de registrarlos valoresmedidosen el campo. La primeracolumnaindicael
número de medición en cada dirección, la segunda columna indica la separaciónen metros entre los
electrodosauxiliaresen cada medición,la columna 3 indica los valoresobtenidosen las medicionespara
la dirección 1, la columna 4 indica los valores obtenidos en las medicionespara la dirección 2 y así
sucesivamentehasta la dirección n, La última columna representa el valor de la resistividad del
espaciamientocorrespondienteentre electrodoscalculadacomo el promediode las n direcciones.Con el
fin de determinar la tendencia de la resistividaddel suelo, deben graficarse los valores promedio
obtenidosen la tabla B.1. En la figura B.3 se ¡lustrancurvastípicasde la resistividadapaientepromedio
del suelo.
85.1
Suelouniforme
Una curva de resistividad aparente del suelo se considera homogénea o uniforme, cuando las
variacionesentre medicionespromedio se encuentrandentro de una banda del 1Oo/o,tal y como se
ilustraen la curva A de la figura 8.3. El modelohomogéneose utilizacuandoes posibledefinira través
de un valor medio único las variacionesde resistividadcon la separaciónentre electrodos'
Et vator único de ta resistividadapareore.-;;;;;;
_
rnm
:
mediantela siguienteecuación:
,;;;'¿n:bula
Pl +Pz+ Ps +P+ +Ps +Po +'..+Pn
::.: n
(B-3)
,.,,,,''....:'.
En donde:
.., ,.. .,,,
,.,,.,.....,.,1...
,.,,:;.,:l',,.:,17..,.,.t..
t..'.'...,.,,.
at.'
n
es el número de medicionesen cada direcciónrealizadasen campo; y
promediocalculadasen cada medición.
pt, p,... p, son las resistividades
8 5 .2
Suelo heterogéñeode dos caPas
El modelo heterogéneode dos capas generalmentese obtiene mediante la aplicaciónde programas
la figura 8.3, repre$entaal suelo por medio de una capa de
computacionales.Este modelo, indióádo,,en
g!.nivei''desuelo y la profundidad,y una capa de
resistividadsuperiorcuyos límites están'lndicados.po-¡
paitir
a
de la profundidadde la capa superior'
proyecta
infinito
que
el
hasta
se
resistividadinferior
Una curva de resistividadaparente del suelo se consideraheterogénea,cuando existe una tendencia
ascendenteo descendente,como se ilustra en las curvas B y C de la figura B'3' Si no es posible
obtener un modelo de dos capas para el suelo, puede obtenerseun valor indicativo de la resistividad
mediantela siguienteexpresión:
uniformeequivalente,
aparentep del suelo,conocidocomo resistividad
o =er$b
(B-4)
En donde:
pmaxf pminrepresentanel valor máximo y el valor mínimo, respectivamente,de la resistividadaparente promedio
obtenidosen la últ¡macolumnade la tabla B'1.
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8 9 /13 1
Heterogéneoascendente(B)
E
o)
o
c
o
6
6
6
:>
descendente(C)
Heterogéneo
.9
o
Separaciónentre electrodos-e!'tm
,
,,,.,.¡,..¡, .,.._....,..
t ,::',
FIGURA83,. Curvas típicas,dé,la iesistividad:áparerttodel suelo
B6
INFORMEDE RESULTADOS
Los resultadosobtenidosen las medicionesdeben presentarseen un informe que contenga lo s¡gu¡ente
y debe contenerlas unidades,conformecon NOM-OO8-SCFI¡'
...:..i i i r r i :i .r ::,,:t- -
1)
2l
3)
4l
5)
6)
7l
8)
,
i ,ttt,,i .
Equipoutilizado.
Arreglode medición.
Valoresobtenidosde la medicióncontenidosen tabla.
contradistanciade separaciónde electrodos.
Graficade los valoresde resistividad
representativa
del suelo.
Valorestimadode la resistividad
Observaciones.
de efectuarla medición.
Responsable
de la medición.
Fechade realización
h
l-
r
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9 0 /13 1
É
E
E
L.I
t:
r.
t
rr
É
C
APÉNDICE
(Normativo)
A TIERRA
Y MÉTODODE MEDICIÓNPARA LA RESISTENCIA
CÁLCULOSIMPLIFICADO
C1
GENERALIDADES
Este Apéndice estableceuna metodologíapara calcularmediantefórmulas simplificadasla resistenciaa
tierra del SPT y la metodologíapara medir, a través del método de caída de potencial o de los tres
electrodos,la resistenciaa tierra del SPT.
C2
EVALUACIÓNANAL¡TICA
de leyes electromagnét¡caspara la
El cálculo de la resistencia a tierra.,invol,úcli$1at,::,árpl¡eqc¡On
i nsidad de corriente de los conductores
y
potenciales
poteAé'ial,
gradientes
de
de
determinación
enterradosque forman la red ds::púéstaa tierra. Actualmenié',,el tratamiento electromagnéticopara
evaluar el comportamientode las redes de puesta a tierra se'iíealizamedianteel uso de métodos
numéricos.Sin embarge, ss ,posibledeterminarla resistenciaa:$erra del SPT mediante formulas
simplificadasque, si bien ¡s, proporcionanun método exacto, cgnstituyen una forma aproximadade
anticiparlos resultadosesperadosen las medicionesde campo,
c2.1
Diagramade fluio
En el diagrama de flujo de la figura C.t,1se"i;¡ican los pasos que deben seguirse para evaluar la
resistenciaa tierra del SPT'desdeel cálculoanalít¡cohasta las medicionesen campo.
'
La informacióncontenidaen la firguraC.1 es la siguientei
' :a ::' ,
a)
b)
c)
d)
e)
f)
g)
.':::"
'
'
eléctricás' del suelo, mediante mediciones de
Obtener las óár¡.aeterísticas
ndice B;',.,
resistividad, aplicandól,¿¡.,etits¡;o'i:6üi"Ápé
Obtenerla tendencia(ascendenteo descendente)de la resistividaddel suelo'
Obtener el modelo de dos capas del suelo, o la resistividaduniforme equivalente,
aplicandoel criteriodel ApéndiceB.
para obtenerel
Aplicarun tratam¡entoanalíticorigurosoo formulassimplificadas,
valor de resistenciaa tierra del SPT.
Compararel resultadoobtenido con el valor de referenciade 10 O, indicado en
4.3.4.
Modificarla red de puestaa tierra,en caso de obtenerun valor mayora 10 Q.
Confirmarel valor calculadode la resistenciaa tierra, una vez instaladoel SPT,
mediantemedicionesde campo,de acuerdoa lo indicadoen C'3.
paraarreglostípicosutilizadosen un SPT,donde:
La tabla C.1 muestralas formulassimplificadas
R
p
L
A
h
a tierra,en Q.
Resistencia
Resistividaduniformeequivalente,en C)m'
Longitudtotal de los electrodosde puestaa tierra horizontaleso verticales,en m'
Área de la malla,en m'.
Profundidadde los electrodosde puesta a tierra horizontales,en m'
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9 1 /13 1
d
a
Lt
Diámetrodel electrodode puesta a tierra, en m.
Radiodel electrodode puesta a tierra, en m.
Longitudtotal de los electrodosde puestaa tierra horizontalesy verticales,en m.
FIGURAC.l.- Diagramade flujo parala evaluaciónanalíticade la resistenciade un SPT
NMX-J-549-ANCE-2005
921131
TABLA C.1.- Fórmulaspara calcularla resistenciaa tierra
Paraun electrodovertical
*=#.['.*-,)
-=#'[''#*]
Parados electrodosde
puesta a tierra horizontales
en "ELE"
Paratres electrodosde
puesta a tierra horizontales
en "YE"
Paracuatro electrodosde
puesta a tierra horizontales
en "CRUZ"
-=#.['"r#*]
-=#r['"o7#*J
:','t't' n':;,[r"
..;,:,..:.,.,t.t,,
'
t,1.1.,,,,,,
:,:,:.:,..'.,,
#*)
-"
Paraseis electrodosde
puesta a t¡erra horizontales
-=#['"*#J
Paraocho electrodosde
puesta a tierra horizontales
-=#[''##]
Paraun anillocerrado
-='lu.#['."#)]
La figura C.2, figuraC.3, figura .C.4, figura .C.5 y figura C.6 ilustranlos valoresde resistenciaa tierra
de arreglostípicos indicadosen la tabla C.1, sin electrodosde puestaa tierra verticales(líneasólida)
y con electrodosde puesta a tierra verticales(líneadiscontinua)
aplicandolas fórmulas correspondientes
es de O,6
indicadosen cada figura aplicandoun método numérico.La profundidadá de enterramiento
m, el diámetro d de los electrodos de puesta a tierra es de 0,013 m y la resistividaduniforme
equivalente p es de 10O Om. La resistencia a tierra para otras resistividadespuede estimarse
muftipficandoel valor obtenido de la figura C.2, figura C.3, figura .4, figura .5 y C.6 por el factor
@t 1 o o t .
NMX-J-549-ANCE-2005
9 3 /13 1
14
'12
t0
E8
o^
4
0
o 2 4 8
o 2
8 tO' 12141A18202221262E30323/.36381012
1 6
8 101214 16182022242828fi 323/..36384042
U2 (ml
U2 (m)
FIGURA G.3.- Resistenciaa tierra para un
arreglo con electrodo de puesta a tierra
horizontal en "ELE" con tres electrodos de
puesta a tierra
FIGURA C.2.- Resistenciaa tierra para
un arreglo con electrodo de puesta a
tierra horizontal en línea y con tres
electrodos de puesta a tierra verticales
l6
11
12
^10
E
EA
oG6
1
0'
o
2
4
6
8 10 '12 11 18 18 20 22 21 26 28 ttl.t2
.31 36 38 dO '{2
02,1
6
g 10 12:,',14.::1t6"1¿
20 22 24
U3 (m)
28 30 32 34 6 3a & 42
U4 (m)
tierta p.áia
F|GURA C.3.- Resisteác¡ár'a
un arreglo electrodo {e puesta a tierra
horizontal en "YE" !:,,:¡coñ tfes
electlodos de puesta a tierrá.,verticales
0 2
4 6
FIGURA C.5.- Resistenciaa tierra para un
arreglo de electiodo de puesta a t¡erra
horizontal en ,,.:4CRUZ" y con cuatro
electrodos de puósta a tierra verticales
81 01214't818202221242A30323416391042
U3 (m)
FIGURAC.6.- Resistenciaa tierra para un arreglode electrodode puesta a tierra horizontalen "DELTA"
y con tres electrodos de puesta a tierra verticales. No se indica LA formula simplificada de este arreglo
en la tablaG.l.
c2.2
Ejemplode cálculo
A continuaciónse muestraun ejemplopara la aplicaciónde la fórmula simplificadapara el arregloen
anillocerrado.
1)-1
l_
)-t
NMX-J-549-ANCE-2005
941131
1]-t
l-
rt"
t
rt-
Red en forma de anillo cerrado de 20 m x 30 m con 6 electrodos de puesta a tierra verticales
(varillas)de 3 m de longitud,ubicadasen cada esquinay en la parte media de las partesmás largas,
el conductorenterradoa 0,6 m de profundidady las
véasefigura C.7. Las líneascontinuasrepresentan
por círculosnegros.
varillasde 3,0 m de profundidadestánrepresentadas
a_t
t
rl:
rl:
É
a-,
a,-t
l:
t
a-.,
t:
a-.t
L-
rl:
LrLL:
rLLrt
rr
l-5
]-,
)-5
)-t
a-t
FIGURAC.7.- Red de puesta a tierra para el ejemplode cálculo comparativocon las fórmulas
simplificadasy un tratamiento analítico riguroso
La fórmulasimplificadaparaeste arreglo,indicadaen la tabla C1, tiene la siguienteexpresión:
.'
^,1+."+-['.rk]]
(c-1)
En donde:
R es la resistenciaa tierra
o es la resistividaduniformeequivalente,
Lres la longitudtotal del conductorenterrado(horizontaly vertical),
A es el áreaque forma la mallarectangulary
de los electrodosde puestaa tierra.
h es la profundidadde enterramiento
Por lo tanto, los valorespara la fórmulason:
I = 30m + 30 m + 20 m + 20m + (3x6) m = 118 m
A = 20 m x 30 m = 600 m2
h=0,6m
p [ = resistividaduniformeequivalenteen C)mde acuerdoal ApéndiceB.
r.-r
4,
Suponer que se tienen dos tipos de suelo: uno con tendencia ascendentey otro con tendencia
encontradasen el campo,
descendente.La tabla C.2 muestralos valorespromediode las resistividades
(última
columna
B1).
de
tabla
B
de acuerdoal criterioindicadoen el Apéndice
J
:t
NMX-J-549-ANCE-2005
9 5 /1 3 1
r--I
J
J
t-.¡
TABLA C.2.- Medicionesde resistividaddelsuelo
Tendencia ascendente
Om
Tendencia descendente
Om
=
198,9
169,4
=
o
85,3
173.2
242,O
293,6
321.7
8
344.6
D¡stanciasntre electrodos
m
1
2
2
4
105.2
87,3
75,6
70,4
=
:I
=
de acuerdoal ApéndiceB, se tiene:
uniformeequivalente,
Calculandola resistividad
=
u.{
Ascendente:
p-
85,3 + 344,6 =
(c-21
215,0 Om
Descendente:
J
-l
u,-.I
f
-I
-I
¡J..I
198,9+ 7O,4='134,7
(c-3)
l)m
f-¿-f
..1gecuación (C-1)se obtienen los
Apficando los valores obtenidos en las ecuaciones lC-z) V té3,ltl.'.:,,.
:tierra:
valoressiguientesde resistencia.á
=
Parauna resistividadcon tendenciaascendenteR : 5,6 O
-I
Parauna resistividadcon tendenciadescendenteR : 3,5 fl
,,,t,t.,,].,
Debe considerarseque el valor de resistenciaa tierra obtenido cOñ una resistividadcon tendencia
ascendente,generalmentees menoi al valor esperadomedianteJas medicionesde campo y, por el
con tendencia descendente
contrario, el valor de la resistenciaa 'tierÍa obtenido 66¡ u¡¿ r:,}esistividad
generalmentees mayor al valor esperadomediantelae.me iciónesde campo.
El caso más crítico es cuando la resistividaddel suelo tiene una tendenciaascendente,ya que el valor
calculadode la resistenciaa tierra siempre está por debajo del valor esperadoal medir en el campo.
Paraeste caso y cuando no se obtenga un valor de resistenciaa tierra menor que 10 O se recomienda
aumentaral doble la longitudde los electrodosde puestaa tierra horizontales.
t-.t
J¡-I
=
¡-.¡
f
:J
f¡.-I
f
L-r
r--I
F--l
_r
=
FrJ
c3
A TIERRA
DE CAMPO DE RESISTENCIA
MEDICIONES
-r
-r
J
I,.I
c3 .1
Principiode medición
El método consisteen hacer circular una corrientepor el electrodoa ser medido y la influenciade esta
corriente sobre el electrodo en términos de potencial,es medido entre el electrodo de puesta a tierra
bajo pruebay un electrodoauxiliarde potencial.
l¡..J
F¡J
J
J
trJ
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JL-r
J¡F{
1a-t
1_
)-t
l_
a-t
1|-t
l-
r.
rl_
NMX-J-549-ANCE-2005
9 6 /13 1
Se utilizaun electrodoaux¡liarpara permitirel paso de la corrientea través del electrodode puestaa
tierrabajo prueba.Véasefigura C'8'
)-t
t-t
l-
t
=
É
a-t
Electrodoa medtr
l_
t
pl
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l-r
l:
t
a-t
l:
)-,
l_
a-t
l:
)-t
l:
a-t
l:
Descripción
Electrodode Prueba.
E:
Electrodoauxiliarde potencial'
P:
Electrodoauxiliarde corriente'
C:
FIGURAC.8.- Método de caída de potencial
La corrientede pruebal, que circulaentre el electrodobajo pruebaE y el electrodoauxiliarde corriente
C, da como resultandouna variaciónde potencialen la superficiedel suelo. El perfil de potenciala lo
largode la direcciónC, P y E se ¡lustraen la figura C.9.
Resistencia(O)
rLl:
rr
real
Resistencia
t-.,
Potencialde
pruebaen P
)--,
I
r.-,
D¡stancia(m)
l:
t
t
rr
'--a
Descripción
Distanc¡a.
X:
de X
FIGURAC.9.- Resistenc¡aaparentepara varios espac¡am¡entos
NMX-J-549-ANCE-2005
971131
Los potencialesson medidoscon respectoal electrodobajo prueba E, los cuales,por conveniencia,son
supuestos,de valor "cefo".
El métodode caídade potencialconsisteen graficarla relaciónY = n , como una funciónde la variación
I
potencial
la posicióndel electrodobajo prueba
se
mueve
desde
de
auxiliar
X.
El
electrodo
de la distancia
incrementos
a
del 'lOo/ode la distaricia entre el
posición
corriente
auxiliar
de
hasta la
del electrodo
para
obtiene
se
cada
incremento.
y
la
resistencia
electrodoE el electrodoC. El valor de
La resistenciase grafica en función de la distanciade separaciónX, el valor estimadode la resistencia
buscadapuedeobservarseen la parteplanade la curva,tal como se ilustraen la figuraC.10.
Con el objeto de obtener la porción plana de la curva, es necesarioque el electrodo de corriente sea
colocadofueradel áreade influenciadel electrodoa medir,como se indicaen C.3.3.1 incisos1V 2.
c3.2
Materialy equipo
a)
c3.3
::,::,.,,.;,1:
, :. ,..:t;..1,;
Equipo calibrado de medición ae'leSi6.,lenciade tierra con las características
siguientes:
Intervalode frecuenciade 10O Hz a 20GHz o mayor.
Posibilidadde proveeralta y baja corrienté"gonvaloresde 5 mA a 250 mA.
-
b)
Accesoriosprovistospor el fabricantedel equipo.dernedición.
c)
aecesoriospara el equipo de medición,utilizarcable o
En caso de.nü::,conta!,ion
cordón aisladode cobre tipo SCE o SCT con una designaciónde uso más común
de 2,08 mm2(14 AWG) o 1,3O7 mmz (16 AWG), con accesoriosen sus extremos
con una longitud mínima
para la coi¡eCta,eénexión
al,éflipo y electrodosauxilliares
de 50,É,my un diámetromínimode 13 mm, de algunode los siguientesmateriales:
Acero inoxidable.
Acero Gon recubrimientode cobre.
,,,,:',::.""
Acero Qdl;uan'izado
-
Procedimiento
de medición
a)
el equipode medicióncalibradopara la aplicación.
Seleccionar
b)
Seleccionarel electrodode puestaa tierra a medir.
c)
Definirla posicióndel electrodoauxiliarde corriente.
d)
Definirla posicióndel electrodoauxiliarde potencial.
e)
Incrementar la distancia del electrodo auxiliar de potencial a intervalos
homogéneos,hastaalcanzarla longitudtotal del electrodoauxiliarde corriente.
f)
Registrarlos valoresobtenidosen cada uno de los puntos,
s)
Graficarla curva de la resistenciaa tierra e identificarla parte planade la misma.
NMX-J-549-ANCE-2005
9 8 /13 1
Electrodode potencial(P)
en líneacon el electrodo
de pruebay el electrodode
corr¡ente
\
I
E
(q
o
\
o
o
{)
\
Electrodode pbtencial (P2)
entre 9Oo y 18Oodel
electrodode corriente
Distancia(m)
FIGURAC.10.- Curva típica de res¡stenc¡a
a t¡erra
..:.
c.3.3.1
:,.1.'
Durantelas medicionesse recomiendalo siguiente:
1)
,,é/:.',.etlectrodo.de
puesta a tierra bajo prueba no esté interconectado con los
Q,u6nQs
rii:'Cénlos demás electrodos del SPT, es suficiente ubicar
cimientos,d¿ ta:l,e$tructüra
el electiódo aul'lllárde corrientea una distanciamínima de 30 m. El arreglode los
electrodosáuxiliarespara realizaresta mediciónpuedeser en línearecta,
2l
Cuando el elélfttodo de puesta a tierra bajo prueba esté interconectado con los
cimientos de la é$ü,ucturao con los d9máé electrodosdel SPT, debe considerarse
el área de la instalaCióno el área formado por la interconexiónde los electrodosde
puesta a tierra. en este casó lá distanciaentre el electrodo a medir y el electrodo
auxiliar de corrientedebe ser mayor o igual a dos veces la diagonaldel área
considerada.El arreglode los electrodosauxiliarespara realizaresta medicióndebe
ser entre 90o y 18Ooentre éstos.
3)
El electrodode potencialdebe ubicarseinicialmentea 25o/ode la longitudtotal del
electrodo auxiliar de corriente a partir del electrodo a medir. El intervalo entre
medicionesmoviendo el electrodo de potencialdebe ser tal que se realicenpor lo
menos 1O medicioneshasta completarla distanciatotal del electrodode corriente.
4l
El valor a utilizarsecomo representativode la resistenciaa tierra, es aquel que se
encuentraen la regiónplanade la curva, y cuya diferenciacon valoresadyacentes
no sea mayor al 5 o/o.
5)
Debe asegurarseque los electrodos auxiliarestengan un contacto firme con el
suelo, los cables sean eléctricamentecontinuos y los conectoresutilizadosestén
firmementeconectados.
NMX-J-549-ANCE-2005
9 9 /13 1
c3.4
lnformede resultados
en un informeque contengalo siguiente
Los resultadosobtenidosen las medicionesdebenpresentarse
y debe contenerlas unidades,conformecon NOM-OO8-SCFI:
a)
b)
c)
d)
e)
f)
s)
h)
Equipoutilizado.
Arreglode medición
Valoresobtenidosde la medicióncontenidosen tabla.
Graficade los valoresde resistenciaa tierracontra distanciade electrodoauxiliar
de potencial.
representativa
de puestaa tierra'
Valorestimadode la res¡stencia
medición.
de
la
Observaciones
de realizarla medición.
Responsable
de la medición.
Fechade realización
l_
)1
1_
f.-.r
NMX-J-549-ANCE-2005
10 0 /13 1
t_
t_
l--,
APÉNDICED
(Normativo)
)-t
ll--r
l)-t
MAPA DEL PROMED¡OANUAL DE DENSIDADDE RAYOSA TIERRAPORESTADOS
l--
(DRT) en cada
El presente Apéndice muestra las isolíneaspara evaluar la densidad de rayos a tierra
estadode la RepúblicaMexicana,exceptola penínsulade BajaCalifornia.
1-!
Las isolíneas representanel promedio anual de dicho periodo. Las unidades de la DRT son
Véasefigura D2'
rayos/km2/año.
t
l-
rt
rJ
l_
l_
la
El valor de cada isolíneaes de 0,25 y debe tomarseel nivel superiorde la isolíneaque correspondaa
ubicaciónde la instalacióna proteger.
El valor de DRT que debetomarsepara la penínsulade BajaCaliforniaes de 2 rayos/km2/año'
l-t!
t
IS O D EN SA
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- 88.00
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- 80.00
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32.00
50.00
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- 92.00
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LON Gl TU D
-104.00 -100.00 -96.00
- 120 00
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-
26.00
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2 4 .0 0-
24.00 l
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22.00
2 2 .0 4
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18.00
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16 00
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- 120.00
UNIDADES: No' de r oyos /
- t16.OO
- 112.00
k m c uodr odo /
- 108.00
- 104.00
14.00
o?'o
- 100 00
- 96.00
- 92 00
- 88.00
- 84.00
12.O O
- 80.00
LON G IT U D
proyecto conjunto entre el Inst¡tuto de
NorA - El mapa de isolíneaspor estado fue elaboradocon base en los resultadosde un
periodo
entre 1983 y 1993'
comprendido
el
en
de
Electr¡cidad.
y
Federal
Eléctricas la Comisión
lnvestigaciones
FIGURAD.1.- Mapa promed¡oanual de densidadde rayos a tierra
NMX-J-549-ANCE-2005
10 1 1 1 3 1
L O NG I T UD
-102,50
- 10 3 ,0 0
2 2 ,5 0
2 2 ,2 5
-102,25
-102.00
1 DRT 2, 2 5
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[:1rl 2,50 < DRI.< 2,75
EXITN2,75 < DRT
-101,75
22,50
22,25
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22,O4
5 .z z ,o o
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21,75
2 1 ,7 5
AGUASCALIENTES
21,50
2 1 ,5 0
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102,50
LONGITUD
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LONGi.TUD,
'lltl:t:lf'
-92,75 .,..-92",2fi:...91,75 -9f ,25 ::90;75:.'Ñ,25: ,8S ,75 .6sj5' '-88,75
2 1, O O
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20,50
20,00
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J
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18 , 5 0
18, 50
18,00
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17, 50
92J5
-92,25
-91,75
-91,25
-90,75 -90,25
-A9,75 -89,25 -88,75
L O NG I T UD
FIGUAD.2.- Mapa promed¡oanual de densidadde rayos a tierra por estados(continúa)
l-
r1:
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rr
rr
rr
rr
r
rr
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rr
rr
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NMX-J-549-ANCE-2005
102/131
LONGITUD
-95,O0
-93,OO
-92.00
-9l ,oo
-90.00
18,50
1 8 ,0 0
18,00
17 ,5 0
17.50
1 7 ,OO
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15.50
15,O0
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r.-i.-r¡5,00 < DRT.< 6,00
ffiwrffi6.00 < DRT
15.00
14.50
C H IA P A S 14,00
14.00
-95.00
-90.00
LONGITUD
L.I
LONGITUD
- 1 1 0 ,0 0-l1o,oo-l1o,oo-1'to,oo-l1o,oo-rlo,oo -llo,oo - 1 10,O0
33,O0
3 2 ,OO
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r.:i:] 4,75 < DRT.< 5,50 32,00
ftffiffi 5.50 < DRT
3 1,0 0
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30,oo
30,o0
o
f
F
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28,OO
28,00
2 7 ,OO
27,OO
2 6 ,0 0
26,OO
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B
B
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t
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2 5 .0 0
25,O O
11 0 ,0 0 r 0 9 ,0 0 -108,o0-107,00-t06,o0 105,O 0 - 104,00 - 103,OO
LONGITUD
FIGUAD.2'- Mapa promed¡oanual de densidadde rayos a t¡errapor estados(continúa)
NMX-J-549-ANCE-2005
1 0 3 /1 3 1
LONGITUD
- I 04,50
- 103,5 0
- 102,50
- 101,50
- 100,50
- 99.50
30,oo
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r;-
DRT.< 1.00
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2,00 < DRT
24,OO
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102,50
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- 1O 1,50
- 1O0,50
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- 9S,l O
LONGITUD
LONGITUD
-104,75
- 1 0 4 ,5 0
-104,25 -104,00 -103,75 -103,50 : :103,25
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COLIMA 18,50
-104,25 -',|04,00 -103,75 -103,50 -'103,25
LONGITUD
FIGUAD.2.- Mapa promed¡oanual de densidadde rayos a tierra por estados(continúa)
L
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2
NMX-J-549-ANCE-2005
1041131
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- 108,00
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- 1 0 7 ,0 0
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-106,00
-105,00
-104,00
-103,00
-102,OO
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FIGUAD.2.- Mapa promedioanual de densidadde rayos a tierra por estados(continúal
NMX-J-549-ANCE-2005
10 5 /13 1
L O NG I T UD
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16,00
-99,50
-97,50
LONGITUD
FIGUAD.2.- Mapa promed¡oanual de densidadde rayos a t¡errapor estados(continúa)
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NMX-J-549-ANCE-2005
1 0 6 /1 3 1
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18, 50
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- 105, 00
-104,00
-101,OO
LONGITUD
FIGUAD.2.- Mapa promed¡oanual de densidadde rayos a t¡era por estados{continúa}
NMX-J-549-ANCE-2005
1071131
L O NG I T UD
-100,00
- 1 0 0 ,5 0
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FIGUAD.2.- Mapa promed¡oanual de densidadde rayos a t¡errapor estados(continúal
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L O NG I T UD
de rayosa t¡errapor estados(continúa)
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FIGUAD.2.- Mapa promed¡oanua¡de densidadde rayos a t¡errapor estados(continúa)
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LONGITUD
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LONGITUD
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FIGUAD.2.- Mapa promedioanual de densidadde rayos a tierra por estados(continúa)
NMX-J-549-ANCE-2005
1 1 3 /1 3 1
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LONGITUD
FIGUAD.2.- Mapa promed¡oanual de densidadde rayos a t¡errapor estados(continúa)
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NMX-J-549-ANCE-2005
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L O NG I T UD
anualde densidadde rayosa tierrapor estados(continúa)
FIGUAD.2.-Mapapromed¡o
NMX-J-549-ANCE-2005
1 1 5 /1 3 1
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2 1,OO
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87,50 -87,00
L O NG I T UD
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- 1 0 4 ,5 0
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L O NG I T UD
FIGURAD.2.- Mapa promed¡oanual de densidadde rayos a t¡errapor estados(concluye)
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NMX-J-549-ANCE-2005
1 1 6 /1 3 't
BIBLIOGRAFIA
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Electricidad
estát¡caen los centrosde trabajo- Condiciones
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IEC61024-1-1: 1993-08
Protection of structures against lightning Part 1 : General Principles
Section1: GuideA - Selectionof protectionlevelfor lightningprotection
systems.
l Ec 6 1 0 2 4 - 1-21998-05
Protection of structures against lightning Part 1: General Principles
Section2: GuideB - Design,installation,maintenanceand inspectionof
lightningprotectionsystems.
NFPA7BO-2002
Standardfor the Installation
of LightningProtectionsystems.
NFC 17-100-1995
LightningProtectionof structures
BSI 6651-1992
Protectionof structuresagainstlightning
AS 1768-1991
LightningProtection
uL 1449-1996
Standardfor transientvoltage Euppressors
ANSI/IEEE
C62.41-1991
practiceon surge voltge in low - voltge AC power
|EEE.Recommended
circuits.
CONCORDANCIA
CON.NORMASINTERNACIONALES
Esta Norma Mexicanano es equivalentecon las normasinternacionales,
IEC 61024-1 - Protectionof
structuresagainst lightning Part 1 : GeneralPrinciples,tEC 61024-1-1 - Protectionof structuresagainst
lightningPart 1 : GeneralPrinciplesSection 1: Guide A - Selectionof protectionlevel for lightning
protection systems, IEC 61 024-1-2 - Protectionof structures against lightning Part 1 : General
PrinciplesSection 1: Guide B - Design,installation,maintenanceand inspectionof lightningprotection
systems.
Lo anterior, es debido a que la Norma Internacionallimita el criterio de protección a estructurascuya
altura sea menor o igual que 60 m. Sin embargo,la Norma Mexicanaincluyeestructurassin limitación
de altura.
La Norma Mexicanaincluyeformulaciones
simplificadas
e informacióngráficapara estimarla longitudy
los arreglosutilizadosen la red de puesta a tierra, lo cual difiere con lo establecidoen la Norma
Internacional.
La NormaMexicanaincluyela asignaciónde una frecuenciapermitidade rayosdirectosa una estructura
para la evaluaciónde riesgo, debido a que la Norma Internacionallo deja a criteriode la autoridad
competentede cada país.
J
NMX-J-549-ANCE-2005
1171131
La NormaMexicanaincluyela asignaciónde los nivelesde protecciónpara el blindajecontra rayo de las
estructuras,lo cual difierede la Norma Internacional.
La Norma Mexicana incluye la metodología para estimar la resistividad del suelo, la cual no se
contemplaen la Norma Internacional.
La Norma Mexicanaincluye el método del ángulo de proteccióncomo un anexo informativo,ya que la
aplicacióndel método de la esfera rodante es suficiente para cumplir con el criterio de protección. La
lo incluyecomo un anexonormativo.
NormaInternacional
con riesgode fuego y explosión.La Norma
La Norma Mexicanaincluyela protecciónde instalaciones
Internacional
no incluyela protecciónde dichasinstalaciones.
La Norma Mexicanaincluyeun mapa de la densidadde rayosa tierrade la RepúblicaMexicana,debido
a que la Norma Internacionallo deja a la autoridadcompetentede cada país.
lnstalaciones
La Norma Mexicana difiere con la Norma Oficial lüexicana NOM-OO1-SEDE-1999
(de
puesta
de
seguridad
de
a
tierra,
distancia
referente
a
sistemas
lo
Eléctricas {Utilización),en
(bajadas)
y
(vaf,tllas
unión
pararrayos),
con'dluctores
de
bajada
de
separación),terminales aéreas
equipotencial(puentesde unión),'debidoa que la NOM-001 cóht€mplaestos conceptos de forma
de la protección contra
genérica y la Norma Mexicana lo-sanaliza desde el punto de vista,,:iiarticular
descargasatmosféricas.
",.,',...,,.,t;,;;.';.tt.1'
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NMX-J-549-ANCE-2005
1 1 B/1 3 1
)
-t
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Á
APÉNDICEE
(lnformativo)
r¡
q,
q
It
]-
MÉTODODELÁNGULODE PROTECCIÓN
un
El método del ángulode protecciónpuedeobservarseen la figura E.1 trazandouna línearecta con
protección
perfil
de
del volumen
ánguloconstantea al eje vert¡calde la terminalaérease proyectael
para una terminalaéreahorizontal.Rotandola líneatrazadaalrededorde la terminalaérease generala
vista superiordel volumende protecciónpara una terminalaéreavertical.
q
Z
A
e
¡
z
2
A
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.
^""át
Z
D
al
E
.
E
tD
.
e
e
.I
D
a
E
4
-
E
a
Descripción
Partemás alta de la terminalaérea'
A:
Planode referencia.
B:
Radiodel áreaa Protegerse'
oc:
Altura de la terminalaéreasobreel planode referencia.
hr:
Ángulo de protecciónde acuerdocon la tabla E.1'
CÍ:
para una
FIGURAE.1.-Volumende protecc¡ónproporc¡onadopor el concepto del ángulo de protección
terminalaéreaverticaly para una term¡nalaéreahorizontal'
protegerse
Las terminalesaéreasdebenubicarsede tal maneraque todas las partesde la estructuraa
a
encuentrendentrode la zona de proteccióngeneradapor la proyecciónya sea de rotacióno traslación
un ángulo 6¡ respectoa la vertical en todas direcciones.El ángulo a debe satisfacerlos requisitos
del
indicadosen la tabla E,1 y figura E.3, en dondeh es la alturade la terminalaéreasobrela superficie
objetoa protegerse.
Debidoa que el ángulo de proteccióndependedel radio de la esferarodantey la altura de la terminal
aérea,su magnitudes diferentepara diferentesalturasde las terminalesaéreasubicadassobreel objeto
mayor
a protegerse,imponiendolimitacionesen su aplicacióncuando la altura de la terminalaéreaes
a
Debido
símbolo(t).
por
del
medio
E.1
la
en
tabla
que el radiode la esferarodante,tal y como se indica
que
del
el
cobertura
menor
protección
de
áreas
tiene
que la zona de protecciónofrecidapor el ángulode
método de la esferarodante,como se observaen la figura E.2, su aplicacióndebe limitarsea espac¡os
por el
con el mínimo de objetos a protegeren la zona de cobertura,Estas limitacionespresentadas
rodante.
la
esfera
métododel ángulode protecciónson resueltasaplicandoel métodode
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1 1 9 /1 3 1
TABLA E.1.- Ángulo de protecciónofrecidopor las terminalesaéreaspara los casos en que las
terminalesaéreastienen una altura máxima igual al radio de la esfera rodante del nivel de protecc¡ón
correspondiente
Nivel
dé
orotección
Radiode la esfera rodante rs(ml
y su correspondientevalor de
corrientede ravo l{kAl
r{kAl
r¡{ml
20,
30
tl
Ángulo de protección (ol
h =2 0 m
h =3 0 m
h =4 5 m
h =6 0 m
3
¿3
l)
(1)
fi)
o
35
fi)
fi)
10
45
25
35
45
25
35
ill
45
to
60
25
bU
IV
h corresoondea la máximaalturade la terminalaérea.
11)No se puede aplicarel conceptodel ángulode protecc¡ón,debido a que la altura de la terminal
aéreaes mayor que el radiode la esferarodante.
NOTA- La corriente| (kA) es estimadamediantela ecuación(A-2) del ApéndiceA para el radio
r"(ml correspond¡ente.
Para determinarel ángulo de protecc¡ónse utilizan diferentesconceptos, como el ángulo opt¡mista,el
ángufo de áreas equivalentesy el ángulo conservador, véase f,lgura E.2. El ángulo optim¡sta ha
demostradopresentargrandesfallas de blindaje.El concepto generalfÍenteaplicadoes el del ángulo de
áreas equivalentes,el cual indica que el área cuantitativade protecciónproporcionadapor el ángulo a
es igual al área de protecciónde la esfera rodante. El ángulo de protecciónse forma por los segmentos
AO y AE, véase figura E.2. El ángulo de protección,cry,,!adistancia de protecciónhorizontalR para el
concepto del ángulode áreas egu¡valentes;indicadopor el ángulocr2en la figura E.2, se determinanpor
las ecuacionessiguientes:
nr-t3
n =(r'*r.) hh
Arccos(1nr.)
(E-1)
R
h
tE-21
R1= (2rrh-h'f'u
(E-3)
tg0:
En donde:
h
rs
cr.
F
es la alturade la terminalaérea,en m.
€S el radiode la esferarodante,en m.
es el ángulo de protecc¡ón.de acuerdoal concepto de áreasequivalentes.
es la distanciade protecciónde acuerdoal ánguloct.
L-
r
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120113'l
L-D
L=
)-2
L
L
L
L-r
L,-.J-
L¿,
r
rr
rr
trr
rr
rr
r
tr
rr
rr
rr
R r =O B
R z =O E
R s =O F
É
a-D
lt-
Descripción
Ángulo optimista.
01:
o.2i
Ángulo de áreasequivalentes.
Ángulo conservador.
cr3:
Dis t anc iaO B.
R1:
DistanciaOE.
R2:
DistanciaOF.
R3:
FIGURAE.2.- Conceptosut¡l¡zadosen,el,ángulode protección
Las ecuaciones(E-1)y (E-2)se utilizanpara determinarel ángulode protección,de acuerdoal concepto
de áreas equivalentes,para diferentesalturasde las terminalesaéreas.Este ángulo de protecciónes el
que se indicaen la tabla E.1.,Lafigura E.3 ilustrael ángulode protecciónpara diferentesalturasde las
terminalesaéreasy para diférentesnivelesde protecc¡ón'
de acuerdoal método del ángulo de protecciónse ilustraen la
La ubicaciónde las terminales:aéreas
figura E.4, figura E.5 y figura E.6 para el caso de un SEPTEaisladoy en la figura E.7, figura E'8 y figura
E.9 parael caso de un SEPTEno aisládo.
NMX-J-549-ANcE-2005
12 1 1 1 3 1
:t
:t
Áreas equivalentes
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80
G
9eo
'6
an
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440
+
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N
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J
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N I V E LI I
\*,ur.
I
N I V E LI V
+
r¡-I
l
10
40
30
Altura de la terminalaérea(metros)
l
FIGURAE.3.-Ángulo de protecciónde acuerdoal conceptode áreasequivalentespara diferentesalturas
de las terminales aéreasy difelentes n¡velesde protección
-J-t
J
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NMX-J-549-ANCE-2005
1221131
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Descripción
Terminal uét"u u.:1t:-:lj
Estructuraa Protegerse.
Planosde referencia'
lntersecciónentre los conos de protección'
Distanciade seguridad,sección4'3.3'4,
Ángulo de protecciónde acuerdoa la tabla E-1,
FIGURAE.4.- Método del ángulo de protecciónutilizandodos
terminales aéreasvert¡calespara un SEPTEaislado
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12 3 11 3 1
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I
t;
Descripción
1:
Terminalesaéreasverticales.
Terminalaéreahorizontal.
2:
Estructuraa protegerse.
3:
Área protegidaen vista de planta.
4:
Distanciasde seguridad.
sr,s2:
Ángulo de protección.
d:
FIGURAE.5.- Método del ángulo de protecciónutilizandodos terminalesaéreasvert¡cales
interconectadaspor med¡oun conductor hor¡zontalpara un SEPTEaislado
L
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L
E
rr
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NMX-J-549-ANCE-2005
1 2 4 t1 3 1
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Descripción
Terminalaéreavertical.
Estructuraa protegerse.
Planode referencia.
Área protegidaen vista de planta.
Longitudpara la evaluaciónde la distanciade seguridads de acuerdo.sección4'3.3.4'
Ángulo de protección.
Distanciade seguridad.
FIGURAE.6.- Método del ángulo de protecciónutilizandouna
sola terminalaéreavertical para un SEPTEaislado
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Descripción
Ángulo de protección.
FIGURAE.7.- Método del ángulo.deprotecciónutilizandoterminales
aéreas vert¡calespara un SEPTEno a¡slado
\J
Descripción:
Angulo de protección.
cr.:
FIGURAE.8.- Método del ángulo de protecciónutilizandoterminales
aéreas verticales para unSEPTEno aislado
t_J
NMX-J-549-ANCE-2005
't2 6 1 't3 1
Descripción
Ángulo de Protección.
ü:
FIGURAE.9.- Método del ángulode protecciónutilizandouna terminalaéreahorizontal para un SEPTE
no a¡slado,con term¡nalesaéreasinclinadasen los extremos
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1271131
APÉNDICEF
(lnformativo)
DE LA ESFERARODANTE
DE PROTECCIÓN
EVOLUCIÓNDE LOS CRITERIOS
El criterio de protección basado en el método de la esfera rodante se apoya en observaciones
científicas,experimentosen laboratorio,medicionesde campo de la corrientede rayo y su.interrelación
con el último paso de la descarga,siendo éste último el parámetromás importanteen la definicióndel
radio de la esfera rodante.
En las últimas décadas,la investigaciónen la proteccióncontra tormentas eléctricasha mostrado dos
tendencias:una relacionadacon la modificaciónde la terminalaéreacomo punto de sacrificiocon el
objeto de aumentarla coberturade protección,y la otra relacionadacon el mejoramientode los criterios
con el objetode aumentarla eficienciadel sistemade
de protecciónincluyendoparámetrosadicionales,
protección.
plazo, es mejor aumentar la eficiencia de la
El consenso internacionalindica que a medianq.:y:,largq
protecciónbasadosen la ubicacióny espaciamiónto'de'ltsltq¡minalesaéreas de intercepciónde rayo,
Por lo anterior,esta norma
obtener un mejor io.eto,-beneficio.
así como la geometríade la terminal,',para
proteicrién
para
la
rayo directo, excepto las
contra
aéreas
mexicana incluye todo tipo de terminales
que utllicen como un
de::,,,:,ésta
norma,
y
las
especificaciones
radioactivas,siempre cuando se cumplan
protección
del método de la
y
conforme
al
critelíó
de
punto preferentede impacto dé'rayo
se instalen
esferarodante.
Los resultadosobtenidosen investigacionesrecienteshan creadii'66s,6éispect¡vade mejoramientoen
los criteriosde proteccióncontra r'á1¡,o
V eslá basadoen,la i¡.9!usiónde parámetrosadicionalesa los ya
utilizadosen el método de la'-esfdiárodante. Estos parámetrosadicionalessujetos a investigaciónson
los siguientes:
,.tj::'
a)
b)
c)
d)
e)
Efecto sobre los parámetrosambientalesde la altüra sobre el nivel del mar en la
física de la descargadel rayo.
aéreas utilizadas en la
El efecto cuá,ntitativode la altura de lag'':..terminales
protección cuando,,se encuentran en dif.ereñteszonas de gradiente de potencial
generadopor el desarrollodel ra.yo.
El efecto de la intensificacióndél campo eléctricócieado por la propia estructurao
la terminal aérea debido a sus característicasgeométricas y su impacto en la
eficienciade la protección.
La variaciónde la probabilidadde descargade los diferenteselementosen la
estructura.
Los parámetrosfísicos de rayo como son: carga eléctrica del líder, velocidad de
propagacióntanto del líder descendente como del líder ascendente, índice de
isodensidady corrientede rayo.
cuyo principalobjetivo
El método de la esfera rodante es un método consensuadointernacionalmente,
personas
y
áreas de trabajo o
estructuras
en
sobre
directa
riesgo
de
incidencia
reducir
el
es
para
protección
mejorarel costoparámetros
en
el
método
de
adicionales
de
La
inclusión
esparcimiento.
puede
la reducción de
implicar
protección
terminales
aéreas
con
base
en
de
beneficio del sistema
puntos de sacrificio para la intercepción del rayo. Es por eso, que los resultados obtenidos en
a través de la
laboratorioy en campo deben ser avalados y consensuadosinternacionalmente
juego
ya
que
que
de las
seguridad
es
la
lo
está
en
de
ser
aplicados,
normatividadinternacionalantes
personasy las instalacionesy su contenido. Esta norma mexicanase actualizaráy modificarácon base
en la normatividadinternacional,con el fin de actualizarsu contenidoen las revisionescorrespondientes
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1281131
APÉNDICEG
(lnformativo)
DE SEGURIDADPARA PERSONASEN CASO DE TORMENTAELECTRICA
RECOMENDACIONES
La descarga eléctrica atmosférica, conocida como rayo, es un evento aleatorio e impredecible.
Estadísticamente,las víctimas por rayo son una de las principalescausas de muerte por fenómenos
atmosféricos. La mayoría de los afectados han sido personasque se encontrabanen áreas abiertas
durante estos fenómenosatmosféricos,tales como áreas recreativas,campos deportivos,playas,valles
y montañas.
Por cada víctima mortal existen al menos tres personasque sufren secuelaspermanenteso de larga
duración.En su mayoríapresentanafectacioneso pérdidade memoria,trastornosdel sueño, irritabilidad
y problemasmusculareso en articulaciones.
La aplicaciónde las medidas de prevenciónindicadasen este Apéndice, ayuda a reducir el riesgo que
pueda derivarsede los rayos en las personas.
que considerelas actividadesque se
Ante esta problemáticase debe estabtseér,n ¡un A"
";"rg"ncia
deben realizarantes, durante y despuésde que se presentela tormenta eléctr¡ca.En cualquierplan de
emergenciadebe revisarsey asegurarseque se incluyan lineamientosrelativos a la protección contra
rayo.
Antes de la tormenta:
l'
:' ':"'
eléctrica, La identificaciónpuede realizarsede dos maneras:
ldentificar la presenciade una,,tormenta:
y con el apoyo de dispositivos de detección. Las
mediante la observación de!:,:est4fls.,atmosférico
condicionesaobservarsonlqsl:slg,Úiéñtesii..,
de nubes oscuras,imponenteso amenazadoras.
Proxiimidad
Rayosy tiuenos distantes.
Ráfagaso" n'"n'.,o,'.
,:,,.
pueden
para
que
Iá
identificar la presencia de tormentas
utilizarse
Los dispositivos de detecc¡ón
eléctricas,se identificancomo:
a)
simples:Un receptorde radioAM.
Dispos¡tivos
La incidenciade un rayo produceuna señal de ruido en la banda de AM lo que permiteidentificarla
presenciade una tormenta eléctrica, Puede estimarsela cercaníade la tormenta eléctrica mediante la
frecuenciacon la que se percibanlas descargasen el radio o tomando el tiempo que transcurreentre la
detecciónvisualdel rayo (o la señalde ruido del radio)y cuandose escuchael trueno asociado.Si este
tiempo es menor a 3O s, la tormenta esta cerca.
NOTA - La distancia a la tormenta eléctr¡caes de 1 km por cada 3 s transcurridosentre,la brillantesdel rayo y el
trueno.
b)
Dispositivoscomplejos:Detectoresde campo eléctrico'
Existen medidores de campo eléctrico que permiten identificar la presenciade tormentas eléctricas
de tormentasen tiempo
cuandosobrepasanun umbraldefinido.Existentambiénsistemaslocalizadores
real y sistemasde deteccióna través de satéliteatmosféricos'
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1 291131
Los dispositivospermitenalertarcon la suficienteantelaciónpara tomar las medidasde seguridado
prevencióny buscar refugio. Sin embargo, y aún cuando la tecnología e instrumentaciónhan
demostradosu efectividad,no puedengarantizarla seguridadpara las personas.Por lo que deben ser
usadosúnicamentecomo un instrumentode ayuda para la etapa inicialy final de la tormenta eléctrica.
Durantela tormenta:
Si se encuentraen interiores:
Evitar salir al exterior y alejarsede puertasy ventanas.Cerrarventanas,cortinas y
persianas.
Evitarcaminarsobre sueloshúmedoso con calzadomojado.
Evitarla utilizaciónde equipoeléctricoo teléfono alámbrico.
Evitar el contacto con todo objeto metálico, aparatos eléctricos, marcos de
ventanas,incluyendotuberíasmetál¡cas.
Si no se tiene ninguna protección contra sobre tensiones eléctricas, es
conveniente desconectar los eq¡1iposeléctricos o electrónicos, incluyendo las
conexionespor líneatelefónicao pói ,éerviciode cable.
Es importante considerarque un albergue o construcción que éuenta con un sistema de protección
contra tormentaseléctricases mucho más seguroque el que no lo tiéne.
Si se encuentraen exteriores:
-
-
-
-
eseaparde!altg-¡menta.Hacedorápido, pero con calma.
Evitarcorrer,:pafa
interior del edificio más cercano. Evitar refugiarse
Buscar refggio.si esip'Oóible;,l,ai
debajod.e,una,,tOrrernetálicá¡'
poblado de árboles
buscar refugio'debajode un lugar d1énsamente
En un boSQure,
pequeños.Evitar refugiarsedebajode un árbol aisldo.
en zona de jardín o en $,ámpoabierto y sin posibilidadde
En caso de,,encontrarse
protegersepor alguna estructura,evitar permanecerde pie. Colocarsede rodillas,
doblarsehacia-delantey poner las manos en:lás rodillas.Evitarestar en posición
erguida.
árboles, cercas metálicas, líneas
Evitar estar cerca 'dé esquctut:as...eom6:''tones,telefónicaso cablesde alta'téniióin'Úobjetos meiálicos.
Evitar utilizar herramientasy objetos metálicos (paraguas, palos de golf,
etc.).
herramientas,
Ev¡tarcontacto con el agua. Si se encuentraen una alberca o a la orilla del mar,
y buscarrefugio.
debe salirinmediatamente
Evitarestar cerca del sistemade pararrayos:De las puntas o terminalesaéreas,los
cables que forman la malla en azoteas,los conductoresde bajaday los electrodos
de conexióna tierra.
Evitar estar cerca de cualquierobjeto metálico, equipos o instrumentosagrícolas,
motocicletas,carritosde golf, palosde golf, bicicletas,tubos de metal,rieles,etc.
Los vehículos (no convertibleso descapotados)constituyen un' buen refugio. Se
debe permanecer dentro del automóvil evitando tener algún contacto con el
mater¡almetálicodel vehículo.
Si algunapersonaes alcanzadapor un rayo y queda inconsciente,se debe avisar
inmediatamenteal Servicio Medico de Urgencias(SMU). Si se esta capacitado
aplicar los primeros auxilios mientras llega el SMU. Procurarel apoyo médico
inclusosi la personaafectadano se desmaya.
b
b
b
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t¡l
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I
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13 0 /13 1
Tenerse presente que muchos de los eventos fatales ocurren en la etapa temprana de la tormenta
eléctrica, así como en la etapa terminal. Esta última etapa es importante, porque la actividad
atmosférica de rayos puede persistir, hasta 30 min después de haberse escuchadoo visto el último
rayo.
Después
de la tormenta
Realizaruna revisiónde la(s)estructura(s)o instalación(es)
al terminarla tormenta
para buscarlos posiblesdañosprovocadospor esta.
Reportarla caídade cablesde serviciopúblico.
Inspeccionareel sistema de pararrayospara detectar y ordenár a la brevedad
posible,la reparaciónde los dañosque se hubierengenerado.
Revisartodos los equipos eléctricosy electrónicos,programarla reparaciónde
aquellosque resultendañados.
Reportaral ServicioMeteorológico
Nacionaldel siniestroacontecidoy el balancede
pérdidashumanasy/o materialespara efectos estadísticosposteriores.
En empresaso institucionesdonde la poblaciónde empleadoses considerable,el encargadode
seguridadindustrialdebe difundir las recomendaciones
del plan de emergencias.Cada empresa o
institución debe hacer un plan detallado que tome en cuenta las particularidadesde sus procesos
productivos.
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1 3 1 /1 3 1
Jr-l
lr-l
-J
I-¡
-J
-J
l-l
APÉNDICEH
(lnformativol
r-l
A LA CORROSIÓNDE ALGUNOSMETALESV ALEACIONESCOMUNES
GUíA SOBRERESISTENCIA
Clasede material
Temperatura
m á xim a
compat¡blecon
buen servic¡o
oc
Gases Gases
o xid . reduc.
Acero ba¡oen C
540
540
HCI
P
Acero oalvanizado
P
Fundiciónoris
P
RB
R
P
F u n d i ci ó n 1 4 o l o S i
F u n d ¡ c i ó n2 . 6 7 oN i
Acero 3olo Ni
HzSO¿ HNOs
P
P
P
P
P
E
P
R
P
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Acera 12oA Cr
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ó
840
730
840
P
Acerc 17o/o Cl
A ce ro s a l Cr-N i
P
P
t
900
900
P
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P
R
18-8
1 8 ,8 ,4 0 Á Mo
1 .1 5 0
1 .15 0
760
1. 090
P
R
Stéllité
HastellovA
150
980
Nfquel
1. 040
¿ov
Metal Monel
Nichrome
540
1_130
090
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R
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B
l co n e l . 1 4 0 Á C r
1. 090
8 0 % N i - 2 O %c r
Cobre
Latón roio
Broncefosforoso
B r o n c e/ a l u m ¡ n i o
Aloaca
1 .0 9 0
150
150
R
B
RB
RB
R
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NOTAS.
1,-E - Excelente B- Buono R - Moderado P- Pobre
medianteuna conexiónbi-metálica.
2.- Las unionescobre / aluminio,debenrealizarse
puedenmotivarque en determinadoscasosse
experimentales
3.- La variedadde mecanismosde corrosióny de circunstancias
obtenoancomoortamientosinferiotesa los indicados.
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. Sucursal Nuevo Laredo: [email protected]. Sqcursal Sureste (Mérida,Yuc.) [email protected]
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