Análisis de riesgo por rayos

El análisis de riesgo por rayos es una técnica utilizada para evaluar la probabilidad de que un rayo impacte una estructura y el riesgo asociado a dicha probabilidad. La norma NFPA 780 establece los requisitos para la protección contra rayos en estructuras, equipos y personas, por el lado europeo tenemos la norma IEC 62305-2. El análisis de riesgo por rayos es un paso clave en la evaluación de la protección contra rayos, ya que permite determinar la necesidad y el grado de protección.

Lista de contenido

En general el análisis de riesgo por rayos se basa en una evaluación detallada de la ubicación, la altura y la exposición de una estructura al rayo. También se tiene en cuenta el tipo de estructura, la presencia de materiales inflamables y la importancia de la estructura. En general, el análisis de riesgo por rayos sigue los siguientes pasos, y en los cuales debemos poner atención:

• Identificación de los objetivos: se identifican los objetivos a proteger, como edificios, equipos o personas.
• Análisis de la exposición: se analiza la ubicación y altura de los objetivos en relación con la frecuencia de rayos en la zona.
• Evaluación de la vulnerabilidad: se evalúa la vulnerabilidad de los objetivos en función de su importancia, tipo de construcción, presencia de materiales inflamables, entre otros factores.
• Evaluación del riesgo: se evalúa el riesgo en función de la probabilidad de que un rayo impacte en el objetivo y de la vulnerabilidad del objetivo a la descarga eléctrica.
• Identificación de las soluciones de protección: se identifican las soluciones de protección adecuadas para cada objetivo, teniendo en cuenta la evaluación del riesgo.

Las normas principales que establecen los lineamientos de un análisis de riesgo por rayos son:

• IEC-62305-2 Protection against lightning – Part 2: Risk management
• NFPA 780 Standard for the Installation of Lightning Protection Systems

 

 

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EVALUACIÓN DE RIESGOS SIMPLIFICADA - NFPA 780

El procedimiento simplificado, indicado en punto L5 de la NFPA 780, es aceptado en varios códigos eléctricos de diferentes países. Con este procedimiento podemos evaluar la necesidad de un sistema de protección contra rayos en una estructura en particular.

Aquí en IEO se ha desarrollado una aplicación web que realiza rápidamente los cálculos de evaluación de riesgos requeridos de conformidad con la norma NFPA 780 (Software o aplicación web de evaluación de riesgos simplificada). Los criterios de entrada incluyen las dimensiones del edificio, la ocupación prevista, el material de construcción, la ubicación, etc.

 

 

EVALUACIÓN DETALLADA DE RIESGOS - NFPA 780

Si se requiere una evaluación más detallada, en el punto L6 de NFPA 780 indica los pasos para realizar una evaluación detallada de riesgos, tiene en cuenta factores que incluyen todos los servicios públicos entrantes y salientes a una estructura determinada, la instalación coordinada de dispositivos de protección contra sobretensiones (SPD), el blindaje y la unión de cables, y la topología de puesta a tierra de la instalación, entre otros.

 

 

EVALUACIÓN DEL RIESGO DE RAYO - IEC-62305-2

El enfoque de gestión de riesgos de la norma IEC-62305-2 se centra en el riesgo de pérdidas económicas, de vidas humanas, de patrimonio cultural y de servicio al público causado por una descarga de rayo. El procedimiento para determinar si se requiere o no de protección se aprecia en la siguiente imagen, un diagrama de flujo.

El primer paso de la evaluación de riesgos es determinar cuál de los cuatro tipos de pérdida es más probable o más determinante en nuestro proyecto. Por lo tanto el objetivo siguiente es proceder con la evaluación  de riegos y cuantificarlos, y posteriormente, en caso que aplique reducir los riesgos, es decir (Rn):

• R1 riesgo de pérdida de vidas humanas
• R2 riesgo de pérdida de servicio al público
• R3 riesgo de pérdida del patrimonio cultural
• R4 riesgo de pérdida de valor económico

La norma IEC 62305-2 indica un valor de riesgo tolerable (RT) para cada uno de los tres primeros riesgos principales. Estos valores se pueden apreciar en la Tabla 4 de IEC 62305-2.

Para cada riesgo principal Rn se debe determinar, con una secuencia de cálculos que se define en la norma, cada uno de los componentes de riesgo Rx. Una vez obtenido los valores finales de Rn se debe comparar con el riesgo tolerable R_T , si es menor o igual que RT entonces no se requieren medidas de protección. En el caso el riesgo Rn es mayor que su respectivo riesgo tolerable RT, deberán realizarse medidas de protección de manera de que disminuya el valor de Rn, esto será un proceso iterativo hasta lograr el objetivo.  Este proceso iterativo se muestra en el diagrama de flujo, ver imagen anterior. Como medidas de protección se pueden considerar un sistema de protección contra rayos (SPCR), Medidas de protección contra sobretensiones (SPM) para contrarrestar el impulso electromagnético del rayo (LEMP) y/o otras medidas indicadas en la norma.

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EVALUACIÓN DE RIESGOS MONTE CARLO 3D

La simulación Monte Carlo es una técnica matemática computarizada para incorporar el riesgo al análisis cuantitativo y a la toma de decisiones. Es utilizada por los ingenieros para identificar todos los resultados posibles de decisiones específicas y evaluar el impacto del riesgo, permitiendo una mejor toma de decisiones bajo incertidumbre.

Conclusión:

El análisis de riesgo por rayos es un proceso crítico para la protección contra rayos en estructuras, equipos y personas. La norma NFPA 780 y la IEC 62305-2 establece los requisitos para la protección contra rayos, incluyendo la realización de un análisis de riesgo por rayos. Al seguir los pasos de este proceso, se puede identificar y mitigar los riesgos asociados con los rayos y proteger de manera efectiva las estructuras, equipos y personas contra este peligro natural.