IRAM 2184-11:2016 AEA 92305-11:2016 51 Figura B.9 - Probabilidad Y% = Prb (γ ≥ γi Q(γi)) de que un rayo nube-tierra tenga un ángulo de inclinación γ o mayor o igual que el ángulo o i γ indicado en las abscisas, siendo γi=Oo el ángulo de la vertical del punto de impacto del rayo Licenciado por IRAM a Tecmas S.A.: Tucci; Nicolßs Luis. Orden GP4YXO42GKC2HHXFDK3Y del 20170907. Descargado el 20170907. Licencia monousuario. Prohibido su copiado y uso en redes.
IRAM 2184-11:2016 AEA 92305-11:2016 52 Figura B.10 - Funciones “electrogeométricas” adimensionales de la variable adimensional (R/h) según B.9 a), b) y c) Licenciado por IRAM a Tecmas S.A.: Tucci; Nicolßs Luis. Orden GP4YXO42GKC2HHXFDK3Y del 20170907. Descargado el 20170907. Licencia monousuario. Prohibido su copiado y uso en redes.
IRAM 2184-11:2016 AEA 92305-11:2016 53 Figura B.11 - Presunta “zona de captación” de la punta FRANKLIN OA (aislada de todos los demás captores) Licenciado por IRAM a Tecmas S.A.: Tucci; Nicolßs Luis. Orden GP4YXO42GKC2HHXFDK3Y del 20170907. Descargado el 20170907. Licencia monousuario. Prohibido su copiado y uso en redes.
IRAM 2184-11:2016 AEA 92305-11:2016 54 Figura B.12 - Área colectora (círculo de centro A' y radio 3 h) de la punta FRANKLIN OA de altura h Licenciado por IRAM a Tecmas S.A.: Tucci; Nicolßs Luis. Orden GP4YXO42GKC2HHXFDK3Y del 20170907. Descargado el 20170907. Licencia monousuario. Prohibido su copiado y uso en redes.
IRAM 2184-11:2016 AEA 92305-11:2016 55 Figura B.13 - Radios R de la esfera rodante según CÓDIGO HÚNGARO para los NIVELES DE PROTECCIÓN (NDP) V6, V5, V4 y V3 Licenciado por IRAM a Tecmas S.A.: Tucci; Nicolßs Luis. Orden GP4YXO42GKC2HHXFDK3Y del 20170907. Descargado el 20170907. Licencia monousuario. Prohibido su copiado y uso en redes.
IRAM 2184-11:2016 AEA 92305-11:2016 56 Figura B.14 - Radios R de la esfera rodante según la IEC para los NIVELES DE PROTECCIÓN (NPR) I, II, III, IV. Función R=f (h): Quebrada: A-I-B-II-C-III-D-IV Licenciado por IRAM a Tecmas S.A.: Tucci; Nicolßs Luis. Orden GP4YXO42GKC2HHXFDK3Y del 20170907. Descargado el 20170907. Licencia monousuario. Prohibido su copiado y uso en redes.
IRAM 2184-11:2016 AEA 92305-11:2016 57 Figura B.15 - Incidencias de rayos sobre partes de un edificio. Distribución porcentual experimental de daños [4] [5] Licenciado por IRAM a Tecmas S.A.: Tucci; Nicolßs Luis. Orden GP4YXO42GKC2HHXFDK3Y del 20170907. Descargado el 20170907. Licencia monousuario. Prohibido su copiado y uso en redes.
IRAM 2184-11:2016 AEA 92305-11:2016 58 Tabla B.6 - valores aproximados de las funciones “electrogeométricas” (B.9) siguientes: ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ − β = (R /h) (R /h) 1 arc sen siendo 1 h R ⎟ > ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ; = β ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ χ tg h p 1 h R 2 (R /h) 1 siendo h c ⎟ ≥ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ⎟ = − ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ χ (R/h) βº ( / h) χp ( / h) χc 1,25 11,6 0,204 1,22 1,50 19,5 0,354 1,41 ( 2) 1,75 25,4 0,474 1,58 2 30º 0,577 1,73 ( 3) 2,5 36,9 0,750 2 3 45,8 0,894 2,24 3,5 45,6 1,02 2,45 4 48,6 1,13 2,65 4,5 51,06 1,24 2,83 5 53,13 1,333 3 5,5 54,90 1,42 3,16 6 56,44 1,51 3,32 6,5 57,80 1,59 3,46 7 58,997 1,66 3,61 7,5 60,07 1,74 3,74 8 61,04 1,81 3,87 8,5 61,92 1,88 4 9 62,73 1,94 4,12 9,5 63,47 2 4,24 10 64,16 2,06 4,36 Licenciado por IRAM a Tecmas S.A.: Tucci; Nicolßs Luis. Orden GP4YXO42GKC2HHXFDK3Y del 20170907. Descargado el 20170907. Licencia monousuario. Prohibido su copiado y uso en redes.
IRAM 2184-11:2016 AEA 92305-11:2016 59 B.13 Bibliografía [1] Geraldo KINDERMANN: “Descargas atmosféricas". Editores SAGRA - DC LUZZATTO - Porto Alegre, Brasil. 1992 (y posteriores). [2] Tibor HORVATH: "Rolling sphere - Theory and application". Paper 4.8 of the 25th ICLP, Rhodes - Greece 2000-09-18/22 (pp 301-305). [3] Mat DARVENIZA: "A modification to the Rolling Sphere Method for positioning air terminals for lightning pretection of building" Paper 10, 10 of the 25th ICLP, Rhodes - Greece, 2000-09-18/22 (pp 904-908). [4] Zainal, Abidin HARTONO and Ibrahim ROBIAH: "A Method of Identifying the lightning strike location on a structure" Internacional Conference on Electromagnetic Compatibility: April 11 - 13, 1995, Kuala Lumpur. [5] Ángel A. REYNA: Terminales captores de rayos y sus ángulos de protección. «Los ángulos de protección de un terminal captor de rayos en función de la altura "h" a un plano de referencia y del radio "R" de la esfera "rodante"». Revista INGENIERÍA ELÉCTRICA, Nº 175, Marzo 2004, y Nº 176, Abril 2004, Buenos Aires. [6] Juan Carlos ARCIONI: "La protección contra rayos de una "PUNTA FRANKLIN" interpretada según el método de la "esfera rodante" y un modelo probabilístico de angularidad vertical". (Apostilla: ver Capítulos 9, 10 y 11 del trabajo citado en [9]). [7] Juan Carlos ARCIONI: "Probables ángulos de "caída" de rayos a tierra con respecto a la vertical nube-tierra". Revista INGENIERÍA ELÉCTRICA, Editores S.R.L., Buenos Aires, Octubre 2003, pp18-21. [8] Juan Carlos ARCIONI: "Como "caen" los rayos a tierra". Revista INGENIERÍA ELÉCTRICA, Buenos Aires, Nº 147, Julio de 2001, pp22- 25. [9] Juan Carlos ARCIONI, Jorge Francisco GIMÉNEZ: La “esfera rodante” - Revista INGENIERÍA ELÉCTRICA, EDITORES S.R.L., Buenos Aires, Mayo 2004, pp 86-92. [10] N. Svedenik: “Rolling sphere - method or theory”, Journal of Electrostatics 51-52 (2001) 345-350 - ELSEVIER SCIENCE B.V. [11] Rakov Vladimir (2007), “Lightning phenomenology and parameters important for lightning protection”, en IX SPIDA, Lecture 1, págs. 539 a 562, Brasil. [12] Rizk, Farouk A. M. (2009), “Modelling of lightning exposure of building and massive structures”, EE.UU, IEEE Trans. En Pw. Del. Vol. 24 Nº 4, octubre 2009. [13] Juan Carlos ARCIONI, Jorge F. GIMÉNEZ (2013): “Breve reseña de los fenómenos físicos de los rayos (física del rayo) y la actuación de los pararrayos”, en Ingeniería Eléctrica, Octubre 2013, Editores S.R.L., Buenos Aires. Licenciado por IRAM a Tecmas S.A.: Tucci; Nicolßs Luis. Orden GP4YXO42GKC2HHXFDK3Y del 20170907. Descargado el 20170907. Licencia monousuario. Prohibido su copiado y uso en redes.
IRAM 2184-11:2016 AEA 92305-11:2016 60 Anexo C (Informativo) Niveles ceráunicos y densidades ceráunicas continentales de la República Argentina del período 2005-2011 C.1 Definiciones C.1.1 Tormenta eléctrica: tempestad que se caracteriza por la presencia audible de truenos y/o visible de relámpagos (descargas entre nubes), descargas a tierra, centellas (rayos globulares) y otros fenómenos eléctricos atmosféricos (por ejemplo, el fuego de San Telmo). C.1.2 Nivel ceráunico: es el número promedio anual de días con tormentas eléctricas (Td [días/año]) ("thunderstorm days per year or annum") de un lugar geográfico de la superficie terrestre (o del mar) (por ejemplo: una estación meteorológica). NOTA. Los niveles mensuales necesitan consideraciones técnicas especiales que están fuera de este contexto. C.1.3 Curvas de niveles isoceráunicos: curvas que unen puntos de igual nivel ceráunico de una cierta zona geográfica, durante un período climatológico determinado (por ejemplo: diez años, según el SMN (Servicio Meteorológico Nacional) o la World Wide Lightning Location Network (wwlln.net). C.1.4 Densidad ceráunica: es el número promedio anual de descargas a tierra (o impactos de rayos) caídos en el área de 1 km2 de un cierto lugar geográfico (por ejemplo: una estación meteorológica). Se indica con el símbolo: ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ km . año descargas a tierra Ng 2 (del inglés: "number of flashes to ground (earth) per square kilometre per year (or annum)"). Se estudia generalmente durante un período climatológico determinado (por ejemplo: un decenio). C.2 Actividad ceráunica (eléctrica atmosférica) en la República Argentina A continuación se enumeran en un cuadro los mapas de las figuras C.1, C.2 y C.3 que forman parte de este anexo con algunas observaciones que permiten aclarar su significado y su uso práctico. Mapa de la figura Contenido Observaciones C.1 Curvas de niveles ceráunicos Td argentinos del período 2005/11 construidas según datos de la World Wide Lightning Location Network (wwlln.net). Estas curvas se pueden utilizar para estimar la actividad ceráunica media actual, a falta de mejores datos. C.2 Curvas de niveles ceráunicos Td del noroeste argentino del período 2005/11 construidas según datos de la World Wide Lightning Location Network (wwlln.net). Estas curvas se pueden utilizar para estimar la actividad ceráunica media actual, a falta de mejores datos. C.3 Densidades ceráunicas Ng del período 2005/11 construidas según datos de la World Wide Lightning Location Network (wwlln.net) Estas densidades se pueden utilizar para estimar Ng. Se indica en cada zona, entre curvas isoceráunicas, una gama de valores medianos probables de Ng que representa la dispersión estadística válida actualmente. Licenciado por IRAM a Tecmas S.A.: Tucci; Nicolßs Luis. Orden GP4YXO42GKC2HHXFDK3Y del 20170907. Descargado el 20170907. Licencia monousuario. Prohibido su copiado y uso en redes.
IRAM 2184-11:2016 AEA 92305-11:2016 61 Figura C.1 - Curvas de niveles ceráunicos Td argentinos del período 2005/11 construidas según datos de la World Wide Lightning Location Network (wwlln.net) Autores: M.G. Nicora, R.E. Bürgesser, E.J.Quel y E.E. Avila. Dibujo y diseño: P. A. Ballesteros. Mapa político de GEOATLAS. Buenos Aires 2012. Licenciado por IRAM a Tecmas S.A.: Tucci; Nicolßs Luis. Orden GP4YXO42GKC2HHXFDK3Y del 20170907. Descargado el 20170907. Licencia monousuario. Prohibido su copiado y uso en redes.
IRAM 2184-11:2016 AEA 92305-11:2016 62 Figura C.2 - Curvas de niveles ceráunicos Td del noroeste argentino del período 2005/11 construidas según datos de la World Wide Lightning Location Network (wwlln.net) Autores: M.G. Nicora, R.E. Bürgesser, E.J.Quel y E.E. Avila. Dibujo y diseño: P. A. Ballesteros. Mapa político de GEOATLAS. Buenos Aires 2012. Licenciado por IRAM a Tecmas S.A.: Tucci; Nicolßs Luis. Orden GP4YXO42GKC2HHXFDK3Y del 20170907. Descargado el 20170907. Licencia monousuario. Prohibido su copiado y uso en redes.
IRAM 2184-11:2016 AEA 92305-11:2016 63 Figura C.3 - Densidades ceráunicas Ng del período 2005/11 construidas según datos de la World Wide Lightning Location Network (wwlln.net) Autores: M.G. Nicora, R.E. Bürgesser, E.J.Quel y E.E. Avila. Dibujo y diseño: P. A. Ballesteros. Mapa político de GEOATLAS. Buenos Aires 2012. Licenciado por IRAM a Tecmas S.A.: Tucci; Nicolßs Luis. Orden GP4YXO42GKC2HHXFDK3Y del 20170907. Descargado el 20170907. Licencia monousuario. Prohibido su copiado y uso en redes.
IRAM 2184-11:2016 AEA 92305-11:2016 64 Anexo D (Informativo) Frecuencia aceptable de descargas sobre una estructura (Nc) Método para estimar la frecuencia Nc (según las normas francesa NF C 17-100:1997-12 y europea ENV 61024-1:1995-1 NOTA. Si bien las normas francesa NF C 17-100:1997-12 y europea ENV 61024-1:1995-1 han sido superadas, el método citado sigue teniendo vigencia. D.1 Generalidades Los valores de Nc se estiman a través del análisis del riesgo de daños teniendo en cuenta los criterios apropiados tales como: − el tipo de construcción de la estructura; − el contenido de la estructura; − la ocupación de la estructura; − las consecuencias sobre el entorno. D.2 Determinación de Nc Se deben aplicar los cuatro criterios enumerados en D.1) para evaluar los cuatro factores C2, C3, C4 y C5 mediante las tablas D.1, D.2, D.3 y D.4, respectivamente. Siendo C = C2. C3. C4. C5, la frecuencia Nc se calcula con la fórmula siguiente: ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ = año descargas C Nc 5,5 .10-3 Tabla D.1 - Coeficiente C2 de evaluación del tipo de construcción de la estructura Techado o tejado Metálica Común Inflamable Estructura Metálica 0,5 1 2 Común 1 1 2,5 Inflamable 2 2,5 3 Licenciado por IRAM a Tecmas S.A.: Tucci; Nicolßs Luis. Orden GP4YXO42GKC2HHXFDK3Y del 20170907. Descargado el 20170907. Licencia monousuario. Prohibido su copiado y uso en redes.
IRAM 2184-11:2016 AEA 92305-11:2016 65 Tabla D.2 - Coeficiente C3 de evaluación del contenido de la estructura Contenido de la estructura Coeficiente C3 Sin valor o no inflamable 0,5 De valor común o normalmente inflamable 1 De gran valor o particularmente inflamable 2 De valor excepcional, irremplazable o muy inflamable, explosivo 3 Tabla D.3 - Coeficientes C4 de evaluación de la ocupación de la estructura Ocupación de la estructura Coeficiente C4 No ocupada 0,5 Normalmente ocupada 1 De evacuación difícil o con riesgo de pánico 3 Tabla D.4 - Coeficientes C5 de evaluación de las consecuencias de un impacto de rayo sobre el entorno Consecuencias de un impacto de rayo Coeficiente C5 Sin necesidad de continuidad en el servicio y con alguna consecuencia sobre el entorno 1 Con necesidad de continuidad en el servicio y con algunas consecuencias para el entorno 5 Con varias consecuencias para el entorno 10 Licenciado por IRAM a Tecmas S.A.: Tucci; Nicolßs Luis. Orden GP4YXO42GKC2HHXFDK3Y del 20170907. Descargado el 20170907. Licencia monousuario. Prohibido su copiado y uso en redes.
IRAM 2184-11:2016 AEA 92305-11:2016 66 Anexo E (Informativo) Frecuencia esperable de descargas directas en una estructura (Nd) Método de estimación según NF C 17-100:1997-12 y ENV 61024-1:1995-1 NOTA. Si bien las normas francesa NF C 17-100:1997-12 y europea ENV 61024-1:1995-1 han sido superadas, el método citado sigue teniendo vigencia. E.1 Determinación de Nd. Se puede evaluar la frecuencia anual promedio Nd de descargas directas en una estructura, aplicando la fórmula siguiente: ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ = año descargas directas N C .N . A 10-6 d 1 g e [E-1] siendo: C1 el coeficiente ambiental que rodea a la estructura considerada; Ng la densidad anual promedio de descargas a tierra, en rayos por kilómetro cuadrado y por año, propia de la región donde está localizada la estructura (ver C.1.4 y C.2); Ae el área colectora equivalente de la estructura sola (m2 ). E.2 Área colectora equivalente. Se entiende por área colectora equivalente de la estructura a un área de superficie del suelo con la misma frecuencia anual de descargas directas que la estructura. En el caso de las estructuras aisladas, el área colectora equivalente Ae es el área encerrada por una línea límite obtenida a partir de la intersección entre la superficie del suelo y una línea recta con una inclinación de 1:3 que va de las partes superiores de la estructura (y la toca allí) y gira alrededor de ella. En la figura E.1 se puede apreciar que, para una estructura de largo L, de ancho A y de altura H, el área colectora equivalente está dada por la fórmula [E-2] siguiente: 2 Ae =L. A + 6H(L + A)+ 9 πH [E-2] La topografía del sitio y de los objetos situados dentro de la distancia 3H a la estructura, influyen sobre el área colectora Ae de una manera significativa. Esta influencia se tiene en cuenta mediante el coeficiente ambiental C1 (ver tabla E.1). Licenciado por IRAM a Tecmas S.A.: Tucci; Nicolßs Luis. Orden GP4YXO42GKC2HHXFDK3Y del 20170907. Descargado el 20170907. Licencia monousuario. Prohibido su copiado y uso en redes.
IRAM 2184-11:2016 AEA 92305-11:2016 67 Tabla E.1 - Determinación del coeficiente ambiental C1 Situación relativa de la estructura de altura H Coeficiente C1 Estructura situada en un espacio donde hay otras estructuras o árboles de igual o mayor altura que la de la estructura considerada (H) 0,25 Estructura rodeada de otras estructuras más pequeñas (alturas < H) 0,5 Estructura aislada: no hay otras estructuras a distancias menores que 3H 1 Estructura aislada en la cumbre de una colina o sobre un promontorio 2 Cuando el área colectora equivalente Ae de una estructura, cubre completamente a la de otra estructura, no se tiene en cuenta a esta última. Cuando las áreas colectoras de varias estructuras se recubren o superponen, el área colectora común que les corresponde, se considera como una sola área colectora. a) Para un edificio rectangular, el área colectora equivalente es: 2 Ae =L. A + 6H(L + A)+ 9 πH Figura E.1 - Ejemplo de un edificio rectangular b) Caso de un edificio que tiene una parte prominente. El área equivalente de la parte prominente engloba la totalidad (figura E.2) o parte del área de la otra parte más baja (figura E.3). Licenciado por IRAM a Tecmas S.A.: Tucci; Nicolßs Luis. Orden GP4YXO42GKC2HHXFDK3Y del 20170907. Descargado el 20170907. Licencia monousuario. Prohibido su copiado y uso en redes.
IRAM 2184-11:2016 AEA 92305-11:2016 68 2 Ae = 9 π H Figura E.2 - Ejemplo de un edificio con una parte prominente cuya área equivalente engloba la totalidad del área equivalente de la parte más baja Figura E.3 - Ejemplo de un edificio con una parte prominente cuya área equivalente engloba parte del área equivalente de la parte más baja Licenciado por IRAM a Tecmas S.A.: Tucci; Nicolßs Luis. Orden GP4YXO42GKC2HHXFDK3Y del 20170907. Descargado el 20170907. Licencia monousuario. Prohibido su copiado y uso en redes.
IRAM 2184-11:2016 AEA 92305-11:2016 69 Anexo F (Informativo) Método de selección del nivel de protección contra los rayos (NPR) según BS 6651:1999 y NBR 5419:2001 NOTA. Si bien las normas BS 6651:1999 y NBR 5419:2001 han sido superadas, el método citado sigue teniendo vigencia. F.1 Evaluación del riesgo de exposición a las descargas de una estructura La probabilidad de que una estructura sea alcanzada por algún rayo en un año, es el producto de la densidad de descargas a tierra ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ km ⋅ año descargas a tierra Ng 2 por el área Ae [m2 ] de exposición equivalente de la estructura. Así, la frecuencia media anual previsible de descargas directas sobre una estructura Nd está dada por la fórmula: ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ = ⋅ ⋅ − año descargas directas N N A 10 6 d g e [F-1] F.2 Cálculo del área de exposición (área de captura de rayos) equivalente de una estructura (Ae) El área Ae es un área del plano de tierra de la estructura prolongada en todas las direcciones de manera de tener en cuenta su altura. Los límites del área Ae están separados del perímetro de la estructura por una distancia correspondiente a la altura H de la estructura en cada uno de los puntos del perímetro. Por ejemplo: para una estructura rectangular simple (paralelepípedo) de largo L, ancho W y altura H, el área Ae sobre el plano de tierra de la estructura tiene un largo L + 2 H, un ancho W + 2 H, con cuatro cantos redondeados formados por segmentos de un círculo de radio H. Entonces, según la figura F.1, resulta: Ae = LW + (L + W) . 2 H + π H2 Figura F.1 - Delimitación del área de exposición equivalente (Ae). Estructura vista en planta (plano de tierra) Licenciado por IRAM a Tecmas S.A.: Tucci; Nicolßs Luis. Orden GP4YXO42GKC2HHXFDK3Y del 20170907. Descargado el 20170907. Licencia monousuario. Prohibido su copiado y uso en redes.
IRAM 2184-11:2016 AEA 92305-11:2016 70 F.3 Frecuencia media anual aceptable de riesgos de daños a una estructura (Nc) Los valores límites reconocidos internacionalmente son los siguientes: a) las frecuencias Nc mayores de 10-3, es decir, si Nc > 10-3 (o sea, mayor de 1 en 1 000) se consideran inaceptables; b) las frecuencias Nc menores de 10-5, es decir si Nc < 10-5 (o sea, menor de 1 en 100 000) se consideran, generalmente, aceptables. F.4 Evaluación general de las frecuencias de riesgos de daños (Nc) F.4.1 Se determina el valor de Nd según F.1, que es el número probable de rayos que anualmente pueden impactar a una estructura de área equivalente Ae (m2 ). F.4.2 Se calcula el valor de Nc, que es la frecuencia anual aceptable de daños, aplicando la fórmula siguiente: Nc = (A . B . C . D . E) . Nd [F-2] siendo A, B, C, D y E los factores de ponderación indicados en las tablas F.1, F.2, F.3, F.4 y F.5, respectivamente. NOTA. Si algún factor de ponderación no entrara en consideración en el cálculo de Nc según la fórmula [F-2], se le debe asignar el valor de la unidad. F.4.3 Criterios de evaluación de Nc a) Si Nc ≥ 10-3: la estructura requiere un SPCR; b) Si 10-3 > Nc > 10-5 la conveniencia de instalar un SPCR debe ser decidida por acuerdo entre el diseñador (proyectista) del SPCR y el usuario; c) Si Nc ≤ 10-5 la estructura no necesita un SPCR. Con las curvas de la figura 5 se puede estimar el NPR que corresponde para el SPCR en función de Nc y de Nd. Licenciado por IRAM a Tecmas S.A.: Tucci; Nicolßs Luis. Orden GP4YXO42GKC2HHXFDK3Y del 20170907. Descargado el 20170907. Licencia monousuario. Prohibido su copiado y uso en redes.
IRAM 2184-11:2016 AEA 92305-11:2016 71 Tabla F.1 - Factor A: Tipo de ocupación de la estructura Tipo de ocupación Factor A Casas u otras estructuras de porte (volumen, tamaño) equivalente. 0,3 Casas u otras estructuras de porte (volumen, tamaño) equivalente, con antena exterior. 0,7 Fábricas, oficinas y laboratorios. 1,0 Edificios de oficinas, hoteles y departamentos y otros edificios residenciales (no incluidos a continuación). 1,2 Locales de afluencia de público por ejemplo: iglesias, pabellones, teatros, museos, exposiciones, tiendas de varios pisos, supermercados, correos, estaciones (ferroviarias, fluviales, marítimas, terminales de ómnibus, etc.), aeropuertos, estadios de deportes, etc. 1,3 Escuelas, hospitales, estructuras de actividades múltiples. 1,7 Tabla F-2 - Factor B: Tipo de construcción de la estructura Tipo de construcción Factor B Estructura de acero recubierto o revestido, con cubierta no metálica (techos, tejados, etc.). (*) 0,2 Estructura de hormigón armado con cubierta no metálica (techos, tejados, etc.). 0,4 Estructura de acero recubierta o revestida o estructura de hormigón armado con cubierta metálica (techos, etc.). 0,8 Estructura de mampostería o de concreto (mortero) simples, con cualquier cubierta, excepto metálica o de paja. 1,0 Estructura de madera, mampostería o de concreto (mortero) simples, con cubierta metálica. 1,7 Cualquier estructura con techo(s) de paja. 2,0 (*) Las estructuras de metal visible que sean eléctricamente continuas hasta el nivel del suelo están excluidas de esta tabla porque solamente pueden requerir un SPAT (sistema de puesta a tierra) según IRAM 2184-4 / AEA 92305-4, capítulo 5. Licenciado por IRAM a Tecmas S.A.: Tucci; Nicolßs Luis. Orden GP4YXO42GKC2HHXFDK3Y del 20170907. Descargado el 20170907. Licencia monousuario. Prohibido su copiado y uso en redes.
IRAM 2184-11:2016 AEA 92305-11:2016 72 Tabla F.3 - Factor C: Contenido de la estructura o efectos indirectos de los rayos Contenido de la estructura o efectos indirectos de los rayos Factor C Residencias comunes, edificios de oficinas, fábricas y locales que no contengan objetos de valor o que puedan ser especialmente afectables por los daños 0,3 Estructuras industriales y agrícolas que contengan objetos de valor o que puedan ser especialmente afectables por los daños (*) 0,8 Subestaciones y centrales eléctricas, usinas de gas, centrales telefónicas, estaciones de radio 1,0 Industrias estratégicas, monumentos antiguos y predios históricos, museos, galerías de arte y otras estructuras con objetos de valor especial 1,3 Escuelas, hospitales, guarderías infantiles y otras instituciones, locales de afluencia de público 1,7 (*) Instalaciones de alto valor o materiales vulnerables a incendios y a sus consecuencias. Tabla F.4 - Factor D: Localización de la estructura Localización Factor D Estructura localizada en un área grande que contiene estructuras o árboles de la misma altura o más altas que la estructura considerada (por ejemplo: en grandes ciudades o en forestas o bosques) 0,4 Estructura localizada en un área que contiene pocas estructuras o árboles de alturas similares a la de la estructura considerada 1,0 Estructura completamente aislada o que sobrepasa dos o más veces la altura de estructuras o árboles próximos (distantes menos de dos veces la altura de la estructura considerada) 2,0 Tabla F.5 - Factor E: Topografía de la región donde está la estructura Topografía Factor E Planicie 0,3 Elevaciones moderadas, colinas 1,0 Montañas de alturas comprendidas entre 300 m y 900 m 1,3 Montañas de más de 900 m de altura 1,7 Licenciado por IRAM a Tecmas S.A.: Tucci; Nicolßs Luis. Orden GP4YXO42GKC2HHXFDK3Y del 20170907. Descargado el 20170907. Licencia monousuario. Prohibido su copiado y uso en redes.
IRAM 2184-11:2016 AEA 92305-11:2016 73 Anexo G (Informativo) Guía para elegir los métodos de cálculo estimativo de las áreas de exposición de las estructuras (áreas equivalentes Ae) (anexos E y F) G.1 Introducción El área colectora equivalente de una estructura interviene en el cálculo de la frecuencia anual esperable de rayos directos en una estructura (Nd). En el método propuesto en esta norma (6.2 y anexo E) así como en el método de selección del nivel de protección contra rayos (NPR) según BS 6651:1999 y NBR 5419:2001 (anexo F), el valor Nd es directamente proporcional al área (Ae) de exposición o de captura de rayos de la estructura o del SPCR. En virtud de la proporcionalidad directa de Nd con Ae surge la importancia de la mejor estimación de Ae tanto desde el punto de vista de la seguridad humana y material (bienes, equipos, etc.) como de su probable incidencia económica en el valor de la estructura. G.2 Cálculo del área de exposición (área de captura de rayos) equivalente de una estructura (Ae) El área Ae es un área del plano de tierra (suelo) de la estructura que se prolonga en todas las direcciones de manera de tener en cuenta su altura. Los límites del área Ae están separados del perímetro de la estructura por una distancia Xc. La distancia Xc es proporcional a la altura H. Sus valores se han fijado en las normas IEC, IRAM, BS, NBR, etc. Por ejemplo: para una estructura rectangular simple (paralelepípedo) de largo L, ancho W y altura H, el área Ae sobre el plano de tierra de la estructura tiene un largo L + 2Xc, un ancho W + 2Xc, con cuatro cantos redondeados formados por segmentos de un círculo de radio Xc. Entonces, según la figura G.1: para (Xc/H) = 1 resulta el área Ae = LW + (L+W) . 2 H + π H2 (figura G.1, izquierda) y para (Xc/H) = 3 sale el área Ae = LW + (L+W) . 6 H + 9 π H2 (figura G.1, derecha) NOTA. Para considerar numéricamente la influencia del medio ambiente que rodea a la estructura de altura H (en estudio) se deben estudiar las otras estructuras que disten de H o de 3H (según cada norma adoptada) con respecto a la estructura en estudio. Un método se expone en 6.2 de esta norma. En todos los casos, se supone un valor mínimo del área colectora equivalente igual a la proyección horizontal de la estructura, en sí, contra el plano de tierra donde está situada esa estructura. Licenciado por IRAM a Tecmas S.A.: Tucci; Nicolßs Luis. Orden GP4YXO42GKC2HHXFDK3Y del 20170907. Descargado el 20170907. Licencia monousuario. Prohibido su copiado y uso en redes.
IRAM 2184-11:2016 AEA 92305-11:2016 74 Figura G.1 - Áreas colectoras equivalentes Ae de un edificio de paredes rectangulares (paralelepípedo) para las relaciones (Xc/H) = 1 y (Xc/H) = 3 G.3 Área colectora de rayos equivalente Ae de una Punta Franklin OA En este caso particular, se define que Xc es la distancia radial medida desde el punto de contacto de una imaginaria esfera rodante (o ficticia) con el plano de tierra hasta la base O de la punta Franklin OA. (PF OA). En la figura G.2 se ha representado al área colectora de rayos negativos descendentes y el volumen protegido por la PF OA. Se puede apreciar en la figura G.4 que el cuerpo espacial geométrico euclidiano correspondiente al espacio protegido por la PF OA, según el método de la imaginaria esfera rodante (o ficticia), E (Coi Rs) es el VOLUMEN de un CONOIDE de altura recta H y superficies laterales curvas que están generadas por la revolución del arco ABo ≈ AB’o de una circunferencia de radio Rs, alrededor del eje vertical OA. El conoide tiene una BASE circular de radio Xc = f(Rs), siendo Xc y Rs, dos parámetros del MODELO ELECTROGEOMÉTRICO de la esfera ideal (imaginaria) llamada esfera rodante o ficticia E (Coi Rs). Licenciado por IRAM a Tecmas S.A.: Tucci; Nicolßs Luis. Orden GP4YXO42GKC2HHXFDK3Y del 20170907. Descargado el 20170907. Licencia monousuario. Prohibido su copiado y uso en redes.
IRAM 2184-11:2016 AEA 92305-11:2016 75 En la figura G.3 se representa los casos a) de (Xc/H) = 1 y b) de (Xc/H) = 3. Figura G.2 - Área colectora de descargas descendentes (rayos negativos cortos) equivalente de la PF OA. El área colectora: Ae = π Xc 2 es la del círculo de radio Xc y centro O ≡ O’ ≡ A’ Figura G.3 - Área colectora de descargas descendentes (rayos negativos cortos) Ae de la punta Franklin OA (solitaria, separada eléctricamente de otras estructuras cercanas puestas a tierra), para los casos siguientes: a) Área Ae para (Xc/H) = 1 y b) Área Ae para (Xc/H) = 3 Licenciado por IRAM a Tecmas S.A.: Tucci; Nicolßs Luis. Orden GP4YXO42GKC2HHXFDK3Y del 20170907. Descargado el 20170907. Licencia monousuario. Prohibido su copiado y uso en redes.
IRAM 2184-11:2016 AEA 92305-11:2016 76 Figura G.4 - Área colectora de descargas descendentes (rayos negativos cortos) equivalente de la PF OA. El área colectora Ae = π Xc 2 es la del círculo de radio Xc y centro O ≡ O’ ≡ A’ G.4 Determinación del área colectora equivalente de una punta Franklin OA aislada de otras estructuras puestas a tierra. Aplicación del método de la esfera rodante G.4.1 Introducción: en la figura G.5 se ve la punta OA y la esfera E (C0; Rs) en un plano diametral y en planta. La ecuación [G-1] de la distancia radial Xc del centro C0 de la esfera E (C0; Rs) de radio Rs sobre el plano de tierra (xOy) es: 2 (R/H) 1 H Xc ⎟ = − ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ [G-1] Licenciado por IRAM a Tecmas S.A.: Tucci; Nicolßs Luis. Orden GP4YXO42GKC2HHXFDK3Y del 20170907. Descargado el 20170907. Licencia monousuario. Prohibido su copiado y uso en redes.
IRAM 2184-11:2016 AEA 92305-11:2016 77 La distancia radial Xc es el ALCANCE de captura de rayos de corrientes presuntas Ip por la PF OA. De la [G-1] se halla la función [G-2] siguiente: ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ ⎟ + ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ ⎟ = ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ 1 H X 2 1 H R 2 s c [G-2] siendo H = OA = altura de la PF y Rs = radio de la esfera rodante que es función de Ip. El radio Rs = Ds = distancia de atracción de rayos está dado por la función [G-3] siguiente: Ds = a Ip b (m; kAc) [G-3] en donde Ip = corriente presunta del rayo que atrae la PF “OA” (Valor de cresta). Reemplazando Rs = Ds de la [G-3] en la [G-2], resultan las ecuaciones siguientes. ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ ⎟ + ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = 1 H X 2 1 H a l 2 c b p ⎪ ⎭ ⎪ ⎬ ⎫ ⎪ ⎩ ⎪ ⎨ ⎧ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ ⎟ + ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = 1/ b 2 c p 1 H X 2 a H l [G-4] Se adopta la siguiente ecuación [G-5] según el anexo B, representada en la figura G.6: Rs = Ds = 10 (Ip) 2/3 (m; kAc) [G-5] Así resultan los valores: ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ = = 3 2 b a 10 que se reemplaza en la función [G-4] y así se obtiene la función explícita [G-6] siguiente: 3/ 2 2 c p 1 H X 2 0 H l ⎪⎭ ⎪ ⎬ ⎫ ⎪⎩ ⎪ ⎨ ⎧ ⎥ ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎢ ⎣ ⎡ ⎟ + ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ = [G-6] En la figura G.7 a la izquierda se representa la función: ⎥ ⎦ ⎤ ⎢ ⎣ ⎡ ⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ = H X l f H; c p para los valores (Xc/H) = 1, 2 y 3 tomados como parámetros prefijados. Licenciado por IRAM a Tecmas S.A.: Tucci; Nicolßs Luis. Orden GP4YXO42GKC2HHXFDK3Y del 20170907. Descargado el 20170907. Licencia monousuario. Prohibido su copiado y uso en redes.
IRAM 2184-11:2016 AEA 92305-11:2016 78 En la figura G.7 a la derecha, se representa la distribución probabilística log-normal: Ip = F (probabilidad %) en donde la probabilidad % es la probabilidad de que haya una corriente I que sea mayor o igual que Ip, es decir: I ≥ Ip. En la figura G.7 a la derecha, se representa la función G (Ip) pero girada 270°, es decir: Probabilidad % = Prb (I ≥ Ip) = G (Ip) NOTA. Esta función Prb (I ≥ Ip) = G (Ip) es la representada por las líneas “1A + 1B” de la figura A.5 del anexo A de la IRAM 2184-1 / AEA 92305-1 y corresponde al primer rayo negativo corto de una descarga descendente (duración < 2 ms). Ver el anexo A de la IRAM 2184-1 / AEA 92305-1. G.4.2 Análisis probabilístico. En la figura G.8 se ha representado el NOMOGRAMA correspondiente a la expresión siguiente: f (H; (Xc/H)) = Ip; Ip = g (Probabilidad %) que se ha aplicado a los casos de las estructuras CIVILES, aisladas, solitarias y en un campo abierto. Se ha considerado el caso de la Punta Franklin OA de la figura G.5. Así se obtiene la figura G.9 con las distribuciones de probabilidades de atracción de descargas descendentes con rayos negativos cortos de corrientes I para la PF “OA” de altura H [m], aislada en campo libre, siendo la curva 1 para la relación (Xc/H), la 2 para (Xc/H) = 2 y la 3 para (Xc/H) = 3. Se nota que las curvas 1, 2 y 3 son funciones logaritmo-normales cuyos parámetros (el promedio H (50%) y la dispersión logarítmica decimal (log H)) están tabulados en la tabla G.1. En síntesis: se tienen las funciones probabilísticas P% de las corrientes I atraídas por la PF “OA” según las funciones siguientes: P % = Prb (I ≥ Ip) = F [H; (Xc/H)] G.4.3 Área colectora equivalente a la PF “OA”. Es el área del círculo de radio Xc y centro O ≡ O’ ≡ A’ que se representa en la figura G.4. El área Ae colectora (de rayos a tierra) equivalente de una estructura es un ÁREA de la superficie del suelo (o de otro plano horizontal paralelo al suelo) que tiene la misma frecuencia anual de descargas directas que caen sobre la estructura. Es decir: sobre el área Ae caen tantas descargas, en un año, como en la estructura. Una PF tiene una Ae en el sentido de que la PF captura como pararrayos durante un año un número de descargas igual al que caerían sobre Ae. El volumen teórico protegido contra rayos por la PF OA es el volumen del CONOIDE de eje y altura OA, base de área Ae y superficies laterales de revolución del arco circular AB0 alrededor del eje OA (ver la figura G.4). G.4.4 Probabilidades de atracción de descargas negativas descendentes DND, alturas H de la PF y relaciones (Xc/H). En la tabla G.2 se reúnen los intervalos de probabilidades: a) del 99,9% al 80% y b) del 80% al 5%) que se obtienen de la figura G.10 donde se aprecia que el 80% corresponde al punto Q de quiebre de la línea A y de la línea B correspondientes a las corrientes presuntas de rayos negativos descendentes. Licenciado por IRAM a Tecmas S.A.: Tucci; Nicolßs Luis. Orden GP4YXO42GKC2HHXFDK3Y del 20170907. Descargado el 20170907. Licencia monousuario. Prohibido su copiado y uso en redes.
IRAM 2184-11:2016 AEA 92305-11:2016 79 Las funciones P% = Prb (I ≥ Ip) = F [H; (Xc/H)] siguen las líneas A y B de las corrientes Ip de los DND. La IEC estableció desde 1990 los cuatro niveles de protección contra rayos NPR I, II, II y IV cuyas corrientes mínimas Ip se han representado en la figura G.10. Allí observamos que esas corrientes están en la línea A. Es decir que las probabilidades de atracción de DND están en el intervalo a) de la tabla G.2 donde notamos que hay una superposición entre las alturas H para la relación (Xc/H) = 3 con las alturas H para (Xc/H) = 1. G.5 Conclusiones De los estudios realizados en el IRAM del 2005 al 2007, se sugiere lo siguiente: − para alturas 2 m ≤ H ≤ 10 m: adoptar (Xc/H) = 3, − para alturas 11 m ≤ H ≤ 60 m: adoptar (Xc/H) = 1. Esta sugerencia surge de verificar las probabilidades para H = 10 m en la figura G.9. Tabla G.1 - Funciones log-normales de las probabilidades de atracción de descargas descendentes con rayos negativos cortos (Td < 2 ms) de una punta FRANKLIN aislada (solitaria) de altura H en campo abierto Curva Relación (Xc/H) Promedio H (50%) σ (log H) Parte de la curva (figura G.9) 1 1 152 m (*) 0,39 Línea A 1 1 98 m 0,17 Línea B 2 2 66 m (*) 0,39 Línea A 2 2 43 m 0,17 Línea B 3 3 36 m (*) 0,41 Línea A 3 3 20 m 0,18 Línea B (*) = valor calculado por extrapolación de las líneas A en el PPLN-L (papel probabilístico log-normal/logarítmico) Tabla G.2 - Probabilidades de atracción de descargas negativas descendentes (DND) de una PF aislada en campo libre para las gamas de alturas H y las relaciones (xc/H) indicadas (figura G.9) Intervalos Probabilidades de atracción de DND Relación (Xc/H) = 3 Relación (Xc/H) = 1 Alturas H (aprox.) Alturas H (aprox.) a) del 99,9% al 80% 2 m a 15 m 9 m a 70 m b) del 80% al 5% 16 m a 40 m 71 m a 190 m Licenciado por IRAM a Tecmas S.A.: Tucci; Nicolßs Luis. Orden GP4YXO42GKC2HHXFDK3Y del 20170907. Descargado el 20170907. Licencia monousuario. Prohibido su copiado y uso en redes.
IRAM 2184-11:2016 AEA 92305-11:2016 80 Vista del plano diámetro xOz de la esfera rodante E(C0; Rs) que es perpendicular al plano de tierra xOy en el punto B0. Vista en planta del plano xOy de apoyo de la esfera rodante E(C0; Rs) en el punto B0 ≈ B’0 ≈ C’0. NOTA. Las primas son las proyecciones ortogonales de los puntos o de los segmentos. Figura G.5 - Punta Franklin (PF): “OA” y esfera rodante E(C0; Rs) pasante por A y por el plano referencia xOy de tierra eléctrica de la PF “OA”. Vistas diametral xOz y en planta xOy Licenciado por IRAM a Tecmas S.A.: Tucci; Nicolßs Luis. Orden GP4YXO42GKC2HHXFDK3Y del 20170907. Descargado el 20170907. Licencia monousuario. Prohibido su copiado y uso en redes.
IRAM 2184-11:2016 AEA 92305-11:2016 81 Figura G.6 – Función Rs = 10 (Ip)2/3 en coordenadas logarítmicas Licenciado por IRAM a Tecmas S.A.: Tucci; Nicolßs Luis. Orden GP4YXO42GKC2HHXFDK3Y del 20170907. Descargado el 20170907. Licencia monousuario. Prohibido su copiado y uso en redes.
IRAM 2184-11:2016 AEA 92305-11:2016 82 Figura G.7 - Nomograma con las funciones Ip = f [H; (Xc/H)] a la izquierda e Ip = F [Prb (I>Ip)] a la derecha, con ejes Ip (kAc) comunes a ambas funciones (ver el G.4.1) Licenciado por IRAM a Tecmas S.A.: Tucci; Nicolßs Luis. Orden GP4YXO42GKC2HHXFDK3Y del 20170907. Descargado el 20170907. Licencia monousuario. Prohibido su copiado y uso en redes.
IRAM 2184-11:2016 AEA 92305-11:2016 83 Figura G.8 - El nomograma de la figura G.7 aplicado a los casos del análisis probabilístico del capítulo G.4 Licenciado por IRAM a Tecmas S.A.: Tucci; Nicolßs Luis. Orden GP4YXO42GKC2HHXFDK3Y del 20170907. Descargado el 20170907. Licencia monousuario. Prohibido su copiado y uso en redes.
IRAM 2184-11:2016 AEA 92305-11:2016 84 Figura G.9 - Distribución de probabilidades de atracción [%] de descargas descendentes con rayos negativos cortos (con duraciones menores de 2 ms) para una punta Franklin aislada (solitaria) de altura H en el campo libre, siendo la curva 1 para (Hc/H) = 1, la curva 2 (Hc/H) = 2 y la curva 3 para (Hc/H) = 3 Licenciado por IRAM a Tecmas S.A.: Tucci; Nicolßs Luis. Orden GP4YXO42GKC2HHXFDK3Y del 20170907. Descargado el 20170907. Licencia monousuario. Prohibido su copiado y uso en redes.
IRAM 2184-11:2016 AEA 92305-11:2016 85 Figura G.10 - Niveles de protección contra rayos (NPR) según la IEC: I, II, III y IV trazados en la curva P% = Prb (I ≥ Ip) para descargas negativas descendentes Licenciado por IRAM a Tecmas S.A.: Tucci; Nicolßs Luis. Orden GP4YXO42GKC2HHXFDK3Y del 20170907. Descargado el 20170907. Licencia monousuario. Prohibido su copiado y uso en redes.
IRAM 2184-11:2016 AEA 92305-11:2016 86 Anexo H (Informativo) Reseña de la física de los rayos, la actuación de los pararrayos y los modelos matemáticos del impacto de los rayos H.1 Actuación de pararrayos, distancia de cebado o disruptiva, efectividad de las protecciones contra rayos H.1.1 El impacto de un rayo en un pararrayos Franklin ocurre mediante un precursor (o líder) “conector” (conecting leader) que sale de la punta del pararrayos dirigida hacia el precursor descendente por pasos que está en el extremo del rayo nube-tierra (downcorning stepped leader). H.1.2 La salida exitosa del precursor conector desde el pararrayos hacia el rayo descendente requiere la formación de una descarga del efecto corona en el pararrayos (streamer discharge) que se transforme en un precursor conector (streamer to leader transition) que sea estable hasta su encuentro con el precursor descendente. H.1.3 Se llama “distancia de cebado” o “distancia disruptiva”, ds (striking distance), a la distancia que hay entre la punta del precursor negativo descendente por pasos del rayo nube-tierra y la punta del pararrayos en el momento (instante) en el cual sale un precursor ascendente conector exitoso (conecting leader) desde ese pararrayos y se produce el salto final de ambas descargas. H.2 Fundamentos de las protecciones contra los rayos Las protecciones contra rayos clásicas o convencionales se basan en el uso de pararrayos Franklin (puntas Franklin) y de jaulas de Faraday (método de las mallas) en los cuales su efectividad depende: a) del desarrollo de una descarga por efecto corona en su o sus puntas; b) de la forma de una descarga conectora ascendente (streamer); c) del desarrollo de un precursor ascendente estable (leader) como resultado de los campos eléctricos intensos creados por la proximidad del precursor descendente del rayo nube-tierra (downward leader). H.3 Precursores descendentes y ascendentes. Proceso de conexión, Modelo electrogeométrico del rayo negativo descendente [2] La figura H.1 muestra los conceptos básicos del inicio de un rayo negativo descendente típico a tierra (aproximadamente 90% de los casos). En la figura H.1.a, se muestra la equivalencia aproximada entre el sistema de cargas nube-tierra y un capacitor. Se pueden observar las líneas de potencial deformadas por la presencia de los objetos terrestres, lo que provoca la intensificación del campo eléctrico creado por la nube tormentosa eléctrica. Un líder de pasos o descarga escalonada o precursor descendente (figura H.1.b) se ha originado en la parte de la carga negativa de la nube. En la figura H.1.c, se muestran los dos tipos de precursores que se producen en el proceso de descarga. Los precursores ascendentes libran una especie de competencia por conectarse al precursor descendente. En la figura H.1.d se ha producido la conexión. En el modelo electrogeométrico a la distancia OP (figura H.1.e) se la denomina “distancia disruptiva” o “de Licenciado por IRAM a Tecmas S.A.: Tucci; Nicolßs Luis. Orden GP4YXO42GKC2HHXFDK3Y del 20170907. Descargado el 20170907. Licencia monousuario. Prohibido su copiado y uso en redes.
IRAM 2184-11:2016 AEA 92305-11:2016 87 cebado” (ds). La distancia ds se define como la distancia entre el objeto a ser impactado y la punta del líder de pasos, en el instante que se inicia la conexión del líder ascendente (ver H.4.b). H.4 Las tres distancias (di; ds y Ra) vinculadas con el proceso del impacto de un rayo según el modelo matemático de Farouk A. Rizk [3] a) La distancia di es la distancia entre la punta superior Pi del precursor negativo descendente (nube-tierra) y la punta del pararrayos o de la estructura (o conductor colector de rayos) desde donde sale un precursor positivo ascendente continuo (es decir, un “conector” entre los dos precursores). Esta distancia di no se debe confundir con la distancia de cebado o distancia disruptiva ds. b) La distancia ds es la distancia de cebado o distancia disruptiva, que se define como la distancia entre la estructura (o el pararrayos) y la punta inferior Ps del precursor negativo descendente en el punto crítico de encuentro entre los dos precursores. Es en este punto Ps donde el precursor negativo descendente (o una de sus ramas) cambia abruptamente de orientación en un salto final dirigido hacia el precursor positivo ascendente “conector”. c) El radio de atracción Ra del pararrayos (o estructura) es la máxima distancia radial que permite que ocurra un encuentro exitoso entre los dos precursores (el negativo descendente nube-tierra y el positivo ascendente del pararrayo o de la estructura). Licenciado por IRAM a Tecmas S.A.: Tucci; Nicolßs Luis. Orden GP4YXO42GKC2HHXFDK3Y del 20170907. Descargado el 20170907. Licencia monousuario. Prohibido su copiado y uso en redes.
IRAM 2184-11:2016 AEA 92305-11:2016 88 Figura H.1 - Proceso de descarga de un rayo a tierra (carga negativa en la nube). Adaptado de [2] NOTA. En el modelo electrogeométrico, el precursor descendente debe considerarse vertical y sin ramificaciones. Figura H.1.a - Intensificación del campo eléctrico por los cuerpos terrestres. Analogía nube-tierra con un gran capacitor plano Figura H.1.b - Iniciación del precursor descendente (líder de pasos) en la nube tormentosa (instante T1) Figura H.1.c - Competición de los precursores ascendentes (instantes T2 > T1) Figura H.1.d - Conexión entre los precursores descendente y ascendente (instantes T3 > T2). El rayo cae en el pararrayos Figura H.1.e - Distancia disruptiva ds = R = 10 l2/3 (m; kAc) Licenciado por IRAM a Tecmas S.A.: Tucci; Nicolßs Luis. Orden GP4YXO42GKC2HHXFDK3Y del 20170907. Descargado el 20170907. Licencia monousuario. Prohibido su copiado y uso en redes.
IRAM 2184-11:2016 AEA 92305-11:2016 89 Figura H.2 - Esquema del proceso de un impacto de un rayo negativo descendente en un pararrayos Franklin, en un encuentro crítico entre dos precursores correspondientes al máximo radio de atracción Ra según el modelo de Rizk [3] Precursor positivo ascendente eficaz (“conector”) Precursor negativo descendente (Nube-tierra) Mástil con pararrayos Franklin Salto final Ra H di ds Pi Ps Licenciado por IRAM a Tecmas S.A.: Tucci; Nicolßs Luis. Orden GP4YXO42GKC2HHXFDK3Y del 20170907. Descargado el 20170907. Licencia monousuario. Prohibido su copiado y uso en redes.
IRAM 2184-11:2016 AEA 92305-11:2016 90 Anexo J (Informativo) Mantenimiento e inspección de los SPCR J.1 Objeto de las inspecciones. Las inspecciones tienen como objeto asegurarse de que: a) el sistema de protección contra los rayos está de acuerdo con el diseño; b) todos los componentes del sistema de protección contra los rayos están en buen estado y son capaces de realizar las funciones para las que están destinados, y que no hay corrosión; c) todas las acometidas de servicios o las construcciones añadidas recientemente, se integraron al espacio protegido mediante una unión al sistema de protección contra los rayos o por extensiones de este sistema. J.2 Orden de las inspecciones. Las inspecciones indicadas en el J.1 deben efectuarse de la forma siguiente: a) las inspecciones durante la construcción de la estructura, destinadas a controlar los electrodos empotrados (ver la nota del anexo K); b) una inspección después de la instalación del sistema de protección contra los rayos, de acuerdo con los puntos J.1.a) y J.1.b) anteriores; c) las inspecciones periódicas, efectuadas de acuerdo con los puntos J.1.a), J.1.b) y J.1.c), a intervalos determinados en función de la naturaleza del espacio a proteger y de los problemas de corrosión; d) las inspecciones suplementarias, efectuadas de acuerdo con los puntos J.1.a), J.1.b) y J.1.c), después de toda modificación o reparación, o cuando se sabe que la estructura ha sufrido la descarga de un rayo. J.3 Mantenimiento. Las inspecciones periódicas son una de las condiciones fundamentales para un mantenimiento confiable del sistema de protección contra los rayos. Todos los defectos constatados deben ser reparados sin demora. NOTA. En tabla J.1 se indica la periodicidad recomendada para las inspecciones que se determina de acuerdo con el nivel de protección del SPCR elegido según esta norma. Licenciado por IRAM a Tecmas S.A.: Tucci; Nicolßs Luis. Orden GP4YXO42GKC2HHXFDK3Y del 20170907. Descargado el 20170907. Licencia monousuario. Prohibido su copiado y uso en redes.
IRAM 2184-11:2016 AEA 92305-11:2016 91 Tabla J.1 - Períodos recomendados entre inspecciones de los SPCR Nivel de protección Inspección visual (*) Inspección completa (*) Sistemas en ambientes críticos (**) Inspección completa (*) I 1 año 2 años 1 año II 1 año 2 años 1 año III 1 año 4 años 1 año IV 1 año 4 años 1 año NOTA. Se sugiere que se efectúe una inspección completa del SPCR cada seis meses en estructuras con riesgos de explosiones. (*) Después de la caída de algún rayo en un SPCR, se debe realizar una inspección completa y recomenzar el ciclo de mantenimiento previsto. (**) Por ejemplo: un SPCR en áreas con fuertes cambios climáticos (temperaturas, vientos, lluvias, nieves, etc.), efectos sísmicos, corrosividad ambiental (nieblas salinas, atmósferas muy contaminadas de gases, líquidos, polvos, etc.), acciones vandálicas, etc. Licenciado por IRAM a Tecmas S.A.: Tucci; Nicolßs Luis. Orden GP4YXO42GKC2HHXFDK3Y del 20170907. Descargado el 20170907. Licencia monousuario. Prohibido su copiado y uso en redes.
IRAM 2184-11:2016 AEA 92305-11:2016 92 Anexo K (Informativo) Condiciones constructivas de las estructuras de hormigón armado para el uso en los SPCR Se considera que las armaduras de acero en el interior de las estructuras de hormigón armado aseguran una continuidad eléctrica, si cumplen con las condiciones siguientes: a) aproximadamente el 50% de las interconexiones de las barras verticales y las horizontales están soldadas o unidas de forma segura; b) las barras horizontales están soldadas o se solapan, como mínimo, en un largo igual a 20 veces su diámetro y están unidas de forma segura; c) está asegurada la continuidad eléctrica entre las armaduras de acero de los diferentes elementos prefabricados de hormigón y las de los elementos prefabricados de hormigón adyacentes. NOTA. Estas tres condiciones a), b) y c) se verifican si: en el proyecto, en el cálculo y en la ejecución de la estructura de hormigón armado, se cumplieron las exigencias del Reglamento CIRSOC 201 (ver anexos L y N). En el supuesto caso de que no existiere una documentación probatoria del cumplimiento del Reglamento CIRSOC 201 en una estructura de HºAº (o bien el cumplimiento de los reglamentos CIRSOC que correspondan, tanto para estructuras de acero como para estructuras compuestas por acero y HºAº) se recomienda que el diseñador del SPCR consulte al estructuralista o lleve a cabo una inspección in-situ, con las mediciones electrotécnicas necesarias sobre una cantidad suficiente de puntos de la estructura, para comprobar la continuidad eléctrica galvánica que corresponda a las condiciones a), b) y c), antes citadas, de acuerdo con el Anexo E apartado E.4.3 de la IRAM 2184-3 / AEA 92305-3. Estas mediciones de continuidad eléctrica deben ser presentadas en un informe de medición (basado en el anexo B de la IRAM 2281-2). Este informe debe formar parte de los datos preliminares de diseño del SPCR (ver 4.3.2) También este informe debe estar en la documentación técnica del final de obra del SPCR, según J.1 y J.2. Además, debe integrar la documentación de referencia para las inspecciones periódicas y el mantenimiento (ver el anexo J). Licenciado por IRAM a Tecmas S.A.: Tucci; Nicolßs Luis. Orden GP4YXO42GKC2HHXFDK3Y del 20170907. Descargado el 20170907. Licencia monousuario. Prohibido su copiado y uso en redes.
IRAM 2184-11:2016 AEA 92305-11:2016 93 Anexo L (Informativo) Publicaciones del INTI-CIRSOC Centro de Investigación de los Reglamentos Nacionales de Seguridad para las Obras Civiles (CIRSOC) del Sistema de Centros del Instituto Nacional de Tecnología Industrial (INTI) Instituto Nacional de Prevención Sísmica (INPRES) LISTADO DE PUBLICACIONES EN VIGENCIA LEGAL A PARTIR DE 2013 REGLAMENTOS CIRSOC e INPRES-CIRSOC APROBADOS POR RESOLUCIÓN SOP 247/2012, VIGENTES A PARTIR DEL 1º DE ENERO DE 2013 PARA OBRA PÚBLICA NACIONAL Reglamento CIRSOC 101 y sus Comentarios Reglamento Argentino de Cargas Permanentes y Sobrecargas Mínimas de Diseño para Edificios y otras Estructuras - Edición Julio 2005 Reglamento CIRSOC 102, Comentarios y Guía de aplicación Reglamento Argentino de Acción del Viento sobre las Construcciones - Edición Julio 2005 Reglamento INPRES-CIRSOC 103 - Parte II y sus Comentarios Reglamento Argentino para Construcciones Sismorresistentes - Construcciones de Hormigón Armado - Edición Julio 2005 • Ejemplo de Diseño Sísmico de un Edificio Estructurado con Tabiques en Voladizo de Hormigón según el Reglamento INPRES-CIRSOC 103 - Parte II - Edición Julio 2005 • Ejemplo de Diseño Sísmico de un Edificio Estructural con Pórticos de Hormigón Armado según el Reglamento INPRES-CIRSOC 103 -Parte II - Edición Julio 2005 Reglamento INPRES-CIRSOC 103 - Parte IV y sus Comentarios Reglamento Argentino para Construcciones Sismorresistentes - Construcciones de Acero - Edición Julio 2005 Reglamento CIRSOC 104 y sus Comentarios Reglamento Argentino de Acción de la Nieve y del Hielo sobre las Construcciones - Edición Julio 2005 Reglamento CIRSOC 201 y sus Comentarios Reglamento Argentino de Estructuras de Hormigón - Edición Julio 2005 • Ejemplos de Aplicación del Reglamento CIRSOC 201-2005 - Edición Julio 2005 Reglamento CIRSOC 301 y sus Comentarios Reglamento Argentino de Estructuras de Acero para Edificios - Edición Julio 2005 • Ejemplos de Aplicación del Reglamento CIRSOC 301-2005 - Ejemplos I y II - Edición Julio 2005 Licenciado por IRAM a Tecmas S.A.: Tucci; Nicolßs Luis. Orden GP4YXO42GKC2HHXFDK3Y del 20170907. Descargado el 20170907. Licencia monousuario. Prohibido su copiado y uso en redes.
IRAM 2184-11:2016 AEA 92305-11:2016 94 REGLAMENTOS CIRSOC e INPRES-CIRSOC APROBADOS POR RESOLUCIÓN SOP 247/2012, VIGENTES A PARTIR DEL 1º DE ENERO DE 2013 PARA OBRA PÚBLICA NACIONAL Reglamento CIRSOC 302 y sus Comentarios Reglamento Argentino de Elementos Estructurales de Tubos de Acero para Edificios - Edición Julio 2005 • Ejemplos de Aplicación del Reglamento CIRSOC 302 -2005 - Edición Julio 2005 • Tablas de Perfiles Laminados y Tubos Estructurales para Aplicación de los Reglamentos CIRSOC 301-2005 y CIRSOC 302-2005 Reglamento CIRSOC 108 y sus Comentarios Reglamento Argentino de Cargas de Diseño para las Estructuras durante su Construcción - Edición Julio 2007 Reglamento CIRSOC 303 y sus Comentarios Reglamento Argentino de Elementos Estructurales de Acero de Sección Abierta Conformados en Frío - Edición Julio 2009 • Ejemplos de Aplicación del Reglamento CIRSOC 303-2009 Reglamento CIRSOC 304 (No tiene Comentarios) Reglamento Argentino para la Soldadura de Estructuras en Acero - Edición Diciembre 2005 Recomendación CIRSOC 305 y sus Comentarios Recomendación para Bulones de Alta Resistencia - Edición Julio 2007 Reglamento CIRSOC 308 y sus Comentarios Reglamento Argentino de Estructuras Livianas para Edificios con Barras de Acero de Sección Circular - Edición Julio 2007 • Ejemplos de Aplicación del Reglamento CIRSOC 308-2007 Reglamento CIRSOC 501 y sus Comentarios Reglamento Argentino de Estructuras de Mampostería - Edición Julio 2007 Reglamento CIRSOC 501- E y sus Comentarios Reglamento Empírico para Construcciones de Mampostería de Bajo Compromiso Estructural - Edición Julio 2007 • Ejemplos de Aplicación de los Reglamentos CIRSOC 501 y CIRSOC 501 - E - Ejemplos Numéricos de Edificios Estructurados con Muros de Mampostería - Edición Julio 2007 Reglamento CIRSOC 701 y sus Comentarios Reglamento Argentino de Estructuras de Aluminio - Edición Julio 2010 • Ejemplos de Aplicación del Reglamento Argentino de Estructuras de Aluminio CIRSOC 701-2007 - Edición Julio 2010 Reglamento CIRSOC 704 (sin Comentarios) Reglamento Argentino para la Soldadura de Estructuras en Aluminio - Edición Julio 2010 Licenciado por IRAM a Tecmas S.A.: Tucci; Nicolßs Luis. Orden GP4YXO42GKC2HHXFDK3Y del 20170907. Descargado el 20170907. Licencia monousuario. Prohibido su copiado y uso en redes.
IRAM 2184-11:2016 AEA 92305-11:2016 95 REGLAMENTOS EN TRÁMITE de APROBACIÓN Reglamento INPRES-CIRSOC 103- Parte I y sus Comentarios Reglamento Argentino para Construcciones Sismorresistentes - Construcciones en General - Edición Julio 2013 Reglamento CIRSOC 601 y su Manual de Aplicación Reglamento Argentino de Estructuras de Madera - Edición Julio 2013 REGLAMENTOS EN REDACCIÓN FINAL Proyecto de Reglamento CIRSOC 401 y sus comentarios Reglamento Argentino de Estudios Geotécnicos - Edición Julio 2013 REGLAMENTO EN DISCUSIÓN PÚBLICA NACIONAL Proyecto de Reglamento INPRES-CIRSOC - Parte V Reglamento Argentino para Construcciones Sismorresistentes - Soldadura de Estructuras de Acero Sismorresistente - Edición Abril 2014 Proyecto de Reglamento CIRSOC 306 Reglamento Argentino de Estructuras de Acero para Antenas - Edición Mayo 2014 PUBLICACIONES COMPLEMENTARIAS 2013 Libro HORMIGÓN Materiales, vida útil y criterios de conformidad y su consideración en el Reglamento CIRSOC 201-2005 - Edición Mayo 2011 Licenciado por IRAM a Tecmas S.A.: Tucci; Nicolßs Luis. Orden GP4YXO42GKC2HHXFDK3Y del 20170907. Descargado el 20170907. Licencia monousuario. Prohibido su copiado y uso en redes.
IRAM 2184-11:2016 AEA 92305-11:2016 96 LISTADO DE PUBLICACIONES EN VIGENCIA LEGAL ENTRE 1982 Y 2012 REGLAMENTOS CIRSOC e INPRES-CIRSOC EN VIGENCIA LEGAL HASTA EL 30/12/2012 PARA OBRA PÚBLICA NACIONAL REGLAMENTO CIRSOC 101 Cargas y Sobrecargas Gravitorias para el Cálculo de Estructuras de Edificios - Edición Julio 1982 REGLAMENTO CIRSOC 102 Acción del Viento sobre las Construcciones - Edición Diciembre 84-(incluye separata con FE DE ERRATAS 1994) RECOMENDACIÓN CIRSOC 102-1 Acción dinámica del viento sobre las construcciones - Edición Julio 1982 REGLAMENTO INPRES-CIRSOC 103 Normas Argentinas para la construcciones Sismorresistentes - Edición Agosto 1991: Tomo I: Construcciones en General - Edición Agosto 1991 Tomo II: Construcciones de Hormigón Armado y Hormigón Pretensado - Edición Agosto 1991 Tomo III: Construcciones de Mampostería - Edición Agosto 1991 REGLAMENTO CIRSOC 104 Acción de la Nieve y del Hielo sobre las Construcciones - Edición Septiembre 1997 RECOMENDACIÓN CIRSOC 105 Superposición de Acciones (Combinación de Estados de Carga) - Edición Julio 1982 RECOMENDACIÓN CIRSOC 106 Dimensionamiento del Coeficiente de Seguridad - Edición Julio de 1982 con actualización 1984 (Fe de erratas) RECOMENDACIÓN CIRSOC 107 Acción Térmica Climática sobre las construcciones - Edición Julio 1982 REGLAMENTO CIRSOC 201 - Tomos I y II: Proyecto, Cálculo y ejecución de Estructuras de Hormigón Armado y Pretensado - Edición Julio 1982 con actualización 1984 REGLAMENTO CIRSOC 201 M Proyecto, cálculo y ejecución de estructuras de Hormigón Armado y Pretensado para OBRAS PRIVADAS MUNICIPALES - Edición Agosto 1996 REGLAMENTO CIRSOC 202 Hormigón Liviano de Estructura Compacta. Dimensionamiento, Elaboración y Control - Edición Marzo 1985 REGLAMENTO CIRSOC 204 Hormigón Pretensado Parcial - Edición Enero 1986 Licenciado por IRAM a Tecmas S.A.: Tucci; Nicolßs Luis. Orden GP4YXO42GKC2HHXFDK3Y del 20170907. Descargado el 20170907. Licencia monousuario. Prohibido su copiado y uso en redes.
IRAM 2184-11:2016 AEA 92305-11:2016 97 REGLAMENTOS CIRSOC e INPRES-CIRSOC EN VIGENCIA LEGAL HASTA EL 30/12/2012 PARA OBRA PÚBLICA NACIONAL REGLAMENTO CIRSOC 301 Proyecto, Cálculo y Ejecución de Estructuras de Acero para Edificios - Edición Julio 1982 con actualización 1984 RECOMENDACIÓN CIRSOC 301-2 Métodos Simplificados Admitidos para el Cálculo de las Estructuras Metálicas - Edición Julio 1982 REGLAMENTO CIRSOC 302 Fundamentos de Cálculo para los Problemas de Estabilidad del Equilibrio en las Estructuras de Acero - Edición Julio 1982 RECOMENDACIÓN CIRSOC 302-1 Métodos de Cálculo para los Problemas de Estabilidad del Equilibrio en las Estructuras de Acero - Edición Julio 1982 RECOMENDACIÓN CIRSOC 303 Estructuras Livianas de Acero - Edición Agosto 1991 REGLAMENTO CIRSOC 304 Estructuras de Acero Soldadas - Edición Diciembre 1992 REGLAMENTO CIRSOC 306 Estructuras de Acero para Antenas - Edición Diciembre 1992 OTRAS PUBLICACIONES CIRSOC Datos Tecnológicos del Hormigón Normal - Edición Abril 1985 Ejemplos de Dimensionamiento de Estructuras de Hormigón Armado (Ejemplos 1) - Edición Abril 1983 Ejemplos de Dimensionamiento de Estructuras de Hormigón Armado (Ejemplos 2) - Edición Abril 1984 Ejemplos de Dimensionamiento de Estructuras Livianas de Acero (Ejemplos 3) - Edición Agosto 1992 Ejemplos de Dimensionamiento de Estructuras Livianas de Acero (Ejemplos 4) - Edición Mayo 1988 Comentarios a la Recomendación CIRSOC 303 Estructuras Livianas de Acero - Edición Agosto 1991 Biblioteca de Apoyo CIRSOC: Riesgo de Tornados y Corrientes Descendentes en la Argentina - Fac. Cs. Exactas y Naturales - Univ. de Bs. As. - Dra. M.L. SCHWARZKOPF - Lic. L.C. ROSSO - Edición 1993 Biblioteca de apoyo CIRSOC: Tablas de Solicitaciones en Arcos y Pórticos Alivianados de Acero. Basadas en los Reglamentos CIRSOC 101 y CIRSOC 102 - Ings. R. CUDMANI - J. REIMUNDIN - J. RIERA - Edición Enero 1994 Biblioteca de Apoyo CIRSOC: Estimación de Velocidades de Recurrencia de Vientos Basada en Velocidades Máximas Mensuales - Dr. ALDO VIOLLAZ - Lic. STELLA SALVATIERRA - Inga. ALICIA ARAGNO - Edición Julio 1995 Licenciado por IRAM a Tecmas S.A.: Tucci; Nicolßs Luis. Orden GP4YXO42GKC2HHXFDK3Y del 20170907. Descargado el 20170907. Licencia monousuario. Prohibido su copiado y uso en redes.
IRAM 2184-11:2016 AEA 92305-11:2016 98 Anexo M (Informativo) Niveles ceráunicos y densidades ceráunicas continentales de la República Argentina de períodos históricos M.1 Actividad ceráunica (eléctrica atmosférica) en la República Argentina A continuación se enumeran en un cuadro los mapas de las figuras M.1, M.2, M.3 y M.4 que forman parte de este anexo con algunas observaciones que permiten aclarar su significado y su uso práctico. Mapa de la figura Contenido Observaciones M.1 Estaciones meteorológicas continentales horarias argentinas (1971/80). Estas estaciones registraban los niveles ceráunicos Td (ver C.1.2). M.2 Curvas de niveles ceráunicos Td argentinos del período decenal 1981/90 (climatológico) oficial del SMN. Estas curvas históricas se podían utilizar para estimar la actividad ceráunica media. M.3 Densidades ceráunicas Ng estimadas para el período climatológico 1981/90 en la Argentina. Estas densidades históricas se podían utilizar para estimar Ng. Se indica en cada zona, entre curvas isoceráunicas, una gama de valores medianos probables de Ng que representa la dispersión estadística. M.4 Densidades ceráunicas Ng estimadas para el período decenal (climatológico) 1971/80 oficial del SMN. Estas densidades históricas se podían utilizar para estimar la actividad ceráunica media para las zonas de latitudes mayores que las de la curva de Td = 10 en la Patagonia. Licenciado por IRAM a Tecmas S.A.: Tucci; Nicolßs Luis. Orden GP4YXO42GKC2HHXFDK3Y del 20170907. Descargado el 20170907. Licencia monousuario. Prohibido su copiado y uso en redes.
IRAM 2184-11:2016 AEA 92305-11:2016 99 República Argentina Figura M.1 - Estaciones meteorológicas continentales horarias argentinas (1971/80) Licenciado por IRAM a Tecmas S.A.: Tucci; Nicolßs Luis. Orden GP4YXO42GKC2HHXFDK3Y del 20170907. Descargado el 20170907. Licencia monousuario. Prohibido su copiado y uso en redes.
IRAM 2184-11:2016 AEA 92305-11:2016 100 Figura M.2 - Curvas de niveles ceráunicos Td argentinos del período decenal 1981/90 construidas según los registros climatológicos del Servicio Meteorológico Nacional - F.A.A. NOTA. Datos de la carta de nivel isoceráunico medio anual, período 1981-1990. Hordij, Bordón, Candurra (SMN, 1995). Mapa político de editorial Estrada S.A. Buenos Aires 1990. Licenciado por IRAM a Tecmas S.A.: Tucci; Nicolßs Luis. Orden GP4YXO42GKC2HHXFDK3Y del 20170907. Descargado el 20170907. Licencia monousuario. Prohibido su copiado y uso en redes.