Metodología a seguir para el diseño de un sistema de protección contra descargas atmosféricas

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UNIVERSIDAD DE CARABOBO 
FACULTAD DE INGENIERIA 
ESCUELA DE ELECTRICA 
 DEPARTAMENTO DE POTENCIA 
 
 
 
 
 
 
 
METODOLOGÍA A SEGUIR PARA EL DISEÑO DE UN 
SISTEMA DE PROTECCIÓN CONTRA DESCARGAS 
ATMOSFÉRICAS, SIGUIENDO LOS LINEAMIENTOS 
ESTABLECIDOS EN LAS NORMAS IEC, COVENIN Y 
ESTÁNDARES IEEE (CASO DE ESTUDIO SUBESTACIÓN SAN 
TIMOTEO DE PDVSA). 
 
 
 
 
 
Tutor: VERNER HORNEBO 
MARTINEZ MARIANO 
 
 
BARBULA, JUNIO DE 2012. 
UNIVERSIDAD DE CARABOBO 
FACULTAD DE INGENIERIA 
ESCUELA DE ELECTRICA 
 DEPARTAMENTO DE POTENCIA 
 
 
 
METODOLOGÍA A SEGUIR PARA EL DISEÑO DE UN 
SISTEMA DE PROTECCIÓN CONTRA DESCARGAS 
ATMOSFÉRICAS, SIGUIENDO LOS LINEAMIENTOS 
ESTABLECIDOS EN LAS NORMAS IEC, COVENIN Y 
ESTÁNDARES IEEE (CASO DE ESTUDIO SUBESTACIÓN SAN 
TIMOTEO DE PDVSA). 
 
TRABAJO ESPECIAL DE GRADO PRESENTADO ANTE 
LA ILUSTRE UNIVERSIDAD DE CARABOBO PARA OPTAR 
POR EL TITULO DE INGENIERO ELECTRICISTA 
 
 
 
 
Tutor: VERNER HORNEBO 
MARTINEZ MARIANO 
 
 
BARBULA, JUNIO DE 2012. 
METODOLOGÍA A SEGUIR PARA EL DISEÑO DE UN SISTEMA DE 
PROTECCIÓN CONTRA DESCARGAS ATMOSFÉRICAS, SIGUIENDO LOS 
LINEAMIENTOS ESTABLECIDOS EN LAS NORMAS IEC, COVENIN Y 
ESTÁNDARES IEEE. CASO DE ESTUDIO SUBESTACIÓN SAN TIMOTEO 
DE PDVSA 
Autor: Tutor: Ing. Verner Hornebo 
Mariano Martínez Vigorito 
Año: 2012 
Instituto: Universidad de Carabobo. 
RESUMEN 
Entre tantas zonas residenciales, comercios y empresas que requieren de energía 
eléctrica para su óptimo desarrollo operacional y tecnológico, destaca en nuestro país; 
Petróleos de Venezuela Sociedad Anónima (PDVSA), que es la corporación estatal de la 
República Bolivariana de Venezuela que se encarga de la exploración, producción, 
manufactura, transporte y mercadeo de hidrocarburos. La empresa desempeña sus 
actividades en tres grandes sectores del país: Occidente, Oriente y faja del Orinoco; de 
igual forma posee filiales en el exterior. Para el cumplimiento de todas sus operaciones 
nacionales PDVSA requiere un gran suministro de energía eléctrica. Siendo esta un área 
critica de la empresa, fue necesaria la creación de la Subestación San Timoteo, en la 
localidad San Lorenzo estado Zulia, la cual cuenta con un turbogenerador aeroderivado 
General Electric LMS-100 de 100 MW, con la intención de atender con las demandas 
energéticas del sector Occidente del país. 
Las sobretensiones originadas por fenómenos transitorios como las descargas 
atmosféricas son una de las causas principales de pérdida de servicio eléctrico. Además, 
debido a que se opera con diferentes tipos de sustancias combustibles e inflamables 
pueden ser peligrosas para las estructuras y para las personas que operan dentro o cerca 
de las mismas, ya que, podrían presentarse consecuencias como: Daños en la estructura 
y su contenido, fallos en los sistemas eléctricos y electrónicos asociados y daños a los 
seres vivos situados en las estructuras o próximos a ellas. Cabe resaltar que, los efectos 
de los daños y de los fallos pueden extenderse a los alrededores de las estructuras o 
implicar al medio ambiente. Es por ello que, para reducir las perdidas ocasionadas por 
las descargas atmosféricas son necesarias las medidas de protección contra estos 
fenómenos. La necesidad de medidas, así como sus características deben determinarse 
mediante la evaluación del riesgo. Para esto, el proyecto tratara de desarrollar una 
metodología práctica a seguir, basada en las normas IEC, Covenin y estándares IEEE, 
que describen como debe realizarse el diseño de un sistema de protección atmosférica 
que analizando los riesgos presentes en las estructuras, permita proteger a las personas y 
al sistema eléctrico de los fenómenos y los daños que ocasionan las descargas 
atmosféricas. 
Palabras Clave: 
• Metodología 
• Normas 
• Diseño 
• Protección contra descargas atmosféricas 
 
 
 UNIVERSIDAD DE CARABOBO 
FACULTAD DE INGENIERÍA 
ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA 
DEPARTAMENTO DE POTENCIA 
 
 
 
 
 
CERTIFICADO DE APROBACIÓN 
 
Los abajo firmantes miembros del jurado asignado para evaluar el trabajo especial de grado 
titulado “Metodología a seguir para el Diseño de un Sistema de Protección 
contra Descargas Atmosféricas, siguiendo los Lineamientos Establecidos 
en las Normas IEC, Covenin y estándares IEEE (caso de estudio 
Subestación San Timoteo de PDVSA)”, realizado por el bachiller: Mariano Martínez, 
cedula de identidad: 18.180.196, hacemos constar que hemos revisado y aprobado dicho trabajo. 
 
 
 
 
PROF. Verner Hornebo. 
TUTOR 
 
 
 
 
 
PROF. Ledy L.Guerra. PROF. Juan C. Ataya. 
JURADO JURADO 
AGRADECIMIENTOS 
 
A Dios Todopoderoso que me ha dado la vida, salud, inteligencia, y las 
fuerzas necesarias para la culminación de mi carrera universitaria con la 
realización de este Trabajo Especial de Grado y por guiar mis pasos por el camino 
del éxito. 
A nuestra Alma Mater, la Universidad de Carabobo, por haberme dado la 
oportunidad de adquirir una formación profesional con alto grado de calidad, 
compromiso y moral, la cual llevare con orgullo durante el resto de mi vida. 
A nuestros profesores, quienes han servido de guía durante todo este 
tiempo y quienes han sido dignos ejemplos de constancia, perseverancia y 
excelencia. Para todos ustedes mil gracias. 
A mi tutor, Ing. Verner Hornebo, por la receptividad que tuvo ante este 
proyecto y por otorgarme su confianza y aprecio, sepa usted que del mismo modo 
le hez retribuido. 
 
 
 
DEDICATORIA 
 
A Dios ante todo, ya que, siempre guía la ruta a seguir de mi vida. 
 
A mi madre, por ser la inspiración de mi vida, ya que, sin su amor, ayuda y cariño, 
no seria la persona que soy hoy en día. 
 
A mi padre, por ser la persona que admiro y que me ha enseñado con su ejemplo, 
todo en lo que rijo mi vida en cuanto a integridad, honestidad, valor y por 
supuesto amor a su familia. 
 
A mis hermanos por ser siempre mi estrella de la suerte y el apoyo incondicional 
en mi vida. 
 
A todos los amo. No cabe en una vida el amor y gratitud que les tengo. 
 
 
 
INTRODUCCION 
 
 El presente trabajo de grado tiene como función principal describir el proceso 
llevado a cabo para la realización de la metodología basada en los lineamientos de las 
normas IEC, Covenin y estándares IEEE a seguir, para la realización del diseño de un 
sistema de protección atmosférica con caso de estudio centrado en la Subestación San 
Timoteo de PDVSA. 
 Está dividido en 5 capítulos con el siguiente contenido: Capítulo I titulado ¨El 
Problema¨, donde se plantea la problemática en la cual se enfoca el presente trabajo de 
grado, con su debida justificación, así como también, se fijan los objetivos que se 
esperan alcanzar al culminar la investigación. 
 Capítulo II titulado ¨Marco teórico¨ incluye las bases teóricas necesarias para el 
entendimiento del trabajo realizado, así como también, una recopilación de los 
antecedentes de la investigación. 
 Capítulo III titulado ¨Marco Metodológico¨, enfoca el trabajo de grado en el tipo 
de investigación presente en el desarrollo del mismo, así como también expone los 
pasos o fases a seguir para llevar a cabo la elaboración del presente trabajo de grado. 
 Capitulo IV, describe en detalle la metodología con los pasos a seguir para el 
diseño de un sistema de protección contra descargas atmosféricas, así como también, 
expone el diseño propuesto para nuestro caso de estudio. 
 Capítulo V titulado ¨Conclusiones y Recomendaciones¨ finaliza el trabajo de 
grado aportando una serie de conclusiones y recomendaciones, producto de la 
realización del mismo, para que de esta manera sea posible un análisis retrospectivodel 
proyecto, y se abra la posibilidad de continuar con este. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CAPÍTULO I ......................................................................................................... 13 
EL PROBLEMA ................................................................................................... 13 
1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ...................................................... 13 
1.2 OBJETIVOS ................................................................................................... 17 
1.2.1 OBJETIVO GENERAL .............................................................................. 17 
1.2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS ....................................................................... 17 
1.3 JUSTIFICACION ........................................................................................... 18 
1.4 ALCANCE Y DELIMITACIONES ............................................................... 19 
 
CAPITULO II ....................................................................................................... 20 
MARCO TEORICO .............................................................................................. 20 
2.1 ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACION. ............................................ 20 
2.2 DESCARGAS ATMOSFÉRICAS Y SUS EFECTOS SOBRE LOS 
SISTEMAS ELÉCTRICOS .................................................................................. 21 
2.3 ACTIVIDAD DE RAYOS EN LA ZONA DE INTERÉS ............................. 21 
2.4 DESCARGAS A TIERRA. ............................................................................. 22 
2.5 MAGNITUD Y POLARIDAD DE LA DESCARGA INCIDENTE. ............ 23 
2.6 ENERGÍA ESPECÍFICA CONTENIDA (W/R). .......................................... 24 
2.7 ANGULO DE INCIDENCIA DE LA DESCARGA. ..................................... 24 
2.8 DAÑOS OCASIONADOS POR DESCARGAS ATMOSFERICAS. ........... 25 
2.8.1 DAÑOS EN UNA ESTRUCTURA. ........................................................ 25 
2.8.1.1 EFECTOS DEL RAYO EN UNA ESTRUCTURA. .................................... 25 
2.8.1.2 FUENTES Y TIPOS DE DAÑOS EN UNA ESTRUCTURA ..................... 27 
2.8.2 DAÑOS EN LOS SERVICIOS ...................................................................... 29 
2.8.2.1 EFECTOS DEL RAYO EN UN SERVICIO. .............................................. 29 
2.8.2.2 FUENTES Y TIPOS DE DAÑOS EN UN SERVICIO ............................... 30 
2.8.3 TIPOS DE PÉRDIDAS ................................................................................. 32 
2.9 NECESIDAD DE PROTECCION CONTRA LAS DESCARGAS 
ATMOSFERICAS ................................................................................................ 32 
1 
 
 
2.10 MEDIDAS DE PROTECCION .................................................................... 33 
2.10.1 MEDIDAS DE PROTECCION PARA REDUCIR LOS DAÑOS A 
PERSONAS POR TENSIONES DE PASO Y DE CONTACTO ............................. 33 
2.10.2 MEDIDAS DE PROTECCIÓN PARA REDUCIR LOS DAÑOS FÍSICOS 34 
2.10.3 MEDIDAS DE PROTECCION PARA REDUCIR LOS FALLOS DE LOS 
SISTEMAS ELECTRICOS Y ELECTRONICOS ................................................... 34 
2.10.4 NIVELES DE PROTECCION CONTRA LAS DESCARGAS 
ATMOSFERICAS .................................................................................................. 35 
2.11 PROTECCION DE LAS ESTRUCTURAS ................................................. 36 
2.11.1 PROTECCION CONTRA EL DAÑO FISICO Y EL PELIGRO DE 
MUERTE ............................................................................................................... 36 
2.11.2 PROTECCION CONTRA LOS FALLOS DE LOS SISTEMAS INTERNOS37 
2.12 PROTECCION DE LOS SERVICIOS ...................................................... 38 
2.13 ELECCION DE MEDIDAS DE PROTECCION ......................................... 38 
2.14 COMPONENTES DEL RIESGO ................................................................. 39 
2.14.1 COMPONENTES DEL RIESGO PARA UNA ESTRUCTURA POR 
DESCARGAS EN LA ESTRUCTURA ................................................................... 39 
2.14.2 COMPONENTES DEL RIESGO PARA UNA ESTRUCTURA POR 
DESCARGAS CERCA DE LA ESTRUCTURA ..................................................... 39 
2.14.3 COMPONENTES DEL RIESGO PARA UNA ESTRUCTURA POR 
DESCARGAS EN UN SERVICIO CONECTADO A LA ESTRUCTURA .............. 40 
2.14.4 COMPONENTES DEL RIESGO PARA UNA ESTRUCTURA POR 
DESCARGAS CERCA DE UN SERVICIO CONECTADO A LA ESTRUCTURA 40 
2.15 COMPOSICION DE LOS COMPONENTES DEL RIESGO EN 
RELACION CON LA ESTRUCTURA ............................................................... 41 
2.16 FACTORES QUE INFLUYEN EN LOS COMPONENTES DEL RIESGO
 ............................................................................................................................... 41 
2.17 EVLUACION DE RIESGOS ....................................................................... 42 
2.17.1 PROCEDIMIENTO BASICO ..................................................................... 42 
2.17.1.1 ESTRUCTURA A CONSIDERAR PARA LA EVALUACION DEL 
RIESGO ................................................................................................................. 43 
2 
 
 
2.17.1.2 SERVICIO A CONSIDERAR PARA LA EVALUACION DEL RIESGO . 43 
2.17.2 RIESGO TOLERABLE RT ......................................................................... 44 
2.18 PROCEDIMIENTO PARA EVALUAR LA NECESIDAD DE 
PROTECCION ...................................................................................................... 44 
2.19 EVALUACION DE LOS COMPONENTES DEL RIESGO PARA LAS 
ESTRUCTURAS .................................................................................................. 46 
2.19.2 EVALUACION DE LOS COMPONENTES DEL RIESGO POR 
DESCARGAS EN UNA ESTRUCTURA (S1) ........................................................ 46 
2.19.3 EVALUACION DE LOS COMPONENTES DEL RIESGO POR 
DESCARGAS CERCA DE UNA ESTRUCTURA (S2) .......................................... 47 
2.19.4 EVALUACION DE LOS COMPONENTES DEL RIESGO POR 
DESCARGAS EN UNA LINEA CONECTADA A LA ESTRUCTURA (S3) .......... 47 
2.19.5 EVALUACION DE LOS COMPONENTES DEL RIESGO POR 
DESCARGAS CERCA DE UNA LINEA CONECTADA A LA ESTRUCTURA (S4)
 ............................................................................................................................... 48 
2.20 SISTEMA DE PROTECCION CONTRA LAS DESCARGAS 
ATMOSFERICAS (SPDA) .................................................................................. 48 
2.20.1 CLASES DE SPDA ..................................................................................... 48 
2.21 SISTEMA DE PROTECCION EXTERNA CONTRA LAS DESCARGAS 
ATMOSFERICAS ................................................................................................ 49 
2.21.1 GENERALIDADES .................................................................................... 49 
2.21.1.1 APLICACIÓN DE UN SPDA EXTERNO ............................................... 49 
2.21.1.2 ELECCION DE UN SPDA EXTERNO ................................................... 49 
2.21.2 SISTEMA DE CAPTURA ........................................................................... 50 
2.21.2.1 COLOCACION ....................................................................................... 50 
2.21.3 ELEMENTO DE CONDUCCION ............................................................. 51 
2.21.4 ELEMENTO DE DRENAJE ....................................................................... 52 
2.22 SISTEMA DE PROTECCIÓN INTERNO (SPDAI) .................................. 53 
2.23 DISEÑO DEL SISTEMA DE CAPTACION .............................................. 53 
2.23.1 PARARRAYOS TIPO PUNTA FRANKLIN ................................................ 54 
2.23.2 SISTEMAS DE EMISIÓN TEMPRANA (ESE) ........................................... 55 
3 
 
 
2.23.3 ELIMINADORES DERAYOS (DAS) ......................................................... 55 
2.23.4 MATERIALES Y DIMENSIONES RECOMENDADAS .............................. 55 
2.24 METODO DE LAS ESFERAS RODANTES ............................................. 57 
 
CAPÍTULO III ...................................................................................................... 59 
MARCO METODOLÓGICO ............................................................................... 59 
3.1 TIPO Y DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN............................................... 59 
3.2 PROCEDIMIENTO METODOLÓGICO A UTILIZAR .............................. 59 
3.3 RECURSOS HUMANOS, MATERIALES Y ECONÓMICOS ................... 60 
 
CAPÍTULO IV ...................................................................................................... 61 
4.1 METODOLOGIA PARA DISEÑAR UN SPDA ........................................... 61 
4.1.1 CARACTERISTICAS DE LA ZONA........................................................ 61 
4.1.2 EVALUACIÓN DEL VALOR MEDIO ANUAL DE SUCESOS 
PELIGROSOS POR DESCARGAS ATMOSFÉRICAS EN UNA 
ESTRUCTURA, ND ............................................................................................. 62 
4.1.2.1 DETERMINACIÓN DE LA SUPERFICIE DE CAPTACIÓN: ................ 62 
4.1.2.2 LOCALIZACIÓN RELATIVA DE LA ESTRUCTURA: ............................ 63 
4.1.3 EVALUACIÓN DEL VALOR MEDIO ANUAL DE SUCESOS 
PELIGROSOS POR DESCARGAS CERCA DE UNA ESTRUCTURA NM: .... 64 
4.1.4 EVALUACIÓN DEL VALOR MEDIO ANUAL DE SUCESOS 
PELIGROSOS POR DESCARGAS EN UN SERVICIO NL: ............................. 64 
4.1.5 EVALUACIÓN DEL VALOR MEDIO ANUAL DE SUCESOS 
PELIGROSOS POR DESCARGAS CERCA DE UN SERVICIO N1: ............... 66 
4.2 EVALUACIÓN DE LA PROBABILIDAD DE DAÑOS PX EN UNA 
ESTRUCTURA .................................................................................................... 68 
4.2.1 PROBABILIDAD PA DE QUE UNA DESCARGA EN LA ESTRUCTURA 
PRODUZCA DAÑOS A LOS SERES VIVOS: ....................................................... 68 
4.2.2 PROBABILIDAD PB DE QUE UNA DESCARGA EN LA ESTRUCTURA 
PRODUZCA DAÑOS FÍSICOS: ........................................................................... 68 
4 
 
 
4.2.3 PROBABILIDAD PC DE QUE UNA DESCARGA EN LA ESTRUCTURA 
PRODUZCA FALLOS DE LOS SISTEMAS INTERNOS: .................................... 69 
4.2.4 PROBABILIDAD PM DE QUE UNA DESCARGA CERCA DE LA 
ESTRUCTURA PRODUZCA FALLOS DE LOS SISTEMAS INTERNOS: ........... 70 
4.2.5 PROBABILIDAD PU DE QUE UNA DESCARGA EN UN SERVICIO 
PRODUZCA DAÑOS A LOS SERES VIVOS: ....................................................... 73 
4.2.6 PROBABILIDAD PV DE QUE UNA DESCARGA EN UN SERVICIO 
PRODUZCA DAÑOS FÍSICOS: ........................................................................... 74 
4.2.7 PROBABILIDAD PW DE QUE UNA DESCARGA EN UN SERVICIO 
PRODUZCA FALLOS EN LOS SISTEMAS INTERNOS: ..................................... 74 
4.2.8 PROBABILIDAD PZ DE QUE UNA DESCARGA CERCA DE UN 
SERVICIO PRODUZCA FALLOS EN LOS SISTEMAS INTERNOS: .................. 75 
4.3 VALOR MEDIO RELATIVO DE LAS PÉRDIDAS ANUALES ................ 75 
4.3.1 PÉRDIDAS DE VIDAS HUMANAS: .......................................................... 76 
4.3.2 PÉRDIDAS INACEPTABLES DEL SERVICIO PÚBLICO: ....................... 80 
4.4 COMPONENTES DE RIESGOS EN UNA ESTRUCTURA ....................... 80 
4.5 DISEÑO DE SISTEMA DE PROTECCION ATMOSFERICA (CASO DE 
ESTUDIO) ............................................................................................................ 81 
4.5.1 CONSIDERACIONES GENERALES ........................................................... 81 
4.5.2 CARACTERISTICAS DE LA ZONA (CASO DE ESTUDIO) ...................... 82 
4.5.3 SUPERFICIES DE CAPTACION Y NÚMERO DE SUCESOS PELIGOSOS 
AL AÑO (CASO DE ESTUDIO) ......................................................................... 123 
4.5.4 VALORES DE RIESGOS Y LOS VALORES DE SUS COMPONENTES 
(CASO DE ESTUDIO) ........................................................................................ 133 
4.5.5 APANTALLAMIENTO POR TORRES DE ALUMBRADO (CASO DE 
ESTUDIO) ........................................................................................................... 144 
4.5.6 TANQUES DE ALMACENAMIENTO DE COMBUSTIBLE (CASO DE 
ESTUDIO) ........................................................................................................... 144 
4.5.7 TANQUE DE AGUA DESMINERALIZADA (CASO DE ESTUDIO) ........ 145 
4.5.8 LISTADO DE PLANOS (CASO DE ESTUDIO) ....................................... 145 
 
5 
 
 
CAPÍTULO V ..................................................................................................... 146 
5.1 CONCLUSIONES ....................................................................................... 146 
5.1 RECOMENDACIONES ............................................................................. 147 
 
APENDICES ....................................................................................................... 148 
APENDICE A (CODIGO DE PROTECCION CONTRA RAYOS COVENIN)
 ............................................................................................................................. 148 
SECCIÓN 2152 (NUMERO DE CONUCTORES BAJANTES) .......................... 148 
SECCION 3120 (BARRAS, MASTILES Y ALAMBRES AEREOS PUESTOS A 
TIERRA) .............................................................................................................. 148 
SECCION 3210 (PROTECCION DE ESTRUCTURAS DE TIPO ESPECIALES)
 ............................................................................................................................. 149 
APENDICE B ( NORMA IEC 62305-3 DAÑO FISICO A ESTRUCTURAS Y 
RIESGO HUMANO) .......................................................................................... 150 
PARAGRAFO 5.5.2 ESTRUCTURAS QUE INCLUYAN ZONAS PELIGROSAS – 
TANQUES DE ALMACENAMIENTO ................................................................ 150 
APENDICE C (ESTÁNDAR IEEE GREEN BOOK GROUNDING OF 
INDUSTRIAL AND COMMERCIAL POWER SYSTEMS ) ........................... 151 
CAPITULO 3.3.2 (EQUIPMENT AND STRUCTURES TO BE CONSIDERED)
 ............................................................................................................................. 151 
 
BIBLIOGRAFIA ................................................................................................ 152 
 
ANEXOS ............................................................................................................ 153 
 
 
 
 
 
 
 
 
6 
 
 
INDICE DE TABLAS 
 
Tabla 1 – Valores mínimos de los parámetros del rayo y radio de la esfera ficticia 
asociada correspondientes a los niveles de protección. ........................................ 36 
Tabla 2- Valores típicos del riesgo tolerable RT .................................................. 44 
Tabla 3 – Valores máximos del radio de la esfera rodante, del tamaño de la malla 
y del ángulo de protección para cada clase de SPDA. .......................................... 51 
Tabla 4- Mínima sección para terminales aéreos según estándar IEC. ................ 56 
Tabla 5- Factor de Localización Cd ...................................................................... 63 
Tabla 6- Superficies de Captación A1 y Ai, en función de las características del 
servicio .................................................................................................................. 65 
Tabla 7- Factor del Transformador Ct .................................................................. 66 
Tabla 8- Factor Ambiental Ce ............................................................................... 67 
Tabla 9 -Valores de probabilidad PA de que una descarga en la estructura 
produzca impactos en los seres vivos por tensiones de paso y de contacto .......... 68 
Tabla 10 - Valores de PB enfunción de las medidas de protección para reducir los 
daños físicos .......................................................................................................... 69 
Tabla 11- Valores de la probabilidad PSPD en función del nivel de protección para 
el que se han diseñado los dispositivos de protección contra sobretensiones ....... 70 
Tabla 12- Valor de la probabilidad PMS en función del factor KMS ..................... 71 
Tabla 13 -Valor del factor KS3 en función del cableado interno. ......................... 72 
Tabla 14 -Valores de la probabilidad PLD en función de la resistencia RS de la 
pantalla del cable y de la tensión soportada a impulso UW del equipamiento. ..... 73 
Tabla 15 -Valores de la probabilidad PLI en función de la resistencia RS de la 
pantalla del cable y de la tensión soportada al impulso UW del equipamiento. .... 75 
Tabla 16 -Valores medios típicos de Lt, Lf y Lo .................................................. 77 
Tabla 17 -Valores de los factores reductores ra y ru en función del tipo de terreno 
y suelo ................................................................................................................... 77 
Tabla 18 -Valores del factor reductor rp en función de las medidas tomadas para 
reducir los efectos del fuego ................................................................................. 78 
Tabla 19 -Valores del factor reductor rf en función del riesgo de incendio en la 
estructura ............................................................................................................... 78 
7 
 
 
Tabla 20 -Valores del factor amplificador hz de los daños físicos por la presencia 
de un daño especial ............................................................................................... 79 
Tabla 21 -Valores típicos medios de Lf y Lo ........................................................ 80 
Tabla 22 -Componentes del riesgo en una estructura en función de los diferentes 
tipos de daños y de las diferentes fuentes de daños .............................................. 81 
Tabla 23 - Caracteristicas de la zona 1 (caseta de vigilancia) ............................... 83 
Tabla 24 - Caracteristicas de la zona 2 (caseta de vigilancia) ............................... 84 
Tabla 25 - Línea servicio de potencia (caseta de vigilancia) ................................ 85 
Tabla 26 - Línea de telecomunicaciones y sus sistemas internos (caseta de 
vigilancia) .............................................................................................................. 86 
Tabla 27 - Otros datos (caseta de vigilancia) ........................................................ 86 
Tabla 28 - Características de la zona 1 (deposito de lubricantes) ......................... 87 
Tabla 29 – Características de la zona 2 (deposito de lubricantes) ........................ 88 
Tabla 30 - Línea servicio de potencia (deposito de lubricantes) ........................... 89 
Tabla 31 - Línea de telecomunicaciones y sus sistemas internos (deposito de 
lubricantes) ............................................................................................................ 90 
Tabla 32 - Otros datos (deposito de lubricantes) .................................................. 90 
Tabla 33 - Características de la zona 1 (deposito de químicos) ............................ 91 
Tabla 34 – Características de la zona 2 (deposito de químicos) ........................... 92 
Tabla 35 - Línea servicio de potencia (deposito de químicos) .............................. 93 
Tabla 36 - Línea de telecomunicaciones y sus sistemas internos (deposito de 
químicos) ............................................................................................................... 94 
Tabla 37 - Otros datos (deposito de químicos) ..................................................... 94 
Tabla 38 - Características de la zona 1 (deposito de repuestos) ........................... 95 
Tabla 39 – Características de la zona 2 (deposito de repuestos) ........................... 96 
Tabla 40 - Línea servicio de potencia (deposito de repuestos) ............................. 97 
Tabla 41 - Línea de telecomunicaciones y sus sistemas internos (deposito de 
repuestos) .............................................................................................................. 98 
Tabla 42 - Otros datos (depósitos de repuestos) ................................................... 98 
Tabla 43 - Características de la zona 1 (galpón patio de tanques) ........................ 99 
Tabla 44 – Características de la zona 2 (galpón patio de tanques) ..................... 100 
8 
 
 
Tabla 45 - Línea servicio de potencia (galpón patio de tanques) ........................ 101 
Tabla 46 - Línea de telecomunicaciones y sus sistemas internos (galpón patio de 
tanques) ............................................................................................................... 102 
Tabla 47 - Otros datos (galpón patio de tanques) ............................................... 102 
Tabla 48 - Características de la zona 1 (galpón planta desmineralizadora) ........ 103 
Tabla 49 – Características de la zona 2 (galpón planta desmineralizadora) ....... 104 
Tabla 50 - Línea servicio de potencia (galpón planta desmineralizadora) .......... 105 
Tabla 51 - Línea de telecomunicaciones y sus sistemas internos (galpón planta 
desmineralizadora) .............................................................................................. 106 
Tabla 52 - Otros datos (galpón planta desmineralizadora) ................................. 106 
Tabla 53 - Características de la zona 1 (área lms 100) ....................................... 107 
Tabla 54 – Características de la zona 2 (área lms 100) ....................................... 108 
Tabla 55 - Línea servicio de potencia (área lms 100) ......................................... 109 
Tabla 56 - Línea de telecomunicaciones y sus sistemas internos (área lms 100) 110 
Tabla 57 - Otros datos (área lms 100) ................................................................. 110 
Tabla 58 - Características de la zona 1 (sala de control) ..................................... 111 
Tabla 59 – Características de la zona 2 (sala de control) .................................... 112 
Tabla 60 - Línea servicio de potencia (sala de control) ...................................... 113 
Tabla 61 - Línea de telecomunicaciones y sus sistemas internos (sala de control)
 ............................................................................................................................. 114 
Tabla 62 - Otros datos (sala de control) .............................................................. 114 
Tabla 63 - Características de la zona 1 (taller de servicios) ................................ 115 
Tabla 64 – Características de la zona 2 (taller de servicios) ............................... 116 
Tabla 65 - Línea servicio de potencia (taller de servicios) ................................. 117 
Tabla 66 - Línea de telecomunicaciones y sus sistemas internos (taller de 
servicios) ............................................................................................................. 118 
Tabla 67 - Otros datos (taller de servicios) ......................................................... 118 
Tabla 68 - Características de la zona 1 (torres de enfriamiento) ......................... 119 
Tabla 69 – Características de la zona 2 (torres de enfriamiento) ........................ 120 
Tabla 70 - Línea servicio de potencia (torres de enfriamiento) .......................... 121 
9 
 
 
Tabla 71 - Línea de telecomunicaciones y sus sistemas internos (torres de 
enfriamiento) ....................................................................................................... 122 
Tabla 72 - Otros datos (torres de enfriamiento) .................................................. 122 
Tabla73 - Superficies de captación de las estructuras y de las líneas (caseta de 
vigilancia) ............................................................................................................ 123 
Tabla 74 – Numero de posibles sucesos peligrosos al año (caseta de vigilancia)
 ............................................................................................................................. 124 
Tabla 75 - Superficies de captación de las estructuras y de las líneas (deposito de 
lubricantes) .......................................................................................................... 124 
Tabla 76 – Numero de posibles sucesos peligrosos al año (deposito de lubricantes)
 ............................................................................................................................. 125 
Tabla 77 - Superficies de captación de las estructuras y de las líneas (deposito de 
químicos) ............................................................................................................. 125 
Tabla 78 – Numero de posibles sucesos peligrosos al año (deposito de químicos)
 ............................................................................................................................. 126 
Tabla 79 - Superficies de captación de las estructuras y de las líneas (deposito de 
repuestos) ............................................................................................................ 126 
Tabla 80 – Numero de posibles sucesos peligrosos al año (deposito de repuestos)
 ............................................................................................................................. 127 
Tabla 81 - Superficies de captación de las estructuras y de las líneas (galpón patio 
de tanques) .......................................................................................................... 127 
Tabla 82 – Numero de posibles sucesos peligrosos al año (galpón patio de 
tanques) ............................................................................................................... 128 
Tabla 83 - Superficies de captación de las estructuras y de las líneas (galpón 
planta desmineralizadora) ................................................................................... 128 
Tabla 84 – Numero de posibles sucesos peligrosos al año (galpón planta 
desmineralizadora) .............................................................................................. 129 
Tabla 85 - Superficies de captación de las estructuras y de las líneas (área lms 
100) ..................................................................................................................... 129 
Tabla 86 – Numero de posibles sucesos peligrosos al año (área lms 100) ......... 130 
10 
 
 
Tabla 87 - Superficies de captación de las estructuras y de las líneas (sala de 
control) ................................................................................................................ 130 
Tabla 88 – Numero de posibles sucesos peligrosos al año (sala de control) ...... 131 
Tabla 89 - Superficies de captación de las estructuras y de las líneas (taller de 
servicios) ............................................................................................................. 131 
Tabla 90 – Numero de posibles sucesos peligrosos al año (taller de servicios) . 132 
Tabla 91 - Superficies de captación de las estructuras y de las líneas (torres de 
enfriamiento) ....................................................................................................... 132 
Tabla 92 – Numero de posibles sucesos peligrosos al año (torres de enfriamiento)
 ............................................................................................................................. 133 
Tabla 93 - Valores de los componentes de riesgo en relación con la estructura 
(caseta de vigilancia) ........................................................................................... 134 
Tabla 94 - Valores de los componentes de riesgo en relación con la estructura 
(deposito de lubricantes) ..................................................................................... 135 
Tabla 95 - Valores de los componentes de riesgo en relación con la estructura 
(deposito de químicos) ........................................................................................ 136 
Tabla 96 - Valores de los componentes de riesgo en relación con la estructura 
(deposito de repuestos) ........................................................................................ 137 
Tabla 97 - Valores de los componentes de riesgo en relación con la estructura 
(galpón patio de tanques) .................................................................................... 138 
Tabla 98 - Valores de los componentes de riesgo en relación con la estructura 
(galpón planta desmineralizadora) ...................................................................... 139 
Tabla 99 - Valores de los componentes de riesgo en relación con la estructura 
(LMS 100) ........................................................................................................... 140 
Tabla 100 - Valores de los componentes de riesgo en relación con la estructura 
(sala de control) ................................................................................................... 141 
Tabla 101 - Valores de los componentes de riesgo en relación con la estructura 
(taller de servicios) .............................................................................................. 142 
Tabla 102 – Valores de los componentes de riesgo en relacion con la estructura 
(torres de enfriamiento) ....................................................................................... 143 
11 
 
 
Tabla 103 - Planos generados para el diseño del sistema de protección contra 
descargas atmosféricas ........................................................................................ 145 
 
 
INDICE DE FIGURAS 
 
 
Figura 1- Forma de onda de la corriente de rayo en función del tiempo según 
norma IEC 62305 .................................................................................................. 23 
Figura 2- Procedimiento para decidir la necesidad de protección ........................ 45 
Figura 3- Valores máximos de los ángulos de protección para cada clase de SPDA
 ............................................................................................................................... 51 
Figura 4- Método de las esferas rodantes .............................................................. 58 
Figura 5- Superficie de captación Ad de una estructura ........................................ 63 
Figura 6- Superficies de captación (Ad, Am, Ai, A1) ............................................ 67 
Figura 7- Zona de apantallamiento ofrecido por barra o mástil .......................... 149 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
12 
 
 
CAPÍTULO I 
EL PROBLEMA 
 
1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 
Entre las muchas definiciones que se pueden encontrar sobre lo que se 
entiende como la ingeniería eléctrica están: “Estudio de las aplicaciones técnicas 
de la electricidad" y la “Ciencia que trata de las aplicaciones prácticas de los 
fenómenos eléctricos y magnéticos", en las cuales se enmarcan el contenido de los 
temas abarcados por ella. De esta gran cantidad de temas se resaltan por su 
importancia el desarrollo y producción de la energía eléctrica en grandes 
cantidades y las formas de utilización y transformación en las ramas del desarrollo 
cotidiano de la humanidad. Es imposible pensar en el desarrollo tecnológico 
actual sin el advenimiento de la electricidad. 
Entre tantas zonas residenciales, comercios y empresas que requieren de 
energía eléctrica para su óptimo desarrollo operacional y tecnológico, destaca en 
nuestro país; Petróleos de Venezuela Sociedad Anónima (PDVSA), que es la 
corporación estatal de la República Bolivarianade Venezuela que se encarga de la 
exploración, producción, manufactura, transporte y mercadeo de hidrocarburos. La 
empresa desempeña sus actividades en tres grandes sectores del país: Occidente, 
Oriente y faja del Orinoco; de igual forma posee filiales en el exterior. 
Para el cumplimiento de todas sus operaciones nacionales PDVSA requiere 
un gran suministro de energía eléctrica. Siendo esta un área critica de la empresa, 
fue necesaria la creación de la Subestación San Timoteo, en la localidad San 
Lorenzo estado Zulia, la cual cuenta con un turbogenerador aeroderivado General 
Electric LMS-100 de 100 MW, con la intención de atender con las demandas 
energéticas del sector Occidente del país. 
13 
 
 
Los sistemas de distribución son los encargados de suministrar energía a los 
diferentes procesos productivos que se realizan en la empresa, debido a la 
complejidad de las actividades y procesos que se desarrollan en la industria 
petrolera, en los sistemas de distribución deben mantener un suministro continuo 
con el menor número de interrupciones. Una interrupción de la energía eléctrica se 
traduce en cuantiosas pérdidas económicas y en un riesgo potencial para el 
personal que labora en la planta debido al tipo de sustancias combustibles e 
inflamables con las que se trabaja. 
Las sobretensiones originadas por fenómenos transitorios como las 
descargas atmosféricas son una de las causas principales de pérdida de servicio 
eléctrico. Además, como se menciona anteriormente, debido a que se opera con 
diferentes tipos de sustancias combustibles e inflamables pueden ser peligrosas 
para las estructuras y para las personas que operan dentro o cerca de las mismas, ya 
que, podrían presentarse consecuencias como: 
.- Daños en la estructura y su contenido. 
.- Fallos en los sistemas eléctricos y electrónicos asociados. 
.- Daños a los seres vivos situados en las estructuras o próximos a ellas. 
Los efectos de los daños y de los fallos pueden extenderse a los alrededores 
de las estructuras o implicar al medio ambiente. 
Para reducir las perdidas ocasionadas por las descargas atmosféricas son 
necesarias las medidas de protección contra estos fenómenos. La necesidad de 
medidas, así como sus características deben determinarse mediante la evaluación 
del riesgo. 
El riesgo es definido en las normas IEC como la pérdida anual media 
probable en una estructura y en un servicio producido por las descargas 
atmosféricas entre las cuales se encuentran perdidas de vidas humanas y perdidas 
14 
 
 
de servicio eléctrico y depende de: el número anual de descargas atmosféricas que 
afectan a la estructura y al servicio, la probabilidad de daños debidos a una 
descarga atmosférica y el coste medio de las perdidas correspondientes. Las 
descargas atmosféricas que afectan a una estructura pueden dividirse en: descargas 
directas en las estructuras, descargas en las proximidades de las estructuras, 
directas en los servicios (líneas de potencia, de telecomunicaciones, otros 
servicios) y en las proximidades de los servicios. 
Dicho esto, es de gran importancia saber que el número de descargas que 
afectan a las estructuras y a los servicios depende de las dimensiones de estos, de 
sus características y las del medio ambiente, así como de la densidad de descargas 
a tierra en la región que se encuentran las estructuras y los servicios. Lo que hace 
obligatorio conocer todas estas dimensiones y características al momento de 
realizar la evaluación de los riesgos (tanto de perdidas de vidas humanas como 
perdidas del servicio eléctrico). 
Después de conocer el aproximado del numero anual de descargas 
atmosféricas que afectan a las estructuras y servicios es necesario saber los efectos 
de las medidas de protección que se utilizan para prevenir y reducir los daños 
ocasionados por descargas atmosféricas los cuales, dependerán de las 
características de cada una de ellas, pudiendo reducir así, la probabilidad de los 
daños y el coste de las perdidas. Dicho de una manera mas simplificada, la 
probabilidad de daños por descargas atmosféricas depende de las características de 
la corriente del rayo, de las estructuras y servicios, así como de la eficacia y del 
tipo de protección adoptado. 
Tanto si la descarga atmosférica es en una estructura o en un servicio 
conectado a la estructura, pueden producir daños físicos y riesgos a la vida. Las 
descargas en las proximidades de las estructuras o de los servicios así como las 
descargas sobre las mismas, pueden producir fallos en los sistemas eléctricos y 
electrónicos por sobretensiones producidas por acoplamientos resistivos e 
inductivos en los sistemas y la corriente del rayo, representando un riesgo especial 
15 
 
 
en cuanto a la productividad de la subestación, ya que, una falla ocasionada por 
una descarga atmosférica pudiera resultar en la interrupción del suministro de 
energía eléctrica. Además, los fallos producidos por las sobretensiones en las 
instalaciones de los usuarios y en las líneas de potencia pueden dar lugar a 
sobretensiones de maniobra en las instalaciones. 
De esta forma, para garantizar un mayor nivel de protección contra las 
descargas atmosféricas, se ha planteado desarrollar el siguiente trabajo: 
“Metodología a seguir para el diseño de un sistema de protección contra 
descargas atmosféricas, siguiendo los lineamientos establecidos en las 
normas IEC, Covenin y estándares IEEE. Caso de estudio Subestación San 
Timoteo de PDVSA” y así delimitar los niveles de riesgos existentes en cuanto a 
perdidas de vidas humanas y del servicio eléctrico, debido a todos los posibles 
efectos de las descargas atmosféricas sobre las estructuras y los servicios en la 
Subestación San Timoteo a niveles aceptados por dichas normas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
16 
 
 
1.2 OBJETIVOS 
1.2.1 OBJETIVO GENERAL 
Elaborar la metodología a seguir para el diseño de un sistema de 
protección contra descargas atmosféricas, siguiendo los lineamientos 
establecidos en las normas IEC, Covenin y estándares IEEE. Caso de estudio 
Subestación San Timoteo de PDVSA. 
1.2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS 
• Analizar las normas IEC, Covenin y estándares IEEE, pertinentes 
aceptados internacionalmente y por PDVSA. 
• Diseñar una metodología para el diseño de un sistema de protección contra 
descargas atmosféricas. 
• Recopilar la información de campo requerida para el diseño de un sistema 
de protección contra descargas atmosféricas en la Subestación San Timoteo 
de PDVSA. 
• Diseñar según la metodología planteada, un sistema de Protección contra 
descargas atmosféricas para la Subestación San Timoteo de PDVSA. 
 
 
 
 
 
 
17 
 
 
1.3 JUSTIFICACION 
Para cualquier empresa incluida la empresa Petróleos de Venezuela 
Sociedad Anónima PDVSA, es de importancia mantener un suministro constante 
de energía eléctrica para poder llevar a cabo sus actividades, puesto que la mayoría 
de sus procesos productivos demandan un gran consumo de energía eléctrica y 
ante la ausencia de este servicio la empresa se ve afectada con pérdidas 
considerables debido a que se detiene el proceso de producción. 
Las sobretensiones originadas por fenómenos transitorios como las 
descargas atmosféricas son una de las causas principales de pérdida de servicio 
eléctrico en el estado Zulia. De tal manera, para buscar la mejora del sistema de 
protección contra descargas atmosféricas y con el fin de minimizar los costos 
operativos que se generan a raíz de fallas en los equipos que conforman la 
subestación, evitar interrupciones y establecer un suministro de energía eléctrica 
continuo se hace necesario una metodología de construcción de un sistema integral 
de protección contra descargas, que tomando en cuenta las características 
particulares de la subestación, permita asegurar la integridad de las personas y de 
las estructuras dentro de la misma. Así comotambién la operatividad continua del 
sistema de protección para maximizar así la seguridad eléctrica de la instalación. 
Adicionalmente se pueden originar fallas en los equipos e instalaciones que 
pueden constituir un peligro para el personal que labora en ellas, así como también 
la reducción de la vida útil de los equipos. Lo cual representa un incremento en 
cuanto a costos e indemnizaciones laborales para la compañía que trabaja 
operando esta subestación. 
La realización de este trabajo de igual manera constituye un avance en 
cuanto a la implementación de sistemas de protección contra descargas 
atmosféricas debido a que , serviría de guía para cualquier compañía, persona, 
empresa o ente que requiera o necesite de un sistema de protección contra 
descargas atmosféricas, ya que, de esta manera podrían realizar los cálculos de los 
18 
 
 
niveles de riesgos en cuanto a perdidas de vidas humanas y del servicio eléctrico 
presentes en sus instalaciones y de esta forma determinar si se requiere de una 
implementación o mejora del sistema de protección contra descargas atmosféricas 
o si por el contrario sus instalaciones presentan niveles de riesgos aceptados por 
normas. Esto evitaría gastos innecesarios, y sobredimensionamientos en dichos 
sistemas. 
 Es por ello que, todo esto conlleva a realizar una metodología para la 
construcción de un sistema de protección contra descargas atmosféricas el cual 
contemple la estimación de los niveles de riesgos en cuanto a perdidas del servicio 
eléctrico y pérdidas de vidas humanas que presenta una subestación y así poder 
plantear las mejores estrategias de diseño para dicho sistema que minimicen los 
niveles de riesgos al limite tolerable por norma o a un valor inferior en caso de ser 
necesario. 
1.4 ALCANCE Y DELIMITACIONES 
La presente investigación desarrollara un procedimiento metodológico 
para el diseño de las protecciones contra descargas atmosféricas para estructuras 
presentes dentro de la subestación San Timoteo, ubicada en la localidad de San 
Lorenzo, estado Zulia mas no incluye implementación o construcción. 
El procedimiento metodológico se basara en el estudio de las normas IEC, 
Covenin y Estándares IEEE, para los sistemas de protección contra descargas 
atmosféricas, incluyendo planos de guías o conexiones de los distintos elementos 
del sistema de protección atmosférica según dichas normas. 
El siguiente proyecto no engloba los costes medios de las perdidas 
correspondientes por una descarga atmosférica ni los costos relacionados con la 
elaboración de dicho proyecto. 
 
 
19 
 
 
CAPITULO II 
 
MARCO TEORICO 
2.1 ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACION. 
Esta área de investigación ha sido abordada en numerables oportunidades a 
lo largo de estos últimos años, encontrándose buena cantidad de publicaciones 
relacionadas. Entre los trabajos consultados que tienen mayor aporte en la 
realización del presente trabajo de investigación se pueden mencionar: 
Bea, Jose Angel, Bea, Jose Rafael. [2004]. “Guía Metodológica para el 
Diseño de Sistemas de Protección Contra Descargas Atmosféricas”. Los autores 
realizan una guía metodológica para el diseño de sistemas de protección contra 
descargas atmosféricas, basándose para ello en el sistema de transferencia de 
cargas. Logrando así eliminar las altas corrientes de descargas que son las 
causantes de efectos secundarios igual o más dañinos que los producidos por una 
descarga directa, tales como pulsos electromagnéticos, voltajes transferidos y el 
efecto de la carga confinada. 
González, Claudia., Rubio, Fernando. [1995]. “Estudio de Sobretensiones 
por Descargas Atmosféricas y Uso de Pararrayos Poliméricos en Circuitos de 13,8 
kV de Electricidad de Valencia C.A”. Los autores efectúan un estudio de 
sobretensiones por descargas atmosféricas, lográndolo con la implementación de 
pararrayos poliméricos en el sistema de distribución de Electricidad de Valencia, 
con el fin de minimizar las fallas en dichas líneas con pararrayos comerciales los 
cuales excluyendo el aire y la humedad del interior del pararrayos, se adaptan 
como un globo elástico alrededor de los componentes internos. 
Rodríguez, Paola. [2009]. “Sistemas de Protección Contra Descargas 
Atmosféricas en Estaciones Radio Base”. La autora realiza una evaluación 
técnico-económica del uso de materiales alternativos en los componentes que 
forman parte del sistema de protección contra descargas atmosféricas, 
20 
 
 
específicamente en el conductor bajante, estableciendo las ventajas y desventajas 
de su uso en comparación con la utilización de materiales convencionales, 
minimizando así los problemas de seguridad debido a la extracción por hurto. 
Para esto toma parte fundamental la justificación en algunas instalaciones, la 
necesidad o no de un sistema de protección externo contra rayos y su eficiencia, a 
partir de la aplicación de la metodología IEC-62305 sobre el cálculo del índice de 
riesgo para facilitar las labores de ingeniería. 
Bande, Antonio. [2008]. “Estudio de las Sobretensiones por Descargas 
Atmosféricas Directas en las Líneas Aéreas de Distribución de 13,8 kV de los 
Distritos Mucura y San Tome de PDVSA”. El autor estima la tasa de salida 
forzada de diseño por descargas atmosféricas directas en las líneas de distribución 
de los distritos de San Tome y Mucura de PDVSA, utilizando para ello los 
programas ATPDraw y PSCAD para luego plantear las estrategias para minimizar 
la tasa de salida en dichas líneas. 
2.2 DESCARGAS ATMOSFÉRICAS Y SUS EFECTOS SOBRE LOS 
SISTEMAS ELÉCTRICOS 
En el presente capítulo se definen los parámetros esenciales para 
caracterizar una descarga atmosférica y así mismo se especifican los diferentes 
efectos que puede producir la incidencia de un rayo sobre una determinada 
estructura. Finalmente se muestra una breve descripción del procedimiento para la 
evaluación de riesgos debido a la incidencia de rayos, de tal forma que permita 
determinar la necesidad de la implementación de un sistema de protección. 
2.3 ACTIVIDAD DE RAYOS EN LA ZONA DE INTERÉS 
La contabilización de la actividad ceráunica en una región consiste en 
evaluar la cantidad de rayos que caen en un período de tiempo determinado. Para 
éste estudio suelen emplearse dos variables típicas que son: nivel ceráunico ( TD - 
días de tormenta / año) y densidad de rayos a tierra ( Ng- rayos/ km2 año). 
21 
 
 
El nivel ceráunico está definido como la cantidad de días de tormenta al año 
en una determinada región (Td por sus siglas en inglés). Aunque no siempre que 
existen tormentas caen rayos a tierra, es posible estimar la cantidad de rayos que 
impactan a tierra al año por unidad de área (Ng) a partir del Td a través de 
diferentes formulaciones matemáticas siendo la más aceptada a nivel mundial la 
propuesta por Anderson-Eriksson , la cual establece la siguiente relación: 
 ec. 2.1 
: Densidad de descargas atmosféricas [1/km2año] 
: Número de días de tormentas eléctricas al año [días de tormenta/año] 
El conocimiento de estas variables es usado para el diseño de las 
protecciones de instalaciones en función de la estimación de las características 
meteorológicas de la zona donde se encuentre ubicada la estructura. 
2.4 DESCARGAS A TIERRA. 
Existen dos tipos básicos de descargas: 
- Descargas Descendentes, iniciadas por un precursor descendente desde la 
nube hacia tierra. 
- Descargas Ascendentes, iniciadas por un precursor Ascendente desde una 
estructura en tierra hacia la nube. 
Las descargas descendentes aparecen principalmente en terrenos llanos y a 
estructuras poco elevadas, mientras que las ascendentes son dominantes en 
estructuras expuestas y/o elevadas. La probabilidad de impacto directo aumenta 
con la altura de las estructuras y con el cambio de las condiciones físicas. 
 
22 
 
 
 
Figura 1- Forma deonda de la corriente de rayo en función del tiempo según 
norma IEC 62305. 
Donde, 
O1: Origen virtual de la onda 
I: Valor pico de corriente (kA) 
T1: Tiempo de frente (μs) 
T2: Tiempo de cola (μs) 
 2.5 MAGNITUD Y POLARIDAD DE LA DESCARGA INCIDENTE. 
La amplitud de corriente de una descarga atmosférica se define como el valor 
máximo de corriente de la onda, éste tiene un carácter completamente aleatorio 
por lo tanto su análisis debe realizarse desde el punto de vista probabilístico. 
Entonces a pesar de que no es posible conocer con exactitud la magnitud del rayo 
es posible estimar una probabilidad de ocurrencia de dicha magnitud. La 
distribución acumulada de probabilidades puede aproximarse a la siguiente 
expresión: 
 ec. 2.2 
23 
 
 
Donde I es la corriente pico (kA), la expresión de probabilidad acumulada es 
válida para descargas de polaridad negativa y se muestra esta aproximación ya 
que se asume que el 90% de las descargas son de éste tipo. A partir de la 
ecuación 2.2 se puede determinar la probabilidad en porcentaje de exceder un 
determinado valor de corriente. 
2.6 ENERGÍA ESPECÍFICA CONTENIDA (W/R). 
Representa la energía total disipada por el rayo por unidad de resistencia, se 
relaciona directamente con la magnitud de corriente y la forma de onda en lo que 
respecta a los tiempos de frente. Está definida por la siguiente expresión: 
 ec. 2.3 
 
Donde: 
W/R: Energía específica del impulso de corriente (MJ/ Ω) 
i(t): Corriente del rayo en función del tiempo 
2.7 ANGULO DE INCIDENCIA DE LA DESCARGA. 
Representa el ángulo de incidencia del rayo en cualquier punto sobre la 
estructura con respecto al plano vertical. Dado que estos pueden incidir en la 
superficie lateral de la estructura y no sólo en las partes más altas de la misma. 
Para el cálculo se recurre al análisis probabilístico para evaluar la probabilidad de 
ocurrencia de un determinado ángulo a través de la ecuacion 2.4. 
 ec. 2.4 
 
 
24 
 
 
Donde, 
P(θ): Probabilidad acumulativa del ángulo de incidencia de una descarga 
θ: Ángulo de incidencia de la descarga 
2.8 DAÑOS OCASIONADOS POR DESCARGAS ATMOSFERICAS. 
2.8.1 DAÑOS EN UNA ESTRUCTURA. 
Al impactar el rayo sobre una estructura puede producir daños en la propia 
estructura, en sus ocupantes y en sus bienes, incluyendo fallos de los sistemas 
internos. Los daños y los fallos pueden pueden también extenderse a los 
alrededores de la estructura e incluso implicar al medio ambiente local. El tamaño 
de esta extensión depende de las características de la estructura y de la descarga 
atmosférica. 
2.8.1.1 EFECTOS DEL RAYO EN UNA ESTRUCTURA. 
Las características principales de las estructuras en relación con los efectos 
del rayo incluyen: 
- Los materiales de construcción (por ejemplo, madera, ladrillo, hormigón, 
hormigón armado, armaduras metálicas). 
- La función (viviendas, oficinas, granjas, teatros, hoteles, escuelas, 
hospitales, museos, iglesias, prisiones, almacenes, bancos, fábricas, 
plantas industriales, zonas deportivas). 
- Los ocupantes y los bienes (personas y animales, materiales no 
inflamables, materiales inflamables, materiales explosivos o no 
explosivos, sistemas eléctricos y electrónicos de alta o baja tensión). 
- Los servicios conectados (líneas de potencia, líneas de telecomunicación, 
tuberías). 
- Las medidas de protección existentes o proporcionadas (por ejemplo, 
medidas de protección para reducir el daño físico y proteger la vida, 
medidas de protección para reducir los fallos de los sistemas internos). 
25 
 
 
- La escala de la extensión del daño (estructura con dificultad de evacuación 
o estructura en la que puede producirse pánico, estructura peligrosa para 
los alrededores, estructura peligrosa para el medio ambiente). 
Entre los efectos del rayo según los diferentes tipos de estructuras se 
encuentran: 
- Viviendas: Perforación de las instalaciones eléctricas, fuego y daños 
materiales. Daños limitados normalmente a los objetos expuestos al 
punto de impacto o al paso de la corriente del rayo. Fallo de los equipos y 
sistemas eléctricos y electrónicos instalados (por ejemplo, televisores, 
ordenadores, módems, teléfonos, etc). 
- Granjas: Riesgo primario de incendio y de tensiones de paso peligrosas, 
así como daños materiales. Riesgo secundario debido a la pérdida de la 
alimentación eléctrica y de peligro de muerte del ganado por fallo del 
control electrónico de la ventilación y de los sistemas de distribución de 
alimentos, etc. 
- Teatros, hoteles, escuelas, almacenes y zonas deportivas: Daños en las 
instalaciones eléctricas (por ejemplo, la iluminación) susceptibles de 
provocar el pánico. Fallo en las alarmas de incendio y retraso en las 
medidas contra incendios. 
- Bancos, compañías de seguros, compañías comerciales: Como en el 
apartado anterior, además de problemas por pérdida de las 
comunicaciones, fallo de los ordenadores y pérdida de datos. 
- Hospitales, centros de salud, prisiones: Como en el apartado anterior, 
además de problemas de personas en cuidados intensivos y dificultades 
de rescate de personas inmovilizadas. 
- Industria: Efectos complementarios en función del contenido de las 
fabricas, en un rango que va desde daño menor hasta daño inaceptable y 
perdida de la producción. 
- Museos y lugares arqueológicos: Perdidas irreparables del patrimonio 
cultural. 
26 
 
 
- Telecomunicaciones y centrales de potencia: Perdidas inaceptables de 
servicios para el público. 
- Fabricas pirotécnicas y de municiones: Consecuencias del incendio y la 
explosión de la planta y sus alrededores. 
- Refinerías, laboratorios químicos, plantas nucleares: Incendio y mal 
funcionamiento de la planta con consecuencias perjudiciales para el 
medio ambiente local y global. 
2.8.1.2 FUENTES Y TIPOS DE DAÑOS EN UNA ESTRUCTURA 
 La corriente del rayo es la causa del daño. Las situaciones siguientes deben 
tomarse en consideración, según la situación del punto de impacto respecto a la 
estructura considerada: 
- S1: Descargas que impactan directamente sobre la estructura; 
- S2: Descargas que impactan en el suelo en las proximidades de la 
estructura; 
- S3: Descargas que impactan directamente en los servicios conectados a la 
estructura; 
- S4: Descargas que impactan directamente en el suelo en las proximidades 
de los servicios conectados a la estructura. 
Las descargas que impactan directamente en la estructura pueden provocar: 
- Daños mecánicos directos, fuego y/o explosión causados por el propio 
arco de plasma caliente del rayo, por la corriente que produce un 
calentamiento óhmico de los conductores (conductores sobrecalentados), 
o por la carga eléctrica que produce erosión de arco (fusión de metal); 
- Fuego y/o explosiones por chispas producidas por sobretensiones 
resultantes de acoplamientos resistivos e inductivos y por el paso de parte 
de las corrientes de los rayos; 
- Daños en las personas por tensiones de paso y de contacto resultantes de 
acoplamientos resistivos e inductivos; 
- Fallos o mal funcionamiento de los sistemas internos debidos al IEMR. 
27 
 
 
Las descargas que impactan en las proximidades de la estructura pueden 
provocar: 
- Fallos o mal funcionamiento de los sistemas internos debidos al IEMR. 
Las descargas que impactan en los servicios conectados a la estructura 
pueden provocar: 
- Fuego y/o explosiones por chispas producidas por sobretensiones y 
corrientes de rayo transmitidas a través de los servicios conectados a la 
estructura; 
- Daños en las personas por tensiones de contacto en el interior de la 
estructura producidas por corrientes de rayo transmitidas a través de los 
servicios conectados a la estructura; 
- Fallos o mal funcionamiento de los sistemas internosdebidos a 
sobretensiones transmitidas a través de los servicios conectados a la 
estructura; 
Las descargas que impactan en las proximidades de los servicios conectados a 
la estructura pueden provocar: 
- Fallos o mal funcionamiento de los sistemas internos debidos a 
sobretensiones transmitidas a través de los servicios conectados a la 
estructura. 
En conclusión, el rayo puede producir tres tipos de daños esenciales: 
- D1: Daños en seres vivos por tensiones de paso y de contacto; 
- D2: Daños físicos (fuego, explosión, destrucción mecánica, emanación 
química) producidos por los efectos de la corriente del rayo, incluyendo 
las chispas; 
- D3: Fallo de los sistemas internos debido al IEMR. 
28 
 
 
2.8.2 DAÑOS EN LOS SERVICIOS 
 Cuando la descarga atmosférica o rayo afecta a un servicio puede producir 
daños en el propio medio físico (línea o conducto) utilizado para proporcionar el 
servicio, así como en los equipos eléctricos y electrónicos conectados. 
Los servicios a tener en cuenta son las conexiones físicas entre: 
- El edificio de telecomunicación y el de los usuarios o entre dos edificios 
de telecomunicación o dos edificios de usuario, para las líneas de 
telecomunicación. 
- El edificio de telecomunicación o el edificio de los usuarios y un nudo de 
distribución o entre dos nudos de distribución para las líneas de 
telecomunicación. 
- El centro de transformación de alta tensión y el edificio del usuario, para 
las líneas de potencia (nuestro caso). 
- El centro de distribución principal, y el edificio del usuario, para los 
conductos (nuestro caso igualmente). 
El tamaño de la zona afectada depende de las características del servicio, del 
tipo y de la extensión de los sistemas eléctricos y electrónicos, así como de las 
características de la descarga atmosférica. 
2.8.2.1 EFECTOS DEL RAYO EN UN SERVICIO. 
Las características principales de un servicio en relación con los efectos del rayo 
incluyen: 
- La construcción (línea: aérea, subterránea, apantallada o no apantallada, 
fibra óptica; tubería: sobre el suelo, enterrada, metalica, plástica). 
- La función (líneas de telecomunicación, líneas de potencia, tuberías). 
- La estructura suministrada (construcción, contenido, dimensiones, 
situación). 
29 
 
 
- Las medidas de protección existentes o previstas (por ejemplo, cables de 
apantallado, dispositivos de protección contra sobretensiones transitorias, 
caminos redundantes, sistemas de almacenamiento de fluidos, grupos 
generadores, sistema de alimentación ininterrumpida). 
Entre los efectos del rayo según los diferentes tipos de servicios tenemos: 
- Líneas de Telecomunicación: Daños mecánicos en la línea, fusión de las 
pantallas y de los conductores, ruptura del aislamiento del cable y del 
equipo produciendo un fallo primario con pérdida inmediata de servicio. 
Fallos secundarios en los cables de fibra óptica con daño del cable pero 
sin pérdida de servicio. 
- Líneas de potencia: Daños en los aisladores de las líneas aéreas de baja 
tensión, perforación del aislamiento de los cables de línea, fallo del 
aislamiento de los equipos de línea y de los transformadores, con la 
consiguiente pérdida de servicio. 
- Tuberías de agua: Daños en los equipos eléctricos y electrónicos de 
control con posibilidad de producir perdidas de servicio. 
- Tubería de gas: Perforación de las juntas en bridas no metálicas, con 
posibilidad de producir un incendio y/o una explosión. 
- Tuberías de combustible: Daños en los equipos eléctricos y electrónicos 
de control con posibilidad de producir perdidas de servicio. 
2.8.2.2 FUENTES Y TIPOS DE DAÑOS EN UN SERVICIO 
 La corriente del rayo es la fuente del daño. En relación con la situación del 
impacto sobre el servicio considerado deben tenerse en cuenta las siguientes 
situaciones. 
- S1: Descargas que impactan directamente sobre la estructura suministrada. 
- S3: Descargas que impactan directamente sobre los servicios conectados a 
la estructura. 
- S4: Descargas que impactan en las proximidades de los servicios 
conectados a la estructura. 
30 
 
 
Las descargas que impactan directamente sobre la estructura abastecida 
pueden producir: 
- Fusión de los conductores metálicos y de las pantallas de las líneas por la 
circulación de partes de la corriente del rayo en el servicio (debido a 
calentamiento resistivo). 
- Ruptura de los aislamientos de las líneas y de los equipos conectados 
(debido a acoplamientos resistivos). 
- Perforación de las juntas no metálicas situadas entre las bridas de las 
tuberías, así como las juntas de uniones aislantes. 
Cabe destacar que los cables de fibra óptica sin conductores metálicos no son 
sensibles al impacto del rayo en las estructuras a la que alimentan. 
Las descargas que impactan directamente sobre los servicios conectados a la 
estructura pueden producir: 
- Daños mecánicos inmediatos en los cables metálicos o en las tuberías por 
esfuerzos electrodinámicos o por calentamientos producidos por la 
corriente del rayo (ruptura y/o fusión de los cables metálicos, de las 
pantallas o de las tuberías) y debido al calor del propio arco de plasma 
del rayo (perforación de la envoltura plástica de protección). 
- Daños eléctricos inmediatos en las líneas (ruptura del aislamiento) y en los 
equipos conectados. 
- Perforación de las tuberías aéreas de poco espesor y de las juntas no 
metálicas situadas entre bridas, pudiendo producirse fuego y explosión en 
función de la naturaleza del fluido que circule. 
Las descargas que impactan en las proximidades de los servicios conectados a 
la estructura pueden producir: 
- Ruptura del aislamiento de las líneas y de los equipos conectados debido a 
acoplamientos inductivos (sobretensiones inducidas). 
Los cables de fibra óptica sin conductores metálicos no son sensibles al impacto 
del rayo en el suelo. 
31 
 
 
En conclusión, el rayo o descarga atmosférica puede dar lugar a dos tipos 
fundamentales de daños: 
 - D2: Daños físicos (fuego, explosión, destrucción mecánica, emanación 
química) debidos a los efectos térmicos del rayo. 
 - D3: Fallos de los sistemas eléctricos y electrónicos debido a las 
sobretensiones. 
 2.8.3 TIPOS DE PÉRDIDAS 
 Cada tipo de daño, solo o en combinación con otros, puede dar lugar a 
pérdidas diferentes en el objeto a proteger. El tipo de pérdidas que puede aparecer 
depende de las características del propio objeto. 
 Para el propósito de este proyecto se consideran los siguientes tipos de perdidas: 
- L1: Perdida de vida humana. 
- L2: Perdida del servicio al publico. 
Las pérdidas que pueden aparecer en una estructura so las siguientes: 
- L1: Perdida de vida humana. 
- L2: Perdida del servicio al publico. 
Las pérdidas que pueden aparecer en un servicio es la siguiente: 
- L2: Perdida de servicio al publico. 
2.9 NECESIDAD DE PROTECCION CONTRA LAS DESCARGAS 
ATMOSFERICAS 
 La necesidad de la protección contra descargas atmosféricas o rayos, para 
una estructura o servicio debe valorarse con el fin de reducir los valores sociales 
L1 y L2 en nuestro caso. 
 Con el fin de determinar la necesidad o no de la protección contra las 
descargas atmosféricas debe llevarse a cabo una evaluación del riesgo, de acuerdo 
a la metodología indicada en la norma IEC 62305-2. Los siguientes tipos de riesgo 
32 
 
 
deben tenerse en cuenta, en función de los tipos de perdidas definidos 
anteriormente: 
- R1: Riesgo de perdida de vida humana. 
- R2: Riesgo de perdida de servicio al publico. 
Es necesaria la protección contra las descargas atmosféricas si el riesgo R1 o R2 
son superiores al riesgo tolerable Rt. 
 
En este caso deben aplicarse medidas de protección con el fin de reducir el riesgo 
R1 o R2 al valor de riesgo tolerable Rt. 
 
En el capitulo 4 se da información mas detallada sobre la evaluación del riesgo y 
como proceder para seleccionar las medidas de protección. 
2.10 MEDIDAS DE PROTECCIONPueden tomarse medidas de protección para reducir el riesgo conforme al 
tipo de daño. 
2.10.1 MEDIDAS DE PROTECCION PARA REDUCIR LOS DAÑOS A 
PERSONAS POR TENSIONES DE PASO Y DE CONTACTO 
 Las medidas de protección posibles comprenden: 
- Aislamiento adecuado de las partes conductoras accesibles. 
- Equipotencializacion por medio de un sistema de puesta a tierra mallado. 
- Restricciones físicas y carteles de advertencia. 
Vale aclarar que la equipotencializacion no es eficaz contra las tensiones de paso. 
El riesgo de muerte puede reducirse mediante un aumento de la 
resistividad de la superficie del suelo, tanto en el interior como en el exterior de la 
estructura. 
33 
 
 
2.10.2 MEDIDAS DE PROTECCIÓN PARA REDUCIR LOS DAÑOS 
FÍSICOS 
 Las medidas de protección posibles comprenden: 
Para las estructuras: 
- Sistemas de protección contra descargas atmosféricas (SPDA). 
Hay que tener en cuenta que cuando se instala un SPDA, la equipotencializacion 
es una medida muy importante para reducir riesgos de fuego, explosión y muerte, 
los dispositivos que limitan el desarrollo de y la propagación de un incendio tales 
como compartimientos estancos, extintores, hidrantes, instalaciones de detección 
y extinción de incendio, pueden reducir los daños físicos. Además, Las rutas de 
escape protegidas aseguran la protección de personas. 
Para los servicios: 
- Apantallamientos. 
También se realiza una protección muy eficaz en los cables enterrados, mediante 
el uso de conductos metálicos. 
2.10.3 MEDIDAS DE PROTECCION PARA REDUCIR LOS FALLOS DE 
LOS SISTEMAS ELECTRICOS Y ELECTRONICOS 
Las posibles medidas de protección comprenden: 
Para las estructuras: 
- Sistemas de protección contra el impulso electromagnético del rayo 
(IEMR) formado por las siguientes medidas adoptadas bien solas o en 
combinación: Puesta a tierra y equipotencialidad, pantalla magnética, 
trazado de línea, protección coordinada con dispositivos de protección 
contra sobretensiones transitorias. 
Para los servicios: 
 
34 
 
 
- Dispositivos de protección contra sobretensiones transitorias colocados en 
diferentes lugares a lo largo del recorrido de la línea y en la terminación 
de la línea. 
- Apantallamiento magnético de los cables. 
Se realiza una protección muy eficaz en los cables enterrados por medio de 
conductos metálicos de espesor apropiado. Además, la redundancia de recorridos, 
de equipos, los grupos generadores de potencia autónomos, los sistemas de 
alimentación ininterrumpidos, los sistemas de almacenamiento de fluidos y los 
sistemas automáticos de detección de faltas son medidas eficaces para reducir la 
pérdida de actividad de los servicios. 
Una medida de protección eficaz contra los fallos debido a las sobretensiones, 
consiste en aumentar la tensión soportada del aislamiento de los equipos y cables. 
2.10.4 NIVELES DE PROTECCION CONTRA LAS DESCARGAS 
ATMOSFERICAS 
Para el objeto de este proyecto, se considerara por norma IEC 62305-1 
cuatro niveles de protección contra las descargas atmosféricas (I a IV). Para cada 
nivel de protección se fija un parámetro de corriente del rayo mínima. 
 Los valores mínimos del rayo o descarga atmosférica se emplean, en los 
diferentes niveles de protección para calcular el radio de la esfera ficticia (mas 
adelante se detalla este método) con el fin de definir la zona de protección (Zp) 
que no puede ser alcanzada por el rayo directamente. Los valores mínimos de los 
parámetros de la corriente del rayo asociados al radio de la esfera ficticia esta 
indicados en la Tabla 1 (fuente norma 62305-1). Se emplean para determinar el 
emplazamiento de los dispositivos captadores y para definir la zona de protección 
(Zp). 
 
 
 
35 
 
 
Tabla 1 – Valores mínimos de los parámetros del rayo y radio de la esfera 
ficticia asociada correspondientes a los niveles de protección (IEC 62305). 
 
2.11 PROTECCION DE LAS ESTRUCTURAS 
2.11.1 PROTECCION CONTRA EL DAÑO FISICO Y EL PELIGRO DE 
MUERTE 
La estructura a proteger debe estar en el interior de una zona de protección 
(Zp) protegida contra descargas directas. Esto se realiza con un sistema de 
protección contra descargas atmosféricas (SPDA). 
 Un SPDA esta formado por un sistema de protección exterior y otra 
interior. 
 Las funciones del SPDA exterior son: 
- Interceptar una descarga directa sobre la estructura (por medio de un 
dispositivo captador). 
- Conducir la corriente de manera segura hasta tierra (por medio de 
conductores de bajada). 
- Dispersarla en tierra (con un sistema de puesta a tierra). 
La función del SPDA interior es la de impedir cualquier chispa peligrosa en 
la estructura empleando bien conexiones equipotenciales o bien distancias de 
separación (aislamiento eléctrico) entre los elementos del SPDA y otros elementos 
conductores eléctricamente interiores a la estructura. 
Se definen cuatro tipos de SPDA (I, II, III, IV) como un conjunto de normas 
de construcción, en base a los correspondientes niveles de protección. Cada 
conjunto incluye normas de construcción dependientes (por ejemplo, radio de la 
esfera ficticia, ancho de malla, etc.) e independientes del nivel (por ejemplo, 
secciones, materiales, etc.). 
36 
 
 
En los lugares en los que la resistividad del terreno, en el exterior y la del 
suelo, en el interior de la estructura, no es suficientemente alta, el peligro de 
muerte debido a las tensiones de paso y de contacto puede reducirse: 
- En el exterior de la estructura, por aislamiento de las partes activas 
conductoras por equipotencializacion del suelo mediante una red de tierra 
mallada, por letreros y restricciones físicas. 
- En el interior de la estructura, por una conexión equipotencial de los 
servicios en el punto de entrada a la estructura. 
2.11.2 PROTECCION CONTRA LOS FALLOS DE LOS SISTEMAS 
INTERNOS 
La protección contra el impulso electromagnético del rayo o IEMR para 
reducir el riesgo de fallo de los sistemas internos debe limitar: 
- Las sobretensiones debidas a las descargas atmosféricas en la estructura 
producidas por acoplamientos resistivos e inductivos. 
- Las sobretensiones debidas a las descargas atmosféricas en las 
proximidades de la estructura producidas por acoplamientos capacitivos. 
- Las sobretensiones transmitidas por las líneas conectadas a la estructura 
debida a descargas atmosféricas en o en las proximidades de la 
estructura. 
- El acoplamiento directo del campo magnético con los sistemas internos. 
Los sistemas a proteger deben estar colocados en una zona de protección en 
la que la onda de corriente tipo impulso este limitada por la distribución de 
corriente y por los dispositivos de protección contra sobretensiones transitorias 
colocados en la frontera entre zonas. Se consigue la protección por medio de 
apantallamientos que atenúen el campo magnético inducido y/o mediante el 
trazado apropiado del cableado reduciendo los bucles de inducción. Se deben 
prever conexiones equipotenciales e las fronteras de la Zp para las partes 
metálicas y los sistemas que crucen las fronteras. Estas conexiones se pueden 
37 
 
 
llevar a cabo mediante conductores o, en caso de ser necesario, mediante 
dispositivos de protección contra sobretensiones transitorias. 
Una protección eficaz contra las sobretensiones, causantes de los fallos en los 
sistemas internos, puede realizarse también mediante una coordinación de los 
dispositivos de protección contra sobretensiones transitorias que limite las 
sobretensiones a valores inferiores de los que corresponden a la tensión soportada 
a los impulsos asignada del sistema a proteger. 
2.12 PROTECCION DE LOS SERVICIOS 
 El servicio a proteger debe estar: 
- En una zona protegida (Zp) de las descargas directas para reducir los daños 
físicos. Esto se consigue mediante la elección de un trazado subterráneo 
en vez de aéreo o empleando cables de guarda adecuadamente colocados, 
de acuerdo con