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Estudio de la interacción de rayos con estructuras elevadas en Colombia con base en información de la red DABEIBA-LMA

Resumen

Las estructuras elevadas son más propensas a recibir un mayor número de impactos de rayo. Este fenómeno natural se ha caracterizado a través del uso redes de mapeo de rayos en el rango de muy alta frecuencia (VHF) con sistemas Lightning Mapping Array - LMA en estudios realizados principalmente en zonas templadas y por tanto no se conoce cómo es su interacción con estructuras elevadas ubicadas en regiones tropicales, lo que dificulta la validación de protecciones contra rayos de torres de transmisión y antenas de telecomunicaciones allí presentes. Es importante caracterizar la interacción que existe con objetos de gran altitud que son frecuentemente impactados por rayos entendiendo que la protección contra descargas atmosféricas de estructuras elevadas resulta fundamental teniendo en cuenta que el 70% de las salidas de líneas de transmisión y la mayoría de daños en antenas de telecomunicaciones en Colombia son atribuibles a impactos de rayo y debido a que hasta el momento no se han realizado estudios de interacción de estructuras elevadas con información de redes de alta resolución como el LMA en zona tropical. En este trabajo de investigación, con base en la información suministrada por la red DABEIBA-LMA, se investigó por primera vez cómo es la interacción de descargas atmosféricas con estructuras elevadas como torres de transmisión y antenas de telecomunicaciones ubicadas en el trópico. Para el desarrollo de la investigación se hallaron los sitios con mayor cantidad de impactos de rayo (hostpots) en la zona de influencia de la red y se determinará la existencia de estructuras elevadas presentes en ellos, así mismo, partiendo de la teoría del líder bidireccional, de las diferencias en la propagación de líderes y mediante la identificación de líderes ascendentes y descendentes, se encontró el mecanismo de impacto del rayo con las estructuras nombradas anteriormente. Adicionalmente se planteó un modelo matemático para encontrar el número de impactos directos de rayo en estructuras de transmisión, lo anterior con el fin de aportar a parámetros de protección como la tasa de fallas por flameo inverso BFR.