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Rayos: detección y protección

Los rayos son descargas electricas que se producen cuando existe una diferencia de potencial entre la atmóstera y la tierra. Los arcos son tanto mas frecuentes cuanto menor es la distancia entre las cargas (objetos altos) y mayor es la carga (formas redondeadas y aislantes).

Los pararrayos se situan en el punto mas alto, son conductores, bien conectados a tierra con el fin de dejar "escapar" cargas que neutralizan a las cargas atmosféricas.

Los rayos pueden afectar a los dispositivos electrónicos y en concreto a los receptores de radiofrecuencia de distintas formas:

  • Caída directa de un rayo, es una posibilidad poco probable y destructiva. Para evitarlo habría que colocar un pararayos a una altura superior a la antena lo cual igual no compensa. Lo que si que hay que poner es la torre de la antena a tierra.
  • Corrientes inducidas en 
    • Linea telefonica convencional o par de cobre. Esta causa ya no es frecuente al haber sido sutituida por  la fibra óptica. Se pueden usar los mismos dispositivos que los de protección a través de la corriente electrica
    • Acometida de corriente eléctrica. Es muy frecuente y puede prevenirse con una protección SPD contra las sobretensiones que se instala en el cuadro eléctrico. (Ojo que hay SPD para CC y para CA)
    • Bajada de antena y accesorios (cables de control, rotor, etc.). Debe instalarse un protector contra sobretensiones de RF (Ver bibliografía) y en el caso de los cables de antena con sistemas basados en varistores. Un ejemplo de sistemas de protección es el SDR Protection Circuit V2 que es un elemento que está diseñado para proteger en particular el receptor kiwiSDR2 de sobrecargas naturales y de emisoras próximas (Algo frecuente en instalaciones de radiocomunicación y de radioaficioandos) t en eneral cualquier receptor de radiofrecuencia. En mi opinión el coste de los equipos de recepción merece esta pequeña inversión en seguridad
    • Desde tierra. Se debe disponer de una buena tierra para que sea el camino mas corto a una sobrecarga.
  • Ruido de ancho espectro 


Detectores de rayos

Existen sensores de rayos como el AS3935 con los que se pueden construir sensores de rayos.

Tambien es posible escribir una aplicacion que detecta los rayos mediante un receptor SDR dado que los rayos provocan "chasquidos" de amplio espectro en HF

Por ultimo se puede confeccionar un detector directamente con Arduino dado que recibe directamente de 7-9 kHz



Visualización de los rayos

El proyecto blitzortung.org visualiza la caida de rayos en tiempo real mediante estaciones que trabajan en VLF de 3 a 300 kHz y que en este momento es el mini System Blue. por menos de 300€ (Documentacion)

Mapa de blitzortung del 7-8-2024a las 18h00

 
Espectro de VLF en calma

Espectro de VLF con la caida de un rayo. Ruido de amplio espectro en las frecuencias bajas

En españa AEMET dispone de una red de sensores de rayos y puede consultarse el histórico de descargas en https://www.aemet.es/es/eltiempo/observacion/rayos?w=0

Mapa de rayos caidos en España


Para leer mas

Referencias



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