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La Fuerza de Rayos-La Segunda Parte: Daños Eléctricos
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En la última entrada al blog hablamos de la caída de unos ladrillos de la chimenea al caer un rayo. Impresionante. Pero un albañil puede efectuar la reparaciones en un día, posiblemente usando los mismos ladrillos.
Sin duda los daños mayores contando costos son los varios aparatos dentro de la casa.
Daños Eléctricos
Estos son los restos de los protectores de líneas telefónicas y del cable (TV). A la izquierda está el protector «NID» (Network Interface Device: Dispositivo de Interfaz de Red) requirido por normas en los EEUU para cada casa. Tal dispositivo normalmente tiene un protector de línea realizado por tubo de gas. Cuando funciona desvia la energía del rayo inducida en la línea telefónica a la puesta a tierra. Parece quemado; por lo menos no tiene su cubierta. A su lado está la interfaz de lineá / cable de televisión. Hay unos cables más que probablemente son de servicio de banda ancha. Está quemado. No es obvio se la cubierta se cayó por la fuerza del rayo o han descubierto para hacer una inspección de daños.
La norma en los EEUU es que estos protectores / interfazes deben estar colocados al lado del medidor de luz. Los tres deben comparitir un solo punto de puesta a tierra por normas. Esta es la razón para colocar juntos. Cuando hay una descarga atmosférica que cae sobre una línea (por ejemplo «cable para TV») y no sobre la acometida de luz o de línea de teléfono, hay un voltaje entre servicios. No es obvio que pasó en esta casa. Pero parece que cayó el rayo cerca o indujo un voltaje sobre las líneas de teléfono, banda ancha y/o televisión por cable. Claramente el medidor de luz no está cerca. Sin duda hubo un voltaje entre teléfono/cable de TV/banda ancha y la acometida de luz durante el instante de caer el rayo.
Esto normalmente resulta en daños a cualquier aparato con entradas de dos servicios: 1) televisión (diferencia entre luz y cable de tele); 2) computadores (diferencia entre luz y cable de banda ancha y/o modem); 3) teléfonos inalámbricos (diferencia entre línea de teléfono y luz). La diferencia entre servicios de luz, teléfono, banda ancha y televisión por cable puede se mide por miles de voltios. Es por esta razón que tormentas eléctricas dañan más los equipos electrónicos como computadoras, teléfonos inalámbricas y televisores.
¿Qué hacer?
- Ubicar las entradas de luz, teléfono, televisión por cable y banda ancha muy cerca una a la otra.
- Los varios servicios tienen que compartir la misma puesta a tierra. Como mínimo la jabalina de puesta a tierra debe ser de 3 metros de largo.
- Colocar supresores de picos transitorios de sobre tensión para cada servicio: luz, teléfono, banda ancha, cable de televisión. Tales supresores primarios deben estar juntos uno al otro. (ver foto abajo).
- En el interior de la casa, coloca un supresor de multiservicio a cada aparato que quiere proteger.
- Si está en casa (o su oficina) cuando hay una tormenta eléctrica, desenchufa el compu, televisor y teléfono inalámbrico. Nosotros desenchufamos tales aparatos al salir de la casa en el verano.
Surpesores de servicios múltiples
Ubicados cerquitos estos supresores son para luz (servicio trefásico), telefóno (supresor amarillo), banda ancha (al lado del supresor de teléfono) y televisión por cable. Nota que todos aprovechan de una barra de puesta a tierra.
Lyncole América Latina es proveedor de servicios de ingeniería de protección integral y los dispositivos supresores de picos transitorios de sobre tensión. Además trabajamos en el diseño y elaboración de sistemas de puesta a tierra y pararrayos para proveer Protección Integral Eléctrica Electrónica.
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La Fuerza de Rayos: Una chimenea destruida por explosión
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En febrero encontramos la noticia de daños fuertes a la estructura de una casa en Buenos Aires. El rayo desalojó varios ladrillos al caer. Probablemente tal rayo entró por la humedad que había penetrado la construcción.
En la aldea Niceville, Florida de los EEUU cayó un rayo que hizo aún más daños. Primero vamos a conjeturar como un rayo puede hacer tanto daños a la estructura.
El encuentro entre un rayo en una chimenea
Se nota que la parte superior de la chimenea está mojado. No es óbvio cuanto se mojó antes de la explosión. Nuestra conjetura es que la humedad ha penetrado a la albañilería de la chimenea. Muchas veces chimeneas son los blancos principales de un rayo: están más altas que el techo mismo.
Al alcanzar la chimenea con su albañilería mojada, la energía del rayo hace vapor de la humedad instantaneamente. Es la formación de vapor en un instante que hace la explosión. Es imposible evitar que la albañilería de la chimenea no se moje.
Ladrillos en el techo
Ladrillos arrrojados al suelo
La furia de un rayo dirigida a una estructura puede ser catastrófica. La pregunta que surge es «¿Como podemos protegernos contra un rayo?»
Gracias a Dios hay cientificos y ingenieros que han dedicado más que 200 años a tal pregunta. Comenzó con la invención de Benjamin Franklin en los años 1750 del PARARRAYO. En pocas palabras un sistema de pararrayos tiene tres componentes: 1) unas varillas colocadas en las partes superiores del techo / chimenea; 2) conductores bajantes para entregar la energía masiva del rayo a la tierra; 3) un sistema de puesta a tierra adecuado para tranferir la energía al suelo.
A través de más que 200 años cientificos / ingenieros han elaborado normas & estándares internacionales para la protección de edificios contra rayos. Si tiene la plata es posible elaborar una defensa hasta hermética contra rayos. Sin embargo se puede erigir una defensa adecuada sin gastar una fortuna. La defensa contra el rayo que explotó esta chimenea es simple e económica.
Somos expertos en la análisis del riesgo de caída de rayos, el diseño de una defensa contra rayos / relámpago, el suministro de materiales diseñados & certificados para aguantar la energía masiva de un rayo y la instalación de la defensa.
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¿Cuanto vale, cuanto cuesta?
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Una descarga eléctrica averió un estabilizador de alta tensión.
¿Cuanto vale la protección de un aparato de $12.000 dólares? Sabemos el costo del aparato. El aparato es el cerebro de un regulador de voltaje automático. Por las pocas detalles técnicas no es obvio exactamente como la descarga eléctrica daño el aparato.
Normalmente reguladoras de voltaje están ubicadas en una subestación. La protección de una subestación es muy buena. Incluye una puesta a tierra que debe tener una muy baja resistencia a la tierra. Muchas subestaciones tienen cables aéreos encima de la subestación como pararrayos.
Un regulador de voltaje tiene dos componentes: 1) El cerebro que recibe unas señales de medición de voltaje a regular; 2) un aparato de cambia de tomas controlado por el cerebro. Es decir el cerebro o controlador tiene como entradas las mediciones de voltaje remoto que está regulando. Tiene como salidas la señal de control de cambiar las tomas de un transformador.
Si las entradas y/o las salidas del cerebro controlador no son protegidas por unos supresores de picos transitorios, tales picos transitorios de sobretensión pueden entrar el controlador. Controladores, computadores, PLCs, cualquier aparato electrónico es muy sensible a picos transitorios.
Las normas internacionales de protección exigen que cada línea o cable que entra un predio tiene que ser protegido por una serie de supresores de picos transitorios de sobretensión. Sin saber exactamente cuantas líneas de control este estabilizador tiene (o tuvo antes….) no podemos decir cuanto cuesta unos supresores. Pero puede ser el rango de $500-1000 hasta $2000 con la mano de obra de instalación. Nuestra experiencia en protección es que siempre cuesta menos para proteger un aparato que el costo de reemplazar ($12.000 dólares).
Representamos los productos de Protection Technology Group (PTG). El PTG tiene como dos de sus más destacadas marcas PolyPhaser y Transtector. Con sus dispositivos Supresores de Picos Transitorios se puede elaborar una defensa hasta hermética contra descargas eléctricas.
Para mayor información ver www.lyncole-latam.com
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¿Un rayo puede tumbar su casa?
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La respuesta de los bomberos de Quilmes es «Si». Dentro de las muchas noticias sobre el evento Eldiario24.com dijo «OTRA VEZ, OTRO RAYO. Ahora, una fuerte descarga se hizo sentir sobre una vivienda de Quilmes.» Aparte de derrumbar el balcón el rayo destroyó un aire acondicionado.
Aunque raro, no es inusual observar que rayos pueden dañar losa, tejas del techo y concreto. Cuando la gran energía del rayo pasa por materials que tienen humedad, se calienta la humedad haciendo vapor instantaneamente. Según algunos comentarios de http://www.tn.com.ar (con un buen video) la construcción fue tal que agua entró la losa / alero. El fenómeno de «una explosión» (comentario del habitante adentro) es que la muy alta corriente de un rayo, con promedio de 20.000 amperios picos, hace instantaneamente vapor de cualquier humedad en su trayectoria. La «explosión» es la combinación del sonido del trueno y la vaporización de la humedad en un instante. Hemos visto bloques de concreto fracturados por la energía de un rayo.
¿Qué hacer para protegerse?
- Obviamente comienza con buena construcción del inmueble: no deja que agua entra la albañilería, colocar canalones, etc.
- Elaborar un sistema de pararrayos según las normas más destacadas internacionales.
- Tal sistema de pararrayos depende de un buen sistema de aterramiento.
- Los pararrayos y materiales de aterramiento tiene que tener la capacidad de aguantar descargas hasta 20.000 amperios y más.
Somos proveedores de servicios de análisis de riesgo de rayos, análisis de aterramiento / puesta a tierra, diseño de sistemas de pararrayos, diseño de aterramiento y proveedor de materiales para elaborar defensas contra rayos incluyendo materiales para aterramiento según las exigencias más altas del mundo. Si tiene dudas sobre aterramiento y protección contra rayos por favor contáctanos antes de caer los rayos y su casa.
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Falta de Puesta a Tierra de La Torre de Hércules Causó Daños por un Rayo
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Hasta Hércules (la torre) No Puede Aguantar la caída de un Rayo. El 16 febrero un rayo cayó sobre la famosa Torre de Hércules en A Coruña (Galicia, España). La torre data del segundo siglo común, una obra originalmente de los Romanos en la región. Era y todavía es un faro marítimo. Hace más que 200 años fue reconstruido durante el reinado de Carlos III después de más que 1000 años de desuso. En los años 1990 fue remodelado con materiales más modernas.
La tormenta del 16 de febrero causó varios daños. Hay un pararrayo en la torre visible en la foto. Según el informe tal pararrayo funcionó captando el rayo. El problema según el mismo informe fue en entregar la energia masiva del rayo a la tierra. En vez de seguir el conductor bajante a la puesta a tierra, saltó del conductor al cableado de la torre. Destroyó algo de la instalación eléctrica de la torre.
Al buscar más información sobre la famosa torre, se encuentra la información que la torre está construida sobre roca. Así duró dos milenios! En la misma información sobre la geología de los cimientos encuentra la razón por que la energía del rayo no entró la tierra por el conductor bajante: es pura roca.
Tenemos varias observaciones sobre la Torre de Hércules y su encuentro con un rayo.
1) Su altura es 68 metros. Según las normas para pararrayos, debe tener dos bajantes de AWG 2/0 mínimo para 68 metros. El problema mayor es que nadie no quiere ver conductores de pararrayos en un sitio tan histórico con la Torre de Hércules. Por suerte la caida del rayo no fracturó nada de la fachada.
2) Es difícil elaborar la puesta a tierra en condiciones de pura roca. Hay métodos y materiales para hacerlo. Es muy obvio al leer de los destrozos eléctricos que la energía del rayo no entró la tierra por el (supuesto) sistema de puesta a tierra anterior.
3) Hay formas para proteger el cableado de la instalación eléctrica. Son muy bien conocidos: supresores de picos transitorios. Supresores adecuados pueden desviar la energía excedente en el cableado de luz al sistema de puesta a tierra.
4) Casi sin duda al ver el informe sobre los destrozos, la instalación eléctrica no cuenta con una buena conexión equipotencial al sistema de pararrayos. Las normas indican que el neutro eléctrico de la instalación eléctrica tiene que tener una conexión al sistema de puesta a tierra. El mismo sistema de puesta a tierra / aterramiento tiene que tener una conexión al sistema de pararrayos.
5) No es obvio cuando fue instalado los sistemas de puesta a tierra y protección contra rayos. Si los materiales fueron «normales» como jabalinas de acero o cobre, la acción del aire salada va a acelerar la corrosión. Hay materiales y métodos para proteger sistemas de aterramiento / puesta a tierra para décadas. ¡Los tenemos!
Somo expertos en el diseño, instalación y materiales para elaborar puestas a tierra para predios de alto valor como la famosa Torre de Hércules. Tenemos décadas de experiencia internacional en instalaciones de puesta a tierra en condiciones muy difíciles como «pura roca».
Lyncole América Latina
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¿Donde está el Aterramiento?
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En la foto se puede ver un problema común en mucho del mundo: una torre encima de un edificio con un solo conductor bajante.
Sin embargo no es un solo problema sino problemas múltiples.
1) La norma reconocida en mucho del mundo para instalaciones de comunicaciones es la Motorola R-56. Tal norma indica la necesitad de DOS bajantes ubicados en las esquinas opuestas.
2) La Motorola R-56 exige que el aterramiento de la torre sea integrada con el aterramiento eléctrico del edificio. Véase nuestro blog para mayor información.
3) La Motorola R-56 exiga un anillo de protección en el perímetro de la azotea con pararrayos cada 6m o un mínimo de cada esquina de la azotea.
4) Es imprescindible que los dos bajantes tienen sus propias jabalinas de aterramiento. Además por cada 30 m de perímetro del edificio, tiene que tener otro bajante con su jabalina de aterramiento. En la foto (arriba) el edificio tiene aproximadamente 100m de perímetro. Así debe ser 3 bajantes mínimo.
5) La misma norma también exiga otros detalles. Se puede ver estos en la Figura 4-57 de la norma.
R56 Requisitos para Torres
La torre del foto es muy típico de las muchas instalaciones de torres en las azoteas de edificios en América Latina. Puede ser que simplemente el observador casual en la calle no puede ver las detalles. Más probable es que esta torre, como muchas más, falta una buena instalación de protección contra rayos. Hay solamente un conductor bajante donde el mínimo son dos; no hay un anillo con pararrayos al perímetro de la azotea visible.
Surge la pregunta «¿Qué sucederá en las muchas instalaciones de torres en las azoteas si no cumplen con las normas reconocidas como la Motorola R56?» El problema mayor es la falta de un mínimo de dos conductores bajantes junto con la falta del mínimo de dos jabalinas de aterramiento. La larga experiencia de Motorola y la comunidad de cientos de ingenieros, científicos y técnicos a través de casi cincuenta años de experiencia con torres de comunicaciones es esto: el rayo tiene una trayectoria hacía la tierra. Con o sin conductores bajantes adecuados. Si el camino a la tierra desde la torre es mejor por un salto del rayo en vez del conductor bajante, va a saltar. La experiencia de tales peritos que elaboraron las normas es simplemente «tiene que tener dos conductores bajantes para garantizar que el rayo va por los conductores en vez de saltar en una forma descontrolada.»
Si tiene dudas sobre las exigencias de las varias normas de protección contra rayos y las materiales para elaborar un Sistema de Protección contra Rayos por favor contactarnos.
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Al sintonizar su radio se murió
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Otro día en Argentina en «el verano de tormentas eléctricas«, otro muerto. Esta vez la víctima estuvo sintonizando un radio portátil. Tal radio fue conectado a un alambre usado como antena. Cayó el rayo y fulminó la víctima.
Aunque raro, acontece. Las recomendaciones de seguridad durante una tormenta eléctrica son simples. NO tocar nada conectado a un alambre que extiende al exterior de su casa, oficina u apartamento. Esto incluye alambres como antena en este caso, teléfonos fijos, una computadora conectado por módem o banda ancha, un televisor conectado u antena exterior o por cable, etc. Tampoco debe tocar cosas metálicas como marcos de puertas o ventanas. Nuestra recomendación es desenchufar electrodomésticos, computadoras, cualquier cosa conectado a la red de luz, teléfono, TV por cable. Durante una tormenta la recomendación es NO salir a la calle. Quedase bajo techo hasta la tormenta pasa.
Hay formas de proveer protección para edificios y el cableado. Tiene que ver con pararrayos según las normas internacionales y el uso de material «fabricado a propósito» para pararrayos. Se puede proveer un nivel de protección para aparatos con buen aterramiento, pararrayos y supresores de picos transitorios. Sin embargo, no somos aparatos sino seres humanos.
Quedase bajo techo durante la tormenta y déjanos proveer protección para su bienes.
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¿Listo para 8 millones de Rayos? ¿Por día?
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Impresionante. Pero es la verdad. Caen aproximadamente de 8 millones de rayos por día alrededor del mundo. Ver también el recurso sobre rayos de Microsiervos. La verdad es que la mayoría son descargas entre nubes o de nube al aire.
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Se puede ver que hay "rayos" visibles que extienden del nube al aire mismo. Es conocido que en las llanuras alrededor del mundo los rayos son principalmente entre nubes Hay estadísticas que indican en áreas montañosas los rayos nube-a-tierra son predominantes Rayos también pueden caer sobre agua dulce o salado
Comenzando en los años 1990 NASA lanzó dos satélites para detectar donde caen los rayos. Un informe público de NASA indica como este proyecto logró resultados importantes. En los últimos años ha surgido otros detectores terrestriales. Pueden detectar la caída de rayos y con triangulación de datos indicar «donde cayó» tal rayo. El Global Lightning Network es una de las redes. Se puede procesar la información de los detectores en casi tiempo real para indicar donde están las tormentas. Varios países tienen redes de detectores los cuales con estas redes pueden proveer información de «donde se vá una tormenta eléctrica». Es importante para dar aviso a eventos públicos para evitar impactos de rayos sobre participantes.
Sin embargo los rayos van a caer donde van a caer. Es un proceso aleatorio sobre áreas grandes. Sobre áreas más reducidas (una ciudad, una manzana, un parque, etc) los rayos van a caer con «preferencia» por objetos más altos: árboles, edificios, galpones. O si no haya nada más alto que un ser humano, puede caer sobre nosotros.
Somos peritos en analizar el riesgo de descargas atmosféricas, el diseño de defensas contra rayos y proveer material específicamente fabricado para elaborar defensas contra rayos. La análisis y diseño son hecho bajo normas internacionales, principalmente del IEC 62305 y la NFPA-780 / UL-96A.
Si tiene una fábrica, un predio público o inversión de valor, debe pensar en como proteger su inversión y el personal asociado.
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Protección contra rayos al aire libre
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La tragedia del club de fútbol Racing esta semana en Argentina es una oportunidad para enseñarnos sobre rayos, pararrayos y buenas prácticas de protección contra rayos durante actividades al aire libre.
Primero: rayos y donde caen. El proceso de descargas atmosféricas es reconocido como aleatorio sobre áreas grandes, por ejemplo un kilómetro cuadrado. De 100 tormentas en 25 años que pasan sobre un área de un kilómetro cuadrado, si todo fuera igual los rayos que caen estarán igualmente probables caer en un cierto lugar. Véase el gráfico sobre el índice de rayos / km2 para Bolivia y Sudamérica. Sin embargo hay variaciones geográficas y topológicas en un kilómetro cuadrado. Hay lugares más altos, hay árboles, hay inmuebles. Pero más importante hay seres humanos. En general objetos que son más altos puede ser puntos involucrados en la formación de rayos. La mayoría de rayos comienzan con un líder descendiente de la nube. [Nota: un porcentaje bajo de rayos suben.] Se desciende a una velocidad observada de aproximadamente 100.000-1.000.000 m/s. Al acercarse al superficie de la tierra, el líder descendiente puede inducir por el fenómeno de electro-estático varios líderes ascendentes desde puntos altos (árboles, inmuebles, etc.) El rayo o relámpago es cuando el líder descendiente se conecta a uno de los líderes ascendientes. Así hacen un “circuito” desde la carga en la nube al destino final: la tierra. Sin embargo, la conexión de los dos líderes no es el fin del cuento…..
Líder descendiente encuentra líder ascendiente
As veces el líder ascendiente tiene su origen de un árbol o estructura con baja conductividad. Un ejemplo es un árbol. El líder ascendiente tiene su punto de origen la parte superior del árbol. Una vez que comienza a fluir la corriente del rayo, el rayo puede buscar “algo” con mejores características de conductividad para mejorar el flujo de miles de amperios de corriente. Un ejemplo puede ser un ser humano bajo el árbol. Nosotros como seres mamíferos tenemos cuerpos salados, muy buenos conductores. Así el rayo que comenzó con la conexión de líderes en la parte superior del árbol puede saltar a una persona bajo el árbol. Este fenómeno de rayos que saltan a seres humanos bajo árboles es muy bien conocido.
Segundo: pararrayos. Pararrayos son varillas que se pone sobre el techo o las partes superiores de inmuebles conectadas a la tierra por conductores bajantes. La idea en pocas palabras es si el rayo va a caer sobre nuestro inmueble, nosotros escogemos la trayectoria del rayo hacía la tierra: la varilla, el conductor bajante, la jabalina de aterramiento. La idea de pararrayos comenzó hace 250 años con Benjamin Franklin. En los siguientes siglos un sinfín de científicos e ingenieros han perfeccionado una serie de normas y estándares para elaborar defensas contra rayos. Hay una variedad de organismos científicos y técnicos alrededor del mundo que siguen en el perfeccionamiento de normas para proteger vida y bienes. Véase NFPA y IEC o mejor contactarnos. Cabe decir que las normas enseñan como elaborar una defensa contra rayos hasta hermético si sea necesario. Aunque puede costar bastante, es posible diseñar y instalar un sistema de pararrayos para el club Racing. No obstante hay otras soluciones para protegerse en el aire libre.
Pararrayos para techos planos
Tercero: Protección al aire libre. La regla para protección en el aire libre es fácil acordar: ¡huir! Como seres humanos somos buenos blancos conductivos (salados) para rayos. NO HAY protección en el aire libre. Busca ponerse bajo techo. Se puede subir a un auto u otra movilidad con carrocería metálica. Para mayor información véase nuestra página sobre protección al aire libre.
Para elaborar una defensa contra rayos hay tres elementos imprescindibles: 1) un diseño según normas internacionales; 2) material de alto rendimiento y larga vida para los pararrayos mismos; 3) un sistema de aterramiento o puesta a tierra de baja resistencia y larga vida. Por medio de nuestro afiliado VFC Inc ofrecemos el servicio de diseño. Material para elaborar los pararrayos es de Harger (inglés) o Harger/Erico español. Harger tiene una muy amplia gama de dispositivos para elaborar sistemas de pararrayos para cualquier inmueble. Recomendamos soldadura de Cadweld para conexiones permanentes. Nuestros electrodos Lyncole XPT, tubos electrolíticos, logran una muy baja resistencia y tienen una garantía de 30 años.
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¿Listo para rayos en 2011, Sudamérica?
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Pronostican inundaciones por La Niña en Bolivia
Bienvenidos al Nuevo Año. Todos nosotros esperamos novedades. Esperamos que el año nuevo vaya a traerle prosperidad.
El fenómeno de «La Niña» está tomando fuerza durante los últimos meses. Hay emergencias de inundaciones desde Venezuela / Colombia en el norte de Sudamérica. Las noticias de inundaciones y caídas de rayos llegan de todos lados en América Latina, pero más frecuentemente en Sudamérica. Cabe mencionar que la caída fuerte de lluvia es relacionada con la caída de rayos. Entonces la noticia de ‘inundaciones’ nos alerta a la mayor probabilidad de relámpago / descargas atmosféricas.
¿Qué hacer? Hay buenos programas para calcular el riesgo de sufrir daños por rayos. Nosotros usamos primeramente el programa de IEC 62305-2 para evaluar el riesgo. Tal programa se junta con los datos de NASA de sus satélites OTD y LIS para proporcionar una perspectiva precisa del riesgo.
Contáctenos para una evaluación de riesgo para su fábrica, su institución o su predio.
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