Protección de Torres de Comunicaciones

PROTECCIÓN DE TORRES DE COMUNICACIONES

Se ha visto que las torres metálicas de comunicaciones incrementan sustancialmente la densidad de descargas en el lugar donde son instaladas. La probabilidad se incrementa aproximadamente con el cuadrado de la altura de la torre.

Variaciones considerables existen en la forma de como proteger una torre. Una manera es colocar una punta pararrayos en la cima de la torre y de ahí un conductor de cobre por toda la longitud de la torre. Sin embargo, por estar el cobre y el acero en contacto, se corroe el acero - 0.38 Volts de la celda galvánica - y, la inductancia del cable tan largo crrea una trayectoria de tan alta impedancia que no es efectivo como circuito a tierra. Por lo que se recomienda usar la estructura con una punta electrodo en su parte superior con conectores adecuados para su conexión al acero estructural. 

Y, como conexión a tierra, electrodos de tierra horizontales llamados contraantenas o, el anillo de tierra utilizado por la puesta a tierra de los equipos electrónicos. 

Note que cuando se usan arreglos de puntas sobre antenas de radio, el plano de tierra cambia, por lo que el patrón de emisión radial cambia también y el arreglo puede evitar la recepción en ciertas zonas.

Para disipar rápidamente la energía de los rayos que pegan en las torres, y con ello, elevar menos el potencial de tierra del sistema y para bajar el riesgo a las personas cuando esas torres están en zonas densamente pobladas, se acostumbra colocar radialmente conductores enterrados horizontalmente bajo las mismas técnicas de aterrizado equipotencial empleado en las subestaciones de potencia, los que reciben el nombre de contraantenas. Estas contraantenas pueden ser menores de 30 m si el suelo es adecuado y los electrodos son efectivos.

Si un rayo toca una torre, la torre conducirá la mayoría de la corriente a tierra. La corriente remanente será conducida por las retenidas, alambrado de las luces de alerta y por el blindaje del cable coaxial. 

La NOM{800-13} dice "cuando sea factible, se debe mantener una separación de por lo menos 180 cm entre los conductores visibles de sistemas de comunicación y los conductores de pararrayos". 

Incrementando la distancia entre la torre y el edificio del transmisor y usando blindajes tipo Faraday se puede reducir el impacto de la descarga en el equipo.

La entrada del cable de comunicaciones al edificio debe ser a través de un cabezal de tierras. 

La conexión a este cabezal debe ser por lo menos de área igual a la sección transversal de los cables coaxiales. Una trenza de 3 a 6 pulgadas de ancho es usualmente empleada en este uso.

Las conexiones a tierra del cable coaxial se colocan en los cables de la antena a una altura de 50m y a cada 30 m hacia arriba después de esa altura. Otra conexión va en la base de la torre y la otra en el cabezal de tierras. La altura de 50 m es crítica debida al hemisferio de descarga del rayo ya mencionado. Además, es preferible colocar el cable de señal por dentro de la estructura metálica de la torre para reducir la corriente en su blindaje.

Las luces de alerta solamente requieren de supresores de picos en las líneas de conexión eléctrica, los que también se deben aterrizar en el cabezal.

[Extracto de la Tesis de Bernardo Alejo, Daniel Cante y Enrique Trejo; ver aquí documento completo, citado también aquí: www.ruelsa.com/notas/tierras/pe50.html]