Reevaluación de sistemas de pararrayos para torres de control en aeropuertos

Conexión a tierra

Gran parte de las torres de control se construyeron con sistemas de pararrayos. Sin embargo, sí ocurren incidentes graves.

Según un reciente artículo de Associated Pressel impacto de un rayo en la torre de control del aeropuerto Baltimore/Washington International Thurgood Marshall (BWI) lesionó a un controlador de tráfico aéreo y puso al descubierto una vulnerabilidad potencial que podría afectar a las torres de control de otros aeropuertos estadounidenses. En el incidente de BWI donde el sistema de protección contra rayos falló se debió probablemente a que durante un proyecto de construcción algunos años atrás se cortó un cable.

El controlador de tráfico aéreo se está recuperando pero el incidente fue lo suficientemente serio como para impulsar a la Federal Aviation Administration (FAA, Administración Federal de Aviación) a hacer planes con respecto a la evaluación de los sistemas de protección contra rayos en las 440 torres de control aéreo de EE. UU. que gerencia. Se prestará especial atención a las más de 200 torres de control que se construyeron antes de 1978, cuando la FAA estableció por primera vez los requisitos de protección contra rayos para lo siguiente:

torres de control en aeropuertos
Sistemas de navegación y de luces de aproximación (ALS), que incluyen sistemas de balizas, PAPI, VASI, RAIL, REIL, VOR, ILS y MALSR
sistemas de asesoramiento de clima y aeropuerto, que incluyen RVR, ATIS, AWOS, y ASOS
sistemas de cableado eléctrico y de comunicación de alta y baja tensión; instalación de fibra óptica, empalme y prueba; y sistemas de puesta a tierra en aeropuertos

Un vistazo a los componentes de protección contra rayos

Se debe instalar un terminal aéreo, un conductor de bajada y al menos una placa o varilla a tierra en cada torre de control con balizas.
El terminal aéreo se debe instalar en la cima de la torre con la punta de la varilla extendiéndose a no menos de 150 mm (6 pulg.) sobre la cima de la baliza.
Los cables conductores de bajada se deberían sujetar con firmeza a la superficie de la fase de la torre a intervalos de 150 cm (5 pies) con sujetadores de bronce adecuados que tengan pernos de bronce o metal no corrosivo. No se permite que el conductor de bajada presente giros o dobleces muy agudos.
Todas las conexiones entre cables, terminales de cable a aire y placas o varillas de cable a tierra se deben realizar con conectores sin soldar y metales no corrosivos.
El cable del conductor en bajada se debe asegurar firmemente a las placas o varillas a tierra que se colocan a una distancia de al menos 60 cm (2 pies) de las instalaciones de la torre. La varilla se debe conectar a tierra para que la parte superior se encuentre al menos a 150 mm (6 pulg.) bajo el nivel. El conductor en bajada se debe asegurar firmemente a la placa o varilla a tierra por medio de un conector o abrazadera a tierra.

Si un aeropuerto está ubicado en un área con alta incidencia de rayos, el sistema catenario (que se usa para proteger el trasbordador espacial) se puede usar pero sería muy costoso. Sandia National Laboratories (SNL) recomienda una alternativa menos costosa (pero igual de efectiva). SNL recomienda la instalación de un anillo de conexión a tierra junto con varillas y radiales de conexión a tierra.

Comprobador de puesta a tierra Fluke 1625-2 GEO

Garantiza la protección confiable contra rayos

La presencia de chispas en el incidente ocurrido en el aeropuerto BWI, indica una falta de conexión equipotencial. Este problema se puede identificar con un comprobador de resistencia de tierra tal como el Comprobador de puesta a tierra Fluke 1625-2 GEO y las herramientas de comprobación de Fluke.

Estos son los tres pasos para garantizar la protección confiable contra rayos:

Paso 1. Evaluar los sistemas de conexión a tierra presentes, medir la resistividad del terreno

Mida la resistividad del terreno en distintas áreas y capas con el Fluke 1625-2 para identificar el área óptima de baja resistencia donde puede ampliar el sistema de puesta a tierra.
Use los valores de resistividad de las distintas capas del terreno para determinar el tipo de electrodo que se debe usar y la profundidad en que se debe colocar para obtener un valor de resistencia de puesta a tierra más bajo.

Paso 2. Mida la impedancia y la continuidad de la tierra y tome otras medidas de mantenimiento preventivo

Mida la impedancia a tierra con el 1625-2, después de que el sistema de puesta a tierra se ha mejorado en base a las mediciones en el paso 1. Este valor es fundamental ya que los rayos son un fenómeno de alta frecuencia y la medición de la impedancia a tierra ayudará a determinar la capacidad del sistema de conexión a tierra para disipar adecuadamente la energía del rayo.

Multímetro de aislamiento Fluke 1587 — Cámara infrarroja Fluke Ti400

Mida la continuidad del conductor de bajada del sistema de protección contra rayos. Esto determinará si el conductor de bajada se encuentra al mismo potencial que los otros componentes del sistema eléctrico. Todos los componentes deben tener el mismo potencial durante un evento de rayo para evitar daños catastróficos.
Determinar la equipotencialidad de todos los componentes del sistema de conexión a tierra mediante el 1625-2 para medir tanto la resistencia de CC como la resistencia de CA entre componentes de:
- Sistema de protección contra rayos
- Sistema de electrodos de puesta a tierra
- Sistema de conexiones (conductor de puesta a tierra de seguridad/conductor de puesta a tierra del equipo)
- Blindaje de equipo electrónico (sistema de navegación y de luces de aproximación)
- Sistemas de asesoramiento de clima y aeropuerto (que incluyen RVE, ATIS, AWOS y sistemas relacionados)
Instale un supresor de transitorios con una capacidad de corriente adecuada conforme a IEEEC.62.41 para proteger el equipo electrónico.

Paso 3. Resuelva los problemas

Identifique las conexiones sueltas y los transformadores y conductores sobrecalentados mediante el 1625-2 para medir los valores de resistencia o la diferencia de potencial entre los dos puntos. También puede usar una cámara infrarroja tal como la Fluke Ti400 para mostrar las diferencias de temperatura entre los componentes.
Identifique la avería del aislamiento al medir la resistencia de dicho aislamiento con el Multímetro de aislamiento Fluke 1587.

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