Conozca los principales tipos de SPDA, incluidos captor Franklin, jaula de Faraday, método de la esfera rodante, captación, bajantes, puesta a tierra y criterios de la NBR 5419.
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Tipos de SPDA es una expresión utilizada para comparar distintas formas de proteger estructuras contra descargas atmosféricas. En ingeniería, sin embargo, Franklin, jaula de Faraday, mallas y esfera rodante no representan simplemente modelos equivalentes listos para usar: algunos términos describen arreglos de captación y otros corresponden a métodos de posicionamiento y verificación de la protección.
El SPDA es un sistema completo formado por medidas externas e internas. Además de la captación, incluye conductores de bajada, puesta a tierra, equipotencialización, protección contra sobretensiones, criterios de separación, documentación, inspección y mantenimiento.
La solución adecuada depende de la geometría y del uso de la estructura, del nivel de protección definido, del análisis de riesgo y de la integración entre todos estos subsistemas. Por ello, la elección no debe hacerse únicamente por la forma del captor o por preferencia constructiva.
¿Qué significa hablar de tipos de SPDA?
Hablar de tipos de SPDA puede generar confusión, porque la norma no debe interpretarse como una simple lista de modelos listos. En muchos casos, lo que se denomina “tipo” es, en realidad, una forma de captación, un método de posicionamiento de captores o una combinación de componentes del SPDA externo.
El sistema completo debe considerar:
- análisis de riesgo;
- clase o nivel de protección adoptado;
- geometría del edificio;
- sistema de captación;
- conductores de bajada;
- puesta a tierra;
- equipotencialización;
- protección de los sistemas internos;
- documentación, inspección y mantenimiento.
Por ello, la comparación entre Franklin, jaula de Faraday, esfera rodante y otros arreglos debe realizarse dentro de un diseño técnico y no solo mediante la elección visual de un componente instalado en la cubierta.
Diferencia entre pararrayos y SPDA
El término pararrayos es más conocido por el público general. Normalmente remite a un captor instalado en la parte superior de un edificio, cuya función es interceptar la descarga atmosférica y conducir la corriente hacia tierra mediante conductores y un sistema de puesta a tierra.
El SPDA es más amplio. Incluye el conjunto coordinado de medidas externas e internas destinadas a reducir los riesgos asociados con las descargas atmosféricas. Esto comprende la estructura física de captación y bajantes, pero también puesta a tierra, equipotencialización, DPS, protección de líneas, inspección, informe técnico y documentación.
Esta distinción es importante porque un edificio puede tener un captor visible y, aun así, presentar fallos de diseño, puesta a tierra, bajantes, equipotencialización o protección contra sobretensiones.
SPDA tipo Franklin
El denominado SPDA tipo Franklin es una solución basada en captores puntuales, normalmente instalados en puntos elevados de la estructura. El objetivo es crear una región protegida a partir de la posición, altura y distribución de los captores conforme a criterios de diseño.
Este tipo de solución suele asociarse al captor Franklin. Puede aplicarse en diferentes edificios, pero su viabilidad depende de la geometría de la cubierta, de la altura de la estructura, de la clase de protección y de la integración con bajantes y puesta a tierra.
El punto crítico es que el captor Franklin no debe tratarse como una solución universal. La protección generada debe verificarse técnicamente. Para profundizar, consulte Captor Franklin en SPDA: pararrayos, jaula de Faraday y sistema de captación.
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SPDA tipo jaula de Faraday
La jaula de Faraday aplicada al SPDA utiliza una lógica de malla de captación y conductores distribuidos por el edificio. En lugar de depender únicamente de un captor puntual, la protección se organiza mediante una red de elementos metálicos conectados y distribuidos de forma planificada.
Este arreglo es común en edificios con cubiertas extensas, geometrías complejas, áreas técnicas, estructuras metálicas o necesidad de protección distribuida. La solución puede incluir mallas, conductores perimetrales, captores, elementos naturales y conexiones con bajantes y puesta a tierra.
La jaula de Faraday no elimina la necesidad de diseño. La malla debe dimensionarse, posicionarse e integrarse al resto del sistema. También es necesario evaluar interferencias con techos, pretiles, equipos de cubierta, estructuras metálicas, sistemas fotovoltaicos, antenas, cámaras, ductos y pasarelas técnicas.
Método de la esfera rodante
El método de la esfera rodante no es exactamente un “tipo de SPDA”, sino un método de verificación de la zona protegida. Se utiliza para evaluar dónde podría impactar una descarga atmosférica en la estructura y, a partir de ello, posicionar captores, mallas u otros elementos de captación.
De forma simplificada, el método considera una esfera imaginaria que rueda sobre el edificio. Los puntos tocados por la esfera representan regiones susceptibles a un impacto directo. Las regiones no tocadas permanecen dentro de la zona de protección definida por el arreglo de captación.
Este método es especialmente relevante en cubiertas con volúmenes técnicos, depósitos, máquinas, antenas, estructuras metálicas, fachadas, pretiles y diferencias de altura. Para profundizar, consulte Método de la Esfera Rodante en SPDA.
SPDA externo: captación, bajantes y puesta a tierra
Independientemente del tipo de captación adoptado, el SPDA externo debe formar un camino técnico coherente para la corriente de la descarga atmosférica. Este recorrido comienza en la captación, pasa por los conductores de bajada y llega al sistema de puesta a tierra.
La captación tiene la función de interceptar la descarga. Las bajantes conducen la corriente hasta tierra. La puesta a tierra ayuda a disipar la corriente en el suelo y debe estar integrada con la equipotencialización de la instalación.
En el diseño, estos tres subsistemas no pueden tratarse por separado. Un buen captor con bajantes mal distribuidas, conexiones inadecuadas o puesta a tierra deficiente compromete la confiabilidad del conjunto. Para profundizar, consulte SPDA externo: captación, bajantes y puesta a tierra en la NBR 5419-3 y Puesta a tierra del SPDA.
Conductores de bajada en el SPDA
Los conductores de bajada conectan el sistema de captación con la puesta a tierra. Pueden ser elementos específicos instalados para esa función o, cuando sea técnicamente viable, componentes naturales de la estructura.
La cantidad, distribución, recorrido, continuidad eléctrica, protección mecánica, conexiones y puntos de inspección de las bajantes influyen directamente en el desempeño del SPDA. En edificios existentes es frecuente encontrar bajantes interrumpidas, sin identificación, con conexiones degradadas, sin documentación o sin una integración clara con la puesta a tierra.
Este tema merece atención específica en diseños e inspecciones, porque muchas fallas del SPDA aparecen precisamente en la transición entre captación, bajantes y puesta a tierra.
Puesta a tierra en el SPDA
La puesta a tierra del SPDA tiene la función de recibir y disipar la corriente conducida por las bajantes. Debe analizarse como parte del sistema completo, considerando resistencia, continuidad, conexiones, integración con otros sistemas de puesta a tierra, equipotencialización y condiciones del suelo.
Un error recurrente es tratar la puesta a tierra del SPDA como algo aislado de la instalación eléctrica. En muchos casos, la separación inadecuada de puestas a tierra puede generar diferencias de potencial peligrosas y dificultar la protección de los sistemas internos.
Por ello, la puesta a tierra debe coordinarse con la estrategia de protección del edificio, con la NBR 5419, con la NBR 5410, con la equipotencialización y con los DPS. Para profundizar, consulte Puesta a Tierra del SPDA: función en la NBR 5419-3 y en el SPDA externo.
SPDA interno y DPS
Los tipos de SPDA no deben evaluarse únicamente por la protección física de la estructura. En edificios modernos, los sistemas eléctricos y electrónicos internos también necesitan protección contra sobretensiones conducidas e inducidas.
Esto es especialmente importante en instalaciones con CFTV, control de acceso, automatización, telecomunicaciones, data centers, redes de datos, sistemas de seguridad, BMS, equipos industriales e infraestructura crítica.
La protección interna incluye zonas de protección contra rayos, tendido de cables, blindaje, equipotencialización y dispositivos de protección contra sobretensiones. Para profundizar, consulte NBR 5419-4: SPDA interno, DPS y protección de sistemas eléctricos y electrónicos y DPS: protección contra sobretensiones, NBR 5410, SPDA y puesta a tierra.
¿El edificio posee CFTV, automatización, telecomunicaciones o TI crítica?
La protección contra descargas atmosféricas también debe considerar sobretensiones, DPS, líneas de datos, puesta a tierra y equipotencialización. Conozca las Medidas de Protección contra Sobretensiones.
¿Cómo elegir el tipo de SPDA?
La elección del tipo de SPDA depende de criterios técnicos. No es recomendable decidir solo por costo, apariencia, tradición constructiva o por la existencia previa de un captor antiguo.
La definición debe considerar:
- resultado del análisis de riesgo;
- clase de protección requerida;
- geometría del edificio;
- altura y forma de la cubierta;
- presencia de áreas técnicas, antenas, depósitos, paneles solares y equipos;
- materiales y elementos naturales aprovechables;
- recorridos posibles para bajantes;
- sistema de puesta a tierra existente;
- necesidad de protección interna y DPS;
- documentación y facilidad de inspección.
La NBR 5419-2 es la parte de la norma relacionada con el análisis de riesgo. La NBR 5419-3 trata el SPDA externo, incluida la captación, las bajantes y la puesta a tierra.
Tipos de SPDA en edificios existentes
En edificios existentes, el análisis de los tipos de SPDA suele revelar sistemas antiguos, documentación incompleta, modificaciones en la cubierta, equipos instalados posteriormente, bajantes sin identificación, puestas a tierra sin evidencia de continuidad o ausencia de protección adecuada para sistemas internos.
En estos casos, el primer paso no siempre es sustituir el sistema. A menudo es necesario realizar levantamiento técnico, inspección, análisis documental, verificación de recorridos, evaluación de puesta a tierra, identificación de no conformidades y definición de un plan de adecuación.
Este proceso permite separar lo que puede aprovecharse, lo que debe corregirse y lo que exige rediseño. La decisión debe basarse en evidencias técnicas y no únicamente en la presencia visual de captores o cables.
Errores comunes al elegir el SPDA
Entre los errores comunes se encuentran:
- considerar que todo SPDA con captor es un sistema tipo Franklin bien diseñado;
- instalar captores sin verificar la zona protegida;
- ignorar el método de la esfera rodante en cubiertas complejas;
- usar mallas sin integración adecuada con bajantes;
- tratar la puesta a tierra como un elemento separado del SPDA;
- no coordinar el SPDA con sistemas fotovoltaicos, antenas, CFTV y telecomunicaciones;
- no prever puntos de inspección;
- no registrar materiales, conexiones, recorridos y evidencias;
- no integrar DPS y protección interna;
- mantener un sistema antiguo sin reevaluar reformas y ampliaciones.
¿Cuándo contratar diseño o inspección de SPDA?
La contratación de diseño o inspección se recomienda cuando existen dudas sobre la necesidad del sistema, cuando el edificio fue reformado, cuando hay equipos nuevos en la cubierta, cuando no existe documentación, cuando el informe técnico señala pendientes o cuando existe exigencia de aseguradora, auditoría, fiscalización, condominio, organismo público o gestión de facilities.
También se recomienda en entornos corporativos, industriales, hospitalarios, educativos, logísticos, comerciales y críticos, donde fallas en sistemas eléctricos y electrónicos pueden generar riesgo para la vida, daño físico, indisponibilidad operativa o pérdidas relevantes.
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Conclusión
Los tipos de SPDA deben entenderse como formas técnicas de organizar la protección contra descargas atmosféricas y no como modelos aislados elegidos de forma genérica. Franklin, jaula de Faraday, esfera rodante, captación, bajantes y puesta a tierra forman parte de una misma lógica de diseño.
La solución adecuada depende del análisis de riesgo, de la geometría del edificio, de la clase de protección, de la infraestructura existente, de la protección de los sistemas internos y de la documentación técnica. Por ello, la elección del SPDA debe realizarla un profesional habilitado, con base en la NBR 5419 y en las condiciones reales del edificio.
Referencias técnicas
[1] ASOCIACIÓN BRASILEÑA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 5419 — Protección contra descargas atmosféricas. Consulte la serie vigente en el Catálogo ABNT.
[2] INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION. IEC 62305 — Protection against lightning. Consulte la serie oficial en la IEC Webstore.
[3] ASOCIACIÓN BRASILEÑA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 5410 — Instalaciones eléctricas de baja tensión. Consulte la versión vigente en el Catálogo ABNT.
Preguntas frecuentes
En la práctica, los principales arreglos de SPDA incluyen captores tipo Franklin, mallas o jaula de Faraday, elementos naturales y soluciones verificadas mediante métodos como la esfera rodante. La definición depende del análisis de riesgo, la geometría del edificio, la clase de protección, la captación, las bajantes y la puesta a tierra.
No. El SPDA tipo Franklin está asociado a captores puntuales. La jaula de Faraday utiliza una lógica de malla y distribución de conductores. En muchos proyectos pueden existir soluciones combinadas, siempre que se verifiquen técnicamente conforme a la NBR 5419.
No exactamente. El método de la esfera rodante es un método de verificación de la zona protegida y ayuda a posicionar captores y evaluar puntos vulnerables del edificio. Puede utilizarse junto con diferentes arreglos de captación.
La puesta a tierra no es un tipo de SPDA, pero es una parte esencial del sistema. La captación intercepta la descarga, las bajantes conducen la corriente y la puesta a tierra ayuda a disiparla en el suelo, siempre integrada con la equipotencialización y la protección de los sistemas internos.
La elección debe considerar análisis de riesgo, clase de protección, geometría del edificio, altura, cubierta, materiales, bajantes, puesta a tierra, sistemas internos, DPS, inspección y documentación. No es recomendable elegir el tipo de SPDA solo por la apariencia del sistema o por el menor costo.
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