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Colombia se encuentra en la zona tropical, la cual se relaciona con una alta actividad eléctrica atmosférica. Foto: archivo-Unimedios.

El prototipo podría ser una alternativa de bajo costo para ampliar el sistema de medición de estos fenómenos en el país. Foto: Jonathan Rubiano.

El diseño del investigador Rubiano tuvo buena respuesta en laboratorio y se espera llevarlo a pruebas a una escala real. Foto: Jonathan Rubiano.

Esta herramienta incluye un sensor de sonido para determinar la ubicación y distancia a la que cae el rayo. Foto: Jonathan Rubiano.

Con este prototipo se busca tener mejor información sobre los rayos para desarrollar estrategias que puedan proteger vidas humanas. Foto: archivo-Unimedios.

Con este proyecto, Jonathan Jair Rubiano Cruz, magíster en Ingeniería Eléctrica de la Universidad Nacional de Colombia (UNAL), buscaba proporcionar una herramienta que mostrara datos reales de la medición directa de este fenómeno natural que se presenta con mucha frecuencia en el país, debido a su ubicación geográfica.

Colombia se encuentra en la zona tropical, la cual se relaciona con una alta actividad eléctrica atmosférica y una alta densidad de descargas a tierra, por lo que también se afirma que las magnitudes de corriente de retorno de rayo son más elevadas que en otras latitudes del globo terráqueo.

Por eso, el diseño y construcción de un prototipo para la medición de rayos a un bajo costo ayudaría a obtener datos de mediciones directas, lo cual motivó al ingeniero Rubiano a trabajar en su desarrollo con muy buenos resultados.

El investigador partió de información disponible sobre parámetros de los rayos en el país -como magnitud, tiempo de frente, tiempo de cola y carga- con el fin de definir los parámetros de diseño. Los datos se tomaron de mediciones directas de rayos en Colombia y de las realizadas en la estación de Morro Cachimbo, en Brasil, otro país ubicado en la zona tropical del planeta.

Para diseñar el prototipo, inicialmente se hizo el análisis matemático de lo que se iba a medir, teniendo en cuenta que a partir de la idea de instalarlo en torres de transmisión como las que se usan para la interconexión eléctrica, la corriente a medir podía tener características diferentes dependiendo de varias condiciones.

Se desarrolló esa parte del modelo matemático y se determinó como sería el comportamiento de la corriente en un grupo de 20 o 30  torres, para calcular matemáticamente el valor de la corriente que se iba a ver por cada una de ellas, explica el ingeniero Rubiano. “A partir de esos modelos se empezó a trabajar en cómo medir físicamente lo que ya conocían con las matemáticas”, detalla.

Para ello se utilizó una bobina de Rogowsky, dispositivo electrónico relativamente económico usado como transductor para medir corriente alterna o pulsos rápidos de corriente. “Se hicieron las pruebas de diseño de la bobina y se determinó la corriente que se podía medir en pruebas de laboratorio”, explica el magíster.

Además, para determinar la distancia del impacto del rayo se empleó un sensor de sonido, cuyas pruebas en laboratorio resultaron exitosas para ubicar si el impacto venía de la izquierda o de la derecha. “La corriente es diferente si impacta una torre atrás o una adelante, pudimos desarrollar la medida de la corriente a partir de sonido y la corriente que baja por la torre”, agrega el ingeniero.

El prototipo diseñado tuvo una adecuada respuesta al momento de leer diferentes formas en las pruebas a las que fue sometido en laboratorio y actualmente se trabaja en mejoras que permitan llevarlo a su uso real en las torres de transmisión, para lo cual también esperan realizar pruebas en condiciones reales durante la temporada de lluvias, en las que existe una mayor probabilidad de presentarse rayos que impacten  las torres.

Con este proyecto se plantea que el dispositivo ayude a incrementar el número de muestras tomadas de mediciones directas a rayos en el país y tener más datos reales de parámetros de este fenómeno natural, para entenderlo más profundamente en aspectos que contribuyan a proteger las vidas humanas.