Los rayos impactan la Tierra aproximadamente entre 40 y 50 veces por segundo (Vaisala, 2023). Paralelamente, las sobretensiones inducidas por estos rayos —o por la conmutación de la red eléctrica— representan la principal causa de destrucción de equipos eléctricos y electrónicos en edificios industriales, comerciales y residenciales.
Para solucionar este problema, la norma internacional IEC 62305-4 (Protección contra rayos: sistemas eléctricos y electrónicos en estructuras) exige la instalación de protector contra sobretensiones, también conocidos como SPD. Estos dispositivos se presentan en tres tipos: Tipo 1, Tipo 2 y Tipo 3, cada uno con una función específica.
Por lo tanto, elegir el protector contra sobretensiones adecuado no es solo cuestión de rango o precio. Es una decisión técnica que determina la protección real de su instalación. Esta guía explica los criterios de selección que todo instalador o empresa de ingeniería debe comprender.
¿Qué es un pararrayos (SPD) y cuál es su propósito?
Un protector (SPD, por sus siglas en inglés) es un dispositivo que limita las sobretensiones transitorias en los circuitos eléctricos y electrónicos desviando la energía de la sobretensión a tierra.
En otras palabras, actúa como una válvula de seguridad: en cuanto aparece un voltaje anormalmente alto en la red, el dispositivo de protección contra sobretensiones (SPD) lo absorbe o lo desvía antes de que llegue a sus equipos sensibles.
Por lo tanto, protector contra sobretensiones protegen específicamente contra:
- Paneles eléctricos y armarios de distribución
- Sistemas informáticos, servidores y redes
- Sistemas de automatización industrial (PLC, sensores, actuadores)
- Equipos médicos, de telecomunicaciones y de medición
Un pararrayos no debe confundirse con un pararrayosPDC), que captura el rayo antes de que alcance la estructura. Ambos dispositivos son complementarios en un sistema de protección completo que cumple con la norma IEC 62305.
Protector contra sobretensiones tipo 1: la primera línea de defensa
El pararrayos tipo 1 está diseñado para disipar corrientes directas de rayos. Su tamaño está dimensionado para soportar pulsos de corriente muy altos, medidos según el Iimp (corriente de sobretensión por rayo).
¿Cuándo instalar un Tipo 1?
Según la norma IEC 62305-4, un dispositivo de protección contra sobretensiones (SPD) de tipo 1 es obligatorio en los siguientes casos:
- La estructura está equipada con un sistema externo de protección contra rayos (PDC, jaula de malla, cable de guarda).
- El edificio está conectado a una línea aérea (red aérea de baja o media tensión).
- El emplazamiento está clasificado como zona de alta incidencia de rayos (alta densidad de rayos en tierra Ng según la norma IEC 62305-2).
En la práctica, el tipo 1 se instala en la entrada de la red, en el cuadro de distribución principal de baja tensión (TGBT) o en la cabecera de la instalación.
Especificaciones técnicas clave
- Iimp : corriente de sobretensión por rayo en kA (valores típicos: de 12,5 a 25 kA por polo, según la clase de protección).
- Arriba (nivel de protección de tensión): tensión residual admisible entre los terminales del SPD.
- Tecnología: Descargadores de chispa de óxido metálico (MOV) o varistores
Además, los dispositivos de protección contra sobretensiones de tipo 1 suelen denominarse "pararrayos" debido a su tecnología basada en arcos eléctricos controlados, capaces de absorber picos de energía extremos.
Pararrayos tipo 2: protección estándar contra sobretensiones inducidas
Los protectores contra sobretensiones de tipo 2 son el nivel de protección más común en instalaciones comerciales y residenciales. Están diseñados para absorber sobretensiones inducidas, es decir, perturbaciones electromagnéticas resultantes de rayos cercanos sin impacto directo en la estructura.
¿Cuándo instalar un Tipo 2?
Se requiere un dispositivo de protección contra sobretensiones (SPD) de tipo 2:
- En todos los paneles de distribución eléctrica (parcelas, subpaneles)
- Aguas abajo de un pararrayos de tipo 1, para completar la protección
- Cuando la norma IEC 62305-4 exige protección SPD pero la instalación no tiene PEF (Protección Externa contra Rayos)
Por ejemplo, un almacén logístico conectado mediante cable subterráneo (sin línea aérea) no necesita necesariamente un cuadro eléctrico de Tipo 1, pero sí debe estar equipado obligatoriamente con cuadros eléctricos de Tipo 2.
Especificaciones técnicas clave
- Imax : corriente de descarga máxima (8/20 µs) — valores típicos: 20 a 80 kA
- In : corriente de descarga nominal (valor de referencia para pruebas repetidas)
- Arriba : tensión residual: crucial para proteger los equipos posteriores.
Sin embargo, el Tipo 2 por sí solo no es suficiente en configuraciones expuestas a rayos directos: en ese caso, debe combinarse con un Tipo 1 aguas arriba.
Protector contra sobretensiones tipo 3: protección cercana para equipos sensibles
Un protector contra sobretensiones de tipo 3 es un dispositivo de protección de precisión que se instala lo más cerca posible del equipo sensible que protege. En la práctica, se presenta en forma de protector contra sobretensiones, regletas de protección para redes de telecomunicaciones o módulos montados en gabinetes de equipos.
¿Cuándo instalar un Tipo 3?
El tipo 3 es el nivel final de protección. Se recomienda (y en ocasiones es obligatorio según el análisis de riesgos IEC 62305-2) para:
- Equipos informáticos, servidores, estaciones de trabajo
- Sensores de medición y automatización industrial
- Equipos audiovisuales y de seguridad (cámaras IP, control de acceso)
- Sistemas de telecomunicaciones y medición con baja inmunidad a sobretensiones
Especificaciones técnicas clave
- Uoc : tensión de circuito abierto de 1,2/50 µs (normalmente 6 kV)
- Corrientes de descarga inferiores a las del Tipo 2 (solo unos pocos kA)
- La instalación debe realizarse aguas abajo de un Tipo 1 o Tipo 2
En definitiva, el Tipo 3 nunca podrá reemplazar a los tipos anteriores: complementa la coordinación del SPD, no la crea.
¿Cómo elegir el tipo adecuado para su instalación?
La selección del/los SPD apropiado(s) resulta de un análisis de riesgo de rayos conforme a la norma IEC 62305-2. Se tienen en cuenta varios criterios:
Criterio 1 — Presencia de un EFP (Protección Externa contra Rayos)
Si la estructura cuenta con un pararrayos (PDC) o una jaula de Faraday, es obligatorio instalar un dispositivo de protección contra sobretensiones (SPD) de tipo 1 al inicio del cuadro eléctrico. Esto se debe a que los conductores del pararrayos pueden inducir tensiones muy elevadas en los cables eléctricos cercanos.
Criterio 2 — Tipo de conexión a la red
- Red aérea → Tipo 1 obligatorio (o Tipo 1+2 combinados)
- Red subterránea → El tipo 2 suele ser suficiente en la línea principal, + Tipo 3 para equipos sensibles.
Criterio 3: Densidad de rayos a tierra (Ng) del sitio
El parámetro Ng (densidad de rayos a tierra, expresada en impactos/km²/año), según la norma IEC 62305-2, determina el nivel de riesgo calculado. Cuanto mayor sea el valor de Ng, más robustas deberán ser las medidas de protección. En Europa Central, los valores varían entre 0,5 y más de 4 impactos/km²/año, dependiendo de la zona.
Criterio 4: Valor y criticidad del equipo a proteger
De este modo, un centro de datos o una estación de control industrial justificará sistemáticamente tres niveles de protección coordinados (Tipo 1 + Tipo 2 + Tipo 3), independientemente de las condiciones de la caída del rayo.
Criterio 5 — Coordinación entre niveles
La coordinación de los dispositivos de protección contra sobretensiones (SPD) es fundamental: los niveles de protección (Up) de cada tipo deben ser consistentes, con cables de conexión cortos (se recomienda < 0,5 m) y una correcta conexión equipotencial. Por lo tanto, el dimensionamiento debe ser realizado por una empresa de ingeniería especializada.
Tabla comparativa: Tipo 1 / Tipo 2 / Tipo 3
Para resumir los criterios de selección clave, aquí presentamos una comparación concisa:
| Criterios | Tipo 1 | Tipo 2 | Tipo 3 |
|---|---|---|---|
| Estándar de referencia | IEC 61643-11 / IEC 62305-4 | IEC 61643-11 / IEC 62305-4 | IEC 61643-11 / IEC 62305-4 |
| Parámetro de dimensionamiento | Iimp (kA) | Imax / In (kA) | Uoc (kV) |
| Posición en la instalación | Cuadro de distribución principal / entrada de red | Tablas de subdivisión | Proximidad a los equipos |
| Obligación si PEF | ✅ Sí | ✅ Tipo 1 descendente | ✅ Recomendado |
| ¿Usar solo? | Sí (si es PEF) | Sí (sin PEF, red subterránea) | ❌ No, siempre río abajo |
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LPS France ofrece una gama de protector contra sobretensiones para tres tipos de aplicaciones: residenciales, comerciales e industriales. Nuestros protectores cumplen con las normas IEC 61643-11 e IEC 62305-4.
Además, nuestros equipos técnicos prestan asistencia a las oficinas de diseño y a los instaladores en la elección y el dimensionamiento de los dispositivos de protección contra sobretensiones (SPD), integrando el análisis de riesgos del emplazamiento según la norma IEC 62305-2.
Si tiene alguna pregunta sobre la selección de protector contra sobretensiones para su proyecto, póngase en contacto con nuestro equipo técnico.
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Una vez instalada la protección contra sobretensiones (SPD), supervisar su cumplimiento y mantenimiento a lo largo del tiempo es tan importante como la elección inicial del equipo.
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En resumen: ¿qué protector contra sobretensiones debería elegir?
En conclusión, la elección entre protectores contra sobretensiones de tipo 1, tipo 2 y tipo 3 no depende de la gama de productos, sino del contexto de instalación. Para resumir los puntos clave:
- El tipo 1 es esencial si la instalación está equipada con un PDC o conectada mediante líneas aéreas.
- El tipo 2 es el nivel de protección estándar, instalado en cada cuadro de distribución.
- El tipo 3 proporciona protección adicional más cerca de los equipos sensibles.
- La coordinación entre los distintos niveles es tan importante como la elección de cada tipo individualmente .
- Un análisis de riesgos conforme a la norma IEC 62305-2 es la base de cualquier dimensionamiento correcto.
Por lo tanto, consulte con una empresa de ingeniería certificada para cada proyecto de protección contra rayos. La norma IEC 62305 es internacional: se aplica por igual en Europa, África, Oriente Medio y Sudamérica, en cualquier lugar donde los rayos representen un riesgo para sus instalaciones.
