El portal industrial sigue funcionando, pero las cámaras han desaparecido de la red. En el edificio contiguo, la producción continúa aunque el sistema de monitorización ya no recibe información de los PLC. Tras una tormenta, esta situación puede llevar a buscar el fallo en el lugar equivocado: en el software en lugar de en las conexiones físicas.
En Europa, el norte de África y Sudamérica, los emplazamientos con múltiples edificios suelen compartir una vulnerabilidad común: el intercambio de datos se produce a través de espacios externos. Sin embargo, proteger el suministro eléctrico de un solo edificio no basta para evitar todas las vías por las que una perturbación puede afectar a sus equipos.
Por lo tanto, la pregunta correcta no es simplemente "¿qué protector contra sobretensiones debo instalar?", sino más bien "¿qué conexiones unen mis edificios y cómo se integran en el sistema de protección contra rayos?". Este artículo explica los mecanismos útiles para comprender el riesgo, las limitaciones del cobre y la fibra óptica, y la información que se debe recopilar antes de realizar un estudio.
El objetivo es construir una arquitectura coherente, sin convertir una recomendación general en una prescripción universal.
¿Puede un rayo dañar una red eléctrica sin impactar directamente en el edificio?
Sí: las perturbaciones causadas por rayos pueden afectar los equipos a través de sus fuentes de alimentación o conexiones conductoras, incluso cuando el edificio no recibe un impacto directo. Además, el campo electromagnético asociado a la descarga puede inducir sobretensiones en los circuitos. Por lo tanto, la protección debe considerar todas las interfaces de la instalación, no solo el techo.
Tres mecanismos para distinguir
Una sobretensión transitoria es un aumento breve de voltaje que puede exceder la capacidad de un equipo. La inducción electromagnética es el mecanismo por el cual un campo magnético variable produce un voltaje en un circuito; esto explica por qué el recorrido de los cables también es importante.
Además, un aumento del potencial de tierra es un incremento del potencial eléctrico local debido a la corriente que fluye a través de la tierra y los puntos de conexión a tierra. Dos equipos distantes, conectados por un cable conductor, pueden experimentar diferencias de potencial que someten a sus interfaces a tensiones excesivas.
- Una perturbación puede propagarse a lo largo de un conductor que entra en el edificio.
- Se puede inducir un voltaje en un bucle formado por los circuitos.
- Puede existir una diferencia potencial entre los equipos interconectados.
El Servicio Meteorológico Nacional de EE. UU. nos recuerda que las sobretensiones causadas por rayos pueden dañar los equipos electrónicos incluso a cierta distancia del punto de impacto (NWS, seguridad en interiores). Sin embargo, esta observación no permite establecer una distancia de seguridad universal alrededor de un edificio.
Mapea las conexiones antes de elegir una protección
Un cable Ethernet es una conexión que se utiliza para transmitir datos a través de una red de área local; algunas instalaciones también utilizan sus conductores para alimentar equipos. Por lo tanto, una conexión de cámara puede cumplir tanto una función de comunicación como de alimentación, lo cual debe identificarse durante la fase de diagnóstico.
Considere los equipos periféricos
En términos prácticos, el mapeo inicial debe comenzar con los usos: control de acceso, videovigilancia, automatización, telecomunicaciones y monitoreo. Un pequeño dispositivo externo puede ser esencial para el funcionamiento, incluso si su precio de compra parece bajo.
Para cada conexión, anote al menos:
- los edificios y equipos a los que conecta;
- su soporte físico, su recorrido y sus partes externas;
- el tipo de señal transmitida (Ethernet con o sin alimentación PoE, bus RS485, telefonía, enlace coaxial);
- las fuentes de alimentación asociadas a los equipos ubicados en los extremos;
- el blindaje, los elementos metálicos y las protecciones ya presentes;
- El servicio se interrumpirá si la conexión deja de estar disponible.
A continuación, conviene distinguir entre el plan teórico y el proceso implementado. Una extensión añadida después de la entrega del sitio web puede obviar las interfaces inicialmente previstas; por lo tanto, requiere una verificación específica de la documentación.
Por ejemplo, una conexión instalada temporalmente para un proyecto de construcción puede convertirse en permanente sin estar incluida en la documentación. Este ejemplo es ilustrativo y no un caso práctico atribuido a un cliente de LPS: demuestra por qué el inventario también debe contemplar las modificaciones menores.
Cobre o fibra: lo que realmente cambia el medio
La fibra óptica es un medio de transmisión que transporta información en forma de luz. Un enlace óptico totalmente dieléctrico no proporciona una vía eléctricamente conductora para la señal entre sus extremos; sin embargo, esto no garantiza automáticamente que toda la instalación sea a prueba de rayos.
No confunda el aislamiento de la señal con la protección completa
En efecto, los convertidores, conmutadores y cámaras siguen funcionando con alimentación eléctrica. Además, algunos cables de fibra óptica contienen elementos metálicos: su presencia debe verificarse en las especificaciones técnicas en lugar de asumirse su ausencia.
Por lo tanto, la comparación debe basarse en varios criterios:
- La existencia o no de una vía conductora asociada al soporte.
- Requisitos de potencia de los dispositivos en los extremos.
- Las limitaciones de caudal, distancia y entorno del proyecto.
- La integración de elementos metálicos en el diseño eléctrico.
- Los procedimientos para reemplazar y solucionar problemas de conexión.
Protector contra sobretensiones para líneas de comunicación
Para una conexión de cobre, el dispositivo adecuado es un protector contra sobretensiones para líneas de comunicación, instalado en el punto de entrada de cada conexión en un edificio. Debe elegirse según el tipo de señal que se transmita: Ethernet con o sin alimentación PoE, RS485, telefonía o cable coaxial.
Sin embargo, copiar una referencia elegida para otra interfaz puede interrumpir el funcionamiento de la red o dejar sin atender una necesidad de protección. Por lo tanto, la elección debe hacerse enlace por enlace, teniendo en cuenta las características de transmisión y alimentación de cada uno.
Además, las pantallas, los blindajes y las partes metálicas de los cables, incluyendo la armadura de algunos cables de fibra óptica, están conectados a la unión equipotencial en el punto de entrada del edificio. Según el estudio, las conexiones a tierra de los edificios conectados también se benefician de la interconexión.
Por lo tanto, la elección entre cobre y fibra no se trata de oponer lo "peligroso" a lo "invulnerable". Es una decisión arquitectónica que debe tomarse en consulta con especialistas en redes y electricidad para abordar la infraestructura restante.
IEC 62305: Tratar las interfaces, no solo los dispositivos
La Comisión Electrotécnica Internacional, conocida por sus siglas IEC, publica la serie IEC 62305, dedicada a la protección contra rayos. La Parte 4 trata sobre los sistemas eléctricos y electrónicos en estructuras y las medidas destinadas a reducir el riesgo de fallos permanentes debidos a los efectos electromagnéticos de los rayos.
La tercera edición, IEC 62305-4:2024, se publicó el 12 de septiembre de 2024 (IEC, registro oficial). Sin embargo, citar esta edición no exime de la obligación de identificar los documentos aplicables al país, al contrato y a la instalación en estudio.
El análisis de riesgos inicial, basado en la norma IEC 62305-2:2024, sirve como punto de partida para la selección de medidas. Este análisis vincula las medidas de seguridad elegidas con las posibles consecuencias de una interrupción del servicio.
Un diseño coordinado
La unión equipotencial es un método que conecta partes conductoras según un diseño definido para limitar sus diferencias de potencial. No consiste en añadir arbitrariamente una conexión a un equipo: su integración requiere un estudio de todo el sistema involucrado.
Para preparar este estudio, organice las preguntas en este orden:
- ¿Qué servicios deben seguir estando disponibles y cuáles serían las consecuencias de su pérdida?
- ¿Qué líneas entran en los edificios o conectan zonas distintas?
- ¿Dónde se encuentran las interfaces de protección y las conexiones de unión equipotencial?
- ¿Cómo se controlan las bandejas portacables y los bucles de circuitos?
- ¿Qué pruebas se utilizarán para verificar las decisiones tomadas y su implementación?
Por lo tanto, un pararrayos no sustituye la protección de las interfaces electrónicas. Del mismo modo, un protector contra sobretensiones instalado en una conexión de red no constituye, por sí solo, un sistema completo de protección contra rayos para el edificio.
Crea un archivo útil para los equipos de operaciones
La resiliencia es la capacidad de una organización para mantener o restablecer sus funciones esenciales tras una interrupción. En el caso de una red industrial, combina protección técnica, conocimiento de la arquitectura y procedimientos de diagnóstico.
Protección, observación y evidencia por separado
Tras un evento, la coincidencia temporal entre una tormenta y un apagón no demuestra automáticamente la causa eléctrica exacta. Sin embargo, la información con marca de tiempo facilita el análisis al compararla con los registros de equipos y las observaciones realizadas por personal autorizado.
Un archivo utilizable incluye, en particular:
- el plano de conexión y la versión correspondiente al terreno;
- las referencias de los equipos y sus protector contra sobretensiones ;
- los informes de diseño y aceptación disponibles;
- los incidentes observados y las medidas efectivamente adoptadas;
- las responsabilidades de diagnóstico y reincorporación al servicio.
Antes de volver a ponerlos en servicio, compruebe el estado de los protector contra sobretensiones después de cada tormenta importante. Un protector contra sobretensiones sin indicador de fallo no necesariamente está en buen estado.
En este contexto, LPS Manager, la aplicación LPS France, centraliza el estado de Paraton@irlos contadores de impacto Compt@ir y Alert@ir XT. Agrupa las averías notificadas, los impactos registrados y el seguimiento de la garantía, con un historial fechado para cada instalación.
Además, Strike Radar permite la verificación retrospectiva de los rayos registrados en las inmediaciones de una instalación en una fecha determinada, y proporciona informes keraunicos y certificados de impacto de rayos. Estos documentos se basan en datos de detección que LPS France no utiliza; no sustituyen una investigación eléctrica de la falla.
Finalmente, cada dispositivo conserva su función: el contact@ir ® system permite realizar pruebas y monitorización remotas de los Paraton@irpuerta de enlace Rout@ir o a través de la red celular con el Contact@ir MD. Sin embargo, no protege los puertos de red de los edificios.
Póngase en contacto con LPS France y facilíteles el plano de su emplazamiento para definir los requisitos antes de seleccionar una solución.
En resumen, las conexiones entre edificios se encuentran dentro del perímetro de protección contra rayos, incluso cuando solo transmiten datos. El medio elegido, las fuentes de alimentación, protector contra sobretensiones y la conexión equipotencial deben estudiarse conjuntamente, basándose en el análisis de riesgos. De este modo, un mapeo preciso sienta las bases para un diseño coherente según la norma IEC 62305-4:2024. La documentación de monitorización permite explicar las decisiones tomadas y adoptar un enfoque metódico, sin garantizar la ausencia total de fallos.
