Que pasa cuando cae un rayo en una piscina olímpica

por | Nov 7, 2022 | pararrayos | 0 Comentarios

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Las piscinas olímpicas o los espacios abiertos tienen una alta probabilidad de descargas directas tipo rayo, asimismo, el agua es un elemento que tiene implícita una baja conductividad, mucho menor que el concreto, en consecuencia, las tensiones de paso producidas por un rayo son bastante peligrosas. En este artículo, se mostrará un estudio hecho para las piscinas olímpicas ubicadas en Villavicencio, se simulará mediante el software de simulación de multifísica COMSOL. En otras palabras, se simulará la geometría de las tres piscinas, y la estructura de la cual hacen clavados, asimismo se evaluará con ATP Draw, las implicaciones de que caiga un rayo en las condiciones actuales y se mostrará las medidas de mitigación necesarias para mitigar los efectos de esta.

Ilustración 1, Mapa de la piscina Olimpica y dimenciones, fuente Google Maps.
Ilustración 2, Geometríay malla de elementos finitos utilizados en la simulación.

Que pasa si cae un rayo en la plataforma de clavados

La plataforma de clavados tiene una altura de 10 m y sobresale de forma considerable con respecto al resto de estructuras del complejo acuático, actualmente no cuenta con un sistema de protección externo contra rayos y no cuenta con un sistema de equipotencialización de la estructura o un sistema de puesta a tierra. En la ilustración 3 se muestra la geometría montada para la simulación en COMSOL.

Ilustración 3, geometría de la estructura de clavados de la psicina.

Si cae un rayo de 200 mil Amperios y se asume que el concreto tienen una resistividad de 100 Ohms*m, el suelo de 50 Ohms*m y el agua con 5000 Ohms*m, la ilustración 4 corresponde a las tensiones de paso vistas desde la plataforma ubicada a 10 m y 7.5 m respectivamente, para la plataforma ubica a 10 m más cercana al punto de impacto, se tiene que el punto de mayo potencia es de 186 millones de voltios y el menos punto es de 160 millones de voltios, en otras palabras, siguiendo las líneas equipotenciales, el deportista que esté en esa posición puede experimentar tensiones de paso del orden de 2 millones de voltios entre sus piernas, la energía disipada sería el equivalente a una masa de 50 kg en caída libre a una altura de 223 m, es claro con esta magnitud que es letal.

Ilustración 4, sobretensiones vistas en la plataforma de clavado 10 m y 7.5 m de altura respectivamente.

Asimismo, se evalúan las tensiones de paso que experimentan las personas que se encuentran en el piso 0, el punto de mayor potencial es de 6.26 millones de voltios en las condiciones actuales, las personas que estén en el alrededor de la estructura pueden experimentar tensiones de paso de hasta 200 mil Voltios, lo que equivale a una caída libre de un objeto de 50 kg a una altura de 42.3 m de altura.

En caso de que el rayo caiga en la mitad de una de las piscinas olímpicas, se muestra en la ilustración 6, el potencial de mayor valor registrado es de 650 mil millones de voltios, y para el área de circulación alrededor de la piscina, se tienen tensiones de paso del orden de 36600 voltios. Para el primer caso, sería letal para todos las personas que estén en la piscina, en condiciones competitivas esto habría implicado la muerte de 8 atletas. Sin embargo, para las personas en los alrededores podría llegar a ser peligroso, solo experimentan 5000 voltios de diferencia de potencia, disiparían una energía del orden de 15.6 Joules, en la literatura se manejan 20 Joules para este tipo de eventos, en otras palabras, es peligroso, pero tiene una alta probabilidad de sobrevivir.

Qué tipo de soluciones se pueden utilizar para piscinas

se pueden colocar sistemas de protección contra rayos, se recomienda utilizar el tipo ionizante o aquellos que su factor de punta tienen mejor comportamiento, otra forma de prevenirlo es usando alertas tempranas de tormenta.

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