Esfera rodante

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5. Protección externa contra rayos
5.1 Instalación captadora
La instalación captadora de un sistema de protección
contra rayos tiene la misión de impedir las descargas
directas de rayo en el volumen a proteger. Debe dise-
ñarse para prevenir descargas incontroladas de rayo
en la estructura objeto de protección.
Mediante una instalación captadora correctamente
dimensionada se reducen, de manera controlada, las
consecuencias de una descarga de rayo en el edificio.
La instalación captadora puede conformarse en base
a los elementos siguientes, que pueden combinarse
discrecionalmente ente si:
⇒ Puntas captadoras.
⇒ Cables captadores.
⇒ Mallas captadoras.
Al fijar el emplazamiento y posición de los dispositi-
vos captadores del sistema de protección contra
rayos, hay que prestar especial atención y cuidado a
la protección de las esquinas de la instalación que se
desea proteger. Esto tiene especial relevancia para
dispositivos captadores situados sobre tejados planos
o en la parte superior de las fachadas.
Los dispositivos captadores deben instalarse, sobre
todo, en las esquinas.
Para determinar la posición de los dispositivos capta-
dores necesarios pueden utilizarse tres procedimien-
tos:
⇒ Método de la esfera rodante.
⇒ Método de la malla captadora.
⇒ Método del ángulo de protección.
El de la esfera rodante es el método de planificación
más universal y el que se recomienda utilizar para
casos complicados debido a la geometría de la edifi-
cación.
A continuación se exponen los tres procedimientos.
5.1.1 Métodos de diseño y tipos de dispositi-
vos captadores
Método de la esfera rodante – “Modelo geométrico –
eléctrico”
En el caso de los rayos nube-tierra, la descarga des-
cendente de rayo va creciendo, escalonadamente
desde la nube en dirección a la tierra. Cuando la des-
carga descendente se ha aproximado entre 10 y 100
metros a tierra, se sobrepasa la capacidad de aisla-
miento eléctrico del aire próximo a la misma. En ese
momento empieza a crecer otra descarga similar a la
descendente en dirección a ésta: la descarga ascen-
h1
h2
Punta captadora
α
Ángulo de
protección
Dimensiones
de la malla
Derivador
r
Esfera de rayo
Sistema de puesta a tierra
I 20 m 5 x 5 m
II 30 m 10 x 10 m
III 45 m 15 x 15 m
IV 60 m 20 x 20 m
Nivel de
protección
Radio de la
esfera
Dimensiones
de malla
Altura máxima del edificio
Fig. 5.1.1: Procedimientos para el diseño de la instalación captadora en edificios de gran altura.

dente de rayo. Con ello se determina el lugar de des-
carga del rayo (Figura 5.1.1.1).
El punto de inicio de la descarga ascendente y, con
ello, el punto posterior de descarga del rayo, lo deter-
mina, sobre todo, la cabeza de la descarga descen-
dente. Ésta sólo puede aproximarse a tierra hasta una
distancia concreta que viene determinada por la
intensidad de campo eléctrico del suelo, creciente
continuamente, durante la aproximación de la cabe-
za de la descarga descendente. La distancia más
pequeña entre la cabeza de la descarga descendente
y el punto de inicio de la descarga captadora se deno-
mina tramo final de descarga hB (se corresponde con
el radio de la esfera de rayo).
Inmediatamente después de que se sobrepasa la
capacidad de aislamiento en un punto, se origina la
descarga ascendente que lleva a la descarga final y
que se superpone al trayecto de la descarga final.
Basándose en las observaciones sobre el efecto de
protección de cables de guarda y de torres de alta
tensión se ha realizado el denominado “modelo geo-
métrico-eléctrico”.
Este modelo está basado en la hipótesis de que la
cabeza de la descarga descendente se aproxima a los
objetos situados en tierra, sin verse afectada por
nada, hasta que alcanza la distancia final de descar-
ga.
El lugar o punto de descarga viene determinado por
el objeto que esté a menor distancia de la cabeza de
la descarga descendente. La descarga ascendente que
allí se inicia “se impone” finalmente (Figura 5.1.1.2)
Clasificación de los sistemas de protección y radio de
la esfera rodante
En una primera aproximación existe una proporcio-
nalidad entre el valor cresta de la corriente de rayo y
la carga eléctrica acumulada en la descarga descen-
dente. Asimismo, también el campo eléctrico del sue-
lo, al aproximarse la descarga descendente creciente,
en un primer momento, depende linealmente de la
carga acumulada en la misma.
De este modo, existe una proporcionalidad entre el
valor de cresta I de la corriente de rayo y la distancia
final de descarga hB (= radio de la esfera rodante):
r en m
I en kA
La protección contra rayos en edificios está descrita
en la norma UNE EN 62305-1 (IEC 62305-1). Esta nor-
ma define, entre otras cosas, la clasificación de los sis-
temas de protección y fija las medidas de protección
contra rayos correspondientes a cada caso.
Esta norma diferencia entre cuatro niveles de protec-
ción. El nivel de protección I ofrece la máxima protec-
ción y el nivel de protección IV la menor. Unida a la
r I= ⋅10 0 65.
Punto situado más
alejado de la cabeza
de la descarga des-
cendente
Inicio de la
descarga
ascendente
Descarga
descendente
Cabeza de la descarga
descendente
Inicio de la descarga
ascendente
Punto situado más
próximo a la cabeza
de la descarga
descendente
Esfera de rayo
Distanciafinal
dedescargahB
Una esfera de rayo,como se expone en este ejemplo,
puede tocar en varios puntos,no sólo la punta de la torre
sino también la nave de la iglesia.En todos los puntos de
contacto es posible que se produzca una descarga de rayo.
Fig. 5.1.1.1: Descarga inicial ascendente que determina el lugar en que va a caer el rayo. Fig. 5.1.1.2: Modelo de la esfera rodante
Fuente: Prof. Dr.A. Kern,Aachen
(Aquisgrán).
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clase de protección está la eficacia de la instalación
captadora Ei, es decir, qué porcentaje de las descargas
de rayo esperadas pueden ser controladas de forma
segura por la instalación captadora. Después, se
determina la distancia final de descarga, y con ello el
radio de la “esfera de rayo”. En la tabla 5.1.1.1 se
recoge la relación existente entre clase de protección,
eficacia de la instalación captadora Ei, distancia final
de descarga/radio de la “esfera rodante” y valor cres-
ta de la corriente.
Basado en la hipótesis del “modelo geométrico –
eléctrico”, según la cuál la cabeza de la descarga des-
cendente se aproxima arbitrariamente, sin influencia
alguna, a los objetos situados sobre la tierra, hasta
llegar a la distancia final de descarga, se puede deri-
var un procedimiento general que permite compro-
bar la eficacia del sistema definido respecto del edifi-
cio a proteger. Para la ejecución del método de la
esfera rodante se precisa un modelo a escala del edi-
ficio/estructura a proteger (p. ej. a una escala de
1:100), en el que se reproducen los contornos exter-
nos que lo delimitan y la instalación captadora corres-
pondiente. Dependiendo del lugar de emplazamien-
to del edificio que se pretende estudiar, es necesario
asimismo incluir los edificios y objetos circundantes,
ya que éstos pueden actuar eficazmente como
“medidas naturales de protección”.
Además, en función del nivel de protección, la esfera
del rayo tendrá un radio distinto que se corresponde
con la distancia final de descarga (el radio r de la
“esfera rodante”, dependiendo de la clase de protec-
ción, será de 20, 30, 45 o 60 m). El centro de la “esfe-
ra rodante” utilizada se corresponde con la cabeza de
la descarga descendente respecto a la cuál se forman
las correspondientes descargas ascendentes.
La esfera rodante se acerca al edificio objeto de estu-
dio, y se señalan los puntos de contacto de la esfera
con el mismo. Dichos puntos de contacto representan
los posibles puntos de descarga del rayo. A continua-
ción, se hace rodar la esfera sobre el edificio en todas
las direcciones, y de nuevo se procederá a marcar
todos los puntos de contacto. De este modo, se loca-
lizan sobre el modelo todos los puntos posibles de
descarga de rayo, y además se pueden establecer
también todas las zonas de posibles descargas latera-
les. Las zonas de protección naturales resultantes de
la geometría del edificio que se pretende proteger y
de su entorno, resultan ahora claramente percepti-
bles. Por tanto, en estos puntos puede, prescindirse
de la instalación de pararrayos (Figura 5.1.1.3).
Hay que tener muy en cuenta, sin embargo, que se
han constatado huellas de rayos en algunos puntos
que no habían sido tocados directamente por la
“esfera rodante”. Se presume que esto se debe, entre
otras cosas, a que en caso de descargas múltiples de
rayo, el punto de base del rayo ha cambiado de posi-
ción a consecuencia de la acción del viento. En conse-
cuencia, alrededor de los puntos de descarga de rayo
Fig.5.1.1.3: Aplicación esquemática del método de la “esfera
rodante” en un edificio con superficie muy irregular.
Tabla 5.1.1.1.: Relaciones entre niveles de riesgo, efectividad Ei, distancia final de descarga hB y mínimo valor cresta de la corriente I.
Fuente:Tablas 5, 6 y 7 de la norma UNE EN 62305-1 (IEC 62305-1).
Nivel de riesgo LPL Probabilidades para los valores
límite de la corriente de rayo
Radio de la esfera rodante
(Distancia final de descarga
hB) – r en m
Valor cresta mínimo
de la corriente – I en kA
IV
III
II
I
0.84
0.91
0.97
0.99
60
45
30
20
16
10
5
3
<Valores máximos según
tabla 5 UNE EN 62305-1
>Valores mínimos según
tabla 6 UNE EN 62305-1
0.97
0.97
0.98
0.99
r
r
r
r
r
r
Edificio
Esfera de rayo

debemos considerar un área de aproximadamente un
metro, en la que es posible que se produzcan impac-
tos.
Ejemplo 1: Nuevo edificio de la Administración en
Munich
En la fase de proyecto del nuevo edificio de la Admi-
nistración, a causa de la compleja geometría del edi-
ficio, se decidió utilizar el procedimiento de la esfera
rodante para identificar las zonas expuestas al riesgo
de descargas de rayo.
Esto fue posible ya que se disponía de una maqueta
de la nueva construcción a escala 1:100. Se determinó
el nivel de protección I como exigencia al sistema de
protección contra rayos. Es decir, que el radio de la
esfera rodante fuera de 20 cm (Figura 5.1.1.4).
En los lugares en los que “la esfera de rayo” toca par-
tes del edificio puede producirse una descarga direc-
ta de rayo con el correspondiente valor mínimo de
corriente de cresta de 3 kA (Figura 5.1.1.5). En conse-
cuencia, en dichos puntos es necesario instalar dispo-
sitivos captadores. Si, además de lo indicado, en
dichos puntos o en sus inmediaciones, existen equi-
pos eléctricos (p.ej. en la cubierta del edificio), es
necesario adoptar medidas adicionales de protección.
Con la aplicación del procedimiento de la esfera de
rayo se evitó tener que instalar dispositivos captado-
res en aquellos lugares en los que no eran necesarios
desde el punto de vista de protección. Por otra parte,
se consiguió mejorar la protección contra descargas
directas en aquellos lugares en los que dicha protec-
ción era necesaria.
Ejemplo 2: Catedral de Aquisgrán (Aachen)
La catedral se encuentra situada en el casco antiguo
de la ciudad de Aquisgrán y está rodeada de edificios
altos.
Junto a la catedral hay una maqueta a escala 1:100
con la que se pretende hacer fácilmente comprensi-
ble a los visitantes la geometría de la edificación.
Los edificios situados alrededor de la catedral apor-
tan una protección natural a la misma contra descar-
gas de rayo.
Además y para poder exponer mejor la eficacia de las
medidas de protección contra rayos, se han reprodu-
cido los edificios colindantes con sus elementos más
representativos a la misma escala (1:100) (Figura
5.1.1.6).
Fig. 5.1.1.4: Edificio administrativo de nueva construcción: Modelo
con “esfera rodante “ nivel de protección I.
Fuente:WBG Wiesinger.
Fig. 5.1.1.5: Edificio administrativo de nueva construcción DAS:Vista
aérea de las zonas expuestas a descargas de rayo para
el nivel de protección I.
Fuente:WBG Wiesinger.
Fig. 5.1.1.6: Catedral de Aquisgrán (Aachen): Modelo con entorno y
“esferas de rayo” para los niveles de protección II y III.
Fuente: Prof. Dr.A. Kern,Aquisgrán.

La figura 5.1.1.6 muestra además “esferas rodantes
de rayo” de los niveles de protección II y III (es decir
con radios de 30 y 45 cm) aplicadas sobre la maqueta.
El objetivo buscado era mostrar el incremento de las
exigencias a la instalación captadora al disminuir el
radio de la esfera rodante. Es decir, mostrar qué
zonas de la catedral de Aquisgrán debían considerar-
se como expuestas al riesgo de descargas de rayo al
usar un sistema de protección contra rayo nivel II que
exige un mayor grado de protección.
La “esfera rodante” más pequeña (es decir con el
nivel de protección más elevado) naturalmente toca a
la maqueta no sólo en todos los puntos en los que la
“esfera rodante” con el radio más grande ha tocado.
La profundidad de penetración de la esfera rodante
es determinante en el dimensionado de los dispositi-
vos captadores para un edificio o para una instalación
dispuesta sobre la cubierta.
Con la fórmula siguiente se puede calcular la profun-
didad de penetración p de la esfera rodante, cuando
la esfera rueda sobre “raíles”. Esto se da, por ejem-
plo, en el caso de dos cables tensados.
Siendo:
r Radio de la esfera rodante.
d Distancia entre dos puntas captadoras o entre
dos conductores paralelos.
En la figura 5.1.1.7 se expone detalladamente esta
consideración.
Cuando se pretende proteger la superficie de la
cubierta o estructuras montadas sobre la misma con-
tra descargas directas de rayo, suelen utilizarse nor-
malmente puntas captadoras. Con la disposición en
forma de cuadrado de las puntas captadoras que, por
lo general no están unidas mediante cables tensados,
la esfera no se desliza “sobre raíles” sino que “pene-
tra más profundamente” (Figura 5.1.1.8).
La altura de las puntas captadoras ∆h debe ser supe-
rior a la profundidad de penetración p y por tanto
mayor que la penetración de la esfera de rayo. Con
esta altura complementaria de las puntas captadoras
se garantiza que la esfera rodante no llegue a tocar el
objeto que se pretende proteger.
p r r d= − − /( )⎡
⎣
⎤
⎦
2 2
1
2
2
Fig. 5.1.1.9: Cálculo de ∆h, por el método de la esfera rodante, para
el caso de varias puntas captadoras.
Lucernario instalado
sobre cubierta
d Diagonal
∆h
Fig. 5.1.1.7: Profundidad de penetración p de la esfera rodante.
∆h
d
r
Conductor
captador
Profundidadde
penetraciónp
Fig. 5.1.18: Dispositivos captadores para estructuras en cubierta con
su correspondiente espacio protegido.
d
∆h
r
p
Nivel de protección
I II III IV
r 20 30 45 60
Cubo protegido entre cuatro
puntas captadoras

Otra posibilidad para calcular la altura de las puntas
captadoras se recoge en la tabla 5.1.1.2. La profundi-
dad de penetración de la esfera rodante viene dada
por la mayor distancia existente entre las puntas cap-
tadoras. Usando la distancia máxima, la profundidad
de penetración p puede obtenerse de la tabla. Las
puntas captadoras deben dimensionarse de acuerdo
con la altura de la instalación a proteger (en relación
con el lugar de emplazamiento de la punta captado-
ra) y con la profundidad de penetración de la esfera
rodante (Figura 5.1.1.9).
Si se obtiene, por ejemplo, una altura máxima para
las puntas captadoras de 1,15 m (determinación efec-
tuada por cálculo, o bien según la tabla), se aplicará,
por lo regular, una medida convencional de 1,5 m
para la punta captadora.
Método de la malla
Una instalación captadora en forma de malla puede
utilizarse de manera universal y con total indepen-
dencia de la altura del edificio y de la forma de la
cubierta. Sobre ésta se tiende una red captadora en
forma de malla con un reticulado que se corresponde
con el nivel de protección deseado (Tabla 5.1.1.3).
La penetración de la esfera de rayo, en el caso la ins-
talación captadora constituida por mallas, se supone,
simplificadamente, igual a cero.
Se elige libremente la posición de cada una de las
mallas, usando el peto y los bordes exteriores del edi-
ficio, así como los componentes metálicos naturales
que puedan utilizarse como parte integrante de la
instalación captadora.
Los conductores captadores situados en los cantos
exteriores de la edificación, tienen que colocarse lo
más cerca posible a los bordes del edificio.
Un peto metálico puede utilizarse como dispositivo
captador o derivador, si se cumplen las medidas míni-
mas exigidas para elementos naturales (Figura
5.1.1.10).
Método del ángulo de protección
El método del ángulo de protección se deriva del
modelo de rayo eléctrico-geométrico. El ángulo de
protección viene determinado por el radio de la esfe-
ra rodante. El ángulo de protección comparable con
el radio de la esfera rodante se deduce cuando una
línea inclinada corta a la esfera rodante de tal mane-
ra que las superficies resultantes son igual de grandes
(Figura 5.1.1.11).
Este método debe aplicarse a los edificios con dimen-
siones simétricas (p. ej. cubierta inclinada) o para
estructuras montadas sobre la cubierta (p. ej. ante-
nas, tuberías de ventilación).
El ángulo de protección depende del nivel de protec-
ción y de la altura de los dispositivos captadores sobre
la superficie de referencia (Figura 5.1.1.12).
p. ej. canalón
I
II
III
IV
Dimensiones de malla
5 x 5 m
10 x 10 m
15 x 15 m
20 x 20 m
Tabla 5.1.1.3: Dimensiones de malla.
Fig. 5.1.1.10: Mallas captadoras.
I (20 m) II (30 m) III (45 m) IV (60 m)
Nivel de protección con radio de la esfera
rodante en metros
Penetración de la esfera rodante (m)
(redondeada)
d
Distancia
entre puntas
captadoras
2 0.03 0.02 0.01 0.01
4 0.10 0.07 0.04 0.03
6 0.23 0.15 0.10 0.08
8 0.40 0.27 0.18 0.13
10 0.64 0.42 0.28 0.21
12 0.92 0.61 0.40 0.30
14 1.27 0.83 0.55 0.41
16 1.67 1.09 0.72 0.54
18 2.14 1.38 0.91 0.68
20 2.68 1.72 1.13 0.84
23 3.64 2.29 1.49 1.11
26 4.80 2.96 1.92 1.43
29 6.23 3.74 2.40 1.78
32 8.00 4.62 2.94 2.17
35 10.32 5.63 3.54 2.61
Tabla 5.1.1.2: Penetración de la esfera rodante en caso de dos pun-
tas captadoras o dos conductores captadores parale-
los.

α1
α2
h2
Hh1
h1
Observación:
El ángulo de protección α1 se refiere a la altura de la punta captadora
h1 sobre la superficie del tejado que se pretende proteger (Superficie
de referencia);
El ángulo de protección α2 se refiere a la altura h2 = h1 + H, siendo
la superficie de la tierra la superficie de referencia.
h1:Altura física de la punta captadora
Fig. 5.1.1.16: Sistema de protección contra rayos, volumen
protegido por una punta captadora vertical.
Fig. 5.1.1.14: Ejemplos de sistemas de protección con ángulo de
protección α.
Ángulo α
Ángulo α
Fig. 5.1.1.13: Zona protegida cónica.
h1
α° α°
Fig. 5.1.1.11: Ángulo de protección y radio equivalente de la esfera
rodante.
Fig. 5.1.1.12: Ángulo de protección “alfa” en función de la altura h
y el nivel de protección.
Fig. 5.1.1.15: Espacio protegido mediante un cable tendido.
base
Superficie de referenciaPunta
captadora
r
α°
Esfera rodante
Ángulo de
protección
h[m]
α°
I II III
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0 2 10 20 30 40 50 60
IV
α° h1
Punta
captadora
El ángulo α depende de la clase de protección y de la altura de la
punta captadora sobre la superficie de referencia

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
54
55
56
57
58
59
60
71
71
66
62
59
56
53
50
48
45
43
40
38
36
34
32
30
27
25
23
2,90
5,81
6,74
7,52
8,32
8,90
9,29
9,53
10,00
10,00
10,26
10,07
10,16
10,17
10,12
10,00
9,81
9,17
8,86
8,49
74
74
71
68
65
62
60
58
56
54
52
50
49
47
45
44
42
40
39
37
36
35
36
32
30
29
27
26
25
23
3,49
6,97
8,71
9,90
10,72
11,28
12,12
12,80
13,34
13,76
14,08
14,30
14,95
15,01
15,00
15,45
15,31
15,10
15,39
15,07
15,26
15,40
16,71
15,00
14,43
14,41
13,76
13,66
13,52
12,73
77
77
74
72
70
68
66
64
62
61
59
58
57
55
54
53
51
50
49
48
47
46
47
44
43
41
40
39
38
37
36
35
35
34
33
32
31
30
29
28
27
26
25
24
23
4,33
8,66
10,46
12,31
13,74
14,85
15,72
16,40
16,93
18,04
18,31
19,20
20,02
19,99
20,65
21,23
20,99
21,45
21,86
22,21
22,52
22,78
24,66
23,18
23,31
22,60
22,66
22,67
22,66
22,61
22,52
22,41
23,11
22,93
22,73
22,50
22,23
21,94
21,62
21,27
20,89
20,48
20,05
19,59
19,10
79
79
76
74
72
71
69
68
66
65
64
62
61
60
59
58
57
56
55
54
53
52
53
50
49
49
48
47
46
45
44
44
43
42
41
40
40
39
38
37
37
36
35
35
34
33
32
32
31
30
30
29
28
27
27
26
25
25
24
23
5,14
10,29
12,03
13,95
15,39
17,43
18,24
19,80
20,21
21,45
22,55
22,57
23,45
24,25
24,96
25,61
26,18
26,69
27,13
27.53
27.87
28.16
30.52
28.60
28.76
29.91
29.99
30.03
30.03
30.00
29.94
30.90
30.77
30,61
30,43
30,21
31,05
30,77
30,47
30,14
30,90
30,51
30,11
30,81
30,35
29,87
29,37
29,99
29,44
28,87
29,44
28,82
28,18
27,51
28,02
27,31
26,58
27,05
26,27
25,47
Altura de la
punta captadora
h en m
SK 1
Ángulo Distancia
α a en m
SKI II
Ángulo Distancia
α a en m
SK III
Ángulo Distancia
α a en m
SK IV
Ángulo Distancia
α a en m
αÁngulo
Altura h
de la punta
captadora
Distancia a
Tabla 5.1.1.4: Ángulo de protección α en función del nivel de protección.

Los conductores captadores, las puntas captadoras,
los mástiles y los cables deben estar dispuestos de tal
manera que todas las partes o piezas de la edificación
que se pretende proteger se encuentren dentro del
volumen de protección de la instalación captadora.
La zona protegida pude tener “forma de cono” o
bien “forma de tienda” al tender un cable (Figuras
5.1.1.13 hasta 5.1.1.15).
Si se instalan puntas captadoras sobre la superficie
del tejado para protección de estructuras situadas
sobre el mismo, el ángulo de protección “alfa” puede
ser distinto. En la figura 5.1.1.16 la superficie de refe-
rencia para el ángulo de protección “alfa1” es la
superficie del tejado. El ángulo de protección “alfa2”
tiene como superficie de referencia el suelo, y de este
modo el ángulo “alfa2” según figura 5.1.1.12 y según
la tabla 5.1.1.4 es más pequeño que “alfa1”.
En la tabla 5.1.1.4 puede consultarse el ángulo de
protección para cada el nivel de protección y la dis-
tancia correspondiente (margen de protección).
Método del ángulo de protección para sistemas de
protección aislados en estructuras sobre cubierta
Las estructuras que con frecuencia se construyen poste-
riormente sobre cubierta y sobresalen de las zonas de
protección, pueden suponer un problema adicional.
Si en estas estructuras hay instalados, además, siste-
mas eléctricos o electrónicos, como p. ej. equipos de
aire acondicionado, antenas, sistemas de medida o
cámaras de televisión, es necesaria la adopción de
medidas de protección complementarias.
Si este equipamiento se conectara directamente al
sistema de protección contra rayos, en caso de una
descarga directa, corrientes parciales de rayo pene-
trarían en el edificio. Esto puede producir la destruc-
ción de equipamiento sensible a las sobretensiones.
Mediante la instalación de sistemas de protección ais-
lados se evitan las descargas directas de rayo en estas
estructuras que sobresalen de la cubierta.
Las puntas captadoras de la figura 5.1.1.17 son ade-
cuadas para la protección de estructuras de tejado de
menores dimensiones (con equipamiento eléctrico).
Estas puntas dibujan una zona de protección en for-
ma “cónica” e impiden una descarga directa de rayo
sobre la estructura del tejado.
La distancia de separación s debe tenerse en cuenta al
dimensionar la altura de las puntas captadoras (Ver
capítulo 5.6).
Instalaciones captadoras aisladas y no aisladas
Al realizar la protección externa contra rayos de un
edificio se diferencia entre dos tipos de instalaciones
captadoras:
Fig. 5.1.1.18: Tejado a dos aguas con soportes para conductor.
Fig. 5.1.1.19: Tejado plano con puntas captadoras y soportes de
conductor: Protección de lucernarios.
Fig. 5.1.1.17: Protección contra descargas directas de rayo de
estructuras pequeñas sobre cubierta mediante puntas
captadoras.

⇒ Aisladas.
⇒ No aisladas.
Las dos formas de ejecución pueden combinarse
entre sí.
La instalación captadora de un sistema de protección
contra el rayo no aislado puede llevarse a cabo de
diferentes formas:
Si el tejado está realizado de material no combusti-
ble, los conductores de la instalación captadora pue-
den tenderse sobre la superficie de la cubierta (p. ej.
tejado a dos aguas o cubierta plana) Por lo general se
utilizan materiales de construcción no combustibles.
Los componentes de la protección externa contra
rayos pueden instalarse directamente sobre la estruc-
tura (Figuras 5.1.1.18 y 5.1.1.19).
Si el tejado está realizado con materiales fácilmente
combustibles como p. ej. tejados de paja, la distancia
entre partes combustibles del tejado y los elementos
de la instalación captadora formada por puntas cap-
tadoras, conductores captadores y mallas captadoras
no puede ser inferior a 0,4 m.
Las partes de la instalación a proteger que sean fácil-
mente inflamables no deben estar en contacto direc-
to con elementos del sistema de protección externo
contra rayos. Tampoco deben situarse bajo una
cubierta de tejado que pueda ser perforada en caso
de descarga directa de rayo (Ver capítulo 5.1.5 Teja-
dos de paja).
En caso de instalaciones captadoras aisladas, la tota-
lidad de la estructura está protegida contra descargas
directas mediante puntas captadoras, mástiles o más-
tiles con tendido de cables. Los elementos de protec-
ción tienen que instalarse teniendo muy en cuenta la
distancia de separación s respecto al edificio. (Figuras
5.1.1.20 y 5.1.1.21).
La distancia de separación s entre los dispositivos de
protección y la estructura a proteger debe ser respe-
tada.
Las instalaciones captadoras aisladas de la estructura
a proteger se utilizan con frecuencia en caso de que
existan materiales combustibles sobre el tejado (p. ej.
paja) o también en caso de instalaciones Ex (p.ej.
depósitos de combustibles).
Ver también el capítulo 5.1.5: “Instalaciones captado-
ras para tejados de paja”.
Otra posibilidad de diseñar sistemas de protección
aislados consiste en fijar los elementos captadores
(puntas captadoras, conductores o cables) al objeto
que se pretende proteger con materiales aislados
eléctricamente como p. ej. GRP (plástico reforzado
con fibra de vidrio).
Esta forma de aislamiento puede utilizarse en espa-
cios limitados o puede aplicarse para todas las partes
de la instalación. Con frecuencia se emplea para pro-
teger estructuras situadas sobre cubierta, como insta-
laciones de ventilación o de refrigeración, que están
conectadas eléctricamente con el interior del edificio
(Ver también capítulo 5.1.8).
s s
α α
Superficie de
referencia
Estructura
protegida
Mástil
captador
Mástil
captador
s Distancia de separación según UNE EN 62305-3
α Ángulo de protección según la tabla 5.1.1.4
s2
s1
s2
Superficie de
referencia
Estructura
protegidaMástil
captador
s1, s2 Distancia de separación según UNE EN 62305-3
Conductor captador
horizontal
Mástil
captador
Fig.5.1.1.20: Sistema de protección externa contra rayos aislado
con dos mástiles captadores separados de acuerdo
con el procedimiento de ángulo de protección:
Proyección sobre una superficie vertical.
Fig. 5.1.1.21: Sistema de protección externa contra rayos aislado,
compuesto por dos mástiles captadores separados,
unidos entre sí con un conductor horizontal captador:
Proyección sobre una superficie vertical mediante dos
mástiles (alzado).

Componentes naturales de las instalaciones captado-
ras
Se pueden utilizar partes o piezas metálicas de la
construcción, como p. ej. canalones de lluvia, petos,
barandillas o revestimientos, como elementos natu-
rales de una instalación captadora de protección con-
tra rayos.
Si un edificio tiene un armazón metálico de acero,
una cubierta metálica y una fachada con materiales
conductores, estos elementos, bajo determinadas
condiciones, pueden utilizarse como parte integrante
del sistema de protección externa contra rayos.
Los revestimientos realizados con chapas metálicas en
fachada o en cubierta del edificio a proteger, pueden
utilizarse si la conexión eléctrica entre los diferentes
tramos de revestimiento está realizada de forma
segura. Estas conexiones eléctricas pueden llevarse a
cabo p. ej. mediante abrazaderas, soldadura, compre-
sión, tornillos o pernos.
Si no hay conexión eléctrica, estos elementos deben
conectarse expresamente mediante latiguillos de
empalme o cables de puenteo.
Si el grosor de la chapa no es inferior al valor t´ en la
tabla 5.1.1.5, y no es necesario tener en cuenta la
posibilidad de fusión de las chapas en el punto de
impacto del rayo, o la inflamación de material com-
bustible bajo la cubierta, dichas chapas pueden utili-
zarse como elementos captadores.
El espesor de los materiales requerido no varía en
función de los niveles de protección.
Sin embargo, si fuera necesario adoptar medidas para
impedir la fusión o calentamientos indebidos en el
punto de descarga, el espesor de las chapas de metal
no debe ser inferior al valor t en la tabla 5.1.1.5.
Por lo general, estos grosores exigidos para los mate-
riales, no pueden cumplirse, p. ej. en el caso de teja-
dos metálicos.
En el caso de tuberías o depósitos sí existe la posibili-
dad de cumplir estos grosores mínimos (espesor de las
paredes). Sin embargo, si el aumento de temperatura
(calentamiento) que se produce en la parte interior
de las tuberías o de los depósitos pudiera ser peligro-
so para los medios contenidos en ellos (riesgo de
incendio o de explosión) estos elementos no deben
ser utilizados como captadores (Ver también al res-
pecto el capítulo 5.1.4).
Si las exigencias de los correspondientes espesores
mínimos no se cumplen, estos elementos, p. ej. tube-
rías o depósitos, deben quedar incluidos en una zona
protegida contra descargas directas de rayo.
Un ligero recubrimiento de pintura, 1 mm de pintura
bituminosa, o 0,5 mm de PVC no se considera como
aislamiento adecuado en caso de descarga directa de
rayo. Dichos revestimientos se perforan como conse-
cuencia de la alta energía que se origina durante una
descarga directa de rayo.
En caso de usar componentes naturales para las deri-
vaciones, no deben existir recubrimientos en los pun-
tos de conexión.
Si se encuentran elementos conductores en la super-
ficie del tejado, éstos pueden utilizarse como elemen-
tos captadores naturales, siempre que no exista una
conexión conductora con el interior del edificio.
En este caso, p. ej. tuberías o conductores eléctricos,
podrían penetrar corrientes parciales de rayo en el
interior del edificio y dañar, o incluso destruir instala-
ciones y dispositivos eléctricos/electrónicos sensibles.
Para evitar esta situación, se deben instalar sistemas
captadores aislados.
El dimensionado de los sistemas captadores aislados
puede efectuarse de acuerdo con el método de la
esfera rodante o según el método del ángulo de pro-
tección. Una instalación captadora con un reticulado
de malla definido conforme con el correspondiente
nivel de protección, puede construirse cuando toda la
Tabla 5.1.1.5: Espesor mínimo de chapas metálicas.
Material
-
4
4
5
7
-
2.0
0.5
0.5
0.5
0.65
0.7
Plomo
Acero (inox.,
galvanizado)
Titanio
Cobre
Aluminio
Cinc
Espesor
a t
mm
Espesor
b t`
mm
Nivel de
protección
del SPCR
I hasta IV
at Impide perforaciones, sobrecalentamiento e
inflamación
b t` Sólo para chapas metálicas, cuando no sea
importante impedir la perforación, el
sobrecalentamiento y la inflamación

instalación está aislada (elevada) de la estructura a
proteger a la distancia de separación s requerida.
En el capítulo 5.1.8 se describe un sistema universal
de componentes para la realización de instalaciones
captadoras aisladas.
5.1.2 Instalación captadora para edificios con
tejados a dos aguas
Con el concepto de “instalación captadora” se
entiende la totalidad de los componentes metálicos,
p. ej. conductores captadores, puntas captadoras,
soportes, clemas,etc.
Los puntos más expuestos a descargas de rayo, como
son esquinas de tejados, chimeneas, caballetes y aris-
tas, cantos de frontispicios, aleros, balaustradas,
antenas y cualquier otro elemento constructivo que
sobresalga en cubierta, deben protegerse con dispo-
sitivos captadores.
Por lo regular, en tejados a dos aguas la instalación
captadora en forma de malla se dispone sobre la
superficie del tejado, con el nivel de protección
correspondiente (p. ej. reticulado de malla de 15 m x
15 m para el nivel de protección III). (Figura 5.1.2.1).
La situación de las mallas se define tomando en con-
sideración el caballete y los bordes exteriores, así
como los componentes metálicos que sirven como
elementos captadores. Los conductores captadores
situados en los bordes exteriores del edificio deben
tenderse tan cerca de los bordes como sea posible.
Para cerrar la “malla” de la instalación captadora ten-
dida sobre la superficie del tejado suele utilizarse, por
lo general, el canalón del tejado. Partiendo del
supuesto de que el canalón del tejado es conductor,
en el punto donde se cruzan el sistema captador con
el canalón del tejado se utiliza una borna de unión.
Las estructuras de tejado de material no conductor,
(p. ej. tuberías de ventilación de PVC) se consideran
protegidas si no sobresalen más de 0,5 m del plano de
la malla (Figura 5.1.2.2).
Si sobresale más de 0,5 m, dicha estructura debe equi-
parse con un elemento captador (p. ej. punta capta-
dora) y éste, a su vez, debe conectarse con el conduc-
tor captador más próximo. Una forma de hacerlo es
usar una varilla de diámetro 8 mm con una longitud
libre máxima de 0,5 m, tal y como se refleja en la figu-
ra 5.1.2.3.
Las estructuras metálicas situadas sobre el tejado, sin
conexión conductora con el interior de la estructura a
proteger, no necesitan conectarse a la instalación
captadora si se dan los tres requisitos siguientes:
⇒ Sobresalir, como máximo, 0,3 m del nivel del teja-
do.
⇒ Tener una superficie máxima encerrada de 1 m2
(p.ej. ventanas de tejado).
⇒ Tener como máximo, de 2 metros de largo (p. ej.
cubiertas de chapa).
Solamente en el caso de que se cumplan las tres con-
diciones citadas podrá prescindirse de la conexión.
Además, con las condiciones arriba enunciadas, hay
que respetar la distancia de separación en relación
con la instalación captadora y derivadora (Figura
5.1.2.4).
h
Fig. 5.1.2.1: Instalación captadora sobre
tejado a dos aguas.
Fig. 5.1.2.2: Altura de una estructura sobre el
tejado realizada en material no
conductor (p. ej. PVC), h ≤ 0.5 m.
Fig. 5.1.2.3: Elementos captadores
adicionales para tuberías de
ventilación.

Para proteger las chimeneas, los elementos captado-
res deben instalarse de tal manera que toda la chime-
nea se encuentre dentro de la zona de protección.
Para el cálculo de las puntas captadoras se aplicará el
método del ángulo de protección.
Si la chimenea está hecha con ladrillos o con material
prefabricado, la punta captadora puede instalarse
directamente sobre la misma.
Si en el interior de la chimenea hay un tubo metálico
( p. ej. en caso de restauración de edificios antiguos),
tiene que respetarse la distancia de separación res-
pecto a este elemento conductor. Este es un ejemplo
en el que se usan sistemas captadores aislados y las
puntas captadoras se sustentarán mediante distancia-
dores aislantes. El tubo metálico se conectará al siste-
ma equipotencial general. La protección de antenas
parabólicas se efectúa de manera similar a la de las
chimeneas con tubo metálico interior.
En caso de descarga directa de rayo en antenas,
corrientes parciales de rayo pueden penetrar en el
interior del edificio que se desea proteger a través del
blindaje de los conductores coaxiales y ocasionar
daños en los equipos e interferencias en el funciona-
miento de los mismos. Para evitarlo, las antenas se
protegen con elementos captadores aislados (p. ej.
con puntas captadoras) (Figura 5.1.2.5).
Los elementos captadores situados sobre el caballete
determinan una zona de protección con vertientes
angulares (de acuerdo con el procedimiento de ángu-
lo de protección). El ángulo depende de la altura
sobre el nivel de referencia (p. ej. superficie del terre-
no) y del nivel de protección elegido.
5.1.3 Instalación captadora para edificios con
cubierta plana
En edificios con cubierta plana (Figuras 5.1.3.1 y
5.1.3.2) se aplica el método de mallas para el dimen-
sionado de la instalación captadora. Se coloca una
instalación captadora sobre la cubierta formando
mallas, con un reticulado que se determina en fun-
ción del nivel de protección elegido (Tabla 5.1.1.3).
La figura 5.1.3.3 reproduce una aplicación práctica de
instalación captadora mallada en combinación con
puntas captadoras para la protección de elementos
situados sobre el tejado, como son por ej. lucernarios,
módulos fotovoltaicos o equipos de aire acondiciona-
do.
El capítulo 5.1.8 muestra como deben tratarse estas
estructuras situadas sobre cubierta.
Los soportes de conductor para tejados planos se
colocan dejando una distancia entre sí de aproxima-
damente 1 metro. Los conductores captadores se
conectan con el peto como elemento natural de la
instalación captadora. Al cambiar la temperatura,
también lo hace la longitud de los materiales utiliza-
dos en los petos, y por tanto los distintos segmentos
de los mismos se equipan con piezas de dilatación.
Si se utiliza el peto como elemento captador, estos
distintos segmentos tienen que estar unidos entre si
eléctricamente, sin que ello dificulte su capacidad de
dilatación. Esto puede realizarse con ayuda de ban-
das de puenteo, cables o latiguillos de empalme
(Figura 5.1.3.4).
Los cambios de longitud debidos a las variaciones de
Fig. 5.1.2.5: Antena con punta captadora.
Fuente: Oberösterreichischer Blitzschutz, Linz.
Fig. 5.1.2.4: Edificio con una instalación fotovoltaica.
Fuente: Blitzschutz Wettingfeld, Krefeld.

temperatura hay que tenerlos en cuenta también en
el caso de los conductores captadores y en el caso de
las derivaciones (Ver capítulo 5.4).
Una descarga de rayo en el peto puede producir la
fusión de los materiales utilizados en el mismo. Si esta
circunstancia no puede asumirse, será necesario insta-
lar un elemento captador suplementario, por ejem-
Pieza de dilatación
Distancia entre soportes
de tejado aprox. 1 m
Conexión flexible
Brida de puenteo.
Art. Nr. 377 015
Soporte de conductor
de tejado tipo FB2.
Art. Nr. 253 050
de tejado tipo FB.
Art. Nr. 253 015
Fig. 5.1.3.1: Instalación captadora.
Fig. 5.1.3.2: Instalación captadora sobre tejado plano.
Fig. 5.1.3.5: Ejemplo de protección para un peto metálico cuando
pueda producirse la fusión del material (Vista frontal).
Fig. 5.1.3.3: Uso de puntas captadoras.
Fig. 5.1.3.4: Brida de puente.
Brida de puenteo
Punta captadora
Esfera de rayo
Balaustrada
Peto metálico

plo puntas captadoras, posicionadas de acuerdo con
el método de la esfera rodante (Figura 5.1.3.5).
Soportes de conductor para tejados planos soldados
homogéneamente
Como consecuencia de la acción del viento, el recubri-
miento del tejado, si sólo está fijado mecánicamente
o sustentado por su propio peso, puede moverse en
sentido horizontal. Para que los soportes de conduc-
tores de la instalación captadora no se desplacen
sobre la superficie lisa del tejado, es necesario asegu-
rar la fijación de los conductores captadores sobre
dicha superficie. Los soportes convencionales para
conductores de tejado no pueden pegarse, de forma
duradera, sobre el recubrimiento de tejado, ya que
por lo general los pegamentos utilizados no son com-
patibles con el recubrimiento de las cubiertas.
Una forma sencilla y segura de asegurar la fijación, es
utilizar soportes de conductores de tejado tipo KF en
combinación con tiras (cortar las tiras a medida) del
mismo material que el utilizado para el recubrimien-
to del tejado. La tira se fija al soporte de plástico y se
suelda por los dos lados sobre la cubierta. El soporte
y la tira deben posicionarse inmediatamente al lado
de una junta de la cubierta a una distancia de aproxi-
madamente 1 m. Las tiras se sueldan con el recubri-
miento del tejado de acuerdo con las indicaciones
proporcionadas por el fabricante del mismo. De este
modo, se evita que los conductores captadores se des-
placen por el tejados. En caso de que el tejado tenga
una inclinación de 5º, cada soporte debe tener su
correspondiente elemento de fijación.
En caso de recubrimiento de tejado sintético fijado
mecánicamente, los soportes de los conductores de
tejado deben disponerse inmediatamente al lado de
la fijación mecánica.
Hay que tener muy en cuenta que los trabajos de sol-
dadura y pegado pueden afectar negativamente a la
garantía proporcionada por el instalador de la
cubierta.
Por lo tanto, este tipo de trabajos debe llevarlos a
cabo el instalador de la cubierta o, en todo caso, de
acuerdo con él (Figura 5.1.3.6).
5.1.4 Instalación captadora sobre cubiertas
metálicas
Los modernos edificios industriales y comerciales, con
mucha frecuencia, tienen tejados y fachadas de
metal. Las chapas o las placas metálicas de los tejados
suelen tener un espesor de 0,7 – 1,2 mm.
La figura 5.1.4.1 muestra un ejemplo de la forma de
construcción de un tejado metálico.
Cuando se produce una descarga directa de rayo
sobre la cubierta, puede producirse su perforación
Fig. 5.1.3.6: Bandas para tejado plano sintético. Soporte de conductor de tejado tipo KF/KF2.
~300
~ 300
~90
~70
Distancia entre los so-
portes de conductor
en tejado: aprox. 1 m
Conexión flexible

como consecuencia de la fusión y la vaporización en
el punto de la descarga del rayo. El tamaño del agu-
jero depende de la energía del impacto de rayo y de
las propiedades del material (p. ej. espesor del mis-
mo). El mayor problema que se da en estos casos, son
los daños derivados, p. ej. goteras. Pueden pasar días
e incluso semanas hasta que se adviertan estos daños.
El aislamiento del tejado se humedece y el techo pier-
de su estanqueidad.
Un ejemplo de daños, que fue evaluado por el Servi-
cio de Información sobre Rayos de Siemens (BLIDS –
Blitz Informations Dienst von Siemens), muestra esta
problemática. (Figura 5.1.4.2) Una corriente de apro-
ximadamente 20.000 A descargó sobre la cubierta de
chapa e hizo un agujero (Figura 5.1.4.2: Detalle A).
Como la cubierta de chapa no estaba puesta a tierra,
en la zona de la cornisa se produjeron saltos de chis-
pas hacia partes metálicas naturales de la pared
(Figura 5.1.4.2: Detalle B), lo que a su vez ocasionó
que se hiciera otro agujero.
Para evitar estos tipos de daños, incluso en el caso de
tejados metálicos finos, hay que instalar un sistema
adecuado de protección externa contra el rayo, con
cables y bornas capaces de soportar la corriente del
mismo.
La norma de protección contra rayos UNE EN 62305-3
(IEC 62305-3) hace referencia expresa al riesgo de
daños en tejados metálicos. Cuando sea necesario ins-
talar una protección externa contra rayos, las chapas
de metal tienen que tener los valores mínimos fijados
en la tabla 5.1.1.5.
Los espesores t no son relevantes para las cubiertas de
tejado. Si las chapas de metal tienen un espesor t´
suficiente para soportar la perforación y fusión de la
misma como consecuencia del sobrecalentamiento
que puedan sufrir al producirse una descarga de rayo,
pueden utilizarse como elementos captadores natu-
rales.
Distancia de los
conductores horizontales
3 m
4 m
5 m
6 m
Altura de la punta
captadora*)
0.15 m
0.25 m
0.35 m
0.45 m
Apropiado para todos los niveles de
protección contra rayos
* Valores recomendados
Esfera rodante con radio
según el nivel de protección
Punta captadora
Valoración: BLIDS – Siemens
I = 20400 A Edificio residencial
Detalle B
Detalle A
Fig. 5.1.4.2: Ejemplo de daños: cubierta de chapa.
Tabla 5.1.4.1: Protección contra rayos para tejados metálicos.Altura
de las puntas captadoras.
Fig. 5.1.4.3 Instalación captadora en tejado metálico. Protección
contra perforaciones.
Fig. 5.1.4.1: Tipos de tejados metálicos, p. ej.
tejado con junta redondeada.

En estos casos, el propietario del edificio debe cono-
cer y dar su conformidad a esta circunstancia puesto
que el tejado no ofrece ya total garantía en términos
de estanqueidad.
Si el propietario no está dispuesto a asumir el riesgo
de sufrir este tipo de daños en el tejado como conse-
cuencia de una descarga de rayo, habrá que instalar
el correspondiente sistema de protección. La instala-
ción captadora debe dimensionarse a partir del siste-
ma de la esfera rodante (de radio r según el nivel de
protección elegido) (Figura 5.1.4.3).
Para el montaje de la instalación captadora se reco-
mienda realizar una especie de “erizo” con conducto-
res longitudinales y puntas captadoras.
En la práctica, con independencia del nivel de protec-
ción, se han usado y probado las alturas de las puntas
captadoras según la tabla 5.1.4.1.
Es importante señalar que para sujetar y fijar los con-
ductores y puntas captadoras sobre tejados metáli-
cos, éstos no deben taladrarse. Para las distintas
variantes de tejados metálicos (junta redonda, con
nervio, trapezoidal) se dispone del correspondiente
soporte. En la figura 5.1.4.4a se reproduce un posible
diseño para un tejado metálico con junta redonda.
2
1 3
Conectores paralelos
St/tZn Art.Nr. 307 000
Soporte de conductor para
tejados metálicos
DEHNgrip
StSt Art.Nr. 223 011
Al Art.Nr. 223 041
Roof conductor holder
Soporte de conductor para
tejados metálicos
Guiado del conductor con
pieza de apriete
StSt Art. Nr. 223 010
Al Art. Nr. 223 040
1
2
3
Conexión a tejado
Latiguillo de empalme
para puenteo
Cable de puenteo
Conector KS
Punta captadora
Fig. 5.1.4.4a: Soporte de conductores para tejado metálico - Tejado con junta
redonda.
Fig. 5.1.4.4b: Soporte de conductores para tejado
metálico - Tejado con junta redonda.
Fig. 5.1.4.5: Modelo de estructura de un
tejado de chapa trapezoidal.
Soporte de conductor con pieza
de apriete.
Fig. 5.1.4.6: Modelo de estructura de tejado
con junta redonda.
Fig. 5.1.4.7: Punta captadora para un
lucernario en un tejado con junta
redonda.

Hay que tener muy en cuenta que, al instalar los con-
ductores, el soporte situado en la parte más alta del
tejado, tiene que estar realizado con un guiado fijo
del conductor, mientras que los restantes soportes de
conductores deben estar realizados en ejecución suel-
ta, debido a la compensación de longitud condiciona-
da por la temperatura (Figura 5.1.4.4b).
El soporte con guiado fijo del conductor está refleja-
do en la figura 5.1.4.5 con el ejemplo de un tejado de
chapa trapezoidal.
En la figura 5.1.4.5, además del soporte de conductor,
se ha reproducido una punta captadora. El soporte
de conductor tiene que sujetarse en el tornillo de fija-
ción por encima de la arandela de estanqueidad para
evitar la penetración de agua.
En la figura 5.1.4.6 se reproduce el guiado libre del
conductor, con el ejemplo de un tejado con junta en
forma de nervio.
También en la figura 5.1.4.6 se ha reproducido la
conexión, capaz de soportar corriente de rayo, con la
chapa en junta nervada en la zona del borde del teja-
do.
Los dispositivos no protegidos, que sobresalen del
tejado, como p. ej. lucernarios y chimeneas, son pun-
tos expuestos al riesgo de descargas de rayo, que
deben protegerse instalando puntas captadoras jun-
to a los mismos. La altura de la punta captadora se
calcula en base al ángulo de protección “alfa”.
5.1.5 Instalación captadora en edificios con
cubiertas de paja
Para realizar el dimensionado de un sistema de pro-
tección externo contra rayos con este tipo de cubier-
ta, se suele utilizar un nivel III pues cumple, por lo
general, las exigencias para un edificio de este tipo.
En algunos casos especiales puede efectuarse un aná-
lisis de riesgos en base a la norma UNE EN 62305-2
(IEC 62305-2).
Los conductores de la instalación captadora emplaza-
dos sobre este tipo de tejados (de paja, cañizo o jun-
cos) deben tenderse sobre soportes aislantes con
libertad de movimiento. Deben respetarse determi-
nadas distancias respecto de los aleros.
En el caso de que se lleve a cabo un sistema de protec-
ción contra rayos sobre el tejado hay que aumentar
las distancias de seguridad, de manera que en caso de
instalación de una nueva cubierta puedan cumplirse
en cualquier caso las distancias mínimas exigidas. El
valor típico para la distancia entre derivadores es de
15 metros en el nivel de protección III.
La distancia exacta entre derivadores se obtiene en
base al cálculo de la distancia de separación “s”
según UNE EN 62305-3 (IEC
62305-3).
En el capítulo 5.6 se expone el
método de cálculo de la dis-
tancia de separación.
En el caso de conductores
situados en caballetes de teja-
do, deben considerarse vanos
de hasta aprox. 15 m. y en el
caso de conductores para
bajantes o derivadores, vanos
de hasta aproximadamente
10 m. sin apoyos adicionales.
Los mástiles de apoyo tienen
que estar fijados al tejado
(vigas y travesaños) con aran-
delas y bulones de sujeción
(Figuras 5.1.5.1 hasta 5.1.5.3).
Si en la superficie del tejado
se encuentran piezas metáli-
cas (p. ej. veletas, antenas,
chapas metálicas, escaleri-
Fig. 5.1.5.1: Instalación captadora para edificios con cubiertas de paja.
Leyenda
Conductor captador
Punto de conexión
Punto de separación/
Punto de mediciones
Conductor de tierra
Derivación
Distancias más importantes (valores mínimos)
a 0.6 m Conductor captador/ Caballete
b 0.4 m Conductor captador/Cubierta del tejado
c 0.15 m Alero/Soporte del alero
d 2.0 m Conductor captador/Ramas de árboles

llas...), estos elementos deben quedar completamen-
te dentro del volumen de protección que aporte el
correspondiente sistema de protección aislado.
En estos casos, sólo se consigue una protección efecti-
va contra rayos utilizando un sistema de protección
aislado con puntas captadoras ubicadas cerca del edi-
ficio, o con conductores captadores o mástiles inter-
conectados junto al mismo.
Si un tejado de paja limita con una cubierta de metal,
y se pretende instalar en el edificio una protección
externa contra rayos, se debe introducir una placa no
conductora, por ejemplo de plástico, de 1 metro de
ancho como mínimo entre el tejado de paja y el otro
tejado.
Las ramas de los árboles próximos deben mantenerse,
como mínimo, a una distancia de 2 metros del tejado
de paja. Si hay árboles situados muy cerca del edificio,
y lo sobrepasan en
altura, entonces en el
borde de la edificación
cercana a los árboles
(borde del canalón,
frontispicio) hay que
instalar un conductor
captador que deberá, a
su vez, conectarse con
la instalación de pro-
tección contra rayos
del edificio, prestando
debida atención a las
distancias necesarias
requeridas.
Otra posibilidad para proteger edificios con tejados
de paja contra descargas de rayo, es la de instalar
mástiles captadores calculados de tal manera que
todo el edificio quede dentro de la zona de protec-
ción.
Consultar al respecto el capítulo 5.1.8 sobre instala-
ciones captadoras aisladas (Mástiles de protección
telescópicos).
Una nueva posibilidad, arquitectónica y estéticamen-
te interesante es utilizar conductores aislados como
derivadores.
En la figura 5.1.5.4 puede verse un ejemplo de insta-
lación de bajantes con conductores aislados: Reforma
de un tejado en una granja histórica en la Baja Sajo-
nia.
En España, la instalación o no de un sistema de pro-
6
3
4
5
Pos Denominación según Art. Nr.
DIN
1 Tensor con punta captadora 48811 A 145 309
2 Mástil de madera 48812 145 241
3 Soporte de conductor para − 240 000
tejado
4 Soporte de canalón 48827 239 000
5 Bloque tensor 48827 B 241 002
6 Conductores captadores,p.ej. − 840 050
cable deAl
1
2
Fig. 5.1.5.2: Componentes para tejados de paja.
Fig. 5.1.5.3: Tejado de brezo. Fig. 5.1.5.4: Granja histórica con protección externa contra rayos.
(Fuente: Hans Tormählen GMBH & Co K.G.).

tección externo contra el rayo viene determina por la
ley. Así, el Código Técnico de la Edificación establece
en que casos se debe instalar dicho sistema de acuer-
do con una serie de parámetros definidos en el mis-
mo. Fuera de esas situaciones, es decisión
del propietario del edificio o instalación dis-
poner o no de las correspondientes medidas
de protección. Obviamente la adopción de
estas medidas es más que recomendable en
el caso de edificios o estructuras que, por su
situación, tipo de construcción o uso son
particularmente susceptibles de recibir des-
cargas directas de rayo, o en los que dicha
descarga pueda tener graves consecuencias,
por pérdidas irreparables, continuidad de
servicio o coste de reparación o reposición
de los equipos que puedan verse afectados.
Teniendo en cuenta el incremento de casos
de daños causados por descargas de rayo y
sobretensiones, las Compañías de Seguros,
al firmar o ampliar un contrato de seguro,
exigen la adopción de medidas para la pro-
tección contra rayos y sobretensiones. La
base de cálculo para la evaluación del ries-
go es un análisis de riesgos según la norma
UNE EN 62305-2 (IEC 62305-2).
Para la granja histórica anteriormente men-
cionada, el sistema de protección contra
rayos a instalar debe tener el nivel de pro-
Fig. 5.1.5.5: Sección del edificio principal.
Leyenda:
Derivador
Conductor HVI
(bajo tejado)
Cable de tierra
Punto de separación
Tejado de paja
Esfera rodante con r = 45 m
2m
10m1.5m1m
13 m
Tubo aislante GRP/Al diámetro 50 mm
Fig. 5.1.5.6: Representación esquemática del tendido de los derivadores en las vigas del tejado.
Tubo aislante con conductor
HVI en su interior
Caballete de brezo
Traviesa de madera
atornillada Conductor HVI tendido bajo
techo hasta el alero del tejado
Lámina de sellado para el mástil
Paso a través de la
chapa de la cornisa
EBB
MEBB
Leyenda:
Derivador
Conductor HVI
(bajo tejado)
Cable de tierra
Punto de separación
Tejado de paja
Conductor HVI ten-
dido en el interior

partes conductoras. Esta distancia de separación se
determina según lo dispuesto en la norma UNE EN
62305-3 (IEC 62305-3). El conductor HVI aislado está
desarrollado de tal manera que aporta una distancia
de separación equivalente en el aire de s = 0,75 m, o
s 1,50 m en caso de materiales sólidos. La disposición
del derivador está representada en la figura 5.1.5.6.
El conductor HVI se instala en el interior del tubo ais-
lante. La instalación del conductor HVI requiere su
conexión a una barra equipotencial de toma de tie-
rra. La equipotencialidad se lleva a cabo mediante un
conductor flexible H0V-K 1 x 16 mm2. El tubo aislante
se sujetó a una construcción especial (traviesa de
madera), y los derivadores, en su posterior recorrido,
se fijaron a lo largo de las vigas de sustentación del
tejado (Figura 5.1.5.6).
En el alero del tejado los conductores HVI se guiaron
a través de la chapa de la cornisa. (Figura 5.1.5.7).
Por razones arquitectónicas, el posterior tendido de
los derivadores se efectuó en aluminio. El paso del
conductor HVI a los derivadores no aislados en las
proximidades de la instalación de toma de tierra se
efectuó, como en toda la instalación, teniendo en
cuenta las instrucciones de montaje del sistema
DEHNconductor. Aquí no fue necesario utilizar una
unidad de sellado.
5.1.6 Cubiertas transitables por personas y
vehículos
Sobre cubiertas transitables no se pueden tender con-
ductores captadores (p. ej. con soportes de hormi-
gón). Una posible solución es disponerlos en el inte-
rior del hormigón o en las juntas de dilatación del
pavimento. En este caso, en los puntos de intersec-
ción de la malla se instalarán cabezas tipo hongo que
hacen el efecto de las puntas captadoras.
Las dimensiones de malla no pueden sobrepasar los
valores del nivel de protección correspondiente (Ver
capítulo 5.1.1- Tabla 5.1.1.3).
Si se garantiza que en estas superficies no va a haber
tránsito de personas durante una tormenta, es sufi-
ciente con adoptar las medidas de protección que se
acaban de enunciar.
En todo caso, se debe informar a las personas que
puedan acceder a la cubierta donde está el aparca-
miento, mediante los correspondientes avisos, de que
la cubierta debe desalojarse inmediatamente en caso
de tormenta y que no se debe acceder a la misma en
estas circunstancias. (Figura 5.1.6.1).
tección III. Esto se corresponde con las exigencias con-
tenidas en las normas para edificios con cubierta de
paja UNE EN 62305-3 (IEC 62305-3).
El objeto tiene un caballete de brezo que, para prote-
gerlo contra daños causados por los pájaros, está
cubierto por una malla de plástico.
Para planificar la instalación captadora hay que
determinar, en primer lugar, las zonas a proteger, lo
que se realiza por el procedimiento de la esfera
rodante. De acuerdo con la normativa, en el nivel de
protección III, debía aplicarse un radio de 45 metros.
Según esto, se calculó una altura de la punta capta-
dora de 2,30 m, con lo que quedaban incluídas en la
zona protegida contra descargas de rayo las dos chi-
meneas situadas en el tejado, así como los tres nuevos
salientes situados en un lado del mismo (Figura
5.1.5.5).
Se eligió instalar un tubo aislante (plástico reforzado
con fibra de vidrio) para elevar la punta captadora a
una altura suficiente y sujetar el sistema de derivado-
res aislados. Para garantizar la estabilidad mecánica
del tubo, su parte inferior está hecha de aluminio. La
presencia de elementos metálicos cercanos podía ori-
ginar chispas indeseadas. Para evitarlo, es necesario
asegurarse de que en un área de 1 metro alrededor
del dispositivo captador no haya elementos puestos a
tierra ni equipos eléctricos.
El aislamiento eléctrico entre la instalación captadora
y los derivadores por una parte y las instalaciones
metálicas y los equipos de energía eléctrica e infor-
mática por otra, dentro de la instalación del edificio o
estructura a proteger, puede lograrse asegurando
una distancia de separación “s” entre las distintas
Conductor HVI®
Guiado a través de la cornisa
Fig. 5.1.5.7: Conductor HVI guiado por la cornisa.

Si, por el contrario, es previsible que, durante una
tormenta puedan encontrarse personas en la superfi-
cie del tejado, los dispositivos captadores deben pro-
yectarse a una altura de 2,5 m. (con los brazos exten-
didos) de tal manera que queden protegidas contra
descargas directas de rayo.
La instalación captadora, según el nivel de protec-
ción, puede dimensionarse, por el método de la esfe-
ra rodante o por el del ángulo de protección (Figura
5.1.6.2).
La instalación captadora puede realizarse mediante
puntas captadoras o con cables tensados. Las puntas
captadoras se fijarán, por ejemplo, a elementos de la
construcción como son parapetos, balaustradas o
similares.
Por otra parte, para la protección de personas, tam-
bién se pueden utilizar otros elementos como, por
ejemplo, postes de alumbrado. En estos casos, sin
embargo, deben tenerse muy en cuenta las corrientes
parciales de rayo que pueden acceder al interior de la
construcción a través de los cables de energía. Para
estos conductores es imprescindible realizar medidas
de conexión equipotencial contra rayos.
5.1.7 Instalación captadora para cubiertas
ajardinadas y planas
Tanto desde un punto de vista económico como eco-
lógico, las cubiertas ajardinadas cobran sentido. Las
razones que lo justificarían son: aislamiento del rui-
do, protección de la superficie del tejado, elimina-
ción de polvo en el ambiente, aislamiento térmico
adicional, filtrado y retención del agua de lluvia y
mejora natural del ambiente de la vivienda y del
lugar de trabajo. Se diferencia entre las denominadas
cubiertas ajardinadas extensivas e intensivas. Las
cubiertas extensivas no requieren muchos cuidados,
contrariamente a lo que sucede en el caso de las
cubiertas ajardinadas intensivas, que requieren tra-
bajos y cuidados, como son riego, poda, y abono. Las
cubiertas ajardinadas requieren un sustrato de tierra
o un granulado sobre el tejado.
Si no se cuenta con un sistema de protección externa
contra rayos, la impermeabilización de la cubierta
puede quedar dañada en el punto de descarga de
rayo.
La práctica nos demuestra que, independientemente
del tipo de cuidados necesarios, se puede y se debe
instalar un sistema de protección externa contra
rayos en la superficie ajardinada en una cubierta.
La norma de protección contra rayos UNE EN 62305-
3 (IEC 62305-3), en caso de una instalación captadora
en forma de malla, prescribe unas dimensiones que
dependen directamente del nivel de protección ele-
gido (Ver capítulo 5.1.1, tabla 5.1.1.3). Un conductor
captador montado en el interior del recubrimiento
de la cubierta, es muy difícil de inspeccionar transcu-
rridos algunos años, ya que pequeñas puntas capta-
Fig. 5.1.6.1: Protección contra rayos de aparcamientos en cubierta –
Protección del edificio.
Fig. 5.1.6.2: Protección contra rayos de aparcamientos en cubierta -
Protección de las personas y del edificio (UNE EN
62305-3);Anexo E.
Derivación a través de la armadura
de acero
Conductores tendidos en el inte-
rior del hormigón o en las juntas
de dilatación del pavimento
Advertencia de aviso:
¡Prohibido entrar en el
aparcamiento en caso
de tormenta!
Hongo captador
Art. Nr. 108 001
Hongo captador
en el asfalto
hh
r
Altura de la punta captadora
dimensionada de acuerdo con la
zona de protección exigida
Cable captador
suplementario
h = 2.5 m + s

doras o los hongos captadores son casi imposibles de
detectar a consecuencia de la acumulación de sustan-
cias sobre ellos y por que, con frecuencia, sufren
daños durante los trabajos de mantenimiento. A esto
hay que añadir el peligro de corrosión de los conduc-
tores captadores tendidos dentro del recubrimiento.
Los conductores de la malla captadora tendidos por
encima de la superficie de cubierta, son fáciles de ins-
peccionar, pese a la acumulación de vegetación sobre
ellos, y además, la altura de la instalación captadora
puede elevarse mediante puntas captadoras que
“crezcan” con la vegetación de cubierta. La instala-
ción captadora puede diseñarse de maneras diferen-
tes. Por lo general, con
independencia de la
altura del edificio, se
suele tender sobre la
superficie del tejado una
instalación captadora en
forma de malla con un
reticulado que varía
según el nivel de protec-
ción que se considere y
que va desde los de 5 m x
5 m (Nivel de protección
I), hasta un máximo de
15 m x 15 m (Nivel de
protección III). Es aconse-
jable determinar el lugar
de instalación de la
malla teniendo en cuen-
ta el perímetro de la
cubierta y las estructuras
metálicas que puedan y
deban integrarse en la
instalación captadora.
Un material aconsejable
para los conductores
captadores situados sobre tejados ajardinados es el
acero inoxidable (Nr. de material 1.4571).
En caso de tender los conductores dentro de la capa
de recubrimiento (en el sustrato o granulado de tie-
rra) no puede utilizarse conductor de aluminio. (Figu-
ras 5.1.7.1 hasta 5.1.7.3).
5.1.8 Instalaciones captadoras aisladas
En la actualidad es frecuente que en los tejados de
grandes edificios de oficinas y en edificios industria-
les, se ubiquen instalaciones de aire acondicionado y
sistemas de refrigeración, p.ej. para servidores infor-
Fig. 5.1.7.1: Tejado ajardinado.
Fig. 5.1.8.1: Conexión de estructuras sobre cubierta.
Fig. 5.1.7.3: Guiado de los conductores por
encima del recubrimiento.
Fig. 5.1.7.2: Instalación captadora sobre un
tejado ajardinado.
Tejado
1ª planta
Planta baja
Sótano
Conexión a través
de vía de chispasConexión directa
EBB
Línea de datos

máticos. Antenas, lucernarios accionados eléctrica-
mente, anuncios publicitarios con luz integrada y
todas las demás estructuras que sobresalen de la
cubierta conectadas por un elemento conductor, p.ej.
a través de cables o tuberías, con el interior del edifi-
cio, deben ser tratadas de la misma forma.
De acuerdo con el estado actual de la técnica de pro-
tección contra rayos, estas estructuras situadas en
cubierta se protegen contra descargas directas de
rayo mediante una instalación captadora aislada. De
esta forma, se evita que puedan penetrar corrientes
parciales de rayo en el interior del edificio, donde
interferirían o incluso llegarían a destruir equipos
eléctricos/electrónicos sensibles.
En el pasado estas estructuras de tejado se conecta-
ban directamente al sistema de protección externa.
Esta conexión directa significa que corrientes parcia-
les de rayo podrían penetran en el interior del edifi-
cio. Posteriormente se puso en práctica la “conexión
indirecta” a través de una vía de chispas. De este
modo, descargas directas de rayo en las estructuras
del tejado podían fluir, también parcialmente a tra-
vés del “conductor interior”y en caso de una descar-
ga lejana en el edificio, las vías de chispas no deberí-
an alcanzar la tensión de respuesta. Sin embargo, casi
siempre se alcanzaba esta tensión de aprox. 4 kV, y
así penetraba una corriente parcial de rayo en el inte-
rior del edificio, por ejemplo a través de un conduc-
tor eléctrico. Con ello podrían resultar dañados, o
incluso destruidos totalmente equipos eléctricos y
electrónicos situados en el interior del mismo.
La única forma de evitar la entrada de estas corrien-
tes parciales en el interior de los edificios es utilizar
instalaciones captadoras aisladas que aseguran que
se mantiene la distancia de separación “s” necesaria.
La figura 5.1.8.1 muestra la penetración de una
corriente parcial de rayo en el interior del edificio.
Puntas captadoras
En el caso de pequeñas estructuras de tejado (p. ej.
pequeños ventiladores) la protección puede lograrse
mediante la instalación de una punta captadora o la
combinación de varias. Las puntas captadoras con
una altura de hasta 2 metros pueden fijarse con uno
o dos zócalos de hormigón superpuestos (p. ej. Art.
Nr. 102 010) (Figura 5.1.8.2).
Si las puntas captadoras son más altas de 2,5 o 3,0 m,
las puntas captadoras deben fijarse al objeto que se
pretende proteger con soportes de material aislante
eléctrico (p. ej. soporte distanciador DEHNiso) (Figura
5.1.8.3).
Si, además, se quieren fijar las puntas captadoras con
seguridad frente a los efectos del viento lateral, es
aconsejable la utilización de soportes angulados
(Figuras 5.1.8.4 y 5.1.8.5).
Si se precisan puntas captadoras de mayor altura, p.
ej. para estructuras de tejado muy elevadas, pueden
utilizarse soportes especiales para su instalación.
Fig. 5.1.8.2: Instalación captadora aislada. Protección con punta cap-
tadora.
Fig. 5.1.8.3: Punta captadora con soporte distanciador.

Las puntas captadoras auto soportadas hasta una
altura de 8,5 metros pueden instalarse usando un
soporte en forma de trípode. Estos soportes se fijan
sobre el suelo con zócalos de hormigón convenciona-
les (colocados unos sobre otros). A partir de una altu-
ra de 6 metros se requieren cables adicionales de
sujección, para resistir la acción del viento.
Esta clase de puntas captadoras pueden utilizarse
para las más diversas aplicaciones (p. ej. antenas o
instalaciones fotovoltaicas). Su instalación requiere
muy poco tiempo ya que tan sólo es necesario atorni-
llar algunos elementos entre sí. (Figuras 5.1.8.6 a
5.1.8.7).
En el caso de que haya que proteger instalaciones o
edificios enteros mediante la disposición de puntas
captadoras, (p. ej. instalaciones fotovoltaicas, depósi-
tos de munición…), se utilizan mástiles de protección
contra rayos. Estos mástiles se montan en un cimien-
to de hormigón. Con ellos se puede alcanza una altu-
ra sobre el nivel de la base de hasta 19 metros, e
incluso superiores si empleamos ejecuciones especia-
les. También es posible instalar cables sobre estos
mástiles, cuando están adaptados expresamente para
ello. Los mástiles telescópicos de protección contra
rayos se suministran en tramos empalmables lo que
supone una enorme ventaja para el transporte.
Más información (p. ej. montaje e instalación) sobre
estos mástiles telescópicos de acero para protección
contra rayos en las Instrucciones de montaje Nr. 1574
(Figuras 5.1.8.8 y 5.1.8.9).
Tendido de cables o conductores
Según UNE EN 62305-3 (IEC 62305-3) los cables capta-
dores pueden instalarse sobre la estructura que se
desea proteger.
Los cables captadores tendidos entre puntas definen
un espacio protegido en forma de tienda de campa-
ña a lo largo de los mismos y de forma cónica en sus
extremos.
El ángulo de protección “alfa” depende de la clase
de protección y de la altura de la instalación captado-
ra respecto del plano de referencia.
Para el dimensionado de los cables o conductores
puede aplicarse también el método de la esfera
Fig. 5.1.8.4: Soporte angular para punta cap-
tadora.
Fig. 5.1.8.6: Instalación captadora aislada
para una instalación fotovoltaica.
Fig. 5.1.8.5: Soporte de la punta captadora.
Fig. 5.1.8.7: Instalación captadora aislada
para estructuras sobre el tejado.
Fig. 5.1.8.9: Instalación de un mástil
telescópico de protección contra
el rayo.
Fig. 5.1.8.8: Protección suplementaria contra
la corrosión en la zona de transi-
ción, mediante cinta anticorrosi-
va para aplicación bajo tierra.

rodante (Radio de la esfera rodante - de acuerdo con
el nivel de protección).
Asimismo, puede utilizarse la malla como elemento
captador, siempre que pueda asegurarse la distancia
de separación correspondiente “s”. En estos casos, los
soportes distanciadores aislados se instalan en verti-
cal sobre zócalos de hormigón, por ejemplo, para ele-
var la malla a una determinada altura. (Figura
5.1.8.10).
DEHNiso-Combi
El programa de productos DEHNiso-Combi ofrece
diversas posibilidades para instalar cables o conduc-
tores de acuerdo con los tres métodos para el diseño
de instalaciones captadoras (esfera rodante, ángulo
de protección, malla).
Los tubos aislantes de aluminio con “tramo aislado“
(GRP –plástico reforzado con fibra de vidrio) que se
fijan al objeto que se desea proteger, proporcionan
una forma de guiado para los cables. El posterior
guiado hacia la instalación derivadora o hacia un sis-
tema captador suplementario (p. ej. malla), se realiza
con soportes distanciadores de plástico reforzado con
fibra de vidrio.
Puede obtenerse más información sobre las distintas
aplicaciones en los folletos DS 123, DS 111 y en las
Instrucciones de montaje Nr. 1475.
Las ejecuciones descritas pueden combinarse discre-
cionalmente entre sí, para adaptar la instalación cap-
tadora aislada a las condiciones locales (Figuras
5.1.8.11 hasta 5.1.8.14.
Fuente: Protección contra rayos Wettingfeld, Krefeld.
Fig. 5.1.8.12: Instalación captadora aislada con DEHNiso-Combi.
Fig. 5.1.8.11: Trípode para tubos auto soportados aislados.

5.1.9 Instalación captadora para campanarios
e iglesias
Protección externa contra rayos
Según la Hoja suplementaria 2 de la UNE EN 62305-3
(IEC 62305-3), apartado 18.1., un sistema de protec-
ción contra rayos dimensionado para el nivel de pro-
tección III cumple las exigencias normales para igle-
sias y campanarios. En algunos casos especiales, como
por ejemplo, en edificaciones con un alto valor cultu-
ral, hay que efectuar un análisis de riesgos específico.
Naves de iglesias
Según la Hoja suplementaria a la norma UNE EN
62305-3 (IEC 62305-3), apartado 18.5. la nave de una
iglesia tiene que dotarse de una protección especial
contra rayos. En caso de estar anexa a la torre de la
iglesia, debe unirse por la vía más corta posible con
los derivadores instalados en ésta. En el caso de una
nave de iglesia en cruz, tiene que instalarse un deri-
vador en cada uno de los extremos del cable capta-
dor situado a lo largo del caballete.
Campanarios o torres de iglesias
Las torres con una altura de hasta 20 metros tienen
que equiparse con un derivador. Si la torre y la nave
de la iglesia están construidas juntas, el derivador
debe conectarse, por la vía más corta posible, con la
protección externa contra rayos de la nave de la igle-
sia. (Figura 5.1.9.1). Si un derivador de la torre coinci-
de con un derivador de la nave de la iglesia, podrá
utilizarse un solo derivador común para ambas.
Según la Hoja suplementaria 2 a la norma UNE EN
62305-3 (IEC 62305-3), apartado 18.3, en las torres de
Fig. 5.1.8.13: Detalle de un DEHNiso-Combi.
Fig. 5.1.9.1: Tendido de los derivadores en una torre de iglesia.
Fig. 5.1.8.14: Instalación captadora aislada con DEHNiso-Combi.

iglesia de una altura superior a los 20 metros, hay
que instalar, como mínimo, dos derivadores. Uno de
estos derivadores, por lo menos, debe unirse, por la
vía más corta posible, con la protección externa con-
tra rayos de la nave de la iglesia.
Los derivadores de las torres deben instalarse, por
principio, por el exterior de las mismas. No está per-
mitido tender el derivador por el interior de la torre.
UNE EN 62305-3 (IEC 62305-3), Hoja suplementaria 2.
Además tiene que respetarse la distancia de separa-
ción “s” respecto de elementos metálicos e instala-
ciones eléctricas existentes en la torre (p. ej. equipos
de relojes, campanas) o debajo del tejado (p. ej. ins-
talaciones de calefacción y de ventilación) mediante
una disposición apropiada de la protección externa
contra rayos. La distancia de separación exigida pue-
de suponer un problema, especialmente en el caso
del reloj de la torre. En este caso, y para evitar la for-
mación de chispas peligrosas en partes de la protec-
ción externa contra rayos, la unión conductora con el
interior del edificio puede sustituirse por una pieza
aislante (p. ej. tubo de GRP – plástico reforzado con
fibra de vidrio).
En las iglesias de nueva construcción que se constru-
yen en hormigón armado, los hierros del mismo pue-
den utilizarse como derivadores, siempre que se
garantice la continuidad eléctrica. Si se utilizan pie-
zas prefabricadas de hormigón armado, pueden uti-
lizarse como derivador si se han dispuesto los puntos
de conexión correspondientes que aseguren la conti-
nuidad eléctrica requerida.
De acuerdo con la Hoja suplementaria 2 de la norma
UNE EN 62305-3 (IEC 62305-3) la compensación de
potencial de protección contra rayos con el equipa-
miento electrónico (suministro eléctrico, telefonía y
megafonía), el control de las campanas en el campa-
nario y en el sistema de control del tiempo, se debe
realizar en la entrada del edificio.
5.1.10 Instalación captadora para aerogenera-
dores
Requerimientos para la protección contra rayos
La norma IEC 61400-24 describe las medidas de pro-
tección contra rayos para aerogeneradores. En las
directrices de certificación de la German Lloyd, se exi-
ge un nivel III para los sistemas de protección contra
rayos en aerogeneradores con una altura de góndo-
la de hasta 60 m. y un nivel II para alturas de góndo-
la superiores a 60 m. En el caso de plantas Offshore
se exige el nivel de protección I. De este modo, pue-
den controlarse descargas de rayo con intensidades
de hasta 200.000 A. Estos requerimientos están basa-
dos en las experiencias de campo en operación con
aerogeneradores y en el análisis de riesgos según
UNE EN 62305-2 (IEC 62305-2).
Principio de protección externa contra rayos en aero-
generadores
La protección externa contra rayos consta de instala-
ción captadora, instalación derivadora y sistema de
puesta a tierra, y protege contra daños mecánicos y
contra incendios. Las descargas de rayo en aerogene-
radores tienen lugar, sobre todo, en las palas del
rotor. Por eso, en dichos puntos se integran elemen-
tos cuya finalidad es actuar como receptores de la
descarga del rayo (Figura 5.1.10.1).
Para conseguir que la corriente del rayo fluya a tierra
de manera controlada, los receptores integrados en
las palas del rotor, se conectan con la góndola
mediante un conductor de interconexión (pletina de
acero zincado St/tZn de 30 mm x 3,5 mm, o cable de
cobre de 50 mm2).
A su vez, cepillos de fibra de carbono o vías de chis-
pas aéreas puentean los rodamientos de bolas en la
cabeza de la góndola a fin de evitar que se produzca
soldadura en las piezas giratorias de la estructura.
Fig. 5.1.10.1: Aerogeneradores con receptores integrados en las
palas.
receptor
Conductor

Para proteger frente a la descarga de rayo los equi-
pamientos instalados en el exterior de las góndolas
de los aerogeneradores, como p. ej. anemómetros, se
utilizan puntas captadoras o “jaulas captadoras”
(Figura 5.1.10.2).
Como instalación derivadora se emplea la propia
torre del aerogenerador en el caso de que sea metá-
lica. En el supuesto de torres construidas de hormi-
gón armado, se utilizan conductores embebidos en el
mismo (redondo de acero zincado St/tZn diámetro
8…10 mm, o pletina St/tZn de 30 mm x 3,5 mm). El
sistema de puesta a tierra del aerogenerador está
constituido por una toma de tierra de cimientos en la
base de la torre y la conexión en forma de malla con
la toma de tierra de cimientos del edificio de opera-
ciones. De este modo se consigue una “superficie
equipotencial” que, en caso de descargas de rayo,
impide que se originen diferencias de potencial.
5.1.11 Esfuerzos por acción del viento en
puntas captadoras
Las cubiertas de los edificios se utilizan cada vez más
como lugar de localización de instalaciones. Particu-
larmente, en la cubierta de edificios de oficinas e
industrias, se instalan numerosos equipos técnicos
para ampliar los equipamientos de los mismos. Para
disponer de un sistema correcto de protección contra
rayos, es esencial proceder a la protección de las
estructuras ubicadas en la cubierta del edificio, como
son instalaciones de aire acondicionado, refrigera-
ción, antenas, instalaciones de telefonía móvil, alum-
brado, salidas de humo y otros elementos con
conexiones al sistema eléctrico de baja tensión (Figu-
ra 5.1.1.11.1).
Según las normas de protección vigentes de la serie
UNE EN 62305 (IEC 62305) estas estructuras de tejado
pueden ser protegidas mediante una instalación cap-
tadora aislada. Esto requiere un aislamiento de la ins-
talación captadora y derivadora. Es decir, una distan-
cia de separación suficiente respecto a las estructuras
y equipamientos instalados en cubierta que se desea
proteger. Esta opción proporciona una zona de pro-
tección en la que se descarta la posibilidad de descar-
gas directas de rayo. Igualmente, se evita la entrada
de corrientes parciales de rayo en el sistema de baja
tensión y, por tanto, en el interior del edificio.
Esto tiene especial relevancia ya que, la entrada de
corrientes parciales de rayo puede deteriorar e inclu-
so destruir equipos eléctricos/electrónicos sensibles.
Este tipo de instalaciones captadoras se utilizan tam-
bién para proteger estructuras de tejado extensas.
Los diversos sistemas se conectan entre sí y con el sis-
tema de puesta a tierra. El volumen del espacio de
protección obtenido depende, entre otras cosas, del
número y de la altura de los elementos captadores
instalados. En el caso de estructuras de tejado peque-
ñas, esta protección se consigue con una sola punta
captadora. El procedimiento para determinar el
número y altura de las puntas que deban utilizarse
en cada caso, implica el uso del método de la esfera
rodante según UNE EN 62305-3 (IEC 62305-3) (Figura
5.1.11.2).
Fig. 5.1.10.2: Protección contra rayos de anemómetros situados en
un aerogenerador.
Fig. 5.1.11.1: Protección contra descargas directas de rayo mediante
puntas captadoras autosoportadas.

El radio de la esfera dependerá del nivel de protec-
ción elegido. Dicha esfera se hace rodar en todas las
direcciones posibles sobre la instalación a proteger,
de modo que sólo toque en el suelo (superficie de
referencia) y/o en la instalación captadora.
Con este procedimiento se consigue definir un volu-
men protegido en el que es imposible que se produz-
can descargas directas de rayo.
Para obtener un volumen protegido lo más grande
posible, o bien para poder proteger estructuras de
tejado de mayor tamaño contra descargas directas de
rayo, se utilizan puntas captadoras adicionales de
altura suficiente. Las puntas captadoras auto-sopor-
tadas se aseguran contra roturas y contra vuelcos
mediante una adecuada ejecución del soporte que le
sirve de base y utilizando los elementos suplementa-
rios de apoyo correspondientes. (Figura 5.1.11.3)
La altura de las puntas captadoras auto-soportadas
tiende a ser la mayor posible pero se debe tener muy
en cuenta que a mayor altura, mayor es la influencia
de la acción del viento sobre las mismas y se incre-
menta el riesgo de cimbreos y caídas. Al mismo tiem-
po, desde el punto de vista de la instalación, los usua-
rios demandan una construcción ligera del sistema de
puntas captadoras auto-soportadas, para facilitar el
transporte y el montaje. Para garantizar que es segu-
ro utilizar puntas captadoras sobre tejados se debe
probar la estabilidad mecánica de las mismas.
Esfuerzos provocados por acción del viento
Normalmente, las puntas captadoras auto-soporta-
das se instalan en lugares expuestos (p. ej. sobre teja-
dos), donde se originan esfuerzos mecánicos debidos
a la acción del viento que son comparables a aquellos
a los que se ven sometidos los soportes y fijaciones de
las antenas.
Por eso, para las puntas captadoras auto-soportadas,
se requieren las mismas exigencias, en lo que se refie-
re a la resistencia mecánica, que las que se plantean
a los soportes de antena según norma DIN 4131.
En Alemania, por ejemplo, la norma DIN 4131 divide
el país en 4 zonas en función de la velocidad del vien-
to asociada a cada una de ellas. (Figura 5.1.11.4).
Fig. 5.1.11.3: Punta captadora auto-
soportada con trípode.
Fig. 5.1.11.2: Procedimiento para el dimensionado de instalaciones captadoras según UNE EN
62305-3 (IEC 62305-3).
h1
h2
Punta captadora
α
Ángulo de
protección
Dimensiones
de malla M
Derivador
r
Esfera
rodante
Sistema de puesta a tierra
I 20 m 5 x 5 m
II 30 m 10 x 10 m
III 45 m 15 x 15 m
IV 60 m 20 x 20 m
Nivel de
protección
Radio de la esfe-
ra rodante (r)
Dimensiones de
malla (M)
Altura máxima del edificio
Punta captadora
Apoyo o soporte
Trípode

del edificio más longitud de las puntas captadoras) se
mantiene por debajo del límite de los 50 metros.
En la definición de las puntas captadoras auto-sopor-
tadas deben cumplirse los requisitos siguientes en lo
que a la acción del viento se refiere:
⇒ Resistencia frente a vuelco de las puntas capta-
doras.
⇒ Resistencia a la rotura de las puntas.
⇒ Garantizar la distancia de separación necesaria
hacia el objeto a proteger, incluso bajo la acción
del viento (evitar que la punta captadora se
doble de forma indebida).
Determinación de la resistencia frente al vuelco
La presión dinámica originada (dependiente de la
velocidad del aire), del coeficiente de resistencia cW y
de la superficie expuesta a la acción del
En los cálculos de los esfuerzos reales a soportar debi-
do a la acción del viento, hay que tener en cuenta
también la altura del edificio y las circunstancias loca-
les de emplazamiento (edificio aislado situado en
terreno abierto, o situado entre otras edificaciones).
En la figura 5.1.11.4 puede verse como, casi el 95%
de toda la superficie de Alemania, puede incluirse en
las zonas de viento I y II. Por este motivo, el dimen-
sionado de las puntas captadoras se realiza, en gene-
ral, para la zona de viento II. La aplicación de puntas
captadoras auto-soportadas en las zonas de viento III
y IV debe calcularse en cada caso en función de las
cargas de viento esperadas.
Según esta normativa, en edificios de hasta 50
metros de altura, se puede contar con una presión
dinámica constante sobre la altura del edificio. A
efectos de los cálculos, se asume un altura máxima
del edificio en 40 m, por lo que la altura total (altura
Fig. 5.1.11.4: División de Alemania en zonas de viento y valores correspondientes de la
presión dinámica y de las velocidades máximas del viento.
Fuente: DIN 4131: 1991-11 Soportes de acero para antenas Berlin, Editorial
Beuth-Verlag GMBH.(Mapa).
viento de la punta captadora, generan
una carga q´ en la superficie, que deter-
mina un momento de vuelco MT para la
punta captadora. Para garantizar la
estabilidad de la punta captadora auto-
soportada, al momento de vuelco MT se
debe oponer un momento de resistencia
MO, que será generado por el pie de
soporte.
La magnitud del momento soporte MO
depende del peso vertical y del radio del
propio soporte de pie. Si el momento de
vuelco es mayor que el contra-momento,
la punta captadora se caerá debido a la
acción del viento.
La prueba de estabilidad de puntas cap-
tadoras auto-soportadas se efectúa
mediante cálculos estáticos. En los cálcu-
los aparecen, además de las característi-
cas mecánicas de los materiales utiliza-
dos, los valores siguientes:
⇒ Superficie expuesta a la acción el
viento de la punta captadora:
Está definida por la longitud y el diá-
metro de cada una de las piezas de
la punta captadora.
⇒ Superficie de los tirantes expuesta a
la acción del viento:
Las puntas captadoras auto-soporta-
das de gran altura se sujetan por
medio de 3 tirantes que se montan
equidistantes respecto a la punta. La

superficie expuesta a la acción del viento de estos
tirantes se corresponde con la superficie de los
mismos proyectada sobre un plano situado verti-
calmente a la acción del viento. Así, las longitu-
des de los tirantes se acortarían correspondiente-
mente si los cálculos así lo determinan.
⇒ Peso de la punta captadora y de los tirantes:
El peso propio de la punta captadora y de los
tirantes de sujeción debe tomarse en considera-
ción al efectuar el cálculo del contra-momento.
⇒ Peso del soporte de base:
El soporte de base es una construcción en forma
de trípode cuyo peso se incrementa, en caso
necesario, utilizando zócalos de hormigón. Por
tanto, el peso de este trípode se compone de la
suma del peso del propio trípode más el peso de
cada uno de los zócalos de hormigón que en su
caso se coloquen.
⇒ Palanca de oscilación:
La palanca de oscilación es la distancia más corta
existente entre el punto medio del trípode y la
línea o punto en el que todo el sistema de sopor-
te se volcaría.
La prueba de estabilidad se obtiene por la compara-
ción de los siguientes momentos:
⇒ Momento de vuelco, constituido por la fuerza
ejercida por el viento sobre la punta captadora o
los tirantes de sujeción y el brazo de palanca de
la punta captadora.
⇒ Momento de torsión del soporte formado por el
peso del trípode de sujeción, el peso de la punta
captadora y los tirantes de soporte, así como por
la longitud de la palanca de oscilación a través
del trípode de apoyo.
La estabilidad se alcanza cuando la relación entre el
momento soporte y el momento de vuelco alcanza
un valor >1.
Básicamente: cuanto mayor sea la relación entre el
momento soporte y el momento de vuelco mayor
será la estabilidad.
La estabilidad requerida puede lograrse de las for-
mas siguientes:
⇒ Reducir al máximo la superficie de la punta cap-
tadora expuesta a la acción del viento utilizando
secciones lo más pequeñas posibles. Ciertamente,
la carga sobre la punta captadora se reduce pero,
al mismo tiempo, disminuye la rigidez mecánica
de la punta captadora y ello incrementa el riesgo
de rotura de la misma. Por eso, es muy importan-
te encontrar un equilibrio entre el uso de la sec-
ción más pequeña posible para reducir la carga
del viento y conseguir la necesaria rigidez de la
punta captadora.
⇒ Aumentar peso de la base del soporte y/o el radio
de la misma. Esto, con frecuencia, entra en con-
flicto con la superficie de emplazamiento dispo-
nible así como con la demanda de elementos de
peso reducido y fácil transporte.
Realización:
Para alcanzar una superficie de exposición al viento
lo más reducida posible, se optimizan las secciones de
las puntas captadoras de acuerdo con los resultados
de los cálculos. Para facilitar el transporte y el monta-
je, la punta captadora se compone de un tubo de alu-
minio (que se puede dividir si así se desea) y de una
punta captadora del mismo material. El pie de sopor-
te para la punta captadora es abatible y se oferta en
dos versiones. Se pueden compensar inclinaciones de
tejado de hasta 10º.
Determinación de la resistencia a roturas
Además de la estabilidad hay que testar la resistencia
de las puntas captadoras frente a roturas originadas
por la acción del viento. La tensión de flexión o
doblado no puede sobrepasar la tensión máxima
tolerable. La tensión de flexión es mayor en el caso
de puntas captadoras más largas. Las puntas capta-
doras deben diseñarse para que, las cargas del viento
que pueden presentarse en la zona de viento II, no
den lugar a deformaciones permanentes en las pun-
tas captadoras.
Como quiera que debe tenerse en cuenta, tanto la
geometría exacta de la punta captadora como el
comportamiento no lineal de los materiales utiliza-
dos, la prueba contra roturas de puntas captadoras
auto-soportadas se efectúa mediante un modelo de
cálculo FEM. El FEM (Finite Element Method – El
método de los elementos finitos) es un procedimien-
to numérico para calcular las tensiones y deformacio-
nes de estructuras geométricas complejas. La estruc-
tura que se pretende analizar se divide en los deno-
minados “elementos finitos” usando superficies ima-
ginarias y líneas unidas entre sí mediante nudos.
Para efectuar los cálculos se necesitan los datos
siguientes:

⇒ Modelo de cálculo FEM
El modelo de cálculo FEM se corresponde, en for-
ma simplificada, con la geometría de la punta
captadora auto-soportada.
⇒ Características de los materiales
El comportamiento del material viene dado por
los datos relativos a los valores de sección, elasti-
cidad, densidad y contracción lateral.
⇒ Cargas
La carga del viento se aplica como carga de pre-
sión sobre el modelo geométrico.
La resistencia a la rotura se determina comparando la
carga de flexión admisible (valor característico del
material) y la carga máxima de flexión que se pueda
presentar (calculada en base al momento de flexión y
a la sección efectiva en el punto de mayor esfuerzo).
La resistencia contra rotura se consigue si la relación
entre la carga de flexión admisible y la que puede
presentarse, alcanza un valor >1. Básicamente: cuan-
to mayor sea la relación entre la carga de flexión
admisible y la existente, mayor será la seguridad
frente a rotura.
Con el modelo FEM se calculan los momentos de fle-
xión que se originan en función de la altura de las
puntas captadoras (longitud = 8,5 m) con y sin tiran-
tes (Figura 5.1.11.5). Aquí se pone de manifiesto cla-
ramente la influencia de un posible tirante. En el
momento máximo de flexión en la punta captadora
sin tirante, tenemos un valor de aprox. 1270 Nm.
Dicho valor se reduce, por acción del tirante, hasta
aproximadamente 460 Nm. Mediante este tirante es
posible reducir las tensiones en la punta captadora
de tal manera que, con las cargas de viento máximas
que se puede esperar, no se sobrepase la resistencia
de los materiales utilizados y, en consecuencia, la
punta captadora no se vea dañada.
Realización
Los tirantes de sujeción generan un punto de sopor-
te adicional con el que se reducen considerablemen-
te las tensiones de flexión en la punta captadora.
Sin un tirante de apoyo suplementario, las puntas
captadoras no podrían soportar los esfuerzos de la
zona de viento II. Por esta razón, las puntas captado-
ras se equipan con tirantes de sujeción a partir de
una altura de 6 metros.
Además del momento de flexión, los cálculos FEM
indican también las tensiones que se van a originar en
los tirantes de apoyo, cuya resistencia debe testarse.
Fig. 5.1.11.5: Comparación entre el desarrollo de los momentos de flexión en puntas captadoras auto-soportadas con y sin tirantes
(Longitud = 8,5 m).

Determinación de la flexión de la punta captadora
debido a la carga de viento.
Otro resultado importante de los cálculos del mode-
lo FEM hace referencia a la flexibilidad de la punta
captadora. Las cargas del viento hacen que las puntas
captadoras se doblen. La flexión permanente de la
punta provoca una variación del volumen protegido
por la misma. Por tanto, es posible que objetos que
deberían estar protegidos, queden fuera de la zona
de protección.
La aplicación del modelo de cálculo a una punta cap-
tadora, con y sin tirantes, muestra los resultados
obtenidos en las figuras 5.1.11.6 y 5.1.11.7.
Los cálculos para el ejemplo elegido dan como resul-
tado una flexión de la punta de la barra captadora de
aprox. 1150 mm. Sin tirantes, la flexión sería de 3740
mm, un valor teórico que sobrepasaría el límite de
rotura de la punta captadora considerada.
Resultados
La resistencia contra vuelcos, roturas y flexión son los
factores decisivos en el dimensionado de las puntas
captadoras. La base de soporte y la punta captadora
deben ajustarse entre sí de tal manera que las cargas
que se originan como consecuencia de la velocidad
del viento correspondiente a la zona II, no den lugar
al vuelco y/o a daños en la punta captadora.
También hay que tener en cuenta que las flexiones
que pueda sufrir una punta captadora pueden influir
negativamente en la necesarias distancias de seguri-
dad que un sistema de protección externa contra
rayos siempre debe asegurar. En el caso de puntas
captadoras de mayor altura es necesario un apoyo
suplementario para evitar desviaciones inadmisibles
de las mismas.
5.2 Instalación derivadora
La instalación derivadora es la unión eléctrica con-
ductora entre la instalación captadora y el sistema de
puesta a tierra. La instalación derivadora debe con-
ducir la corriente de rayo al sistema de puesta a tie-
rra sin que se produzca un calentamiento indebido
que, por ejemplo, dañe la estructura.
Para evitar que en el proceso de derivación a tierra
de la corriente de rayo se produzcan daños en la ins-
talación, los derivadores deben instalarse de tal
modo que, desde el punto de descarga del rayo has-
ta tierra:
⇒ existan varias bajantes paralelas para conducir la
corriente,
⇒ la longitud de estas bajantes se reduzca al míni-
mo posible (recto, vertical, sin bucles),
⇒ las uniones con partes conductoras de la estruc-
tura se efectúen en todos los lugares necesarios
(Distancia < s; s = distancia de separación).
Fig. 5.1.11.6: Modelo FEM de una punta autosoportada sin tirantes. Fig. 5.1.11.7 Modelo FEM de una punta autosoportada con tirantes.

5.2.1 Determinación del número de
derivadores
El número de derivadores depende del perímetro de
los bordes exteriores del tejado (perímetro de la pro-
yección sobre la superficie del suelo).
Los derivadores deben instalarse de tal manera que,
partiendo de las esquinas de la edificación, estén dis-
tribuidos de la forma más regular posible.
Dependiendo de las condiciones de la edificación (p.
ej. puertas, elementos prefabricados de hormigón,…)
las distancias entre derivadores pueden ser diferen-
tes. En cualquier caso, hay que respetar el número
total de los derivadores a instalar de acuerdo con el
nivel de protección.
En la norma UNE EN 62305-3 (IEC 62305-3) se indican
las distancias típicas entre derivadores y anillos peri-
metrales dependiendo del nivel de protección (Tabla
5.2.1.1).
El número exacto de derivadores solamente puede
determinarse mediante el cálculo de la distancia de
separación “s”. Si no se puede cumplir la distancia de
separación calculada para el número de derivadores
previsto en una estructura, una posibilidad para cum-
plir el requerimiento es elevar el número de deriva-
dores a instalar. Las trayectorias de corriente parale-
las mejoran el coeficiente de distribución de corrien-
te kc. Con esta medida se disminuye la corriente que
circula por cada uno de los derivadores y se puede,
por tanto, mantener la distancia de separación exigi-
da.
Los elementos naturales de la estructura (p. ej.
columnas de hormigón armado, estructuras metálicas
de acero,…) pueden utilizarse asimismo como deriva-
dores si se garantiza la continuidad eléctrica de los
mismos.
Al conectar los derivadores con el sistema de puesta
a tierra y usar anillos perimetrales en edificios de
mayor altura se consigue una simetría en la distribu-
ción de la corriente de rayo, lo que reduce la distan-
cia de separación “s”.
En la serie actual de normas UNE EN 62305 (IEC
62305) se concede gran relevancia a la distancia de
separación. Con las medidas citadas anteriormente se
facilita obtener dichas distancias y con ello garantizar
una derivación segura de la corriente de rayo.
Si a pesar de las mismas, no se consigue alcanzar la
distancia de separación requerida, pueden utilizarse
los nuevos conductores aislados resistentes a alta ten-
sión (HVI). Estos conductores se describen en el capí-
tulo 5.2.4.
En el capítulo 5.6 se expone cómo se determina la dis-
tancia de separación de forma exacta.
5.2.2 Instalación derivadora para un sistema
de protección contra rayos no aislado
Como norma general, los derivadores se instalan
directamente sobre el edificio (sin distancia). El crite-
rio para permitir o no su instalación directa sobre la
estructura es que el aumento de temperatura que se
produce en caso de un impacto de rayo en el sistema
de protección pueda afectar al edificio en el que se
instala. Así, si la pared del edificio está fabricada en
material no inflamable o en material con un nivel
normal de inflamabilidad, los derivadores pueden
montarse directamente sobre o en la pared.
I
II
III
IV
Distancia típica
10 m
10 m
15 m
20 m
Tabla 5.2.1.1: Distancias entre derivadores según UNE EN 62305-3
(IEC 62305-3).
Tabla 5.2.2.1: Elevación máxima de la temperatura “DeltaT” en K de diferentes materiales conductores.
16
50
78
8 mm
10 mm
q
mm2
III + IV II IIII + IV II IIII + IV II IIII + IV II I
* * *
190 460 940
78 174 310
56 143 309
5 12 22
3 5 9
1120 * *
37 96 211
15 34 66
146 454 *
12 28 52
4 9 17
Acero inoxidableCobreHierroAluminio
Clase de protección
* se funden/evaporan

Se considera que la madera tiene un grado de infla-
mabilidad normal si su densidad bruta es superior a
400 kg/m2 y tiene un espesor mayor a 2 mm. En ese
caso se permite la instalación de derivadores sobre
pilares de madera.
Si la pared es de material altamente inflamable, los
derivadores pueden instalarse directamente sobre la
superficie de la pared, por cuanto la elevación de
temperatura durante el flujo de la corriente de rayo
no es peligrosa.
La elevación máxima de la temperatura “∆T” en K de
los distintos conductores para cada nivel de protec-
ción, puede verse en la tabla 5.2.2.1. En base a estos
valores, se permite, por lo regular, incluso instalar
derivadores por detrás de un aislamiento térmico, ya
que estos aumentos de temperatura no suponen un
peligro de incendio del mismo.
De este modo, queda garantizada asimismo la pre-
vención contra incendios.
También se puede reducir la elevación de la tempera-
tura en la superficie, utilizando un revestimiento adi-
cional de PVC al efectuar el tendido de los derivado-
res en o detrás de un aislamiento térmico. También
puede utilizarse varilla de aluminio recubierto de
PVC.
Si la pared está fabricada en material altamente
inflamable y la elevación de temperatura de los deri-
vadores pudiera resultar peligrosa, éstos deben insta-
larse de tal manera que la distancia entre los deriva-
dores y la pared sea superior a 0,1 metros. Los ele-
mentos de sujeción sí pueden tocar la pared.
El constructor del edificio tiene que especificar si la
pared está realizada de material fácilmente inflama-
ble o no.
La definición exacta de los conceptos “no inflamable,
normal y altamente inflamable” está descrita en la
Hoja suplementaria 1 de la norma UNE EN 62305-3
(IEC 62305-3).
5.2.2.1 Instalación de derivadores
Los derivadores deben estar dispuestos de tal mane-
ra que sean la continuación directa de la instalación
captadora. Deben montarse verticales y rectos para
que constituyan la conexión directa más corta posible
con tierra.
Hay que evitar la formación de bucles, por ejemplo,
en cornisas o en estructuras. Si esto no fuera posible,
entonces la distancia, medida en el lugar de proximi-
dad de dos puntos de un derivador, así como la lon-
gitud I del derivador entre estos puntos, tiene que
cumplir con la distancia de separación “s” (Figura
5.2.2.1.1).
La distancia de separación “s” se calcula usando la
longitud total I = I1 + I2 + I3.
Los derivadores no deben instalarse en el interior de
canalones ni en bajantes de agua, aún cuando estén
revestidas de material aislante. La humedad en las
bajantes de agua daría lugar a una corrosión excesi-
va de los derivadores.
Si se utiliza aluminio para el derivador, éste no debe
tenderse directamente (sin distancia) sobre, en o bajo
yeso, hormigón o mortero, ni tampoco en la zona del
suelo. En caso de que el aluminio tenga un revesti-
miento de PVC, es posible efectuar el tendido en
yeso, morteros u hormigón siempre que se garantice
que el revestimiento no va a sufrir daños mecánicos
ni se va a producir la rotura del aislamiento por frío.
Se recomienda tender los derivadores de tal manera
que se mantenga la distancia de separación “s”
requerida respecto a todas las puertas y ventanas
(Figura 5.2.2.1.2).
Los canalones metálicos deben conectarse en los pun-
tos de intersección con los derivadores (Figura
5.2.2.1.3).
Los tubos metálicos se deben conectar con el sistema
equipotencial general o con la instalación de toma
de tierra aún cuando no se utilicen como derivado-
res. Como quiera que el canalón del tejado por el que
fluye la corriente de rayo está conectado a la tubería
bajante, ésta lleva también una parte de la corriente
de rayo que debe ser conducida al sistema de puesta
a tierra. Ver figura 5.2.2.1.4.
Fig. 5.2.2.1.1: Bucle en el derivador.
l2
l1
l3
s

5.2.2.2 Componentes naturales de una
instalación derivadora
Si se utilizan los componentes naturales de la estruc-
tura como derivadores, puede reducirse, o incluso
suprimirse totalmente, el número de derivadores que
fuera preciso instalar.
Los siguientes elementos de un edificio pueden utili-
zarse como “componentes naturales” de la instala-
ción derivadora:
⇒ Instalaciones metálicas, siempre que la unión
entre sus diferentes partes sea permanente y sus
dimensiones se correspondan con las exigencias
mínimas requeridas para los derivadores. Estas
instalaciones metálicas pueden estar asimismo
revestidas de material aislante.
⇒ La utilización como derivadores de tuberías con
contenido inflamable o explosivo no está permi-
tida si el sellado de las juntas no es metálico o las
juntas de los tubos conectados no están unidas
como para poder garantizar una unión eléctrica-
mente conductora.
⇒ El esqueleto metálico de la estructura.
Si el armazón del esqueleto de acero o el hormi-
gón armado de la estructura se utiliza como deri-
vador, no son necesarios anillos perimetrales, ya
que con conductores suplementarios no se consi-
gue una mejor distribución de la corriente.
⇒ Interconexión segura del armado de la estructura
En edificaciones ya existentes, el armado no pue-
de utilizarse como componente natural de deri-
vación, si no puede asegurarse que está interco-
nectado de forma segura. En ese caso hay que
instalar derivadores externos.
⇒ Hormigón prefabricado
En las piezas de hormigón prefabricado los pun-
tos de conexión para el armado deben estar pre-
vistos. Las piezas de hormigón prefabricadas tie-
nen que presentar una conexión conductora
eléctrica entre todos los puntos de unión. Las dis-
tintas piezas tienen que interconectarse entre sí
durante los trabajos de montaje (Figura
5.2.2.2.1).
Observación:
En el caso del hormigón pretensado hay que tener
muy en cuenta el riesgo especial de eventuales
influencias mecánicas debidas a la corriente de rayo
Las bajantes de agua
solamente pueden
utilizarse como
derivadores si están
soldadas o remachadas
La unión debe
ser lo más
corta posible,
recta y vertical
Varilla de
acero inoxi-
dable, diáme-
tro 10 mm
Fig. 5.2.2.1.2: Instalación derivadora. Fig. 5.2.2.1.4: Puesta a tierra de bajantes de
agua.
Fig. 5.2.2.1.3: Instalación captadora con
conexión al canalón del tejado.

y, en consecuencia, a su conexión con el sistema de
protección contra rayos.
En el caso de hormigón pretensado, la conexión a
redondos o cables tensores solamente puede efec-
tuarse fuera de la zona del pretensado. Antes de uti-
lizar redondos o cables tensores como derivadores
hay que solicitar la aprobación del responsable de la
obra.
Si en estructuras existentes, el armado no está correc-
tamente interconectado, no podrá utilizarse como
derivador. En este caso se instalarán derivadores
exteriores.
Asimismo pueden utilizarse como derivadores ele-
mentos de la fachada, rieles de montaje y estructuras
metálicas, siempre que:
⇒ Cumplan las exigencias mínimas en cuanto a sus
dimensiones. En chapas de metal el grosor de las
mismas no debe ser inferior a 0,5 mm.
⇒ Se garantice su conductibilidad eléctrica en senti-
do vertical. Si se utilizan fachadas metálicas como
derivadores, tienen que estar interconectadas,
de tal manera que, las diferentes chapas estén
unidas entre sí mediante tornillos, pernos o ban-
das de puenteado. Hay que efectuar una cone-
xión segura a la instalación captadora y al siste-
ma de puesta a tierra que sea capaz de soportar
corrientes rayo.
⇒ Si las chapas de metal no están unidas entre sí de
acuerdo con las exigencias anteriores, pero las
estructuras de soporte están realizadas de modo
que desde la conexión a la instalación captadora
hasta la conexión al sistema de puesta a tierra la
se garantiza la continuidad eléctrica, estas
estructuras podrán utilizarse como derivadores
(Figuras 5.2.2.2.2 y 5.2.2.2.3).
Las bajantes de agua pueden utilizarse como deriva-
dores naturales si están interconectadas de forma
segura (mediante abrazaderas o remaches) y se cum-
Fig. 5.2.2.2.1: Uso de elementos naturales. Nuevos edificios de
hormigón prefabricado.
Fig. 5.2.2.2.2: Subestructura metálica, puenteada eléctricamente.
Fig. 5.2.2.2.3: Conexión a tierra de una fachada metálica.
Junta de
dilatación
Junta de dilatación
Brida de puenteo,
Art. Nr. 377 115
Punto fijo de toma de
tierra, Art. Nr. 478 200
Sección vertical de la caja
Fijación a la pared
Soportes horizontales
Brida de puenteo,
Art. Nr. 377 015

plen los espesores de pared mínimos exigidos de 0,5
mm.
Si una bajante no está interconectada de forma segu-
ra pude utilizarse como soporte para derivadores
suplementarios. Este tipo de aplicación está represen-
tado en la figura 5.2.2.2.4. La conexión de la bajante
al sistema de puesta a tierra debe ser capaz de sopor-
tar corrientes de rayo, ya que el conductor solamen-
te es sostenido por la tubería.
5.2.2.3 Puntos de medida
En cada conexión de un derivador al sistema de pues-
ta a tierra se debe instalar un punto de medida (a ser
posible antes de entrar en el terreno).
Los puntos de medida son necesarios para poder
comprobar las siguientes características del sistema
de protección contra rayos:
⇒ Conexiones de los derivadores con el derivador
siguiente a través de la instalación captadora
⇒ Interconexión de los terminales entre sí a través
del sistema de puesta a tierra, p. ej. en caso de
tomas de tierra anulares o tomas de tierra de
cimientos (Toma de tierra Tipo B)
⇒ Resistencias de puesta a tierra en caso de tomas
de tierra individuales (Toma de tierra Tipo A).
Los puntos de medida no son necesarios cuando el
diseño constructivo (p. ej estructura de hormigón
armado) no permite la desconexión “eléctrica” de la
derivación “natural” respecto al sistema de puesta a
tierra. (p. ej. toma de tierra de cimientos).
El punto de medida solamente debe poder abrirse,
para efectuar mediciones, con la ayuda de una herra-
mienta. Si no, debe estar cerrado.
En el diseño del sistema de protección contra rayos,
cada punto de medida debe identificarse claramente.
Por lo general, cada punto de medida se identifica
mediante un número (Figura 5.2.2.3.1).
Fig. 5.2.2.2.4: Derivador instala-
do a lo largo de la
tubería.
Fig. 5.2.2.3.1: Punto de medida
numerado.
Patios interiores con más de 30 metros
de perímetro. Distancias típicas según
el nivel de protección.
15 m
7.5m
30m
45 m
Peto metálico
Patio interior
Perímetro : 30 m
Fig. 5.2.2.4.1: Instalación captadora en cubiertas de grandes dimensiones -
derivadores internos.
Fig. 5.2.2.5.1: Instalación derivadora en patios
interiores.

5.2.2.4 Derivadores internos
Si las medidas del edificio (longitud y anchura) son
cuatro veces más grandes que la distancia existente
entre los derivadores, deberán instalarse derivadores
adicionales internos en función del nivel de protec-
ción correspondiente (Figura 5.2.2.4.1).
Las dimensiones de la cuadrícula para los derivadores
internos son de aprox. 40 m x 40 m.
Con mucha frecuencia se precisan derivadores inter-
nos para estructuras con cubiertas de grandes dimen-
siones, p. ej. grandes naves industriales o centros de
distribución. En estos casos, los pasos de tejado debe-
ría realizarlos el instalador de la cubierta ya que es
responsable de la estanqueidad de la misma.
El campo electro-magnético resultante que se origina
cerca de los derivadores, debe asimismo tomarse en
consideración al efectuar el proyecto de la protección
interna contra rayos. (Atención a acoplamientos
sobre sistemas eléctricos/electrónicos).
5.2.2.5 Patios interiores
En estructuras con patios interiores de más de 30 m
de perímetro deben instalarse derivadores con dis-
tancias entre ellos según señala la tabla 5.2.1.1 (Figu-
ra 5.2.2.5.1).
5.2.3 Derivadores para una protección externa
contra rayos aislada
Si la instalación captadora está constituida por pun-
tas captadoras instaladas en mástiles aislados (o un
mástil), ésta será al mismo tiempo instalación capta-
dora y derivadora (Figura 5.2.3.1).
Para cada uno de estos mástiles se precisa, como
mínimo, un derivador. Los mástiles de acero o los
mástiles con armado de acero interconectado no pre-
cisan derivadores suplementarios.
Un mástil de bandera metálico, por ejemplo, puede
utilizarse como elemento captador lo que representa
ventajas desde el punto de vista económico y estético.
La distancia de separación “s” debe mantenerse
entre la instalación captadora y derivadora y la
estructura.
Si la instalación captadora y derivadora se compone
de uno o varios cables tensados, para cada extremo
del conductor hay que instalar, por lo menos, un deri-
vador (Figura 5.2.3.2).
Si la instalación captadora forma una malla, es decir,
que cada uno de los cables se interconecta para for-
mar una malla (están unidos entre sí transversalmen-
te), en cada extremo de cada cable al que se unan los
demás, debe instalarse, como mínimo, un derivador
(Figura 5.2.3.3).
5.2.4 Sistema derivador aislado resistente a
alta tensión - Conductor HVI
Para crear una red de telefonía móvil con una exten-
sa cobertura se usan un gran número de estructuras
donde localizar las estaciones bases que componen
dicha red. Algunos de estos edificios están equipados
con sistemas de protección contra rayos. Para una
planificación y ejecución, conforme con la normativa,
de la infraestructura de telefonía es necesario tomar
en consideración la estructura anteriormente existen-
te y las diferentes normativas aplicables deben estar
estrictamente diferenciadas.
Desde el punto de vista del operador de la red de
telefonía móvil existen básicamente tres situaciones:
ss
s
Fijación mecánica
Derivador
Fig. 5.2.3.1: Mástiles captadores aislados del
edificio.
Fig. 5.2.3.2: Mástiles captadores
interconectados mediante
cables.
Fig. 5.2.3.3: Mástiles captadores interconec-
tados mediante cables con
uniones transversales (Malla).

⇒ El edificio no dispone de sistema de protección
contra rayos.
⇒ El edificio está equipado con un sistema de pro-
tección contra rayos fuera de servicio.
⇒ El edificio está equipado con una instalación de
protección contra rayos en correcto estado.
El edificio no dispone de sistema de protección con-
tra rayos
En Alemania las estaciones de telefonía móvil se ins-
talan según la norma DIN VDE 0855-300. En confor-
midad con el concepto de protección contra sobre-
tensiones de los operadores de la red de telefonía, en
los contadores se instalará una protección suplemen-
taria contra sobretensiones.
El edificio está equipado con un sistema de protec-
ción contra rayos fuera de servicio
En Alemania, las instalaciones de telefonía móvil se
conectan al sistema de protección externa contra
rayos de acuerdo con el nivel de protección exigido.
Así, se realiza un análisis y evaluación de las vías de
derivación que se precisan para conducir a tierra la
corriente de rayo. Después, se reemplazarán los ele-
mentos de la instalación que sea necesario, como
puntas captadoras, derivadores y conexiones a la
puesta a tierra. Las deficiencias existentes en las par-
tes de la instalación que ya no son utilizadas se noti-
ficarán por escrito a los propietarios del edificio.
El edificio está equipado con un sistema de protec-
ción contra rayos en correcto estado
La experiencia nos demuestra que la mayoría de sis-
temas de protección contra rayos están construidos
generalmente según el nivel de protección III. Para
ciertos edificios está prescrita la obligación de efec-
tuar revisiones periódicas. La estación de telefonía
móvil debe incluirse de acuerdo con el nivel de pro-
tección prefijado. En instalaciones con nivel de pro-
tección I y II, deberá registrarse fotográficamente el
entorno del edificio, para poder demostrar, en caso
de posteriores problemas, cual era la situación exis-
tente en la fecha de la construcción.
Si se realiza una instalación de telefonía móvil en un
edificio con protección externa contra rayos en
correcto estado, será de aplicación la normativa
actual (UNE EN 62305 – IEC 62305). Las distancias de
seguridad deberán calcularse según el nivel de pro-
tección correspondiente en cada caso. Todos los com-
ponentes mecánicos utilizados deben poder soportar
las corrientes parciales de rayo.
Por razones de estandarización, todos los elementos
de fijación de acero y las estructuras para soportar
antenas, deben diseñarse según el nivel de protec-
ción I. La unión debe efectuarse por la vía más corta,
lo que no resulta problemático ya que el tendido de
conductores en cubiertas planas suele realizarse en
forma de malla. Si en el edificio que alberga la insta-
lación de telefonía móvil existe un sistema de protec-
ción contra rayos, éste tendrá prioridad frente a una
instalación de toma de tierra de antenas.
En todo caso, el sistema de protección a ejecutarse se
debe tener en cuenta en la fase de planificación del
proyecto:
⇒ Si los componentes del sistema se encuentran
situados en la cubierta del edificio, es preferible
instalar los cables eléctricos por el exterior del
mismo.
⇒ Si los componentes del sistema se encuentran
situados en la cubierta del edificio y se ha proyec-
tado la disposición de un mástil central, se insta-
lará un sistema de protección contra rayos aisla-
do.
⇒ Si los componentes del sistema están situados
dentro del edificio, es preferible instalar un siste-
ma de protección contra rayos aislado. En estos
casos, debe tenderse a una ejecución geométrica
pequeña de la infraestructura de telefonía móvil,
para que los costes de la protección contra rayos
sean asumibles económicamente.
La experiencia nos enseña que, en muchos casos de
instalaciones de protección contra rayos existentes,
se detectan numerosas deficiencias, que pueden dis-
minuir la eficacia y el rendimiento de la nueva insta-
lación. Estas deficiencias dan lugar a que, pese a la
correcta inclusión de la instalación de telefonía en el
sistema de protección externa contra rayos, se pue-
den originar daños en el interior del edificio.
Para que el proyectista de la red de telefonía móvil
pueda construir instalaciones de antena conformes a
las normas, incluso en situaciones difíciles, antes sola-
mente se disponía de la protección contra rayos aisla-
da mediante distanciadores horizontales. En estos
casos, sin embargo, este tipo de instalación puede
resultar no demasiado estética (Figura 5.2.4.1).

Instalaciones captadoras como la que se muestra en
la figura 5.2.4.1 no pueden disponerse en emplaza-
mientos donde prima el impacto estético que pueda
tener la instalación de la antena.
El conductor HVI aislado representa una solución
innovadora que proporciona al instalador de siste-
mas de protección contra rayos una nueva posibili-
dad para su diseño y una manera fácil de conseguir la
distancia de separación (Figura 5.2.4.2).
5.2.4.1 Instalación y funcionamiento del
sistema derivador aislado HVI
El concepto básico del sistema derivador aislado con-
siste en revestir el conductor por el que circula la
corriente de rayo con material aislante, de tal mane-
ra que se mantenga la distancia de separación nece-
saria “s” respecto a otras partes conductoras de la
construcción del edificio, así como respecto a conduc-
tores eléctricos y a tuberías.
En principio, cuando se utiliza este tipo de materiales
aislantes en la construcción de la instalación deriva-
dora, deben cumplirse las siguientes exigencias:
⇒ Posibilidad de conexión mediante terminales,
resistentes a la corriente de rayo, de los derivado-
res a la instalación captadora (punta captadora,
conductor captador, etc.).
⇒ Conformidad con la necesaria distancia de sepa-
ración “s” mediante una suficiente resistencia
dieléctrica del derivador, tanto en la zona de
entrada como a lo largo de todo el derivador.
⇒ Suficiente capacidad para conducir corriente
mediante una sección adecuada del derivador.
⇒ Posibilidad de conexión al sistema de puesta a
tierra o al sistema equipotencial.
Mediante el recubrimiento del derivador con mate-
riales aislantes de elevada resistencia dieléctrica, pue-
de reducirse la distancia de separación. Sin embargo,
para ello, deben cumplirse determinados requeri-
mientos tecnológicos de alta tensión. Esto es necesa-
rio ya que, la resistencia dieléctrica del derivador ais-
lado depende de su propia colocación y de la posibi-
lidad de que se originen descargas.
El uso de derivadores aislados, no apantallados, es
una solución fundamental que parece independien-
te, en un principio, de su posición y tendido. Sin
embargo, únicamente con un conductor recubierto
por un revestimiento de material aislante, no puede
solucionarse el problema. Sólo con tensiones de
impulso inducidas relativamente pequeñas, se produ-
cirían pequeñas descargas en la zona de las proximi-
dades (p. ej. entre el metal, soportes puestos a tierra
y en el punto de entrada de corriente) que podrían
ocasionar una descarga total en la superficie de una
sección importante de conductor.
En lo que se refiere a las descargas, son críticas las
zonas en las que coinciden materiales aislantes,
metal (puesto a potencial de alta tensión o puesto a
tierra) y aire. Este entorno está sometido a un esfuer-
zo de alta tensión debido a la elevación de potencial
de las descargas superficiales, obteniéndose como
resultando una considerable reducción de la resisten-
cia eléctrica. Las descargas superficiales se deben
tener en cuenta, cuando componentes usuales de
intensidad de campo eléctrica E (orientados vertical-
mente respecto a la superficie del material aislante)
dan lugar a que se sobrepase la tensión de descarga
y los componentes de campo tangenciales fomenten
la propagación de las descargas superficiales (Figura
5.2.4.1.1).
La tensión inicial de descarga determina la resistencia
de todo el dispositivo aislante y se encuentra en el
orden de magnitudes de 250 - 300 kV de tensión de
impulso de rayo.
5.2.4.25.2.4.1
Fig. 5.2.4.1: Instalación captadora aislada con soportes distanciado-
res.
Fig. 5.2.4.2: Instalación captadora aislada para antenas de telefonía.
Aplicación del sistema DEHNconductor.

Mediante el cable coaxial conductor ( HVI conductor)
- representado en la figura 5.2.4.1.2 - se evita que se
originen descargas superficiales y se consigue derivar
a tierra la corriente de rayo con seguridad.
Los sistemas derivadores aislados con
control de campo y apantallamiento
semi-conductor impiden que las des-
cargas superficiales influyan sobre el
campo eléctrico en la zona del pun-
to de entrada. Además, facilitan el
guiado de la corriente de rayo por el
interior del cable especial y garanti-
zan la distancia de separación exigi-
da “s”. El blindaje semi-conductor
del cable coaxial aísla del campo
eléctrico. Sin embargo, debe tenerse
en cuenta que, el campo magnético
que rodea al conductor interior por
el que fluye la corriente, no se vea
influido.
La optimización del control de cam-
po permite una unidad de sellado
con una longitud de 1,50 m para
conseguir una distancia de separa-
ción equivalente en aire “s” </- 0,75 o de “s” </- 1,50
metros en material sólido (Figura 5.2.4.1.3).
Esta unidad especial de sellado esta realiza mediante
la conexión apropiada a la instalación captadora
(punto de entrada) y la conexión equipotencial a una
distancia fija. Todo el revestimiento semi-conductor
del cable, tiene una resistencia claramente superior a
la de un cable coaxial con blindaje metálico. Con ello,
incluso en el caso de una conexión equipotencial
múltiple del revestimiento del cable, podrían entrar
en el edificio corrientes parciales de rayo insignifican-
tes.
Además de la distancia de separación necesaria “s”,
la longitud máxima de cable Lmax de un derivador ais-
lado de este tipo puede calcularse mediante la ecua-
ción siguiente:
5.2.4.2 Ejemplos de instalaciones
Aplicación para estaciones de telefonía móvil
Con frecuencia, las estaciones de telefonía móvil se
ubican en la cubierta de los edificios. Por lo regular,
existe un acuerdo entre el operador de telefonía
móvil y el propietario de la edificación, en virtud del
cuál se asegura que la construcción de la instalación
de telefonía no representa ningún tipo de riesgo
L
k s
k k
m
i c
max =
⋅
⋅
Fig. 5.2.4.1.1: Evolución de una descarga en un derivador aislado sin revestimiento especial.
Entrada de
corriente de
rayo
Conexión a la
instalación captadora
Conductor interior
Aislamiento resistente
a alta tensión Conexión
equipotencial
Revestimiento
semi-conductor
Zona de sellado
Fig. 5.2.4.1.2: Componentes del conductor HVI.
Fig. 5.2.4.1.3: Conductor HVI I y componentes del sistema DEHNcon-
ductor.
Elemento de conexión a
tierra (desmontable)
Borna de compensación de potencial Art.Nr. 405 020
Soporte de conductor Art.Nr. 275 120
Conductor HVI I Art.Nr. 819 020
Zona de sellado
Elemento fijo para
compensación de potencial
Cabezal
Conexión a tierra

para el edificio. En relación con la protección contra
rayos, esto significa especialmente que, en caso de
una descarga de rayo en la estructura de la antena,
no entrarán corrientes parciales de rayo en la edifica-
ción. Una corriente parcial de rayo en el interior de la
edificación pondría en peligro
especialmente los equipos y dispo-
sitivos eléctricos y electrónicos que
se encuentren en la misma.
En la figura 5.2.4.2.1 se reproduce
una solución para una “Instalación
captadora aislada” montada en la
estructura soporte de una antena.
La punta captadora debe fijarse al
soporte de antena mediante un
tubo de apoyo de material no con-
ductor para que esté aislada. La
altura de la punta captadora
depende de que la estructura de
antena y otros dispositivos eléctri-
cos existentes, queden o no dentro
de la zona de protección que
aporta la punta captadora.
En edificios con varias antenas hay que instalar varias
“ puntas captadoras aisladas”.
En las figuras 5.2.4.2.2a y b se representa el montaje
sobre un poste de antena.
Fig. 5.2.4.2.2b: Conexión al soporte de la
antena para control de poten-
cial.
Fig. 5.2.4.2.2a: Tubo aislante en la zona de la
antena.
Fig. 5.2.4.2.1: Integración de una nueva antena 2G/3G en la instalación ya existente de protección contra rayos con utilización del conductor
HVI.
α α
cable de antena
toma de tierra según VDE 0855-300
Conductor HVI II
Tubo soporte GfK/Al
Punta captadora
Zona de
sellado
BTS
Acometida
electrica
Conductor de compensación
de potencial
Zona de sellado
Derivador desnudo
Protección contra rayos aislada
Observación: Clarificar el estado actual de la protección
Instalación captadora
Punta captadora
Punto de
entrada
Conductor HVI
Tubo soporte
Conductor HVI
Tubo soporte
Borna de toma
de tierra
Conexión a tierra
Conexión a
tierra

Superestructuras de tejado
Las superestructuras metálicas y eléctricas de tejado
sobresalen del plano de la cubierta y, consecuente-
mente, son puntos expuestos a descargas directas de
rayo. Debido a la conexión conductora de estas
estructuras con el interior del edificio ( mediante
tuberías y/o cables eléctricos ), existe el riesgo de que
fluyan corrientes parciales de rayo al interior del mis-
mo.
Para evitar esta situación y los daños que pueda pro-
vocar, debe asegurarse la distancia de separación
necesaria y conectar la instalación captadora a la ins-
talación derivadora aislada (Figuras 5.2.4.2.3a y
5.2.4.2.3b).
De este modo, todas las estructuras metálicas/eléctri-
cas que sobresalen del tejado se encontrarán dentro
de la zona protegida y libres de recibir descargas
directas de rayo. La corriente de rayo se conducirá a
lo largo de la estructura hasta el sistema de puesta a
tierra.
Instalación derivadora
En el caso de las instalaciones aisladas, desde un pun-
to de vista estético, resulta especialmente problemá-
tico integrar la instalación derivadora en el edificio a
proteger debido a que deben tomarse en considera-
ción las distancias de seguridad..
Los conductores HVI pueden instalarse, por ejemplo,
en la fachada y también pueden integrarse en su
interior. (Figura 5.2.4.2.5). El nuevo sistema derivador
aislado contribuye a mejorar el aspecto estético de la
estructura. Funcionalidad y diseño pueden fusionarse
y constituir una unidad, por lo que esta tecnología
innovadora representa un aspecto importante para
la arquitectura moderna.
Conductor circular
Conductor HVI
Fig. 5.2.4.2.3a:Ventiladores con puntas captadoras y tendido de
cable.
Fig. 5.2.4.2.3b:Punta captadora, conductor circular elevado con
conexión a sistema derivador aislado.
Fig. 5.2.4.2.4: Conservación de la distancia de separación necesaria
mediante derivador aislado controlada por tensión (HVI).
Fig. 5.2.4.2.5: Sistema captador con cable tendido y sistema
derivador aislado.
Instalación
captadora aislada
Recubrimiento metálico del
peto situado en la zona de
protección de una instala-
ción captadora aislada
Zona de sellado
Conexión equipo-
tencial
Estructura metálica del
tejado puesta a tierra
Canaleta con cables
Conductor HVI I
Armado Canaleta
con cables
Toma de tierra de cimientos
Distancia de
separación "s"

5.2.4.3 Ejemplo de proyecto: Edificio
residencial
Estructura
El edificio de la figura 5.2.4.3.1 se construyó desde la
planta baja hasta el sexto piso en forma de construc-
ción convencional.
Con posterioridad se levantó un piso más sobre la
superficie de tejado existente. La fachada exterior
del séptimo piso está formada por planchas de metal.
En el tercer piso se encuentra el centro de medios
audiovisuales y en la planta baja se localiza la admi-
nistración. Los restantes pisos hasta el séptimo, están
dedicados a viviendas.
Las cubiertas de los pisos sexto y séptimo están rema-
tadas con un peto metálico, cuyos elementos no
están conectados eléctricamente.
El edificio tiene 25,80 metros de altura (sin peto) has-
ta el nivel de cubierta.
Más adelante, sobre la cubierta del séptimo piso, se
montaron cinco instalaciones de antena para telefo-
nía móvil y microondas de distintos operadores. El
emplazamiento de las antenas se efectuó en las
esquinas y en el centro de la cubierta.
Los cables (cables coaxiales) de las cuatro antenas
situadas en las esquinas de la cubierta están instala-
dos cerca del peto de la esquina sur-oeste.
Desde allí, se conducen a través de una bandeja
metálica que conecta el peto de la cubierta de los
pisos sexto y séptimo con la estación de telefonía
móvil (BTS) situada en el sexto piso.
Los cables de la antena situada en el cen-
tro de la cubierta están instalados en
otra bandeja de cables metálica que
conecta directamente hasta la segunda
estación de telefonía móvil situada en el
lado noreste del edificio en el sexto piso.
Esta conducción de cable está conectada
a los petos perimetrales del edificio.
El edificio estaba protegido con un siste-
ma de protección contra rayos. La nueva
instalación de protección externa contra
rayos para protección del edificio y de las
personas se efectuó de acuerdo con la
norma de protección contra rayos DIN
VDE 0185 -3 (IEC 61024), que era a norma
de aplicación cuando el edificio se cons-
truyó.
Durante la instalación de las antenas, la compensa-
ción de potencial y la puesta a tierra de la instalación
se llevaron a cabo de acuerdo con la normativa ale-
mana DIN VDE 0855-300 parte 300.
La puesta a tierra de los sistemas, sin embargo, no se
efectuó aislada de la protección externa contra rayos
existente hasta al sistema de puesta a tierra a nivel
de suelo, sino solamente respecto de la instalación
captadora.
De este modo, en caso de una descarga de rayo, se
pueden introducir corrientes parciales de rayo en el
edificio a través de las pantallas de los cables coaxia-
les. Estas corrientes parciales de rayo constituyen un
peligro, no sólo para las personas sino también para
los dispositivos eléctricos y electrónicos existentes en
el mismo.
Nuevo concepto
Se requería una instalación de protección contra
rayos que evitara que pudieran acceder al interior del
edificio corrientes parciales de rayo a través de los
componentes de las antenas (Estructuras soporte,
blindajes de cables e instalaciones). Al mismo tiempo,
debía asegurarse la distancia de separación necesaria
“s” entre los soportes de las antenas y la instalación
captadora situada sobre la cubierta del séptimo piso.
Esto es algo que no puede conseguirse con una insta-
lación de protección contra rayos de ejecución con-
vencional.
Mediante la instalación del conductor HVI se constru-
yó un sistema de protección contra rayos con una ins-
Fig. 5.2.4.3.1: Vista general.
5
4
3
Bandeja de
cables
1 2
Antenas de los operadores de telefonía (1-5)

talación captadora aislada. Para
ello se necesitaron los siguientes
componentes:
⇒ Puntas captadoras sobre
tubos aislantes, de material
GRP, fijados directamente al
mástil de las antenas (Figura
5.2.4.2.2a).
⇒ Derivación desde la punta
captadora mediante un con-
ductor HVI hasta conectar
con el anillo aislado (Figura
5.2.4.3.2).
⇒ Sellado del punto entrada, a
fin de garantizar la resisten-
cia a descargas en el punto
de entrada (Figuras
5.2.4.2.2a y 5.2.4.2.2b).
⇒ Anillo aislado realizado con
varilla instalada sobre sopor-
tes aislantes de GRP. La altura
de los soportes se calcula de
acuerdo con la distancia de
separación necesaria.
⇒ Derivadores del anillo aislado
tendidos a través del peto y
de la fachada metálica hacia
los derivadores desnudos en
el sexto piso con la corres-
pondiente distancia de sepa-
ración “s” necesaria respecto
al peto (Figura 5.2.4.3.3).
⇒ Anillo perimetral suplemen-
tario, conectando todos los
derivadores entre sí a una
altura de aprox. 15 metros,
para reducir la distancia de
separación necesaria “s” de
la instalación captadora y la
instalación derivadora (Figu-
ras 5.2.4.3.4 y 5.2.4.4.1).
Los distintos pasos de la ejecu-
ción, explicados en detalle, están
representados en la figura
5.2.4.3.4
Es importante advertir que el
concepto de ejecución proyecta-
do ha sido analizado y discutido
punta captadora
conductor HVI®
Anillo aislado
Derivador desnudo
Bandeja de cable
Ático
Anillo perimetral
Derivador desnudo
Anillo aislado
Bandeja de cable
Conductor
HVI
Fig. 5.2.4.3.2: Instalación captadora ais-
lada y anillo aislado.
Fuente: H. Bartels GMBH,
Oldenburg.
Fig. 5.2.4.3.3: Derivador de anillo aislado.
Fig. 5.2.4.3.4: Vista general de la nueva protección externa contra rayos.
Anillo aislado
Conductor HVIConexión al
sistema equipotencial

detalladamente con el instalador, a fin de evitar
fallos o errores en la realización.
Al planificar la protección externa contra rayos se ha
tenido en cuenta el hecho de que la cubierta del teja-
do, en el sexto piso del edificio (Figura 5.2.4.3.1) y los
anexos al edificio situado más abajo (Figura 5.2.4.3.4)
también están situados en la zona de
protección/ángulo de protección de la instalación
captadora.
5.2.4.4 Distancia de separación
Para el cálculo de la distancia de separación “s”, hay
que tener en cuenta, no sólo la altura del edificio,
sino también la altura de cada una de las antenas con
sus correspondientes sistemas captadores aislados.
Las cuatro antenas situadas en las esquinas del edifi-
cio sobrepasan la cubierta en 3,6 m. cada una. La
antena central sobresale de la cubierta 6,6 m.
Así pues, teniendo en cuenta la altura del edificio, se
obtuvieron las siguientes alturas totales que debían
considerarse para el cálculo de la instalación:
⇒ 4 antenas situadas en las esquinas hasta el punto
de base de la punta captadora +29,40 m
⇒ 1 antena en el medio de la cubierta hasta el pun-
to de base de la punta captadora +32,40 m
⇒ Otras tres puntas captadoras aisladas, situadas en
el lado oeste de la cubierta y dos mástiles capta-
dores aislados situados en el balcón del sexto
piso, en el lado sur, que completan la protección
de toda la cubierta del edificio.
Como cable de derivación aislado se utilizó el cable
especial DEHNconductor, con el que se consigue man-
tener una distancia de separación equivalente de s =
0,74 m (aire)/1,5 m (materiales sólidos de construc-
ción).
El cálculo de las distancias de separación necesarias se
efectuó para tres sectores parciales según figura
5.2.4.4.1:
1. Sector parcial de altura +32,4 m y altura +29,4
(antenas) hasta +27,3 m (anillo aislado) sobre la
cubierta
2. Sector parcial de +27,3 m hasta +15,0 m (anillo
aislado sobre cubierta hasta anillo perimetral
adicional inferior)
3. Sector parcial de +15,0 m hasta ± 0 m (anillo peri-
metral inferior hasta el nivel del suelo).
La instalación derivadora se compone de seis deriva-
dores desde el anillo aislado a una altura de +27,3 m.
hasta el anillo perimetral adicional a +15,0 m. El ani-
llo perimetral a nivel +15,0 m. está unido con el ani-
llo de tierra a través de los seis derivadores del edifi-
cio residencial y otros cuatro derivadores instalados
en anexos al edificio.
Con ello resulta una distribución de corriente dife-
rente en cada uno de los sectores parciales, que
deberá tenerse en cuenta en la planificación de la
instalación de protección contra rayos.
La compensación de potencial necesaria y la toma de
tierra de los componentes de las antenas sobre la
cubierta (incluyendo las bandejas de cables, las
fachadas metálicas y los petos en los dos niveles de
tejado) se efectuó a través de dos cables suplementa-
rios de toma de tierra NYY 1 x 25 mm2, conectados al
sistema equipotencial de cada una de las estaciones
de telefonía.
Con la construcción de la instalación captadora aisla-
da sobre cubierta y antenas, por un lado, y con los
derivadores aislados en la zona de coexistencia con
partes metálicas del edificio, por otro, se evita la
entrada de corrientes parciales de rayo en el interior
del edificio.
Fig. 5.2.4.4.1: Cálculo de la distancia de separación necesaria.
Anillo perimetral
Derivador
Conductorde
compensación
depotencial
kc1
kc2
kc3
L1L2L3
1º piso
2º piso
3º piso
4º piso
5º piso
7º piso
Planta baja
6º piso

Observaciones10)Sección
mínima mm2
Material Forma
Cobre material plano macizo
material redondo macizo7)
cable
material redondo macizo3), 4)
508)
508)
508)
2008)
Grosor mínimo 2 mm.
Diámetro 8 mm.
Diámetro mínimo de cada cable 1,7 mm.
Diámetro 16 mm.
Cobre
cincado1)
material plano macizo
cable
508)
508)
508)
Diámetro 8 mm.
Aluminio material plano macizo
material redondo macizo
cable
70
508)
508)
Diámetro 8 mm.
Aleación de
aluminio
material redondo macizo
cable
508)
50
508)
2008)
Grosor mínimo 2,5 mm.
Diámetro 8 mm.
Diámetro 16 mm.
Acero
cincado
al fuego 2)
cable
material redondo macizo3), 4), 9)
508)
50
508)
2008)
Grosor mínimo 2,5 mm.
Diámetro 8 mm.
Diámetro 16 mm.
Acero
Inoxidable5)
material plano macizo6)
cable
material redondo macizo3), 4)
508)
50
708)
2008)
Diámetro 16 mm.
1) Estañado al fuego o estañado galvánicamente. Espesor mínimo del recubrimiento 1 µm.
2) El revestimiento debe ser liso, continuo, libre de restos de fundentes y presentar un grosor mínimo de 50 µm.
3) Utilizable para puntas captadoras. Para aplicaciones en las que no sean críticos esfuerzos mecánicos como
la carga del viento, puede utilizarse una punta captadora de 1 m de largo con fijación suplementaria y de
diámetro de 10 mm.
4) Aplicable para barras de penetración en el terreno.
5) Cromo 16 %, nÍquel 8 %, carbono 0.03 %
6) En caso de acero inoxidable en hormigón y/o en contacto directo con materiales inflamables, la sección
mínima para el redondo macizo debe ser de 78 mm2 (10 mm. de diámetro) y para material plano macizo
75 mm2 (3 mm. de grosor)
7) En determinadas aplicaciones en las que la resistencia mecánica no es de relevancia, la sección puede
reducirse de 50 mm2 (8 mm. de diámetro) a 28 mm2 (6 mm. de diámetro). En estos casos, hay que tener
en cuenta la disminución de la distancia de los elementos de fijación.
8) Cuando las exigencias térmicas y mecánicas son relevantes, estas medidas pueden incrementarse a 60
mm2 en el caso del material plano macizo y a 78 mm2 para el redondo macizo.
9) Con una energía específica de 10,000 kJ/Ω la sección mínima para evitar la fusión es de 16 mm2 (cobre),
25 mm2 (aluminio), 50 mm2 (acero) y 50 mm2 (acero inoxidable). Más información en el anexo E.
10) Grosor, achura y diámetro están definidos para una tolerancia de ± 10%.
Tabla 5.3.1: Material, forma y sección mínima de puntas captadoras, conductores captadores y derivadores.

5.3 Materiales y medidas mínimas
para dispositivos captadores y
derivadores
En la tabla 5.3.1 se recogen las secciones mínimas, la
forma y el material de elementos captadores.
Estas exigencias están condicionadas por la capacidad
de los materiales para soportar la corriente de rayo
(elevación de la temperatura) y por los esfuerzos
mecánicos al usarlos.
Si se utiliza varilla de diámetro 8 mm. como punta
captadora, se permite una altura máxima libre de 0,5
m. La limitación de altura para una varilla de diáme-
tro 10 mm. es de 1 m. de longitud libre.
Observación:
Según la norma UNE EN 62305-3 (IEC 62305-3) punto 1
de la tabla 8, la sección mínima para un cable de unión
entre dos barras equipotenciales es de 14 mm2 Cu.
En pruebas efectuadas con un cable de cobre aislado
con PVC y con una corriente de choque de 100 kA
(10/350 µs) se ha comprobado una elevación de la
temperatura de 56 K. En este caso, puede utilizarse,
por ejemplo, un cable NYY 1 x 16 mm2 Cu como deri-
vador o como conductor de unión sobre tierra o bajo
tierra.
5.4 Medidas de montaje para
instalaciones captadoras y
derivadoras
Las medidas de montaje que se recogen a continua-
ción están basadas en la experiencia práctica (Figura
5.4.1) y vienen determinadas, principalmente, por las
fuerzas mecánicas que actúan sobre los componentes
del sistema de protección externa contra rayos.
Estas fuerzas mecánicas se originan, en menor medi-
da, por las fuerzas electrodinámicas que se producen
durante el flujo de la corriente de rayo y, en mayor
medida, por fuerzas de presión y tracción (p. ej. por
variación de la longitud a causa de la temperatura),
por esfuerzos derivados del viento o por carga de
nieve.
Los datos sobre la distancia máxima de 1,2 metros
entre los soportes de conductores hacen referencia
principalmente al acero, que es un material relativa-
mente rígido. En el caso del aluminio, la distancia
entre soportes es de 1 metro.
En la norma UNE EN 62305-3 (IEC62305 - 3) se reco-
miendan las siguientes medidas de montaje para la
protección externa contra rayos (Figuras 5.4.1 y
5.4.2).
La figura 5.4.3 muestra la aplicación sobre cubierta
plana.
0.3 m
1.0m
0.3m1.5m0.5m
0.05 m
α
e
e = 0.2 m
distancia
apropiada1.0 m
0.15m
1.0m
Lo más cerca
posible al
canto
Fig. 5.4.1: Ejemplos de detalles de una protección externa contra rayos en un edificio con tejado
a dos aguas.
Fig. 5.4.2: Punta captadora para chime-
nea.
1 m
Fig. 5.4.3: Instalación en cubierta plana.

A ser posible, al instalar los derivado-
res, deberá mantenerse la distancia
de separación “s” respecto a venta-
nas, puertas y otras aberturas.
En las figuras 5.4.3 - 5.4.5 se repre-
sentan otras medidas importantes
de montaje.
El tendido de una toma de tierra
alrededor de un edificio (p. j. anillo
de tierra), deberá realizarse a una
profundidad de >0.5 m y con una
distancia respecto al mismo de apro-
ximadamente 1 metro (Figura 5.4.4).
En las entradas a tierra o en las
conexiones a la toma de tierra de
cimientos (tomas de tierra anulares)
deben tenerse en cuenta medidas
de protección contra la corrosión,
como, por ejemplo, la utilización de
cinta anticorrosiva o el uso de varilla con revestimien-
to de PVC, 0,3 m por encima y por debajo de la entra-
da en tierra (Figura 5.4.5)
Es posible realizar una conexión segura frente a la
corrosión y libre de impacto visual, utilizando un
punto fijo de toma de tierra realizado en NIRO para
instalar en el hormigón.
Igualmente, en el caso de lugares húmedos, el termi-
nal de tierra debe protegerse contra corrosión en la
barra equipotencial.
Las diferentes combinaciones de materiales que se
muestran en la tabla 5.4.1 (entre elementos de la
instalación captadora, derivadores y con partes de la
estructura) han sido experimentadas en la práctica y
reflejan que son compatibles desde el punto de vista
de la corrosión, incluso en el caso de que existan
influencias medioambientales especialmente agresi-
vas.
5.4.1 Variación de la longitud en cables
metálicos
A menudo, en la práctica, tanto en instalaciones cap-
tadoras como en las derivadoras, no se toma en con-
sideración la variación de la longitud de los materia-
les ocasionada por los cambios de la temperatura.
En las antiguas normas y disposiciones se recomenda-
ba, de forma general, instalar cada 20 metros aproxi-
madamente una pieza de dilatación. Esta disposición
se refería a que antiguamente solía utilizarse única y
exclusivamente varilla de acero. No se tenían en
cuenta los valores más elevados de los coeficientes de
dilatación longitudinal del acero inoxidable, el cobre
y sobre todo del aluminio.
Hay que considerar que, en la cubierta y sus alrede-
dores, a lo largo del año, pueden producirse variacio-
nes de la temperatura de 100 K. En la tabla 5.4.1.1 se
enumeran las variaciones longitudinales que se pro-
Acero (StZn)
Aluminio
Cobre
NIRO
Titanio
Estaño
Acero (StZn)
si
si
no
si
si
si
Aluminio
si
si
no
si
si
si
Cobre
no
no
si
si
no
si
NIRO
si
si
si
si
si
si
Titanio
si
si
no
si
si
si
Estaño
si
si
si
si
si
si
Edificio
≥0.5m
≈ 1m
0.3 m
Protección
contra la
corrosión
0.3 m
Fig. 5.4.4: Dimensiones para tomas de
tierra anulares.
Tabla 5.4.1: Combinación de materiales.
Fig. 5.4.5: Punto expuesto a riesgo de
corrosión.

ducen en los distintos materiales. Es de destacar que
la variación longitudinal debido a la temperatura
entre el acero y el aluminio difiere aproximadamen-
te en un factor 2.
Los criterios para la utilización de piezas de dilatación
se exponen en la tabla 5.4.1.2. Al utilizar piezas de
dilatación hay que tener en cuenta que se tiene que
tratar de una compensación flexible de la longitud. La
flexión en forma de “S” de la varilla metálica no es
suficiente, ya que estas “piezas de dilatación” realiza-
das manualmente no son suficientemente flexibles.
Al conectar instalaciones captadoras, por ejemplo a
petos metálicos continuos en los bordes del tejado,
debería recurrirse a una conexión flexible mediante
piezas o medidas adecuadas. Si no se realiza esta
conexión flexible, existe el riesgo de que el revesti-
miento metálico de los petos del tejado resulte daña-
do a causa de la variación de longitud de los materia-
les debido a los cambios de temperatura.
Para compensar dicha variación, es necesario instalar
las correspondientes piezas de dilatación. (Figura
5.4.1.1).
5.4.2 Protección externa contra rayos para
un edificio industrial y para una
vivienda
La figura 5.4.2.1a muestra el diseño de la protección
externa contra rayos para una vivienda con garaje
incorporado, y la figura 5.4.2.1b, para un edificio
industrial.
Las figuras 5.4.2.1a y 5.4.2.1b y las tablas 5.4.2.1a y b
muestran ejemplos de los componentes utilizados.
No se han tomando en consideración las medidas
necesarias de protección interior contra rayos, como
p. ej. la equipotencialidad de protección contra el
rayo y la protección contra sobretensiones (Ver al res-
pecto el capítulo 6.)
Particularmente centramos nuestra atención en los
programas de soporte de DEHN, DEHNsnap y DEHN-
grip.
La generación de soportes de plástico DEHNsnap
(Figura 5.4.2.2) es apropiada como un componente
básico (para pared y tejado). El conductor se fija al
www.dehn.de
X
X
X
X
X
X
15
20
10
15
10
Material Superficie de fijación para conductores
captadores o derivadores
Distancia de las
piezas de dilatación
en m
blanda,
p. ej. tejado plano con recubrimiento
bituminoso o de plástico
dura,
p. ej. ladrillos o mampostería
Acero
Acero
inoxidable/Cobre
Aluminio
Utilización de piezas de dilatación cuando no se realiza ninguna otra medida de compensación de longitud
Tabla 5.4.1.2: Piezas de dilatación para protección contra rayos. Recomendaciones de uso.
Tabla 5.4.1.1: Cálculo de la variación longitudinal ∆ de varillas metálicas usadas en protección
contra rayos, condicionada por la temperatura.
Compensación de dilatación
mediante bridas de puenteo.
Material
Coeficiente de
dilatación
longitudinal α
1 1
106 K
∆L
Fórmula de cálculo ∆L = α ⋅ L ⋅ ∆T
variación de la temperatura asumida en el
tejado: ∆T = 100 K
Acero 11,5 ∆L = 11,5 ⋅ 106 ⋅ 100 cm ⋅ 100 = 0,115 cm ⋅ 1,1 mm/m
Acero inoxid. 16 ∆L = 16 ⋅ 106 ⋅ 100 cm ⋅ 100 = 0,16 cm ⋅ 1,6 mm/m
Cobre 17 ∆L = 17 ⋅ 106 ⋅ 100 cm ⋅ 100 = 0,17 cm ⋅ 1,7 mm/m
Aluminio 23,5 ∆L = 23,5 ⋅ 106 ⋅ 100 cm ⋅ 100 = 0,235 cm ⋅ 2,3 mm/m

EBB
3
14
13
15
2
10
9
7
8
6
1
4
5
11
Pos. Artículo - Descripción Art.Nr.
1 Varilla diámetro 8 mm. - DEHNALU
semi-duro o blando.
840 008
840 018
2 Pletina de acero 30 x 3,5 mm. St/tZn
Varilla de 10 mm. de diámetro StSt V4A
810 335
860 010
3 Soporte de conductor de tejado St/tZn
para caballetes StSt
StSt
StSt
StSt
StSt
202 020
204 109
204 249
204 269
206 109
206 239
4 Soporte de conductor para cubierta StSt
StSt
St/tZn
St/tZn
St/tZn
StSt
St/tZn
204 149
204 179
202 010
202 050
202 080
206 209
206 309
5 DEHNsnap
DEHNgrip
Soporte de conductor con taco y arandela
Soporte de conductor para aislamiento térmico
204 006
207 009
275 160
273 740
6 Borna para canalones de tejado St/tZn
StSt
Borna atornillada para canalones de tejado de St/tZn
StSt
339 050
339 059
339 100
339 109
7 Borna MV St/tZn
Borna MV StSt
390 050
390 059
8 Borna para rejilla para la nieve St/tZn 343 000
9 Abrazadera para canalones ajustable 60 - 150 mm
Abrazadera para canalones para cualquier sección
Conector KS para conexión de conductores
Conector KS StSt
423 020
423 200
301 000
301 009
10 Borna MV 390 051
11 Brida de puenteo Aluminio
Banda de puenteo Aluminio
377 006
377 015
12 Barra de penetración diámetro 16 mm
Completa
480 150
480 175
13
14
Conector paralelo
Cruceta
Bornas SV St/tZn
Bornas SV StSt
305 000
306 020
319 201
308 220
308 229
15
Soporte de barra con taco y arandela
Soporte de barra para aislamiento térmico
275 260
273 730
Placa numerada para identificación de puntos de
separación
480 006
480 005
16 Puntas captadoras con orejeta soldada
Puntas captadoras con extremos redondeados
Conexión a punta
100 075
483 075
380 020
Fig. 5.4.2.1a: Protección externa contra rayos de una vivienda unifamiliar.
Tabla 5.4.2.1a: Componentes para la protección externa contra rayos de una vivienda unifamiliar.
16
12

soporte simplemente basculando la caperuza del mis-
mo. La técnica especial de enclavamiento no ejerce
ningún tipo de esfuerzo mecánico sobre el cierre.
DEHNgrip (Figura 5.4.2.2) es un soporte de acero
inoxidable sin tornillos que se añadió al programa de
productos para complementar al sistema DEHNsnap
de soportes de plástico.
Este sistema de soporte sin tornillos es apropiado
para utilizarse como soporte de conductores de diá-
metro 8 mm. tanto en el tejado como en la pared.
Basta sencillamente con presionar sobre el soporte y
el conductor queda fijado en el DEHNgrip (Figura
5.4.2.2).
1
2
3
4
5
6
8
9
7
10
11
1
2
3
4
5
6
7
Varilla de acero inoxidable diámetro 10 mm. StSt
Juego de barra de penetración en tierra St/tZn
Cruceta StSt
Varilla DEHNALU® AlMgSi
Soporte de conductores DEHNsnap®
Banda de puenteado Al
Punta captadora AlMgSi
Con zócalo de hormigón con placa protectora
860 010
480 150
319 209
840 008
204 120
377 015
104 200
120 340
8
9
10
11
Soporte de conductor de tejado para cubiertas planas
Soporte distanciador DEHNiso ZDC-St/tZn
Anillo elevado
con zócalo de hormigón con placa protectora
y distanciador StSt
Punta captadora aislada
253 050
106 100
102 340
106 160
105 500
Fig. 5.4.2.1b: Protección externa contra rayos de un edificio industrial.
Tabla 5.4.2.1b: Componentes para la protección externa contra rayos de un edificio industrial.

5.4.3 Consejos para el montaje de soportes
de conductor de tejado
Tejas del caballete:
Ajustar los soportes de conductor de tejado según las
dimensiones de las tejas del caballete mediante tor-
nillo de ajuste (Figura 5.4.3.1).
El guiado del conductor puede, además, ajustarse en
cualquier momento mediante soportes de conducto-
res, desde el centro superior hasta el lateral inferior.
(Posibilidad de aflojar el soporte de conductor bien
girando el soporte o bien soltando el tornillo de suje-
ción).
⇒ Soporte de conductor de tejado SPANNsnap con
soporte de conductor de plástico DEHNsnap o
con soporte de conductor St/St DEHngrip (Figura
5.4.3.2).
Tensión permanente mediante muelle tensor de
S/tSt.
Margen de tensión universal de 180 - 280 mm.
con guiado de conductores ajustable lateralmen-
te, para conductores de diámetro 8 mm.
1
2
Componente básico
Caperuza
DEHNgrip
DEHNsnap
Fig. 5.4.2.2: Soportes de conductor DEHNsnap y DEHNgrip.
Fig. 5.4.3.1: Soporte de conductor de teja-
do con DEHNsnap para tejas
de caballete.
Fig. 5.4.3.2: SPANNsnap con soporte de
conductor de plástico
DEHNsnap.
Fig. 5.4.3.3: FIRSTsnap para montaje sobre
piezas de caballete ya exis-
tentes.

⇒ Soporte de conductor FIRSTsnap con soporte de
conductor de plástico DEHNsnap, para colocar
sobre abrazaderas de caballete ya existentes, en
el caso de caballetes de madera.
El soporte de conductor DEHNsnap (1) (Figura
5.4.3.3) se monta sobre la pieza de caballete existen-
te, (2) en el caso de caballetes de madera y se atorni-
lla a mano (sólo hacer girar el DEHNsnap).
Tejas ranuradas:
El soporte de conductor de tejado UNIsnap con pun-
tal preformado se utiliza para las superficies de teja-
do. Después de doblarlo a mano, el soporte de con-
ductor se inserta en los listones de tejado. Además,
puede clavarse para mayor seguridad (Figura 5.4.3.4).
Tejas planas (Figura 5.4.3.5)
Cubiertas de pizarra:
Cuando se utiliza sobre tejados de pizarra hay que
doblar el enganche interior (Figura 5.4.3.6) o bien
montar una pieza adicional de apriete (Art.Nr. 204
089).
Tejas con ranuras:
⇒ Soporte de conductor de tejado FLEXIsnap para
tejas con reborde, para colocar directamente
sobre las ranuras (Figura 5.4.3.7)
El tirante flexible de NIRO se introduce entre las
tejas con ranura.
Presionando sobre la teja con ranuras situada en
la parte superior, se conforma el tirante flexible
de StSt y se ajusta al reborde. De este modo, que-
da fijo por debajo de la teja.
Está prevista una muesca para la fijación a la ven-
tana en su caso.
Además el puntal del soporte puede clavarse.
⇒ Soporte conductor de tejado con pletina prefor-
mada para suspender en la ranura inferior. (Figu-
ra 5.4.3.8).
Tejas planas:
El soporte de conductor DEHNsnap (1) (Figura
5.4.3.9) se introduce con su dispositivo de apriete (2)
entre las tejas planas (3) o entre las placas y se ator-
nilla a mano (girar solamente el DEHNsnap).
Construcciones solapadas
En este caso (3) (p. ej. planchas y pizarras naturales)
el soporte de conductor DEHNsnap con brida de
apriete (1) (Figura 5.4.3.10) (2), se introduce lateral-
mente y, estando el soporte abierto, se fija con ayu-
da de un destornillador. El DEHNsnap, puede girarse
de tal manera que permite un guiado vertical a plo-
mo del conductor.
Doblar manualmente
En caso de utilización
sobre tejados de piza-
rra, doblar el enganche
interior
Fig. 5.4.3.4: Soporte de conductor de tejado
UNIsnap con puntal preformado.
Utilización sobre tejas ranuradas.
Utilización sobre tejas planas.
Utilización sobre tejados de pizarra.

Meter el soporte por
debajo de la teja
Levantar la teja
Presionar
la teja
Introducir el soporte
por debajo
Levantar
la teja
Presionar
la teja
DEHNsnap
1
2
1
4
3
DEHNsnap
1
2
3
1
3
Fig. 5.4.3.7: Soporte de conductor FLEXIsnap para adaptación
directa a la junta.
Fig. 5.4.3.8: Soporte de conductor de tejado para instalar en el
reborde inferior en cubiertas de teja con ranuras.
Fig. 5.4.3.9: ZIEGELsnap, para sujeción entre tejas o planchas planas. Fig. 5.4.3.10: Soporte de conductor de tejado PLATTENsnap para
construcciones solapadas.

5.5 Instalaciones de toma de tierra
Las normas IEC 62305-3, EN 62305-3 y UNE EN 62.305-
3 “Protección contra rayos – Daño físico a estructuras
y riesgo humano”, HD 637 S1 “Instalaciones de ener-
gía superiores a 1 kV”, IEC 60050-826 “Vocabulario
Electrotécnico Internacional Parte 826: Instalaciones
eléctricas” e IEC 60363-5-54 “ Instalaciones Eléctricas
de Edificios – Parte 5-54”, contienen una explicación
detallada de los conceptos utilizados en la técnica de
toma de tierra. En Alemania, además, se aplica la
norma DIN 18014 para tomas de tierra de cimientos.
A continuación, se expone la terminología utilizada y
su significado para facilitar la comprensión de los sis-
temas que se describen más adelante.
Terminología
Tierra
Es la parte del terreno cuyo potencial eléctrico en
cada punto, se pone igual a cero. La palabra “tierra”
es también el concepto utilizado, tanto para definir a
la tierra como lugar concreto como el material del
que se compone, p. ej., las diversas clase de tierra
humus (mantillo), arcilla, arena, grava y rocas.
Tierra de referencia
(tierra neutra) es la parte de la tierra, especialmente
de la superficie, fuera de la zona de influencia de una
instalación de toma de tierra, en la que entre dos
puntos cualquiera no se producen tensiones percep-
tibles originadas por la corriente en la toma de tierra
(Figura 5.5.1).
Toma de tierra
Es uno o varios componentes conductores que se
encuentran en contacto con el terreno y que consti-
tuyen una conexión eléctrica (se incluyen también las
tomas de tierra de cimientos).
Instalación de toma de tierra
Es un conjunto de electrodos de tierra localizados en
un emplazamiento limitado y unidos eléctricamente
entre sí, así como elementos metálicos que puedan
actuar como electrodos de dispersión (p. ej. armados
de cimientos de hormigón, revestimientos o armadu-
ras metálicas de cables en contacto con tierra, etc.).
Fig. 5.5.1: Potencial de la superficie del terreno y tensiones en la toma de tierra de cimientos FE y tomas de tierra de control cuando están atra-
vesados por la corriente.
1 m
UB2
ϕFE
US
FE
ϕ
UB1
ϕFE + SE
UE
UE Tensión de puesta a tierra
UB Tensión de contacto
UB1 Tensión de contacto sin control de potencial (en la
toma de tierra de cimientos)
UB2 Tensión contacto con control de potencial (Toma
de tierra de cimientos + toma de tierra de control)
US Tensión de paso
ϕ Potencial de la superficie de la tierra
FE Toma de tierra de cimientos
CE Toma de tierra de control (Toma de tierra anular)
CE

Conductor de tierra
Es un conductor que une una parte de la instalación que
se ha de poner a tierra con una toma de tierra y que
está tendido sobre el terreno o aislado en el mismo.
Tierra de protección contra rayos
Es la toma de tierra de una instalación de protección
contra rayos diseñada e instalada para derivar a tie-
rra una corriente de rayo.
Seguidamente se describen diversos tipos de tomas
de tierra y su clasificación según situación, forma y
perfil.
Clasificación según situación
Tomas de tierra superficiales
Es una toma de tierra que, por lo general, se introdu-
ce a poca profundidad en el terreno, aproximada-
mente hasta 1 m. Se puede realizar en material con-
ductor redondo o pletinas, pudiendo disponerse en
forma radial, en forma anular, malla o combinación
de varias de estas formas.
Tomas de tierra de profundidad
Es una toma de tierra que, por lo general, se introdu-
ce verticalmente en tierra a mayor profundidad que
la anterior ( picas de tierra ). Como material puede
utilizarse conductor redondo o de perfil.
Se compone de uno o varios conductores que están
embebidos en el hormigón de la cimentación y que
se encuentran en contacto con el terreno en una
gran superficie.
Toma de tierra de control
Es una toma de tierra que por su forma y disposición,
está más destinada al control del potencial que al
mantenimiento de una determinada resistencia de
propagación.
Toma de tierra circular
Toma de tierra que, por debajo o sobre la superficie
de la tierra, configura un anillo cerrado alrededor del
edificio a proteger.
Toma de tierra natural
Es aquel elemento o componente metálico que se
encuentra en contacto directo con tierra o con el
agua, o que está dentro del hormigón, y cuyo objeti-
vo o finalidad original no es el de actuar como parte
del sistema de puesta a tierra pero que actúa como
tal (armados de cimientos de hormigón, tuberías
metálicas, etc.).
Clasificación según forma y perfil.
Se puede diferenciar entre:
Tomas de tierra realizadas con conductor plano (ple-
tinas); tomas de tierra realizadas con conductor de
perfil en cruz y tomas de tierra realizadas con con-
ductor redondo (varillas).
Clases de resistencia
Resistencia específica de tierra
ρE es la resistencia eléctrica específica de la tierra. Se
indica en Ωm y representa la resistencia de un cubo
de tierra de 1 m de lado, entre dos planos opuestos
de dicho cubo.
Resistencia de propagación
RA de una toma de tierra es la resistencia de la tierra
entre la toma de tierra y la tierra de referencia. RA es
prácticamente una resistencia efectiva (óhmica).
Resistencia de choque de toma de tierra
Rst es la resistencia efectiva existente entre un punto
de la instalación de toma de tierra y la tierra de refe-
rencia al producirse el paso de la corriente de rayo.
Tensiones en instalaciones de toma de tierra atra-
vesadas por la corriente, control de potencial
Tensión de puesta de tierra
UE es la tensión existente entre una instalación de
toma de tierra y la tierra de referencia (Figura 5.5.1).
Potencial de la superficie de tierra
ϕ es la tensión existente entre un punto de la superfi-
cie de tierra y la tierra de referencia (Figura 5.5.1).
Tensión de contacto
UB es la parte del potencial de la puesta a tierra que
puede transmitirse a las personas (Figura 5.5.1), con-
siderándose como vía para la corriente por el cuerpo
humano la que va desde la mano hasta el pie (distan-
cia horizontal de la pieza de contacto aproximada-
mente 1 m) o bien de una mano a otra.
Tensión de paso
US es la parte del potencial de la puesta a tierra que
puede afectar a las personas al dar un paso de 1
metro de longitud siendo la vía de corriente la que va
de un pie al otro pie a través del cuerpo (Figura
5.5.1).

Control de potencial
Es la posibilidad de influir sobre el potencial de tie-
rra, en especial sobre el potencial de la superficie de
la tierra, a través de tomas de tierra de control (Figu-
ra 5.5.1).
Compensación de potencial
Es la conexión de instalaciones metálicas y de siste-
mas eléctricos con la instalación de protección contra
rayos a través de conductores, descargadores de
corriente de rayo o de vías de chispas de separación.
Resistencia de propagación / Resistencia espe-
cífica de toma de tierra
Resistencia de propagación RA
La derivación de la corriente de rayo a tierra a través
del sistema de puesta a tierra no se produce en un
solo punto, sino que se pone bajo tensión una deter-
minada zona alrededor de la toma de tierra. La for-
ma de la toma de tierra y la forma del tendido tienen
que elegirse de tal manera que las tensiones que
actúan sobre la superficie de la tierra (tensiones de
contacto y tensiones de paso) no adquieran valores
peligrosos. Como mejor puede explicarse en qué con-
siste la resistencia de propagación RA de una toma de
tierra es con la ayuda de una bola de metal enterra-
da en el suelo.
Si la bola de metal está enterrada a suficiente pro-
fundidad, la corriente fluye de manera regular por
toda la superficie de la tierra que la rodea de forma
radial. Ver figura 5.5.2a. En comparación con ello, en
la figura 5.5.2b se muestra el caso de una bola ente-
rrada por debajo de la superficie de la tierra a poca
profundidad. Los círculos concéntricos alrededor de
la superficie de la bola representan superficies de
nivel de tensión constante. La resistencia de propaga-
ción RA se compone de la conexión en serie de la
resistencias parciales de cada una de las capas de tie-
rra que rodean la bola. La resistencia de una de estas
capas de bola se calcula según la ecuación siguiente:
siendo ρE la resistencia específica de la tierra conside-
rado como un suelo homogéneo, espesor de una
capa de bola supuesta.
y
q superficie media de esta capa de bola.
Supongamos una bola de metal de 20 cm de diáme-
tro enterrada a 3 m de profundidad, con una resis-
tencia específica de suelo de 200 Ωm.
Al calcular el incremento de la resistencia para las
diferentes capas de la esfera en función de la distan-
cia al centro de la bola, se obtiene una curva como la
que se muestra en la figura 5.5.3.
La resistencia de propagación ρA para la toma de tie-
rra en forma de bola se calcula como sigue:
siendo:
ρE Resistencia específica de la tierra en Ωm
R
r
r
t
A
E
K
K
=
⋅
⋅
⋅
+ρ
π
100
2
1
2
2
R
l
q
E= ⋅ρ
1 2 3 4 5
160
140
120
100
80
60
40
20
RA = 161 Ω
ResistenciadepropagaciónRA(Ω)
aprox. 90%
Distancia x (m)
Fig. 5.5.2: Distribución de corriente de una toma de tierra en forma
de bola.
Fig. 5.5.3: Resistencia de propagación RA de una toma de tierra en
forma de bola con diámetro 20 cm, a 3 m de profundidad,
siendo ρE = 200 Ωm dependiente de la distancia con
respecto al centro de la bola.
b) Electrodo en forma de
bola instalado próximo
a la línea de superficie
del terreno.
Líneas del nivel
a) Electrodo en forma
de bola instalado
profundamente en
tierra.

t Profundidad de enterramiento en cm.
rK Radio de la toma de tierra en forma de bola en
cm.
En base a esta fórmula se obtiene una resistencia de
propagación RA = 161 Ω, para la toma de tierra en
forma de bola.
De la curva expuesta en la figura 5.5.3 se deduce que
la mayor parte de la resistencia de propagación total
tiene lugar en la zonas más próximas a la toma de
tierra. Así, por ejemplo, a 5 metros de distancia del
centro de la bola, se ha alcanzado ya el 90% del total
de la resistencia de propagación RA.
Resistencia específica de tierra ρE
La resistencia específica ρE, determinante para la
magnitud de la resistencia de propagación RA de una
toma de tierra, depende de la composición del suelo,
de su humedad y de la temperatura. Puede oscilar
entre límites muy amplios.
Valores para diferentes tipos de
suelo
En la figura 5.5.4 se exponen las
amplitudes en las que puede
oscilar la resistencia específica
del terreno pE para diferentes
tipos de suelos.
Fluctuaciones dependientes de
la época del año
Numerosas mediciones han
demostrado que la resistencia
específica de tierra varia de
manera notable en función de
la profundidad de enterramien-
to de la toma de tierra. Debido al coeficiente negati-
vo de temperatura del suelo (α = 0,02 … 0,004) las
resistencias específicas de tierra alcanzan un valor
máximo en invierno y un valor mínimo en verano. Se
recomienda, por lo tanto, calcular los valores de
medición de las tomas de tierra de acuerdo con los
valores máximos que se pueden esperar, ya que los
valores admisibles no deben ser superados ni siquie-
ra bajo las condiciones más desfavorables (tempera-
turas mínimas). La evolución de la resistencia especí-
fica de tierra ρE dependiendo de la época del año
(temperatura del suelo) puede representarse con bas-
tante aproximación mediante una curva sinusoide,
que tiene su máximo valor aproximadamente a
mediados de febrero y el mínimo aproximadamente
a mediados de agosto. Asimismo, ensayos realizados
han demostrado que, en el caso de tomas de tierra
que no están enterradas a más de 1,5 metros de pro-
fundidad, las desviaciones máximas de la resistencia
0.1 1 10 100 1000 10000 ρE
Hormigón
Terreno pantanoso, turba
Terreno cultivable, arcilla
Terreno arenoso húmedo
Terreno arenoso seco
Tierra pedregosa
Grava
Cal
Agua de río y agua de lago
Agua de mar
in Ωm
e e e
a M a’
Aparato de medida
30
20
10
0
10
20
30
Profundidad de enterramiento < 1.5 m
+ ρE en %
Profundidad de enterramiento > 1.5 m
− ρE en %
Jun. Jul. Ago. Sep. Oct. Nov.
Ene. Feb. Mar. Abril May. Dic.
Fig. 5.5.4: Resistencia específica de tierra ρE de diferentes tipos de suelo.
Fig. 5.5.5: Resistencia específica de tierra ρE dependiendo de la época
del año, sin que influyan sobre ella las precipitaciones (pro-
fundidad de enterramiento de la toma de tierra < 1,5 m).
Fig. 5.5.6: Determinación de la resistencia específica de tierra --E con
un puente de medida de cuatro bornas según el método
WENNER.

específica de tierra respecto a los valores medios lle-
gaban a ser del ± 30%. (Figura 5.5.5.5).
En tomas de tierra enterradas a mayor profundidad
(especialmente en las tomas de tierra de profundi-
dad) la variación supone solamente un ± 10%.
La resistencia de propagación RA de una instalación
de toma de tierra puede calcularse sobre la base de la
curva sinusoide de la resistencia específica de tierra,
medida en un día concreto, para obtener los valores
máximos que se pueden esperar( ver figura 5.5.5).
Medición
Para determinar la resistencia específica de tierra ρE,
se utiliza un puente de medida de resistencia contra
tierra con 4 bornas, que trabaja según el método
cero.
La figura 5.5.6 reproduce la disposición del dispositi-
vo de medida para este método denominado WEN-
NER. La medición se realiza desde un punto medio
fijo M, que se mantiene para todas las mediciones
que se hagan con posterioridad. A lo largo de una
línea recta en tierra a-a´, se introducen cuatro sondas
de medida en el terreno (picas de tierra de 30 … 50
cm de longitud). Partiendo de la resistencia R obteni-
da se calcula la resistencia específica de la tierra ρE
para esa zona del terreno:
siendo:
R Resistencia medida en Ω
E Distancia entre sondas en metros.
ρE Resistencia específica media de la tierra en Ωm
hasta una profundidad correspondiente a la dis-
tancia entre las sondas e.
Incrementando la distancia de las sondas “e” y rea-
justando el punto de medida de toma de tierra, pue-
de determinarse la curva correspondiente a la resis-
ρ πE e R= ⋅ ⋅2
Tabla 5.5.1: Fórmulas de cálculo de la resistencia de propagación RA para diferentes tomas de tierra.
Toma de tierra
Toma de tierra superficial
(Toma de tierra radial)
–
–
–
Toma de tierra de profundidad
(Pica de tierra)
Toma de tierra anular
Malla de toma de tierra
Toma de tierra en placas
Toma de tierra semiesférica/
RA Resistencia de propagación (W)
ρE Resistencia específica de tierra (Wm)
I Longitud de la toma de tierra (m)
d Diámetro de una toma de tierra anular, de la superficie circular equivalente o de una toma de tierra semianular (m)
A Superficie (m2) de la superficie rodeada por una toma de tierra anular o por una malla de toma de tierra
a Longitud de los cantos (m) de una placa de toma de tierra cuadrada. En placas rectangulares deberá aplicarse =√b ⋅ c,
siendo b y c los lados del rectángulo.
V Contenido (m3) de un cimiento único.
2 ⋅ ρE
RA =
l
2 ⋅ ρE
RA =
3 ⋅ d
2
d = 1,13 ⋅ √A
2
d = 1,13 ⋅ √A
2
d = 1,57⋅ √V
ρE
RA =
l
Fórmula empírica Magnitud auxiliar
ρE
RA =
2 ⋅ d
ρE
RA =
4,5 ⋅ a
ρE
RA =
π ⋅ d

tencia específica de tierra ρE en función de la profun-
didad.
Cálculo de las resistencias de propagación
En la tabla 5.5.1 se han expuesto las fórmulas para el
cálculo de las resistencias de propagación para los
tipos de terreno más usuales. En la práctica, estas fór-
mulas empíricas de cálculo son más que suficientes.
Las fórmulas de cálculo exactas pueden encontrarse
en los apartados siguientes.
Tomas de tierra superficiales extendidas
Las tomas de tierra superficiales, por lo general, se
entierran horizontalmente en el suelo a 0,5... 1 metro
de profundidad. Como la capa de terreno situada por
encima de la toma de tierra se seca en verano y se
congela en invierno, la resistencia de propagación
RA, para este tipo de tomas de tierra superficiales, se
calcula como si estuviera situada en la superficie del
terreno:
siendo:
RA Resistencia de propagación de una toma de tie-
rra superficial extendida en Ω
ρE Resistencia específica de tierra en Ωm
l Longitud de la toma de tierra superficial en m
r Cuarta parte de la anchura del fleje de acero en
metros o diámetro del conductor redondo en m
La figura 5.5.7 muestra cómo puede calcularse la
resistencia de propagación RA en función de la longi-
tud de la toma de tierra.
En la figura 5.5.8 se ha representado la tensión de
puesta a tierra UE en sentido longitudinal y transver-
sal para una toma de tierra de fleje de 8 metros de
R
l
l
r
A
E
=
⋅
⋅
ρ
π
ln
50 100
100
50
ρE = 100 Ωm
ρE = 200 Ωm
ρE = 500 Ωm
Resistencia de propagación RA (Ω)
Longitud I de la toma de tierra superficial extendida (m)
UE
100
80
60
40
20
a
UE
100
80
60
40
20
a
V
a
t
V
V
t
V
a
100 cm
t = 0 cm
50 cm
t = 0 cm
50 cm
100 cm
SENTIDO LONGITUDINAL
SENTIDO TRANSVERAL
TensióndepuestaatierralUE(%)TensióndepuestaatierraUEUE(%)
Distancia a (m) de la toma de tierra
Distancia a (m) de la toma de tierra
100
80
60
40
20
0.5 1 1.5 2 m
%
Máximatensióndepaso
en%delatensióntotal
Profundidad de enterramiento
Fig. 5.5.7: Resistencia de propagación RA en función de la longitud I
de la toma de tierra superficial con diferentes resistencias
específicas de tierra ρE.
Fig. 5.5.9: Máxima tensión de paso US en función de la profundidad
de enterramiento para una toma de tierra de fleje
extendida.
Fig. 5.5.8: Tensión de toma de tierra UE entre el conductor de tierra y
la superficie del terreno en función de la distancia existen-
te hasta la toma de tierra, en una toma de tierra de fleje
de 8 m de longitud a diferentes profundidades.

longitud. En esta figura puede verse claramente la
influencia de la profundidad de enterramiento sobre
la tensión de puesta a tierra.
En la figura 5.5.9 se ha reproducido la tensión de
pasos US en función de la profundidad de enterra-
miento.
En la práctica suele ser suficiente el cálculo realizado
según la fórmula empírica de la tabla 5.5.1
Tomas de tierra de profundidad
La resistencia de propagación RA de una toma de tie-
rra de profundidad se calcula según la fórmula
siguiente:
RA Resistencia de propagación en Ω
l Longitud de la toma de tierra con picas de pro-
fundidad en m
r Radio de las picas de toma de tierra de profundi-
dad en m.
La resistencia de propagación RA puede calcularse
con la fórmula empírica indicada en la tabla 5.5.1:
En la figura 5.5.10 se representa la resistencia de pro-
pagación RA en función de la longitud de picas l y de
la resistencia específica ρE.
Combinación de tomas de tierra
Al introducir varias tomas de tierra de profundidad
unas junto a otras, la distancia entre las tomas de tie-
rra debe ser, como mínimo, equivalente a la profun-
didad de enterramiento. Las distintas tomas de tierra
de profundidad tienen que interconectarse entre sí.
Las resistencias de propagación calculadas según las
fórmulas y los resultados de las medidas representa-
dos en los diagramas, son válidos para corriente con-
tinua y corriente alterna de baja frecuencia y presu-
poniendo una extensión relativamente reducida
(algunos cientos de metros) de la toma de tierra. En
caso de longitudes superiores, por ejemplo tomas de
tierra superficiales, hay que añadir, a la corriente
alterna, una parte inductiva.
Por otra parte, las resistencias de propagación calcu-
ladas no tienen validez para corrientes de rayo. En
estos casos, la parte inductiva adquiere un papel sig-
nificativo, especialmente en instalaciones de toma de
tierra de gran extensión, ya que puede dar lugar a
valores mayores de la resistencia de la toma de tierra
de choque.
Prolongando tomas de tierra superficiales o tomas de
tierra de profundidad por encima de 30 metros, se
alcanza una reducción inapreciable de la resistencia
de propagación de choque. Por ello resulta más efi-
caz la combinación de varias tomas de tierra de
menor longitud. En este caso, es preciso tener en
cuenta que, debido a la interacción de las tomas de
tierra, la resistencia de propagación real total es
superior que la resistencia de propagación calculada
a base de la suma de la conexión en paralelo de cada
una de las distintas resistencias.
Tomas de tierra radiales
Las tomas de tierra radiales dispuesta en forma de
cruz, son una solución interesante cuando, en terre-
nos que son relativamente malos conductores, se han
de conseguir resistencias de propagación relativa-
mente bajas y con un coste razonable.
R
l
A
E
=
ρ
R
l
l
r
A
E
=
⋅
⋅
ρ
π2
ln
R
l
A
E
=
⋅2 ρ
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
100
80
60
40
20
Resistencia de propagación RA
Profundidad de penetración I de la toma
de tierra de profundidad (m)
ρE = 100 Ωm
ρE = 500 Ωm
ρE = 200 Ωm
Fig. 5.5.10: Resistencia de propagación RA de tomas de tierra de
profundidad en función de su longitud I con diferentes
resistencias específicas de tierra ρE.

La resistencia de propagación RA de una toma de tie-
rra superficial dispuesta en forma de cruz, cuyos
ramales están situados en un ángulo de 90º uno res-
pecto al otro, se calcula con la fórmula siguiente:
siendo:
RA Resistencia de propagación de la toma de tierra
superficial en forma de cruz, expresado en Ω
l Longitud de los ramales en m
d Mitad de la anchura del fleje de acero (en
metros) o diámetro del conductor redondo (en
metros)
Para una aproximación basta, en casos de longitudes
de las ramas de la cruz muy grandes ( l > 10 m), la
resistencia de propagación RA puede calcularse con la
longitud total de las ramas según las ecuaciones de la
tabla 5.5.1
La figura 5.5.11 muestra la curva de la resistencia de
propagación RA de tomas de tierra superficiales en
forma de cruz en función de la profundidad de ente-
rramiento.
La figura 5.5.12 muestra las curvas de la tensión de
puesta a tierra.
En las tomas de tierra radiales en forma de cruz el ángu-
lo entre los diversos ramales debe ser superior a 60º.
De acuerdo con la figura 5.5.12 para el cálculo de la
resistencia de propagación de una malla de toma de
tierra se aplica la fórmula siguiente:
siendo d el diámetro del círculo equivalente a la
superficie incluida en la malla de toma de tierra que
se calcula como sigue:
En dimensiones rectangulares o poligonales de la
malla de toma de tierra:
Siendo:
A Superficie de la malla de toma de tierra.
d
A
=
⋅4
π
R
d
A
E
=
⋅
ρ
2
R
l
l
r
A
E
=
⋅
⋅ +
ρ
π4
1 75ln .
l
Resistencia de propagación RA (Ω)
Profundidad de enterramiento (m)
l = Longitud de los ramales
ρE = 200 Ωm
l = 10 m
l = 25 m
%
14
12
10
8
6
4
2
0.5 1 1.5
%
100
80
60
40
20
10 20 30 m
45°
II
I
Tensión
Distancia al punto medio de la cruz
Sentido de la
medida I
Sentido
dela
m
edidaII
Longitud de las ramas 25 m
Fig. 5.5.11: Resistencia de propagación RA de tomas de tierra super-
ficiales en forma de cruz (90º) en función de la profundi-
dad de enterramiento
Fig. 5.5.12: Tensión de puesta a tierra UE entre el conductor de tierra y la
superficie del terreno de la toma de tierra superficial en for-
ma radial (90º) en función de la distancia existente al punto
de intersección (profundidad de enterramiento 0,5 m).

Para dimensiones cuadradas (longitud de cantos b):
La figura 5.5.13 muestra el desarrollo de la resisten-
cia de propagación de choque de tomas de tierra
superficiales, con una y varias ramas, con tensiones
de choque rectangulares. Como puede verse en este
diagrama resulta más conveniente, para una deter-
minada longitud, tender una toma de tierra de varias
ramas en forma radial que una tierra de un solo
ramal.
Tomas de tierra de cimientos
La resistencia de propagación de un conductor metá-
lico en cimientos de hormigón puede calcularse apro-
ximadamente utilizando la fórmula para tomas de
tierra semiesféricas:
siendo aquí “d” el diámetro de la semiesfera de
cimientos de superficie equivalente.
V = volumen del cimiento.
Al efectuar el cálculo de la resistencia de propaga-
ción, hay que tener en cuenta que la toma de tierra
de cimientos solamente puede ser efectiva si el cuer-
po del hormigón se encuentra en contacto directo
con una amplia superficie de terreno. Los recubri-
mientos hidrófugos, aislantes, incrementan conside-
rablemente la resistencia de propagación o incluso
aíslan eléctricamente la toma de tierra de cimientos
(Ver 5.5.2).
Tomas de tierra de profundidad conectadas en para-
lelo
Para mantener dentro de los límites aceptables las
interferencias e interacciones mutuas en caso de
tomas de tierra de profundidad conectadas en para-
lelo, la distancia entre las mismas no deberá ser infe-
rior a la profundidad de introducción de dichas
tomas de tierra.
Si las distintas tomas de tierra se encuentran situadas
en círculo y son aproximadamente de la misma longi-
d V= ⋅1 57. 3
R
d
A
E
=
⋅
ρ
π
d b= ⋅1 1.
0 1 2 3 4 5 6
Ω
160
140
120
100
80
60
40
20
0
ResistenciadetomadetierradechoqueRst
Tiempo en µs
n = 1
2
3
4
RA = 10 Ω
l
n = 4Z = 150 Ω
RA = 10 Ω
n = 1 ... 4
n · l = 300 m
Z Impedancia del conductor de tierra
RA Resistencia de propagación
n Número de tomas de tierra conectadas en paralelo
l Longitud media de las tomas de tierra
a
l
p
n = 20
10
5
3
2
p Factor de reducción
n Número de tomas de tierra conectadas en paralelo
a Distancia media entre las tomas de tierra
l Longitud media de las tomas de tierra
0.5 1 2 5 10
20
10
5
3
2
1
Fig. 5.5.13: Resistencia de toma de tierra de choque Rst, de una
toma de tierra de superficie con uno y varios ramales
de la misma longitud.
Fig. 5.5.14: Factor de reducción p para el cálculo de la resistencia
total de propagación RA de tomas de tierra de profundi-
dad conectadas en paralelo.

tud, la resistencia de propagación puede calcularse
como sigue:
RA es la resistencia media de propagación de cada
una de las tomas de tierra. El factor de reducción p
puede calcularse según la figura 5.5.14 en función
del número de dichas tomas de tierra, de su longitud
y de la distancia existente entre las mismas.
Combinación de tomas de tierra superficiales y
tomas de tierra de profundidad
Cuando se trata de tomas de tierra de profundidad
con una resistencia de propagación suficiente ( por
ejemplo en capas profundas impregnadas de agua,
en suelos de arena…), la toma de tierra de profundi-
dad debe encontrarse lo más cercana posible al obje-
to que se desea proteger. Si fuera imprescindible una
línea conductora larga, resulta muy conveniente ten-
der en paralelo a la misma una toma de tierra en for-
ma radial compuesta de varios ramales, con el fin de
reducir la resistencia durante la elevación de la
corriente.
A modo de aproximación, la resistencia de propaga-
ción de una toma de tierra superficial con picas de
tierra puede calcularse como si la toma de tierra
superficial estuviera prolongada por la longitud
enterrada de la toma de tierra de profundidad.
Tomas de tierra anulares
En anillos de toma de tierra de grandes diámetros (d
>30 m), la resistencia de propagación se calcula con la
fórmula para tomas de tierra superficiales (en cuyo
caso para la longitud de la toma de tierra se toma el
perímetro del círculo π ⋅d):
siendo:
r = radio del conductor redondo o la cuarta parte de
la anchura del fleje de acero de la toma de tierra,
en metros.
El cálculo de la resistencia de propagación en anillos
de toma de tierra que no tienen forma de círculo, se
realiza utilizando el diámetro de un círculo equiva-
lente de la misma superficie:
siendo:
A = Superficie rodeada por la toma de tierra anular.
Ejecución
De acuerdo con la normativas, por cada instalación
que se desea proteger, se requiere una instalación
propia de toma de tierra que, por sí misma, tiene que
ser capaz de funcionar plenamente, incluso sin
emplear otros elementos metálicos como tuberías de
agua o conductores de la instalación eléctrica pues-
tos a tierra. En el caso de la protección contra rayos,
el valor de la resistencia de propagación RA solamen-
te tiene una importancia secundaria. Lo más impor-
tante es que la compensación de potencial esté reali-
zada y consecuentemente la corriente de rayo pueda
fluir sin peligro por tierra.
El edificio o estructura a proteger se eleva, a través
de la corriente de rayo “i” hasta la tensión de puesta
a tierra tierra UE,
respecto a la tierra de referencia.
El potencial de la superficie del terreno disminuye
conforme aumenta la distancia con la toma de tierra
(Figura 5.5.1).
La caída de tensión inductiva que se produce en la
toma de tierra durante el incremento de la corriente
de rayo, solamente tiene que ser tomada en conside-
ración en el caso de instalaciones de toma de tierra
de grandes dimensiones (p. ej. las tomas de tierra
superficiales de gran longitud son necesarias en sue-
los que son malos conductores ).En general, la resis-
tencia de propagación está determinada solamente
por la parte óhmica.
En conductores aislados introducidos en el edificio, el
potencial de puesta a tierra UE adquiere su valor
total con respecto a los conductores.
U i R L
di
dt
E A= ⋅ + ⋅ ⋅
1
2
d
A
=
⋅ 4
π
R
d
A
E
=
⋅
⋅
2
3
ρ
R
d
d
r
A
E
=
⋅
⋅
⋅ρ
π
π
2
ln
R
l l
A
E
flat strip eath rod
≈
+
ρ
R
R
p
A
A
= '

Para evitar el riesgo de perforaciones y saltos de chis-
pas, estos conductores aislados se conectan con la ins-
talación de toma de tierra, en el marco de la compen-
sación de potencial para protección contra rayos, a
través de vías de chispas de separación o mediante
equipos de protección contra sobretensiones en el
caso de conductores con tensión (ver catálogo princi-
pal DEHN de protección contra sobretensiones UE).
Para mantener lo más bajas posibles las tensiones de
paso y contacto, es necesario reducir la resistencia de
propagación. La instalación de toma de tierra puede
diseñarse como toma de tierra de cimientos, como
toma de tierra anular o, en edificios de grandes
superficies, también como mallas de toma de tierra, y
en casos especiales, como tomas de tierra aisladas.
En Alemania, las tomas de tierra de cimientos deben
dimensionarse según DIN 18014.
La toma de tierra de cimientos debe realizarse como
anillo cerrado instalado en la base de los muros exte-
riores de la edificación o en la cimentación de la losa.
En el caso de edificaciones de mayores dimensiones,
la toma de tierra de cimientos deberá disponer de
conexiones transversales, de manera que el tamaño
máximo de las retículas no supere los 20 m x 20 m.
La toma de tierra de cimientos tiene que instalarse de
tal manera que esté rodeada de hormigón por todas
partes. En caso de pletinas o flejes de acero en hormi-
gón no armado, el electrodo de toma de tierra tiene
que disponerse de canto.
Hay que efectuar una conexión entre la toma de tie-
rra de cimientos y la barra de compensación de
potencial en la zona de acometida del edificio. Según
la norma UNE EN 62305-3 (IEC 62305-3) una toma de
tierra de cimientos debe disponer de banderolas o
esperas de conexión para la unión de los derivadores
o bajantes de la protección externa contra rayos a la
instalación de toma de tierra.
Debido al riesgo de corrosión, en el punto de salida
de una banderola de conexión deberá preverse, ade-
más, una protección suplementaria contra la corro-
sión (con revestimiento de PVC o mediante utiliza-
ción de acero inoxidable).
Las armaduras del hormigón de cimientos pueden
utilizarse igualmente como toma de tierra, siempre
que cuente con las necesarias banderolas de cone-
xión y el armado del hormigón se conecte entre sí por
encima de las juntas de dilatación.
Las tomas de tierra superficiales tienen que instalar-
se, como mínimo, a una profundidad de 0,5 metros.
La resistencia de puesta a tierra de choque de las ins-
talaciones de toma de tierra depende del valor máxi-
mo de la corriente de rayo y de la resistencia especí-
fica de tierra. Ver a este respecto también la figura
5.5.13. La longitud de las tomas de tierra eficaces en
caso de corriente de rayo se calcula, de forma aproxi-
mada, como sigue:
Tomas de tierra superficiales:
Tomas de tierra de profundidad:
Siendo:
Ieff Longitud efectiva de la toma de tierra en metros
î Valor punta de la corriente de rayo en kA
ρE Resistencia específica de tierra en Ω m.
La resistencia de puesta a tierra de choque RST pue-
de calcularse de acuerdo con las fórmulas de la tabla
5.5.1, aplicando para la longitud l la longitud efecti-
va de la toma de tierra Ieff.
Desde el punto de vista económico, las tomas de tie-
rra superficiales son siempre más ventajosas que las
tomas de tierra de profundidad, cuando las capas
superiores del terreno presentan una resistencia
específica más pequeña que las capas del subsuelo.
l îeff E= ⋅0 2. ρ
l îeff E= ⋅0 28. ρ
0 5 10 15 20 30 40 50 60 70 80 90 100
90
80
70
60
50
40
30
20
15
10
5
0
Longitud de la toma de tierra l (m)
Toma de tierra de superficie
Toma de tierra de profundidad
ρE = 400 Ωm
ρE = 100 Ωm
ResistenciadepropagaciónRA(Ω)
Fig. 5.5.15: Resistencia de propagación RA de tomas de tierra de
superficie y de tomas de tierra de profundidad en fun-
ción de la longitud de la toma de tierra l.

Cuando el terreno es relativamente homogéneo (es
decir cuando la resistencia específica de tierra es
aproximadamente igual en la superficie del terreno
que en la profundidad del subsuelo), los costes de
instalación son similares para ambas.
Según la figura 5.5.15, en el caso de una toma de tie-
rra de profundidad, se precisa aproximadamente sólo
la mitad de la longitud que en una toma de tierra
superficial.
Si el terreno en la zona del subsuelo presenta una
mejor conductividad que en la superficie, p.e j. por
presencia de corrientes subterráneas de agua, por lo
regular, resulta económicamente más ventajosa una
toma de tierra de profundidad que una toma de tie-
rra superficial. La cuestión de si un tipo de toma de
tierra u otro resulta más ventajoso, sólo podrá deter-
minarse, en cada caso concreto, por medio de medi-
ciones de la resistencia específica de tierra en función
de la profundidad.
Las tomas de tierra de profundidad no precisan de
trabajos de excavación, provocan pocos daños en el
suelo y sus costes de instalación son, en comparación
con una toma de tierra superficial, normalmente
bajos. Con estas tomas de tierra se pueden conseguir
resistencias de propagación buenas y son muy apro-
piadas para ampliar y mejorar instalaciones de toma
de tierra ya existentes.
5.5.1 Instalaciones de toma de tierra según
UNE EN 62305-3 (IEC 62305-3 )
La instalación de toma de tierra es, al fin y al cabo, la
prolongación de los dispositivos captadores y deriva-
dores para dispersar la corriente de rayo en el terre-
no. Otros cometidos de la instalación de toma de tie-
rra son, por un lado, realizar la compensación de
potencial entre los derivadores y, por otro, realizar
un control del potencial en las proximidades de las
paredes del edificio. El sistema de puesta a tierra
debe estar conectado a la barra equipotencial.
A partir de la norma UNE EN 62305-3 (IEC 62305-3 )
se asume la necesaria equipotencialidad del sistema
de protección contra rayos. No se requiere ningún
valor particular para la resistencia de la puesta a tie-
rra, si bien, se recomienda un valor bajo (inferior a
10 Ω, medida con baja frecuencia).
La normativa considera dos disposiciones de puesta a
tierra, Tipo A y Tipo B.
Para los dos tipos de tomas de tierra, tipo A y tipo B,
la longitud mínima l1 de cada electrodo de tierra, es
determinante para definir la clase de protección
(Figura 5.5.1.1).
El valor de la resistencia específica de tierra en cada
caso, solamente puede determinarse mediante medi-
ciones realizadas “in situ” por el método “WENNER”.
(Medición de cuatro conductores).
Toma de tierra tipo A
La disposición de tomas de tierra tipo A describe elec-
trodos de tierra en forma de líneas individuales dis-
puestas horizontalmente (tomas de tierra superficia-
les) o verticalmente (tomas de tierra de profundidad)
que, en cada caso, deben conectarse con un deriva-
dor. El número mínimo de electrodos no debe se infe-
rior a 2.
Para las clases de protección III y IV se exige una lon-
gitud mínima de la toma de tierra de 5 metros. Para
las clases de protección I y II la longitud de la toma de
tierra se fijará en función de la resistencia específica
del terreno.
La longitud mínima de la toma de tierra l1 puede ver-
se en la figura 5.5.1.1. La longitud mínima de cada
toma de tierra es:
I1 x 0.5 para tomas de tierra verticales o inclinadas.
I1 para tomas de tierra horizontales.
Estos valores son válidos para cada toma de tierra
individual. En caso de combinaciones de diferentes
tomas de tierra (verticales y horizontales) debe tener-
se en cuenta la longitud total equivalente.
La longitud mínima de la toma de tierra puede no
tomarse en consideración cuando se alcanza una
resistencia de propagación en tierra inferior a 10 Ω
(UNE EN 62 305-3).
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0 500 1000 1500 2000 2500 3000
l1 (m)
ρE (Ωm)
Clase de protección III-IV
Clase de protección I
Clase de protección II
Fig. 5.5.1.1: Longitudes mínimas de electrodos de tierra.

Las tomas de tierra de profundidad suelen introducir-
se verticalmente en el terreno a gran profundidad. Se
introducen en terrenos firmes que, regularmente,
sólo empiezan a encontrarse por debajo de las
cimentaciones. La práctica ha mostrado como muy
ventajosas las tomas de tierra de 9 metros. Las tomas
de tierra de profundidad tienen la ventaja de que
están en contacto con capas del suelo más profundas,
cuya resistencia específica, en general, es inferior a la
que hay en zonas más cercanas a la superficie.
En zonas de posibles heladas es recomendable no
considerar el primer metro de una toma de tierra ver-
tical. La toma de tierra del tipo A no cumple las exi-
gencias de la compensación de potencial entre los
derivadores y el control de potencial. Por ello, han de
interconectarse entre sí para conseguir una distribu-
ción regular de la corriente. Es importante tener en
cuenta este aspecto a la hora de realizar el cálculo de
la distancia de separación “s”. La conexión de este
tipo de puesta a tierras puede efectuarse en la super-
ficie o bajo tierra.
Toma de tierra tipo B
Las tomas de tierra tipo B son tomas de puesta a tie-
rra anulares alrededor del objeto a proteger o bien
tomas de tierra de cimientos. Las exigencias que se
plantean a este tipo de tomas de tierra están descri-
tas en la norma DIN EN 18014.
Si no es posible disponer un anillo cerrado alrededor
del edificio, dicho anillo deberá completarse median-
te la disposición de conductores en el interior de la
edificación o estructura. Para ello pueden utilizarse
tuberías o cualquier otro tipo de estructuras metáli-
cas que estén permanentemente conectados. Como
mínimo, el 80% de la longitud de la toma de tierra
tiene que estar en contacto con el terreno. Las longi-
tudes mínimas de las tomas de tierra, de acuerdo con
las disposiciones del tipo B, dependen de los niveles
de protección. En los niveles de protección I y II, la
longitud mínima de las tomas de tierra se fija, ade-
más, en función de la resistencia específica del terre-
no. (Ver al respecto la figura 5.5.4).
En las tomas de tierra del tipo B, el radio medio “r”
de la zona rodeada por la toma de tierra no puede
ser inferior a la longitud mínima l1 indicada. Para
determinar el radio medio “r”, la superficie a consi-
derar se traslada a una superficie circular equivalen-
te y se determina el radio de acuerdo con las figuras
5.5.1.2 y 5.5.1.3.
Seguidamente presentamos un cálculo a título de
ejemplo:
Si el valor exigido l1 es mayor que el valor de de “r”
correspondiente a la estructura, es necesario comple-
mentar con tomas de tierra radiales o verticales (o
tomas de tierra inclinadas) cuyas correspondientes
longitudes lr (radial/horizontal) y lv (vertical) se dedu-
cen de las ecuaciones siguientes:
l l rr = −1
Fig. 5.5.1.2: Toma de tierra tipo B: determinación del radio medio.
Ejemplo de cálculo.
Fig. 5.5.1.3: Toma de tierra tipo B: determinación del radio medio.
Ejemplo de cálculo.
r
Superficie a
considerar A1
Superficie circularA2,
de radio medio r
A = A1 = A2
r =
r l1
A
π
En los anillos de toma de tierra o
en las tomas de tierra de cimien-
tos, el radio medio r de la zona
rodeada por la toma de tierra no
debe ser inferior a l1.
12 m
12m
5 m
5 m
7 m
7 m
r
Superficie a
considerar A1
Ejemplo: edificio de viviendas,
LPS Clase III, l1 = 5 m
A1 = 109 m2
r =
r = 5.89 m
109 m2
3.14
Superficie circular A2
de radio medio r
A = A1 = A2
r =
r l1
A
π
¡No son
necesarias
tomas de
tierra
adicionales!

El número de tomas de tierra adicionales no debe ser
inferior al número de derivadores, pero como míni-
mo deben ser 2. Estas tomas de tierra adicionales
deben estar distribuidas regularmente por todo el
perímetro y han de conectarse con la toma de tierra
circular (anillo de toma de tierra).
Si fuera necesario conectar tomas de tierra adiciona-
les a la toma de tierra de cimientos, hay que prestar
mucha atención al material que se utilice. En este
supuesto es preferible el uso de acero inoxidable,
número de material 1.4571 (Figura 5.5.2.1).
Algunos sistemas o instalaciones pueden, a su vez,
requerir medias complementarias. Así:
⇒ Sistemas eléctricos - Condiciones de desconexión
del suministro con respecto al tipo de red corres-
pondiente (Sistemas TN, TT, IT), según normativa
IEC 60364-4-41: 2005, mod y HD 60364-4-41:2007
⇒ Compensación de potencial según normativa IEC
60364-5-54: 2002 y HD 60364-5-54: 2007.
⇒ Sistemas electrónicos - Técnica informática.
⇒ Puesta a tierra de antenas.
⇒ Compatibilidad electromagnética.
⇒ Centros de transformación en o junto a la instala-
ción de obra.
5.5.2 Instalaciones de tomas de tierra,
tomas de tierra de cimientos y tomas
de tierra de cimientos en caso de
medidas constructivas especiales
Toma de tierra de cimientos - Toma de tierra tipo B
En la norma alemana DIN 18014 “Tomas de tierra de
cimientos”, se detallan las exigencias o requisitos
correspondientes para las tomas de tierra de este tipo.
Muchas normas, tanto nacionales como internaciona-
les, especifican que la toma de tierra de cimientos es
una de las tomas de tierra preferidas, pues, con una
correcta instalación, se consigue que el electrodo de
dispersión esté rodeado de hormigón por todos lados
y sea, por tanto, además, resistente a la corrosión.
Igualmente, las propiedades higroscópicas del hormi-
gón, favorecen que, por lo general, se alcancen valores
de resistencia de propagación muy bajos.
La toma de tierra de cimientos debe instalarse, como
anillo cerrado, en la fosa de cimentación o en la solera
de cimientos encima del denominado hormigón de
limpieza (Figura 5.5.2.1) cumpliendo, de este modo, la
función de la compensación de potencial. Hay que
prestar atención a la distribución de las mallas ≤ 20 m
x 20 m, así como a las banderolas de conexión hacia
fueranecesariasparalaconexióndelosderivadoresde
la protección externa contra rayos, y hacia dentro para
la compensación de potencial (Figura 5.5.2.2).
La instalación de una toma de tierra de cimientos es
una medida electrotécnica por lo que tiene que ser
realizada y supervisada por un técnico.
l
l r
v =
−1
2
Banderola de conexión
min. 1,5 m longitud, claramente identificada
− Pletina de acero 30 mm x 3.5 mm
− Varilla de acero inoxidable NIRO 10 mm de diámetro
− Varilla de acero de 10 mm de diámetro con funda de PVC
− Punto fijo de toma de tierra
− Pletina de acero 30 x 3,5 mm
− Varilla de acero de 10 mm
de diámetro
Fig. 5.5.2.1: Malla en tomas de tierra de cimientos. Fig. 5.5.2.2: Toma de tierra de cimientos.
Cable de conexión suplementario para
conformación de la malla ± 20 x 20 m.
Recomendación:
Varias banderolas de conexión,
p. ej. en instalaciones técnicas

Tendido en hormigón no armado
En cimentaciones no armadas, como p. ej. cimientos de
edificios de viviendas (Figura 5.5.2.3) es preciso utilizar
soportes distanciadores. Solamente si se instalan
soportesde este tipo a una distancia de 2 metros pue-
de garantizarse que, la toma de tierra de cimientos
“este elevada” y, por tanto, quede totalmente rodea-
da de hormigón.
Tendido en hormigón armado
En caso de utilización de planchas de acero, jaulas de
armado o hierros de armado en los cimientos, no sólo
puede sino que deben unirse estos componentes natu-
ralesmetálicosalatomadetierradecimientos.Deesta
manera, la toma de tierra de cimientos es aún más ven-
tajosa. Es este caso, no es necesario utilizar soportes
distanciadores.
Con los modernos métodos para la colocación del hor-
migón, con aplicación inmediata de compactado-
res/prensadores, está totalmente garantizado que el
hormigón “fluya” también por debajo de la toma de
tierra de cimientos y que la rodee por todos los lados.
La figura 5.5.2.4 muestra un ejemplo de aplicación
para el tendido horizontal de una pletina como toma
de tierra de cimientos. Los puntos de cruce de la toma
de tierra de cimientos tienen que estar conectados y
ser capaces de soportar la corriente. El acero cincado
como material para las tomas de tierra de cimientos es
suficiente.
Las banderolas de conexión hacia el exterior en la zona
del terreno tienen que protegerse adicionalmente
contra la corrosión en los puntos de salida. Para esto es
apropiado, por ejemplo, el uso de varillas de acero con
revestimiento de plástico (a causa del peligro de rotu-
ra del recubrimiento de plástico a bajas temperaturas
es necesario un cuidado especial durante el montaje),
acero inoxidable de alta aleación, material Nr. 1.4571
o puntos fijos de puesta a tierra.
Si la instalación está hecha correctamente, la toma de
tierra estará rodeada de hormigón por todos los lados
y será resistente a la corrosión.
Al instalar la toma de tierra de cimientos han de reali-
zarse mallas con retículas no superiores a 20 m x 20 m.
Esta amplitud de mallas no guarda ninguna relación
con la clase de protección de la protección externa
contra rayos.
En la actual técnica de edificación los diferentes tipos
de cimientos se realizan en las más diferentes formas
de ejecución y con las más diversas variantes de imper-
meabilización. La reglamentación sobre protección
térmica ha adquirido una notable influencia sobre la
ejecución de zapatas y losas de cimentación.
Respecto a las tomas de tierra de cimientos que se
construyen en nuevas edificaciones sobre la base de la
norma DIN 18014, la impermeabilización o aislamien-
to tiene repercusiones sobre la colocación y disposi-
ción de dichas tomas de tierra.
Perímetros Aislados / Bases Aisladas
Con la expresión “Perímetro” se denomina la zona de
muros y terreno de un edificio que está en contacto
con la tierra. El aislamiento perimetral es el aislamien-
to térmico exterior alrededor de la estructura. El aisla-
miento perimetral situado en el exterior sobre la capa
de impermeabilización puede rodear al cuerpo del
edificio sin puentes térmicos y constituye una protec-
ción adicional de impermeabilización frente a daños
mecánicos.
Fig. 5.5.2.3: Toma de tierra de cimientos Fig. 5.5.2.4: Aplicación de tomas de tierra de cimientos.

Capa de limpieza
Plancha del suelo
Hormigón
Suelo del sótano
Drenaje
Bloqueo de humedad
Aislamiento
Zona del suelo
Perímetro/Aislamiento del zócalo
Bibliografía: En base a la norma DIN EN 18014-2:2006-05; Serie de escritos VDE 35,Schmolke, H.;Vogt D.: “La toma de tierra
de cimientos”; HEA-Elektro+
: 2004
Capa de limpieza
Placa del suelo
Hormigón
Suelo del sótano
Drenaje
Bloqueo de humedad
Aislamiento
Zona del suelo
Perímetro /
Aislamiento del suelo
Línea de separación
Bibliografía: En base a la norma DIN EN 18014-2: 2006-05; Serie de escritos VD 35, Schmolke, H.;Vogt,
D. “La toma de tierra de cimientos”; HEA Elktro+
: 2004
Borna MV
Art. Nr. 390 050
Soporte distanciador
Art. Nr. 290 001
Pieza de cruceta
Art Nr. 318 201
Punto fijo de toma de tierra para
PAS Part No. 478 800
Borna MV
Art Nr. 390 050
Soporte de distanciador
Art. Nr. 290 001
Pieza de cruceta
Art. Nr. 318 201
Punto fijo de toma de tierra para PAS
Art. Nr. 478 800
Fig. 5.5.2.5: Disposición de la toma de tierra de cimientos (Pared del sótano aislada).
Fig. 5.5.2.6: Disposición de toma de tierra de cimientos (Pared del sótano y plancha de suelo aisladas).

La resistencia específica de las planchas aislantes peri-
metrales representa un factor decisivo al considerar las
consecuencias del aislamiento perimetral sobre la
resistencia de propagación de tomas de tierra de
cimientos en ejecución convencional en los cimientos
(zapatas de cimentación, losas de cimientos). Así por
ejemplo, se indica una resistencia específica 5,4 • 1012
Ωm para una espuma dura de poliuretano con una
densidad bruta de 30 kg/m2. Frente a esto, la resisten-
cia específica del hormigón se encuentra entre 150
Ω/m y 500 Ω/m. Sólo en base a estas consideraciones
puede deducirse que, con un aislamiento perimetral
continuo, una toma de tierra convencional instalada
en los cimientos no tiene prácticamente ningún efec-
to. El aislamiento perimetral también actúa como ais-
lante eléctrico.
Las siguientes figuras muestran las diferentes posibili-
dades de instalación de tomas de tierra de cimientos
en edificios con aislamiento perimetral y aislamiento
de base (Figuras 5.5.2.5 hasta 5.5.2.7)
La disposición de la toma de tierra en las zapatas de
cimentación, con aislamiento en los lados situados
exteriormente y en la solera de suelo, no debe conside-
rarse crítico (Figuras 5.5.2.5 y 5.5.2.6).
En caso de un aislamiento completo de la losa de
cimientos, la toma de tierra debe instalarse por deba-
jo de la capa del terreno. Aquí debería usarse para ello
V4A (Nr. de material 1.4571). (Figura 5.5.2.7)
Hormigón
Suelo del sótano
Bloqueo de humedad
Aislamiento
Zona del suelo
Aislamiento del
perímetro/zócalo
Anillo de toma de tierra material Nr. 1.4571
Nr. material 1.4571
Plancha de cimientos
Armado Capa de limpieza
Bibliografía: En base a la norma E DIN EN 18014-05, Serie de escritos VDE 35, Schmolke H.;Vogt, D.: “La toma de tierra de cimientos”; HEA-Elektro+
: 2004
Borna MV
Art. Nr.. 390 050
Pieza en cruz (cruceta)
Art. Nr. 318 209
PAS (carril de compensación de
potencial). Art. Nr. 478 800
Fig. 5.5.2.7: Disposición de la toma de tierra de cimientos en una plancha de suelo cerrada (completamente aislada).
Fig. 5.5.2.8: Punto fijo de toma de tierra.

En la construcción con armados resulta muy conve-
niente la instalación de puntos fijos de toma de tierra.
En este caso hay que prestar especial atención a que la
instalación se lleve a cabo de manera correcta durante
la fase de construcción (Figura 5.5.2.8).
Cubeta negra, cubeta blanca
En edificios que se construyen en zonas con niveles ele-
vados de aguas subterráneas o emplazamientos con
“presión del agua”, por ejemplo, edificaciones en
laderas, es necesario prever medidas especiales contra
la humedad en los sótanos. Las paredes exteriores
rodeadas de tierra y las losas de cimientos deben estar
selladas contra la penetración de agua de modo que,
en el interior de la obra, no puedan formarse humeda-
des peligrosas. En la técnica de edificación, hoy en día,
existen los dos procedimientos para efectuar la imper-
meabilización.
Una cuestión especial al respecto en estos casos, es
conocer si el funcionamiento de una toma de tierra de
cimientos está garantizado según las medidas de pro-
teccióndepersonasdelanormaIEC60364-4-41ysegún
las medidas de toma de tierra de protección contra el
rayo de la norma UNE EN 62305-3 (IEC 62305-3).
Tomas de tierra de cimientos en edificios con “cubeta
blanca”
El nombre “cubeta blanca” está en contraposición a
“cubeta negra”: La cubeta blanca no tiene ningún tra-
tamiento adicional en el lado orientado al suelo, es por
lo tanto “blanco”.Debido a los materiales utilizados
en la producción, el cuerpo del hormigón es absoluta-
mente impermeable al agua. Frente a lo que sucedía
en años anteriores, en la cubeta blanca ya no se produ-
ce la penetración de humedad en un espacio de algu-
nos centímetros. Por esta razón, en los edificios con
cubeta blanca debe tenderse una toma de tierra fuera
de la cubeta.
La figura 5.5.2.8 muestra la ejecución de una conexión
de tierra con un punto fijo de toma de tierra.
La disposición de la toma de tierra de cimientos en una
cubeta blanca está representada en la figura 5.5.2.9.
Hormigón
Suelo del sótano
Drenaje
Aislamiento para la humedad
Aislamiento
Zona de tierra
Banderola de
conexión
Conductor de compensación de potencial
Bibliografía: En base a la norma DIN EN 18014-2: 2006-05; Serie de escritos VD 35, Schmolke, H.;Vogt, D. “La toma de tierra de cimientos”; HEA Elktro: 2004+
: 2004
Lámina
Placa de cimientos
MEBB
Capa de limpieza
Toma de tierra circular resistente a la corrosión, p. ej. NIRO V4A (Nr. de material 1.4571)
Armado
Banda de
impermeabilización
Borna MV
Art. Nr. 390 050
Borna de conexión
Art. Nr. 308 025
Art. Nr. 318 201
PAS (Carril de compensación de
potencial) Art. Nr. 478 200
Fig. 5.5.2.9: Disposición de una toma de tierra de cimientos en una cubeta cerrada, ejecución "cubeta blanca".

Tomas de tierra en edificios con “cubeta negra”
El nombre “cubeta negra” proviene de las bandas
negras de alquitrán de varias capas adosadas exterior-
mentealedificioenlazonadelsuelo.Elcuerpodeledi-
ficio se recubre con masa de alquitrán/brea, sobre la
que luego se disponen, por lo regular, hasta 3 capas de
bandas de alquitrán.
Un conductor circular instalado en la losa de cimientos
por encima de la impermeabilización puede servir
como control del potencial en el edificio. Sin embargo,
debidoalaislamientodealtaimpedanciahaciaelexte-
rior, el electrodo de tierra es ineficaz.
Para cumplir las exigencias de toma de tierra, según las
diversas normas, es necesaria la instalación de una
toma de tierra por el exterior y alrededor del edificio o
en la capa de limpieza por debajo de todas las imper-
meabilizaciones.
En edificios con “cubeta negra” la amplitud de retícu-
las debería ser, como máximo de 10 m x 10 m.
Las líneas de entrada de conexión al interior del edifi-
cio, procedentes de la toma de tierra exterior, deberán
situarse, siempre que sea posible, por encima de la
impermeabilizacióndeledificio(Figura5.5.2.10)conel
fin de garantizar, también a largo plazo, una cubeta
del edificio que sea impermeable. Atravesar la “cube-
ta negra” únicamente puede hacerse con una conduc-
ción especial de toma de tierra en el edificio.
Losas de cimientos de hormigón de fibra
El hormigón de fibra es una clase de hormigón que se
consigueañadiendofibrasdeaceroenhormigónlíqui-
do. Después del endurecimiento de éste, se forma una
losa de hormigón capaz de soportar cargas muy eleva-
das. Las fibras de acero tienen una longitud aproxima-
da de 6 cm y un diámetro de 1-2 mm. Están ligeramen-
te onduladas y se mezclan uniformemente con el hor-
migón líquido. La proporción de fibras de acero es
aproximadamente de 20-30 kg/m3 de hormigón.
Gracias a esta mezcla, la losa de hormigón no sólo es
resistente en gran parte a la presión, sino también a
la tracción, y en comparación con una losa de hormi-
gón armado convencional, presenta, además, una
elasticidad muy superior.
Fig. 5.5.2.10: Disposición de una toma de tierra de cimientos en una cubierta cerrada, ejecución “cubeta negra”.
Capa de limpieza
Hormigón
zona de tierra
Aislamiento para
la humedad
Nivel máximo de agua
en tierra Alquitrán
p. e. NIRO V4A
(Nr. de material 1.4571)
MEBB
Toma de tierra circular resistente a la corrosión, p. ej. NIRO V4A (Nr. de material 1.4571)
Amplitud de retícula máxima de la toma de tierra 10 m x 10 m
Bibliografía: En base a la norma DIN EN 18014-2: 2006-05; Serie de escritos VD 35, Schmolke, H.;Vogt, D. “La toma de tierra de cimientos”; HEA Elktro: 2004+
: 2004
zona de tierra
Conductor de compensación de potencial
Art. Nr. 318 201
Borna de conexión
Art. Nr. 308 025
Punto fijo de toma de tierra
Art.Nr. 478 320

El hormigón líquido es vertido in situ y puede conse-
guirse una superficie muy lisa, sin fisuras, para grandes
extensiones. Se utiliza, por ejemplo, para losas de hor-
migón en cimentaciones de naves industriales de gran-
des dimensiones.
Elhormigóndefibranotienearmado,demodoqueen
lo que se refiere a las medidas de toma de tierra hay
que instalar adicionalmente una conductor circular o
una malla. El electrodo de tierra puede introducirse en
el hormigón. Si es de material cincado, tiene que estar
cerrado y rodeado de hormigón por todos los lados.
Esto es algo que, in situ suele ser muy difícil de realizar.
Por eso, se recomienda instalar, por debajo de la losa
de hormigón, acero inoxidable de alta aleación, resis-
tente a la corrosión ( Nr. de material 1.4751). No deben
olvidarse las correspondientes banderolas de cone-
xión.
Observación:
El montaje de conductores de toma de tierra y co-
nexiones en hormigón tiene que ser realizado por per-
sonal técnico especializado. Si esto no fuera posible, el
responsable de la obra puede llevar a cabo esta tarea
sólo si el trabajo es supervisado por un especialista.
5.5.3 Toma de tierra anular - Toma de tierra
tipo B
En todos los edificios públicos de nueva construcción la
norma DIN 18914 prescribe la instalación de una toma
de tierra de cimientos. En edificios públicos ya existen-
tes puede realizarse como toma de tierra anular (Figu-
ra 5.5.3.1).
Estas tomas de tierra tienen que ejecutarse como un
anillo cerrado alrededor del edificio y, si esto no fuera
posible, habría que disponer una conexión para cerrar
el anillo en el interior del edificio.
El 80 por ciento del electrodo de tierra debe estar en
contacto con el terreno. Si no se puede llegar a este
80% es necesario comprobar la necesidad de tomas de
tierra adicionales tipo A. Han de tenerse en cuenta las
longitudes mínimas de las tomas de tierra en función
del nivel de protección (Ver capítulo 5.5.1).
Al instalar el anillo de toma de tierra, es preciso asegu-
rarse de que se encuentre instalado a una profundidad
de > 0,5 m y a 1 metro de separación del edificio. Si se
instala la toma de tierra como acabamos de exponer,
se consigue reducir la tensión de paso y, de este modo,
puede emplearse como control de potencial alrededor
del edificio.
El anillo de toma de tierra deberá tenderse en suelo fir-
me. La instalación debe realizarse en terrenos natura-
les. Si se hace en zonas de relleno, escombros de obra
o grava, la resistencia de propagación de tierra se
deteriora.
La corrosión es un aspecto que debe tenerse muy en
cuenta a la hora de escoger el material que va a utili-
zarse en la instalación de puesta a tierra. El empleo de
acero inoxidable es muy recomendable. Este tipo de
material no sufre corrosión y, por tanto, no precisará
en un futuro medidas de saneamiento que pueden
resultar muy costosas.
Además las banderolas de conexión tienen que prote-
gerse de forma adecuada contra la corrosión.
EBB
Tipo S Tipo Z Tipo AZ
Fig. 5.5.3.1: Anillo perimetral de toma de tierra de un edificio de viviendas.
Fig. 5.5.4.1: Tomas de tierra de profundidad
autoempalmables DEHN.

5.5.4 Tomas de tierra de profundidad -
Tomas de tierra tipo A
Las tomas de tierra de profundidad autoempalmables,
sistema DEHN, se construyen en acero especial y son
cincadas al fuego en un baño completo, o bien están
realizadas en acero inoxidable de alta aleación de
material Nr. 1.4571 (la toma de tierra de acero inoxida-
ble de alta aleación se utiliza en sectores especialmen-
te expuestos al riesgo de la corrosión). Una caracterís-
tica especial identificativa de estas tomas de tierra de
profundidad es su punto de acoplamiento, que posibi-
lita la unión de las picas de toma de tierra sin aumen-
tar el diámetro de las mismas. Cada pica tiene, en su
extremo inferior, un taladro y en el otro extremo de la
barra presenta una espiga (Figura 5.5.4.1).
En la toma de tierra tipo “S”, durante el proceso de
introducción o hincado en tierra, el relleno de metal
blando se introduce en el taladro de manera que se
logra una unión mecánica y eléctrica extraordinaria-
mente buena.
En la toma de tierra tipo “Z” la elevada calidad de aco-
plamiento se consigue mediante una espiga moletea-
da varias veces.
En la toma de tierra tipo “AZ” la elevada calidad de
acoplamiento se consigue mediante un moleteado
doble de la espiga con distinto diámetro.
Las ventajas de las tomas de tierra de profundidad
DEHN son:
⇒ Acoplamiento especial
⇒ Sin incremento del diámetro, de manera que, la
toma de tierra de profundidad, en toda su longi-
tud, está en contacto directo con el terreno.
⇒ Cierra automáticamente al introducirse las picas
⇒ Facilidad de introducción con martillo neumáticos
de vibración (Figura 5.5.4.2) o martillo manual.
⇒ Se alcanzan valores de resistencia constantes,
invariables, debido a que las tomas de tierra de
profundidad penetran en capas del terreno que
no se ven afectadas por las variaciones de hume-
dad y temperatura dependientes de la época del
año.
⇒ Elevada resistencia a la corrosión gracias a un cin-
cado al fuego en baño completo de inmersión
(espesor de la capa de cinc 70 micras).
⇒ Los puntos de acoplamiento también están cinca-
dos al fuego.
⇒ Facilidad de almacenaje y transporte, gracias a la
longitud de cada una de las picas de 1,5 m ó 1 m.
5.5.5 Tomas de tierra en suelos rocosos
En terrenos rocosos o de piedra, las tomas de tierra
superficiales son, con mucha frecuencia, la única posi-
bilidad real para realizar la instalación de una toma de
puesta a tierra. Al instalar la toma de tierra, la pletina
o el redondo a utilizar se ha de disponer sobre las rocas
o piedras del terreno, y posteriormente debe cubrirse
con grava, hormigón, tierra vegetal o similar.
Es muy conveniente utilizar material de acero inoxida-
ble, Nr. de Material 1.4571. Los puntos de enclava-
miento deben realizarse con especial cuidado y ser
protegidos contra la corrosión.
5.5.6 Interconexión de tomas de tierra
Una instalación de puesta a tierra puede tener múlti-
ples finalidades.
La tarea de la toma de tierra de protección es conectar
instalaciones eléctricas y equipos de servicio de forma
segura con el potencial de tierra y, en caso de un fallo
eléctrico, garantizar la seguridad de personas e insta-
laciones.
Fig. 5.5.4.2: Introducción de una toma de tierra de profundidad con
ayuda de trípode y martillo neumático motocompresor.

La toma de tierra de protección contra rayos se encar-
ga de recoger, con seguridad, la corriente de las bajan-
tes y dispersarla en el terreno.
La toma de tierra de servicios tiene como cometido
garantizar que las instalaciones eléctricas y electróni-
cas funcionan de un modo seguro.
La instalación de toma de tierra de protección debe ser
común para todos los elementos y equipos que deban
estar conectados a ella. En otro caso podrían surgir
diferencias de potencial entre equipamientos/elemen-
tos puestos a tierra en diferentes toma de tierra.
Anteriormente, en la práctica se utilizaba, para la
toma de tierra de sistemas electrónicos, una “tierra
limpia” separada de la protección contra rayos y de la
toma de tierra protección. Sin embargo, esta disposi-
ción es poco aconsejable e incluso puede resultar peli-
grosa. Por la acción de rayos, en la instalación de toma
detierra,aparecendiferenciasdepotencialmuyeleva-
das, hasta de algunos cientos de kV, lo que puede lle-
gar a ocasionar la destrucción de instalaciones eléctri-
cas e incluso suponer un grave peligro para las perso-
nas.
Por lo tanto, las normas UNE EN 62305-3 y -4 (IEC
62305-3 y -4) recomiendan una compensación de
potencial continua dentro de una instalación. La toma
de tierra de equipos puede realizarse en el interior de
un edificio, en forma radial, central o mallada. Una dis-
posición en forma de malla es lo más aconsejable. En
todo caso, esto depende tanto del entorno electro-
magnético como de las características de los sistemas
electrónicos.
En una instalación de grandes dimensiones, con dife-
rentes edificios interconectados con conductores eléc-
tricos y líneas de datos, la combinación de los distintos
sistemas de puesta a tierra puede reducir la resistencia
(total) de tierra. (Figura 5.5.6.1). De este modo, se
reducen notablemente las diferencias de potencial
existentes entre los diversos edificios. Al mismo tiem-
po se disminuyen los esfuerzos por cargas de tensión
de los diferentes conductores de conexión eléctricos y
de datos. En cualquier caso, las uniones de los distintos
sistemas de toma de tierra de los edificios, deben cons-
tituir entre sí una red mallada. Esta red mallada de
toma de tierra deberá estar realizada de tal modo que
se una con la instalación de toma de tierra allí donde
también se conectan las derivaciones verticales. Las
diferencias de potencial entre edificios, en caso de una
descarga de rayo, son tanto más pequeñas cuanto más
estrechas sean las retículas de la red mallada de toma
de tierra. Esto, por otra parte, depende de la superficie
total de la edificación. Se ha demostrado que retículas
de malla de 20 m x 20 hasta 40 m x 40 m son efectivas y
económicamente ventajosas. Si, por ejemplo, existen
chimeneas de aireación muy elevadas (puntos preferi-
dos para las descargas de rayo), alrededor de las partes
Fig. 5.5.6.1: Instalación de toma de tierra en forma de malla de una instalación industrial.
Taller Almacén Administración
Centro de
transformación Portería
Producción
Producción
Producción

de la edificación correspondientes, las uniones deberí-
an ser más estrechas y, a ser posible, realizarse en for-
ma radial con conexiones transversales circulares (Con-
trol de potencial). Al elegir el material a utilizar como
electrodos de la malla de puesta a tierra es preciso
tener en cuenta su resistencia a la corrosión y la com-
patibilidad de los mismos.
5.5.7 Corrosión de las tomas de tierra
5.5.7.1 Sistemas de puesta tierra con
especial consideración a la corrosión
Los metales en contacto directo con el suelo o el agua
(electrolitos) pueden sufrir corrosión por causa de
corrientes parásitas, suelos corrosivos y la formación
de celdas voltaicas. No es posible proteger a los elec-
trodos de puesta a tierra de la corrosión aislándoles
completamente, es decir, separando los metales del
terreno, pues todas los revestimientos convencionales
que se emplearon hasta ahora han tenido una alta
resistencia eléctrica y, por lo tanto, invalidan el efecto
de los electrodos de puesta a tierra.
Los electrodos de puesta a tierra fabricados con un
material uniforme pueden estar expuestos al riesgo de
corrosión por suelos agresivos y a la formación de cel-
das de concentración. El riesgo de corrosión depende
de la naturaleza del material y del tipo y composición
del terreno.
Cada vez aumentan más los daños por corrosión debi-
do a la formación de celdas voltaicas. Esta formación
de celdas entre diferentes metales con potenciales de
metal/electrolitos ampliamente diferentes se conoce
desde hace muchos años. Sin embargo, lo que aún es
desconocido es que las armaduras del hormigón de
cimentación también pueden convertirse en el cátodo
deunacelday,deestamanera,causarcorrosiónaotras
instalaciones.
Con los cambios en las técnicas de construcción de edi-
ficios -estructuras de hormigón armado más grandes y
áreas de metal libre más pequeñas en tierra – la rela-
ción de superficie ánodo/cátodo es cada vez más des-
favorable y el riesgo de corrosión de los metales más
básicos se incrementa inevitablemente.
El aislamiento eléctrico de las instalaciones que actúan
como ánodos para evitar la formación de estas celdas
sólo es posible en casos excepcionales. Hoy en día, el
objetivo es integrar todos los electrodos de puesta a
tierra, incluidas las instalaciones metálicas conectadas
a tierra para poder lograr la equipotencialidad y, en
consecuencia, la máxima seguridad contra tensiones
con riesgo de choque por fallas o por impactos de
rayos.
En las instalaciones de alta tensión, los electrodos de
puesta a tierra de protección se conectan a electrodos
de puesta a tierra que operan a baja tensión, de con-
formidad con la norma HD 63751. Asimismo, la norma
IEC 60364-4-41 2005 modificada y la HD 60364-
41(2007) requieren de la integración de conductos y
demás instalaciones en las medidas de protección con-
tra riesgo de choque eléctrico. Así, la única manera de
prevenir o, por lo menos, reducir el riesgo de corrosión
de los electrodos de puesta a tierra y demás instalacio-
nes en contacto con ellos, es eligiendo materiales ade-
cuados para la fabricación de electrodos de puesta a
tierra.
La norma DIN VDE 0151 titulada “Materiales y dimen-
siones mínimas de electrodos de puesta a tierra respec-
to de la corrosión” está disponible desde junio de 1986
como documento oficial. Además de décadas de expe-
riencia en el campo de la tecnología de puesta a tierra,
esta norma incluye, también, los resultados de exten-
sivos exámenes preliminares. Hay muchos resultados
interesantes disponibles que resultan importantes
para los electrodos de puesta a tierra, incluidos los de
los sistemas de protección contra rayos.
A continuación, se explican los procesos fundamenta-
les que llevan a la corrosión.
De los conocimientos adquiridos por el grupo de Tra-
bajoVDE“materialesdelapuestatierra”sederivanlas
medidas prácticas anticorrosivas y de conservación del
buen estado del material, especialmente en lo que res-
pecta a los electrodos de puesta tierra para la protec-
ción contra las descargas atmosféricas.
Términos empleados en protección contra la corrosión
y en las medidas de protección contra corrosión
Corrosión
Reacción de un material metálico con el entorno que
lleva al deterioro de las características de dicho mate-
rial y/o de su entorno. Por lo general, la reacción es de
carácter electroquímico.
Corrosión electroquímica
Corrosión durante la cual tienen lugares procesos elec-
troquímicos. Se producen exclusivamente en presen-
cia de un electrolito.
Electrolito
Medio corrosivo conductor de iones (como por ejem-
plo, suelo, agua, sales fundidas).

Electrodo
Material conductor de electrones en un electrolito. El
sistema de electrodo y electrolito forma una media
celda.
Ánodo
Electrodo desde el cual una corriente continua ingre-
sa al electrolito.
Cátodo
Electrodo desde el cual una corriente continua deja
el electrolito.
Electrodo de referencia
Electrodo de medición para determinar el potencial
de un metal en el electrolito.
Electrodo de cobre / sulfato de cobre
Electrodo de referencia que apenas puede polarizar-
se, fabricado de cobre en una solución saturada de
sulfato de cobre.
El electrodo de sulfato de cobre es la forma más
común del electrodo de referencia para la medición
del potencial de objetos metálicos subterráneos (Fig.
5.5.7.1.1).
Celda de corrosión
Celda voltaica con diferentes densidades locales de
corrientes parciales para disolver el metal. Pueden
formarse ánodos y cátodos de la celda de corrosión:
⇒ En el material
Por diferentes metales (corrosión por contacto) o
por diferentes componentes estructurales (corro-
sión selectiva o intercristalina).
⇒ En el electrolito
Por diferentes concentraciones de determinados
materiales con características estimulantes o
inhibitorias para disolver el metal.
Potenciales
Potencial de referencia
Potencial de un electrodo de referencia respecto del
electrodo de hidrógeno estándar.
Potencial eléctrico de un metal
Potencial eléctrico de un metal o de un sólido con-
ductor de electrones en un electrolito.
5.5.7.2 Formación de celdas voltaicas,
corrosión
Los procesos de corrosión pueden explicarse claramen-
te con la ayuda de una celda voltaica. Si, por ejemplo,
se sumerge una varilla de metal en un electrolito, los
iones con carga positiva pasan al electrolito y, a la
inversa, los iones positivos se absorben del electrolito
desde la banda de metal. En este contexto, se habla de
“presión de la solución” del metal y de “presión osmó-
tica” de la solución. Dependiendo de la magnitud de
ambas presiones, o bien, los iones del metal de la vari-
lla pasan a la solución (por lo que la varilla se convier-
te en negativa respecto de la solución) o los iones del
electrolito se agrupan en grandes números en la vari-
lla (la varilla se torna positiva respecto del electrolito).
Así, se crea una tensión entre dos varillas de metal en
el electrolito.
En la práctica, los potenciales de los metales en tierra
se miden con la ayuda de un electrodo de sulfato de
cobre. Ello consiste en una varilla de cobre que se
i
i
Electrolito
Electrodo II
Cu
Electrodo I
Fe
i
i
Electrolito I
Permeable a iones
Electrodo IIElectrodo I
Electrolito II
1
2
3
4
5
6
1 Varilla de cobre del electrolito con
taladro para la conexión de medidas
2 Tapón de goma
3 Cilindro cerámico con fondo poroso
4 Barnizado
5 Solución saturada Cu/CuSO4
6 Cristales de Cu/CuSO4
Fig. 5.5.7.1.1: Ejemplo de aplicación de un electrodo de medida no
polarizada (electrodo de cobre-sulfato de cobre) para
adquirir un potencial dentro del electrolito (vista sec-
ción transversal).
Fig. 5.5.7.2.1: Celda galvánica: hierro/cobre.
Fig. 5.5.7.2.2: Celda de concentración.

sumerge en una solución saturada de sulfato de
cobre (el potencial de referencia de este electrodo de
referencia permanece constante).
Considérese el caso de dos varillas fabricadas con
diferentes metales que se sumergen en el mismo
electrolito. Se crea ahora una tensión de determina-
do valor en cada varilla del electrolito. Puede emple-
arse un voltímetro para medir la tensión entre vari-
llas (electrodos); esta es la diferencia entre los poten-
ciales de los electrodos individuales respecto del elec-
trolito.
¿De qué manera surge ahora que la corriente fluye
en el electrolito y, por lo tanto, que el material se
transporta, es decir, se produce la corrosión?
Si, según se muestra en este documento, los electro-
dos de cobre y hierro se conectan mediante un ampe-
rímetro fuera del electrolito, por ejemplo, se verifica
lo siguiente en el circuito exterior, la corriente i fluye
de + a –, es decir, del electrodo de cobre “más noble”
de acuerdo con la Tabla 5.5.7.2.1, al electrodo de hie-
rro. (Figura 5.5.7.2.1).
Por otro lado, en el electrolito, la corriente i debe
fluir del electrodo de hierro “más negativo” al elec-
trodo de cobre para cerrar el circuito. Esto significa
que los iones positivos pasan del polo más negativo
al electrolito y, por lo tanto, se convierte en el ánodo
de la celda voltaica, es decir, se disuelve. La disolución
del metal tiene lugar en estos puntos, donde la
corriente ingresa al electrolito.
También puede surgir una corriente de corrosión a
partir de una celda de concentración (Figura
5.5.7.2.2). En este caso, dos electrodos del mismo tipo
de metal se sumergen en diferentes electrolitos. El
electrodo en el electrolito II que tiene la mayor con-
centración de iones de metal se torna eléctricamente
más positivo que el otro. La conexión de ambos elec-
trodos permite que la corriente i fluya y el electrodo,
que es más negativo desde el punto de vista electro-
químico, se disuelve.
Puede formarse una celda de concentración de este
tipo, por ejemplo, por dos electrodos de hierro, uno
de los cuales se fija en el hormigón; mientras el otro
queda en tierra (Figura 5.5.7.2.3).
Tabla 5.5.7.2.1: Valores de potenciales y tasas de corrosión de materiales de metal común.
Definición
Potencial de corrosión
libre en el suelo1)1 UM-Cu/CuSO4 V De -0,5 a -0,83)De 0 a -0,1 De -0,5 a -0,6 De -0,4 a -0,62) De -0,9 a -1,15)
Potencial de protección
catódica en el terreno1)2 UM-Cu/CuSO4 V -0,2 - 0,65 -0,65 2) -0,85 4) -1,2 5)
Equivalente
electroquímico
Velocidad de corrosión
lineal a J = 1 mA/dm2
3
4
∆m
K = ––––
lt
∆s
Wlin = ––
t
mm/año 0,12 0,3 0,27 0,12 0,15
Kg/(A·año) 10.4 33.9 19.4 9.1 10.7
Símbolo(s)
Unidad de
medición
Cobre HierroPlomo Latón Zinc
1) Medida con el electrodo de cobre/sulfato de cobre saturado (Cu/Cu SO4)
2) Valores verificados en ensayos realizados recientemente. El potencial del cobre revestido en latón depende del espesor del recubrimiento de
latón. Los recubrimientos de latón comunes hasta el presente representan una pocos µm y, por lo tanto, se encuentran entre los valores del latón
y el cobre en el suelo.
3) Estos valores también se aplican a tipos de hierro de menor aleación. El potencial del acero en el hormigón depende considerablemente de
influencias externas. Medido con un electrodo saturado de cobre/sulfato de cobre, generalmente representa de -0,1 a 0,4 V. En el caso de
conexiones conductoras de metal con amplias instalaciones subterráneas de metal con potencial más negativo, es polarizado catódicamente y,
por lo tanto, alcanza valores de hasta aproximadamente -0,5V.
4) En suelos anaeróbicos, el potencial de protección debería ser de -0,95V.
5) Acero galvanizado por inmersión en caliente, con recubrimiento de zinc, de acuerdo con la tabla antes mencionada, que posee una capa de zinc
pura externa y cerrada. El potencial del acero galvanizado por inmersión en caliente en el suelo, por lo tanto, corresponde aproximadamente a
el valor indicado de zinc en el suelo. En caso de pérdida de la capa de zinc, el potencial se hace más positivo. Con esta corrosión completa, pue-
de alcanzar el valor del acero.
El potencial del acero galvanizado por inmersión en caliente en el hormigón posee aproximadamente los mismos valores iniciales. Con el tiem-
po, el potencial se hace más positivo. Sin embargo, todavía no se hallaron valores más positivos de aproximadamente -0,75V. El cobre enérgi-
camente galvanizado por inmersión en caliente con una capa de zinc de, por lo menos, 70 µm también posee una capa externa cerrada de zinc
puro. El potencial del cobre galvanizado por inmersión en caliente del suelo, por lo tanto, corresponde a aproximadamente el valor indicado de
zinc en el suelo. En el caso de una capa de zinc más delgada o de corrosión de la capa de zinc, el potencial se hace más positivo.Aún no se han
definido los valores límite.

Al conectar estos electrodos, el hierro en el hormigón
se convierte en el cátodo de la celda de concentra-
ción y el de tierra se convierte en el ánodo; por lo
tanto, este último se destruye por pérdida de iones.
Para la corrosión electroquímica, cuanto más grandes
son los iones y menor es su carga, mayor es el trans-
porte de metal asociado al flujo de corriente i (es
decir, i es proporcional a la masa atómica del metal).
En la práctica, los cálculos se realizan con corrientes
que fluyen durante un período de tiempo determina-
do, por ejemplo, un año. La Tabla 5.5.7.2..1 indica
valores que expresan el efecto de la corriente de
corrosión (densidad de corriente) en términos de la
cantidad de metal disuelto. Así, las mediciones de la
corriente de corrosión posibilitan el cálculo por ade-
lantado de cuántos gramos de un metal erosionarán
durante un período de tiempo considerado.
Sin embargo, más práctica es la predicción de si, y
durante qué período de tiempo, la corrosión causará
orificios o picaduras en los electrodos de puesta a tie-
rra, tanques de acero, cañerías, etc.
Por lo tanto, resulta importante si el ataque de la
presunta corriente tendrá lugar de manera difusa o
uniforme.
Para el ataque corrosivo, no es sólo la magnitud de la
corriente de corrosión la que resulta decisiva, sino
también y en especial, su densidad, es decir, la
corriente por unidad del área de descarga.
A menudo no se puede determinar directamente
esta densidad de corriente. En esos casos, se maneja
con mediciones de potencial desde los cuales puede
tomarse el grado de “polarización” disponible. El
comportamiento de los electrodos respecto de la
polarización sólo se expone básicamente en este
documento.
Considérese el caso de una pletina de acero galvani-
zada situada en tierra y conectada a la armadura de
acero (negro) del hormigón de cimiento (Figura
5.5.7.2.4). De acuerdo con nuestras mediciones, se
producen las siguientes diferencias de potencial res-
pecto del electrodo de sulfato de cobre:
Acero (desnudo) en hormigón: –200 mV.
Acero galvanizado en arena: –800 mV.
Así, existe una diferencia de potencial de 600 mV
entre estos dos metales. Si ahora se los conecta sobre
tierra, fluye una corriente i en el circuito exterior des-
de el hormigón armado hasta el acero en la arena y
en el suelo desde el acero en la arena hasta el acero
en el refuerzo.
La magnitud de la corriente i ahora es una función de
la diferencia de tensión, la conductividad del suelo y
la polarización de los dos metales.
Por lo general, se observa que la corriente i en tierra
es generada por cambios en el material.
Sin embargo, un cambio en el material también sig-
nifica que la tensión de los metales individuales cam-
bia respecto del suelo. Esta variación de potencial
causada por la corriente de corrosión i se denomina
polarización. La resistencia de la polarización es
directamente proporcional a la densidad de la
corriente. Ahora, los fenómenos de polarización tie-
nen lugar en los electrodos negativos y positivos. Sin
embargo, las densidades de corriente en ambos elec-
trodos son muy diferentes.
A modo de ilustración, consideraremos el siguiente
ejemplo:
Se conecta un tubería de gas de acero, con un buen
aislamiento de tierra, a electrodos de cobre de pues-
ta a tierra.
Si la tubería aislada sólo posee unos pequeños pun-
tos donde falta material, existe una mayor densidad
i
i
Tierra
Electrodo II
St
Electrodo I
St/tZn
HormigónTierra
i
Electrodo II
Fe
Electrodo I
Fe
i
Hormigón
Fig. 5.5.7.2.3: Celda de concentración: Hierro en tierra / Hierro en
hormigón.
Fig. 5.5.7.2.4: Celda de concentración:Acero galvanizado en
tierra/acero (negro) en hormigón.

de corriente en estos puntos como resultado de la
corrosión rápida del acero.
En oposición, la densidad de corriente es baja en el
área más grande de los electrodos de puesta a tierra
de cobre donde ingresa la corriente.
Así, la polarización es mayor en el conductor de ace-
ro aislado más negativo que en los electrodos de
puesta a tierra de cobre positivos. El potencial del
conductor de acero cambia a valores más positivos.
Así, también disminuye la diferencia de potencial
entre los electrodos. Por lo tanto, la magnitud de la
corriente de corrosión es también una función de las
características de polarización de los electrodos.
La resistencia de polarización puede estimarse
midiendo los potenciales de los electrodos de un cir-
cuito dividido. El circuito se divide para evitar la caí-
da de tensión en el electrolito. Por lo general, para
dichas mediciones se utilizan instrumentos de regis-
tro, ya que frecuentemente existe una rápida despo-
larización inmediatamente después de interrumpida
la corriente de corrosión.
Si ahora se mide la fuerte polarización en el ánodo
(el electrodo más negativo), es decir, si hay un cambio
obvio a potenciales más positivos, habrá un alto ries-
go de corrosión del ánodo.
Volvamos a nuestra celda de corrosión – acero (des-
nudo) en hormigón/acero, galvanizado en la arena
(Figura 5.5.7.2.4). Con respecto a un electrodo de sul-
fato de cobre distante, es posible medir un potencial
de celdas interconectadas de entre -200 y -800 mV. El
valor exacto depende de la relación del área anódica
a catódica y de la polaridad de los electrodos.
Si, por ejemplo, el área del cimiento de hormigón
armado es muy grande en comparación con la super-
ficie del conductor de acero galvanizado, se produci-
rá en el último una densidad de corriente anódica
alta, que se polariza a prácticamente el potencial de
la armadura de acero y se destruye en un período de
tiempo relativamente corto. Así, una polarización
positiva alta indica siempre un mayor riesgo de corro-
sión.
En la práctica, obviamente, es importante conocer el
límite sobre el cual un cambio de potencial positivo
significa un riesgo elevado de corrosión. Lamenta-
blemente para este caso, no es posible indicar un
valor preciso que puede aplicarse, debido a que la
influencia de las características del terreno es dema-
siado elevada. Sin embargo, sí es posible determinar
los márgenes de desviación del potencial para suelos
naturales.
Resumen:
Una polarización por debajo de +20 mV, por lo gene-
ral, no es peligrosa. Los cambios de potencial que
exceden de +100 mV son definitivamente peligrosos.
Entre 20 y 100 mV siempre habrá casos en los que la
polarización causará fenómenos de corrosión consi-
derables.
A modo de resumen se puede concluir lo siguiente:
La condición previa para la formación de celdas de
corrosión (celdas voltaicas) es siempre la presencia de
ánodos y cátodos de metal conectados y electrolíticos
que cierran el circuito conductivo.
Los ánodos y cátodos se forman a partir de:
⇒ Materiales
•Diferentes metales o diferentes condiciones de
superficies de un metal (corrosión por contac-
to).
•Diferentes componentes estructurales (corro-
sión selectiva o intercristalina).
⇒ Electrolitos:
•Diferente concentración (como por ejemplo,
salinidad, ventilación).
En las celdas de corrosión, los campos anódicos siem-
pre poseen un potencial de metal/electrolito más
negativo que los campos catódicos.
Los potenciales de metal/electrolito se miden utili-
zando un electrodo de cobre/sulfato de cobre satura-
do dispuesto en los alrededores inmediatos del metal
en el terreno o sobre éste. Si existe una conexión con-
ductora metálica entre el ánodo y el cátodo, la dife-
rencia de potencial produce una corriente continua
en el electrolito que pasa desde el ánodo y se intro-
duce en el electrolito disolviendo el metal antes de
reingresar al cátodo.
Con frecuencia se aplica la “regla de superficies”
para estimar la densidad de corriente anódica pro-
medio IA:
JA densidad media de la corriente anódica.
UA,UC Potenciales de ánodo o cátodo en V.
ϕC Resistencia de polarización específica del cáto-
do en m2.
AA,AC Superficies de ánodo o cátodo en m2.
J
U U A
A
A
C A
C
C
A
=
−
⋅
ϕ
in A/m2

La resistencia de polarización es la relación de la ten-
sión de polarización y la corriente total de un electro-
do mixto (un electrodo donde tiene lugar más de una
reacción de electrodo).
En la práctica, es posible determinar las tensiones de
excitación de celda UA - UC y el tamaño de las superfi-
cies AC y AA como una aproximación para estimar la
tasa de corrosión. Sin embargo, no se dispone con
exactitudsuficiente,delosvaloresdeϕA (resistenciade
polarizaciónespecíficadeánodo)yϕC,sinoquedepen-
den de los materiales de los electrodos, los electrolitos
y las densidades de corriente anódica y catódica.
Los resultados de los exámenes disponibles hasta aho-
ra permiten concluir que ϕA es mucho más pequeño
que ϕC.
Para ϕC se aplica lo siguiente:
Acero en tierra Aprox. 1 Ωm2
Cobre en tierra Aprox. 5 Ωm2
Acero en hormigón Aprox. 30 Ωm2
De la regla de superficies puede deducirse claramente
que aparecen fuertes manifestaciones de corrosión
tanto en conductores de acero recubiertos y depósitos
de acero con pequeños puntos de fallo donde falta
material en el recubrimiento protector conectados a
con tomas de puesta a tierra de cobre, como en con-
ductores de toma de tierra de acero cincado conecta-
dos a instalaciones de toma de tierra muy extensas de
cobre o en cimientos de hormigón armado muy gran-
des.
Mediante la elección de materiales apropiados, pue-
den evitarse o reducirse considerablemente los riesgos
por corrosión para tomas de tierra. Para conseguir una
durabilidad suficiente hay que respetar las dimensio-
nes mínimas de los materiales (Tabla 5.5.8.1).
5.5.7.3 Elección de los materiales para los
electrodos de puesta a tierra
En la tabla 5.5.8.1 se enumeran los materiales y dimen-
siones mínimas que habitualmente se emplean en la
actualidad en los electrodos de puesta a tierra.
Acero galvanizado por inmersión en caliente
El acero galvanizado por inmersión en caliente tam-
bién es adecuado para empotrar en el hormigón. Las
tomas de tierra de cimiento, los electrodos de puesta a
tierra y las conexiones equipotenciales de acero galva-
nizado en el hormigón, pueden conectarse con las
armaduras metálicas.
Acero con revestimiento de cobre
En el caso del acero con recubrimiento de cobre, para
el material del revestimiento se aplican las mismas
observaciones que para el cobre desnudo. Sin embar-
go, el eventual daño que se infiera al recubrimiento de
cobre, supone un elevado riesgo de corrosión del
núcleo de acero; de ahí que siempre deba existir una
capa de cobre cerrada completa y de grosor suficiente.
Cobre desnudo
El cobre desnudo es muy resistente debido a su posi-
ción en la calificación de aislamiento electrolítico. Asi-
mismo, en combinación con electrodos de puesta a tie-
rra u otras instalaciones en tierra realizadas con mate-
riales “menos nobles”, como por ejemplo, el acero,
posee una protección catódica adicional. Ahora bien,
a costa de los metales más “básicos”.
Aceros inoxidables
Determinados aceros inoxidables de alta aleación de
acuerdo con la norma EN 10088 son inertes y resisten-
tes a la corrosión en el terreno. El potencial de corro-
sión libre de estos materiales en terrenos normalmen-
te aireados se encuentra, en la mayoría de lo casos,
próximo al valor del cobre. Los materiales de tomas de
tierra superficiales de acero inoxidable en el espacio
depocassemanassecomportandeformaneutralfren-
te a otros materiales (nobles y menos nobles).
En base a múltiples mediciones se ha deducido que,
únicamente un acero inoxidable de alta aleación con,
por ejemplo el material número 1.4571, es suficiente-
mente resistente a la corrosión en tierra.
Otros materiales
Se pueden utilizar otros materiales, si en determina-
dos entornos son especialmente resistentes a la corro-
sión o si son equivalentes, como mínimo, a los materia-
les especificados en la tabla 5.5.8.1.
5.5.7.4 Combinación de tomas de tierra de
diferentes materiales
La densidad de corriente de la celda resultante de la
combinación de dos metales diferentes instalados en
tierra para ser eléctricamente conductores lleva a la
corrosión del metal que actúa como ánodo (Figura
5.5.7.4.1). Ello depende esencialmente de la relación
entre el tamaño de la superficie catódica AC respecto
al tamaño de la superficie anódica AA.
El proyecto de investigación “Comportamiento frente
a la corrosión de materiales de tomas de tierra” ha

dado los siguientes resultados para la elección del
material de la toma de tierra, especialmente en lo que
se refiere a la interconexión de diferentes materiales:
Se espera un mayor grado de corrosión si la relación de
las superficies es la siguiente:
En general puede partirse del supuesto de que, el
material con el potencial más positivo pasa a ser cáto-
do. El ánodo de un elemento de corrosión, efectiva-
mente existente, puede reconocerse por el hecho de
que, tras separarse la unión metálica conductora, pre-
senta el potencial más negativo.
Enconexiónconinstalacionesdeacerotendidasentie-
rra (en terrenos que forman varias capas), los siguien-
tes materiales de tomas de tierra, se comportan siem-
pre catódicamente:
– cobre desnudo.
– cobre cincado.
– acero inoxidable de alta aleación.
Armados de acero del hormigón de cimentación
El armado de acero del hormigón de cimientos puede
presentar un potencial muy positivo (similar al cobre).
Por ello, las tomas de tierra y los conductores de tomas
de tierra que se unen directamente con los armados
del hormigón de grandes cimentaciones, deberían ser
de acero inoxidable o cobre.
Esto es válido, sobre todo, para conductores de
conexiones cortas situadas junto a los cimientos.
Instalación de vías de chispas de separación
Como ya hemos citado, es posible interrumpir la co-
nexión eléctrica entre instalaciones tendidas en tierra
con potenciales muy diferentes, mediante el montaje
de vías de chispas de separación. Normalmente, ya no
es posible que fluyan corrientes de corrosión. Al pro-
ducirse una sobretensión, se activa la vía de chispas de
separación y conecta las instalaciones entre sí durante
el tiempo que dure dicha sobretensión. Sin embargo,
en las tomas de tierra de protección y de servicio no
debe instalarse estas vías de chispas de separación, ya
que estas tomas de tierra tienen que estar conectadas
siempre con las instalaciones de servicio.
5.5.7.5 Otras medidas de protección contra la
corrosión
Conductores de conexión de acero cincado de tomas
de tierra de cimientos hacia conductores de bajada o
derivadores.
Los conductores de conexión de acero cincado de tomas
de tierras de cimientos hacia los derivadores o bajantes
deben llevarse siempre en hormigón o en mampostería
hasta por encima de la superficie del suelo.
Si los cables de unión se llevan por el terreno hay que
utilizar acero cincado con revestimiento de hormigón
o con recubrimiento de plástico, o bien habrá que uti-
lizar banderolas de conexión con cable NYY, de acero
inoxidable o puntos fijos de toma de tierra.
Los cables de toma de tierra pueden llevarse por den-
tro de la mampostería sin protección contra la corro-
sión.
Entradas en tierra de acero cincado
Las entradas en tierra de acero cincado tienen que pro-
tegerse contra la corrosión desde la superficie de la tie-
rra hacia arriba y hacia abajo como mínimo 0,3 m.
Por lo general, las capas de asfalto no son suficientes.
Sí ofrecen protección revestimientos que no absorban
humedad, como por ejemplo, bandas de caucho o fun-
das termorretráctiles.
Conexiones y uniones subterráneas
Las superficies de corte y los puntos de conexión en
el terreno tienen que estar diseñados de tal modo
que sean equivalentes en su resistencia a la corrosión,
con la capa de protección contra la corrosión del
material de las tomas de tierra. Por eso los puntos de
unión en la zona del suelo tienen que estar provistos
de una capa protectora adecuada, por ejemplo recu-
brimiento con una banda de protección contra la
corrosión.
A
A
C
A
> 100
Tabla 5.5.7.4.1 Combinaciones de material de sistemas de puesta a
tierra para diferentes relaciones de superficie
(AC > 100 x AA).
Material con
pequeña
superficie
Acero galvanizado + +
zinc removal
+ +
– –
––
+ + + +
+ + + +
+ +
+ combinable – no combinable
+ +
Acero
Acero en hormigón
Acero con rev. de Cu
Cobre/acero inox.
Acero gal-
vanizado
Acero
Acero en
hormigón
Cobre
Acero
inox.
Material con gran superficie

Tabla 5.5.8.1: Material, configuración y dimensiones mínimas de los electrodos de puesta a tierra, de acuerdo la Tabla 7 de la norma UNE EN
62305-3 (IEC 62305-3)
Material
Cobre
Acero
Acero
Inoxidable 7)
Diámetro mínimo de un alambre
1,7 mm
Placa tipo rejilla
Barra redonda maciza
galvanizada 1), 2)
Tubería galvanizada 1), 2)
Cableado 3)
Barra maciza redonda 3)
Placa maciza 3)
Barra maciza redonda
Tubería
Placa maciza
Diámetro 8 mm
Espesor 2 mm
Espesor mínimo de pared 2 mm
Espesor mínimo 2 mm
25 mm x 2 mm de sección.
Longitud mínima de una placa
tipo rejilla: 4,8 m
Espesor mínimo de pared 2 mm
50 mm2
Diámetro
10 mm
90 mm2
Diámetro
10 mm
Diámetro
10 mm
100 mm2
75 mm2
70 mm2
16 9)
25
14
15
Revestimiento de cobre
99,9% 250 µm
30 mm x 3 mm de sección.
Diámetro mínimo de un
alambre 1,7 mm
Plancha galvanizada 1)
Placa tipo rejilla galvanizada 1)
Placa maciza galvanizada 1)
Barra redonda revestida en
cobre 4)
Barra redonda desnuda 5)
Placa maciza desnuda o
galvanizada 5), 6)
Cableado galvanizado 5), 6)
Barra maciza redonda
Placa maciza
50 mm2
50 mm2
500 x 500
500 x 500
600 x 600
600 x 600
15 8)
20
Configuración
Dimensiones mínimas
ObservacionesPica de Tie-
rra Ø (mm)
Conductor
de tierra
Placa de Tierra
(mm)
1) Los revestimientos deben ser lisos, continuos y libres de fundentes y manchas residuales, con un
espesor mínimo de 50 µm para las barras redondas y 70 µm para las placas.
2) Los materiales deben ser mecanizados antes del galvanizado.
3) Puede ser también revestido en estaño.
4) Es conveniente que el cobre esté unido al acero de forma íntima.
5) Admitido solamente si se embuten completamente en el hormigón.
6) Admitido solamente para la parte de la cimentación en contacto con la tierra, si se conecta correc-
tamente por lo menos cada 5 m con las armaduras naturales de acero de la cimentación...
7) Cromo ≥ 16%, níquel ≥ 5%, molibdeno ≥ 2%, carbono ≤ 0,08%.
8) En algunos países, son admisibles valores de 12 mm.
9) En algunos países, se utiliza el electrodo de tierra para conectar el conductor de bajada en el pun-
to de entrada a tierra.

Residuos agresivos
Al efectuar el relleno de zanjas y fosas en las que hay
tendidas tomas de tierra, los electrodos de dispersión
no deben entrar en contacto directo con escombros,
residuos ni carbón.
5.5.8 Materiales y dimensiones mínimas
para tomas de tierra
En la tabla 5.5.8.1 se exponen las secciones mínimas,
formas y materiales para tomas de tierra.
5.6. Aislamiento eléctrico de la
protección externa contra rayos –
Distancia de separación
Existe un riesgo de descarga incontrolada (chispas)
desde los elementos de la protección externa contra
rayos a las instalaciones eléctricas y metálicas en el
interior del edificio cuando no existe suficiente distan-
cia entre los dispositivos captadores o derivadores y
dichas instalaciones.
Instalaciones metálicas, como por ejemplo, tuberías de
agua, conducciones de aire acondicionado, cables
eléctricos, etc… originan tensiones de choque por
bucles de inducción en el interior del edificio como
consecuencia de la rápida evolución magnética del
campo del rayo. Hay que impedir que, como conse-
cuencia de estas tensiones de choque, se produzca una
descarga incontrolada que pueda dar origen a un
incendio.
Como consecuencia de una descarga, por ejemplo
sobre un cable eléctrico, pueden originarse daños
enormes en la instalación y en los consumidores a ella
conectados. La figura 5.6.1 representa el principio de
la distancia de separación.
La fórmula para el cálculo de la distancia de separación
no es fácil de aplicar.
La fórmula es:
donde
ki depende del nivel de protección elegido para
la instalación de protección (Factor de induc-
ción).
kc depende de la disposición geométrica (coefi-
ciente de distribución de la corriente).
km depende del material en el punto de aproxima-
ción (Factor de material).
l (m) Longitud a todo lo largo del dispositivo capta-
dor, o de la derivación, desde el punto a partir
del cual se ha de determinar la distancia de
separación hasta el punto más próximo de la
compensación de potencial.
El coeficiente ki (Factor de inducción) se aplica de
acuerdo con el riesgo derivado de la pendiente de la
corriente y en función del nivel de protección que
corresponda.
El factor kc toma en consideración la distribución de la
corriente entre los diferentes derivadores de la protec-
ción externa contra rayos. En la norma se indican dife-
rentes fórmulas para determinar kc. Para conseguir, en
la práctica, que se puedan obtener las distancias de
separación sobre todo en edificios de mucha altura, se
recomienda la instalación de anillos conductores, es
decir, una malla de los derivadores. Con esta malla se
consigue una simetría en el flujo de la corriente, lo que
influye para la reducir la distancia de separación nece-
saria.
El factor de material km tiene en cuenta las caracterís-
ticas de aislamiento del entorno. A las características
de aislamiento eléctrico del aire, en estos cálculos, se le
asigna el factor 1.Todos los restantes materiales utili-
zados en la construcción (por ejemplo, mampostería,
s k
k
k
l mi
c
m
= ⋅ ( )
l
s
s
Terreno
EBB
MDB
Instalación eléctrica
Instalación metálica
Derivador
s Distancia de separación
MDB Cuadro general de distribución
Fig. 5.6.1: Distancia de separación.

madera etc.) tienen una características de aislamiento
inferior que el aire, de la mitad.
No se citan otros factores de material. Los valores que
difierandeloespecificadotienenquedemostrarsecon
ensayos técnicos. Para el material GFK (plástico refor-
zado con fibra de vidrio) utilizado en los productos de
los dispositivos captadores aislados de DEHN + SÖHNE
(Soporte de distanciador DEHNiso, DEHNiso Combi) se
especifica el factor 0,7. Este factor puede aplicarse
para los cálculos igual que otros factores de materia-
les.
La longitud “l” es la longitud real a lo largo del dispo-
sitivo captador o derivador, desde el punto que se ha
de determinar la distancia de separación hasta la com-
pensación de potencial más próxima, o hasta el nivel
más próximo de compensación de potencial para la
protección contra rayos.
Los edificios con equipotencialidad de protección con-
tra rayos tienen próxima a la superficie del suelo una
superficie equipotencial de la toma de tierra de
cimientos o de la toma de tierra. Esta superficie es el
nivel de referencia para la determinación de la distan-
cia “l”.
En el caso de edificios muy elevados, es necesario crear
un nivel equipotencial de protección contra rayos, por
ejemplo, a una altura de 20 m, realizando dicha com-
pensación equipotencial para todos los cableados tan-
toenlíneaseléctricascomodedatos,asícomoentodas
las instalaciones metálicas. La equipotencialidad debe
realizarse con dispositivos de protección del tipo 1.
Por lo demás, también en edificios elevados, como
base para la longitud “I”, debe utilizarse la superficie
equipotencial de la toma de tierra de cimientos/toma
de tierra como punto de referencia. Debido a estas ele-
vadas alturas, en algunos edificios es difícil mantener
las distancias de separación requeridas.
La diferencia de potencial entre las instalaciones del
edificio y las derivaciones es igual a cero cerca de la
superficiedelsuelo.Alaumentarlaalturaseincremen-
ta la diferencia de potencial. Esto puede representarse
como un cono invertido sobre la punta (Figura 5.6.2).
Por lo tanto, la distancia de separación que se ha de
mantener, es mayor en la cubierta del edificio y va
reduciéndose al aproximarse a la instalación de toma
de tierra. Por este motivo, puede resultar necesario
calcular varias veces la distancia con los derivadores
dando como resultado distancias distintas.
El cálculo del coeficiente de distribución de la corrien-
te kc es a menudo complicado de realizar, a causa de
diferentes estructuras. Si, por ejemplo, se instala un
sólo terminal de captación junto a la edificación, toda
la corriente del rayo fluye por este terminal captador y
derivador. El factor kc es por lo tanto igual a 1. La
corriente de rayo, en este caso, no puede repartirse y
s
s
Terreno
Derivador
Electrodo de
puesta a tierra
α
Ángulo de protección
s
I
Fig. 5.6.2: Diferencia de potencial al aumentar la altura. Fig. 5.6.3: Terminal de captación con kc = 1.

por eso muchas veces resulta difícil mantener la distan-
cia de separación. En la figura 5.6.3 se muestra como
puede lograrse si el terminal de captación se instala
alejado del edificio.
La misma situación se da también en el caso de puntas
captadoras para protección de estructuras en cubierta.
La corriente de rayo sigue este camino definido al
100% (kc = 1) hasta la conexión más próxima de la pun-
ta captadora a la instalación captadora o a los deriva-
dores.
Si se disponen dos mástiles captadores, la corriente de
rayo puede repartirse por dos vías (Figura 5.6.5). La dis-
tribución o reparto no tiene lugar al 50% para cada
vía, debido a las diferentes impedancias (longitudes) y
debido a que el rayo no siempre descarga en el centro
del dispositivo captador.
El caso más desfavorable es considerado en la fórmula
con el cálculo del factor “kc”. En este cálculo se consi-
dera una instalación de toma de tierra del tipo B. Si
existen también tomas de tierra aisladas del tipo A,
éstas deben conectarse entre si.
h Longitud del derivador.
c Distancia de los mástiles captadores entre sí.
El ejemplo siguiente muestra el cálculo del coeficiente
en un tejado a dos aguas con dos derivadores (Figura
5.6.6). Existe una instalación de toma de tierra del tipo
B (Toma de tierra circular o toma de tierra de cimien-
tos).
kc =
+
⋅ +
=
9 12
2 9 12
0 7.
k
h c
h c
c =
+
+2
s
Suelo
kc = 1
M
h
c
h
c
Fig. 5.6.4: Protección equipo de ventilación en cubierta.
Fig. 5.6.5: Cálculo de Kc en caso de dos mástiles captadores conecta-
dos mediante un cable y toma de tierra del tipo B.
Fig. 5.6.6: Cálculo de Kc en caso de un tejado a dos aguas con 2
derivadores.

La disposición de los derivadores según figura 5.6.6,
no debería instalarse en una vivienda unifamiliar.
Con la incorporación de otros dos derivadores, un
total de 4, el coeficiente de distribución de corriente
mejora notablemente (Figura 5.6.7).
Para el cálculo se aplica la fórmula siguiente:
siendo:
h Longitud del derivador hasta el canalón del teja-
do del edificio, como punto más desfavorable
para un impacto de rayo.
c Distancia de los derivadores entre sí.
n Número total de derivadores.
Resultado: kc ≈ 0,51
En edificaciones con tejados planos, el coeficiente de
distribución de la corriente se calcula como sigue.
Se considera una disposición de toma de tierra tipo B
(Figura 5.6.8).
kc =
⋅
+ +
1
2 4
0 1 0 2
12
4
3. .
k
n
c
h
c = + +
1
2
0 1 0 2 3. .
siendo:
h Distancia o altura sobre conductores circulares.
c Distancia de un derivador al siguiente.
n Número total de derivadores.
Las distancias entre las derivaciones se consideran
iguales. Si la distancia es diferente, ha de tomarse
como “c” la distancia mayor.
Si sobre el tejado plano se encuentran dispositivos
eléctricos o lucernarios (Figura 5.6.9), deberán tenerse
en cuenta dos coeficientes de distribución de la
corriente para el cálculo de la distancia de separación.
Para los captadores hasta la punta captadora siguien-
te se tiene un kc = 1. El cálculo de los coeficientes de dis-
tribución de la corriente kc para el recorrido posterior
delosdispositivoscaptadoresyderivacionesseefectúa
como hemos expuesto arriba.
Para una mejor comprensión vamos a analizar la dis-
tancia de separacións para un tejado plano con estruc-
turas sobre él.
Ejemplo:
EnunedificioconunniveldeprotecciónIIIsehancons-
truido lucernarios con accionamientos eléctricos.
Datos del edificio:
⇒ Largo 40 m.
Ancho 30 m.
Alto 14 m.
⇒ Sistema de puesta a tierra, toma de tierra de
cimientos tipo B.
⇒ Número de derivadores: 12.
⇒ Distancia de las derivadores:
mínima: 10 m.
máxima: 15 m.
⇒ Altura de los lucernarios con accionamiento eléc-
trico: 1,5 m.
El cálculo del coeficiente de distribución de la corrien-
te kc para el edificio es como sigue:
Resultado: kc ≈ 0,35
kc =
⋅
+ +
1
2 12
0 1 0 2
15
14
3. .
k
n
c
h
c = + +
1
2
0 1 0 2 3. .
l
c
h
Fig. 5.6.7: Tejado a dos aguas con 4 derivadores.

El factor kc para la barra captadora no tiene que cal-
cularse, kc = 1.
En relación con la distribución de corriente se consi-
dera que la punta captadora está posicionada sobre
el borde del tejado y que no se encuentra dentro de
la malla captadora. Si la punta captadora está dentro
de la malla, deberá tenerse en cuenta adicionalmen-
te la distribución de la corriente y la longitud mínima
de la malla.
Cálculo de la distancia de separación para el borde
superior del tejado del edificio:
Como factor de material km se supone material de
construcción sólido km = 0,5.
Resultado: s ≈ 0,49m
Cálculo de la distancia de separación para la punta
captadora:
Por la posición de la punta captadora sobre el tejado
plano, el factor de material es: km = 0,5
Resultado: s ≈ 0,15 m
Esta distancia de separación calculada sería correcta
si la punta captadora estuviera emplazada sobre la
superficie del terreno (Nivel de equipotencialidad
para protección contra rayos).
Para obtener una distancia de separación completa y
correcta, hay que sumar la distancia de separación
del edificio.
Sges = Sedificio + Sbarra captadora
= 0,49 m +0,15 m
Sges = 0,64 m.
Según este cálculo, en el punto más alto del lucerna-
rio hay que mantener una distancia de separación de
0,64 m en el aire. Esta valor se ha determinado con el
factor de material 0,5 para materiales sólidos y se ha
efectuado la conversión para al aire.
Debido a la instalación de la punta captadora en un
zócalo de hormigón sobre un techo (materiales sóli-
dos), en el pie de la barra captadora no se da la “pro-
piedad total de aislamiento” del aire. (Figura 5.6.9).
En el pie del zócalo de hormigón, es suficiente una
distancia de separación del edificio de 0,39 m (mate-
rial sólido).
Si en edificios de gran altura se crean niveles de equi-
potencialidad de protección contra rayos a diferentes
alturas, conectando para ello todas las instalaciones
metálicas y todos los conductores eléctricos y de
datos mediante descargadores de corriente de rayo
(DPS tipo I), puede aplicarse el cálculo siguiente. Esto
implica el cálculo de distancias hacia conductores que
están tendidos en un nivel equipotencial, así como
hacia los que están instalados a lo largo de varios
niveles.
s m= 0 04
1
0 5
.
.
( )1.5
s m= 0 04
0 35
0 5
.
.
.
( )14
c
h
s
km = 0.5
km = 1
Fig. 5.6.8: Valores del coeficiente Kc en caso de una malla captadora
y una toma de tierra tipo B.
Fig. 5.6.9: Factores del material en una punta captadora sobre
tejado plano.

Esto supone un sistema de puesta a tierra en forma
de toma de tierra de cimientos o anillo de tierra (tipo
B) o una red mallada (Figura 5.6.10).
Como ya se ha indicado, pueden instalarse adicional-
mente varios anillos perimetrales alrededor del edifi-
cio para un mejor reparto de la corriente de rayo y de
este modo tener un efecto positivo sobre la distancia
de separación. La figura 5.6.10 ilustra el principio de
anillos perimetrales al edificio sin que se establezca
un nivel equipotencial de protección contra rayos a la
altura de los anillos mediante la utilización de descar-
gadores de corrientes de rayo.
A cada uno de los segmentos se les asigna distintos
coeficientes de distribución de corriente kc. Si se
desea determinar la distancia de separación para una
estructura sobre el tejado, hay que basarse en la lon-
gitud total desde la superficie equipotencial de la
toma de tierra hasta la parte superior de la estructu-
ra de tejado (suma de las longitudes parciales). Si se
pretende calcular la distancia total de separación Stot,
hay que efectuar los cálculos con la fórmula siguien-
te:
Con esta forma de ejecución de anillos perimetrales
adicionales alrededor del edificio, no se conduce nin-
gún tipo de corrientes parciales de rayo al interior del
edificio.
Si, debido a un número elevado de derivadores y a
los numerosos anillos perimetrales adicionales, no se
pudiera mantener la distancia de separación para
toda la instalación, existe la posibilidad de definir el
perímetro superior del edificio como superficie equi-
potencial de protección contra rayos (+/-0). Esta
superficie equipotencial sobre el nivel del cubierta,
suele realizarse, por lo regular, en edificios muy ele-
vados, donde es físicamente imposible mantener la
distancia de separación.
En estos casos se incluyen en la compensación de
potencial todas las instalaciones metálicas y todos los
conductores eléctricos y de datos, mediante descar-
gadores de corriente de rayo Tipo 1. Esta compensa-
ción de potencial se conecta también directamente
con la protección externa contra rayos. Mediante
estas medidas, descritas anteriormente, se igualan a
cero las distancias de separación en el borde superior
del edifico. El inconveniente de esta forma de ejecu-
ción es que, todos los conductores, instalaciones
metálicas (p. ej. armados), carriles de ascensores, y
también los descargadores son portadores de
corriente de rayo. Las repercusiones y consecuencias
de estas corrientes sobre sistemas eléctricos y de
datos tienen que ser tenidas muy en cuenta al plani-
ficar la protección interna contra rayos.
5.7. Tensión de paso y de contacto
En las normas UNE EN 62305-3 (IEC 62305-3) se hace
referencia expresa a que, en casos especiales, fuera
del edificio y en las proximidades de los derivadores,
la tensión de contacto y la tensión de paso pueden
ser peligrosas para la vida de las personas, aún cuan-
do el sistema de protección contra rayos haya sido
proyectado de acuerdo con el estado actual de la
normativa.
s
k
k
k l k l k ltot
i
m
l tot c c= ⋅ + ⋅ + ⋅( )3 3 4 4
h1h2h3h4hn
Ia
IgIf
IbIcId
c c
sa
sb
sc
sd
sf
sg
(A)
Fig. 5.6.10: Valores del coeficiente Kc en caso de una malla captado-
ra, anillos perimetrales que unen los derivadores y una
toma de tierra tipo B.

Casos especiales, a título de ejemplo, son zonas con
gran afluencia de personas, como teatros, cines, cen-
tros comerciales, guarderías infantiles, en los que, en
ocasiones los derivadores e incluso las tomas de tierra
se encuentran situados muy próximos a las personas.
En instalaciones de libre acceso o de pública concu-
rrencia que estén especialmente expuestas al riesgo
de descargas de rayos, puede ser necesario tomar
medidas especiales para la limitación de las tensiones
de paso y contacto.
En estos casos, se aplican controles de potencial, ais-
lamiento de los emplazamientos y otras medidas que
a continuación se van a describir. Estas medidas pue-
den combinarse entre sí.
Definición de tensión de contacto
La tensión de contacto es la tensión que actúa sobre
una persona entre la superficie de posicionamiento
sobre el terreno al tocar un derivador.
La vía de corriente va desde la mano, a través del
cuerpo, hasta los pies (Figura 5.7.1).
El riesgo de una tensión de contacto elevada no exis-
te en el caso de edificaciones construidas en estructu-
ras de acero o de hormigón armado, siempre que los
armados estén interconectados entre si de forma
segura o los derivadores estén instalados
en el hormigón.
Asimismo, en el caso de fachadas metáli-
cas, la tensión de contacto puede despre-
ciarse si las fachadas están integradas en
la compensación de potencial y/o se utili-
zan como componentes naturales de las
derivaciones.
Si en zonas de riesgo (exterior de la insta-
laciones) hay hormigón armado bajo la
superficie de tierra, el conexionado de
este armado de manera segura a la toma
de tierra de cimientos, permitirá mejorar
considerablemente el desarrollo del
embudo de potencial y actuar como con-
trol del potencial. Con esta medida es
posible no tener que tomar en considera-
ción la tensión de paso.
El riesgo de que una persona sufra daños
al tocar un derivador, puede reducirse
mediante las medidas siguientes:
⇒ Recubrir el derivador con de material
aislante (mínimo 3 mm de polietileno
reticulado con una resistencia a la tensión de
choque vertical de 100 kV 1,2/50 µs).
⇒ Modificar la posición de los derivadores. Por
ejemplo, no deben estar en la zona de acceso a
la instalación.
⇒ Poner carteles de aviso o carteles de prohibición
así como pensar en cierres o bloqueos de acceso.
⇒ Conseguir que la resistencia específica de la capa
de superficie de la tierra a una distancia de has-
ta 3 metros alrededor del derivador no sea infe-
rior a 5000 Ohmios m. Normalmente, esto se
logra con una capa de asfalto de 5 cm de espesor
o una capa de grava con un grosor de 15 cm.
⇒ Reducir el reticulado de la mallas de puesta a tie-
rra mediante - Control de potencial.
Observación
Una canalón de recogida de aguas de lluvia, aún
cuando esta tubería no esté definido como derivador,
puede suponer un peligro para las personas en caso
de contacto. En estos casos debe sustituirse la tubería
metálica, por ejemplo, por una tubería de PVC (Altu-
ra: 3 m).
Fig. 5.7.1: Ilustración de la tensión de paso y de contacto.
1m
ϕFE
US
FE
ϕ
UE
Ut
UE Tensión de toma de tierra
Ut Tensión de contacto
US Tensión de paso
ϕ Potencial de la superficie de la tierra
FE Toma de tierra de cimientos

Definición de la tensión de paso
La tensión de paso es la parte de la tensión de toma
de tierra que puede aparecer en un cuerpo humano,
al dar un paso de 1 metro de longitud, en cuyo caso
la vía de corriente discurre a través del cuerpo huma-
no desde un pie hasta el otro pie (Figura 5.7.1).
La tensión de paso depende de la forma del embudo
de potencial.
Como puede verse en la ilustración, la tensión de
paso decrece al aumentar la distancia al edificio. Con
ello, el riesgo para personas se reduce al aumentar la
distancia a la instalación.
Para la reducción de la tensión de paso pueden adop-
tarse las medidas siguientes:
⇒ Impedir el acceso de personas a las zonas de ries-
go, por ejemplo mediante prohibición de paso o
bloqueo de accesos.
⇒ Reducir el reticulado de la mallas de puesta a tie-
rra mediante - Control de potencial.
ta 3 metros alrededor del derivador no sea infe-
rior a 5000 Ωm. Normalmente, esto se logra con
una capa de asfalto de 5 cm de espesor o una
capa de grava con un grosor de 15 cm.
Cuando en una zona peligrosa en las cercanías del
edificio que se pretende proteger suelen reunirse con
frecuencia muchas personas, debería preverse un
Recorrido simbólico
Referencia
atierra
0.5m
1m
1.5m
1 m 3 m 3 m
2m
3 m
Fig. 5.7.2: Control de potencial. Ilustración y recorrido simbólico del área del gradiente.

control de potencial para protección de estas perso-
nas.
El control de potencial es suficiente cuando la caída
de tensión en la superficie de la tierra de la zona a
proteger no supone más de 1 “Ohmio/m. Para ello
debería instalarse, adicionalmente a una toma de tie-
rra de cimientos existente, una toma de tierra circu-
lar a una distancia de 1 metro y a una profundidad
de 0,5 metros.
Si en la edificación ya existe una instalación de toma
de tierra perimetral, ésta ya puede considerarse
como el “primer anillo” del control de potencial.
No obstante, se deberán instalar otros anillos de
toma de tierra a una distancia de 3 metros de la pri-
mera toma de tierra y de las demás tomas de tierra.
Será necesario un incremento de la profundidad de
0,5 m en cada nueva tierra, en sentido creciente des-
de el edificio (Ver tabla 5.7.1).
Si se realiza un control de potencial para una instala-
ción, deberá instalarse según se indica en las figuras
5.7.2 y 5.7.3).
Los derivadores han de conectarse con todos los ani-
llos del control de potencial.
La conexión de cada uno de los anillos tiene que rea-
lizarse, como mínimo, dos veces (Figura 5.7.4).
Si los anillos de toma de tierra (tomas de tierra de
control) no pueden ejecutarse en forma circular,
deberán conectarse sus extremos con los otros extre-
mos de las tomas de tierra circulares. Deben realizar-
se, al menos, dos conexiones en el interior de cada
anillo (Figura 5.7.5).
Al elegir los materiales para los anillos de toma de
tierra es necesario tener muy en cuenta la posible
carga ocasionada por la corrosión (Capítulo 5.5.7).
Teniendo en cuenta los procesos galvánicos de los
elementos entre las tomas de tierra de cimientos y de
los anillos de toma de tierra, una opción muy reco-
mendable es el empleo de material NIRO V4A (Nr. de
material 1.4571).
Las anillos de toma de tierra pueden realizarse como
conductor redondo o varilla de 10 mm de diámetro o
pletinas de de 30 mm x 3,5 mm.
1m 3m 3m 3m
Mástil
Puntos de fijación
1m3m 3m 3m
Conexióna
ej.cimentacionesyaexistentes(hormigón,armadodelhormigón)
Mástil
Distancia al
edificio
Profundidad
1 anillo
2 anillo
3 anillo
4 anillo
1 m
4 m
7 m
10 m
0.5 m
1.0 m
1.5 m
2.0 m
Tabla 5.7.1: Distancia de los anillos y profundidades de los con-
troles de potencial.
Fig. 5.7.3: Posible control de
potencial en la
zona de acceso a
una instalación de
obra.
Fig. 5.7.4: Ejecución del control de potencial para torre de
iluminación o para una torre de antenas de tele-
fonía móvil.
Fig. 5.7.5: Control de conexión al anillo de toma
de tierra/toma de tierra de cimientos.

5.7.1 Control de la tensión de contacto en
derivadores de instalaciones de
protección contra rayos
La zona de riesgo en términos de tensiones de paso y
de contacto para personas que se encuentren fuera
de un edificio, viene definida por una distancia de 3
metros al mismo y por una altura máxima de otros
tres. Esta zona a proteger se corresponde en su altu-
ra con la máxima altura alcanzable por una persona
con el brazo extendido más una distancia de separa-
ción adicional. (Figura 5.7.1.1).
En zonas de acceso con gran afluencia de personas,
como teatros, cines, centros comerciales, guarderías
infantiles,etc… en los que se encuentran situados
muy próximos derivadores y tomas de tierra, se
requieren medidas especiales de protección.
En instalaciones especialmente expuestas (al riesgo
de rayos), que sean de libre acceso ( por ejemplo
refugios), puede ser necesario tomar medidas espe-
ciales para la limitación de las tensiones de contacto.
Por otra parte, en el análisis de riesgos de una insta-
lación, según UNE EN 62305-3 (IEC 62305-3) es nece-
sario considerar el riesgo de personas como paráme-
tro L1 (Lesiones o muerte de personas).
El peligro derivado de las tensiones de contacto pue-
de reducirse adoptando las medidas siguientes:
⇒ Recubrir los derivadores con material aislante
(mínimo 3 mm de polietileno reticulado con una
resistencia a la tensión de choque vertical de 100
kV 1,2/50 µs).
⇒ Modificar la posición de los derivadores. Así, por
ejemplo, no deben instalarse en la zona de acce-
so a la instalación.
ta 3 metros alrededor del derivador será como
mínimo de 5000 Ohmios m.
⇒ Reducir la probabilidad del agrupamiento de
personas mediante carteles de aviso o carteles de
prohibición. También es posible pensar en cierres
o bloqueos de acceso.
Las medidas de protección contra tensiones de con-
tacto no siempre son suficientes para una protección
efectiva de las personas en cada caso. Así, por ejem-
plo, la exigencia de un revestimiento con un aisla-
miento resistente eléctrico a altas tensiones, para un
derivador expuesto, no es suficiente si, al mismo
tiempo, no se adoptan medidas de protección contra
saltos de chispa en la superficie del aislamiento. Esto
tiene especial relevancia cuando las influencias
medioambientales como la lluvia (humedad) también
deben tenerse en cuenta.
Al igual que en un derivador desnudo, en un deriva-
dor aislado se produce una elevada tensión en caso
de una descarga de rayo. Esta tensión, sin embargo,
se mantiene separada de las personas por su aisla-
miento.
Como el cuerpo humano puede considerarse un buen
conductor en comparación con el material aislante, la
capa de aislamiento es sometida prácticamente a
toda la tensión de contacto. Si el aislamiento no
soporta la tensión, una parte de la corriente de rayo
puede fluir a tierra a través del cuerpo humano, igual
que en el caso de un derivador desnudo. Para garan-
tizar una protección segura de las personas frente a
tensiones de contacto, es absolutamente imprescindi-
ble impedir, tanto la penetración a través del aisla-
s
2.50 m
Conductor de cobre
Aislamiento PEX
(polietileno reticulado)
Revestimiento PE (polietileno)
Fig. 5.7.1.1: Zona a proteger para una persona. Fig. 5.7.1.2: Estructura del conductor CUI.

miento como un salto de chispa por el recorrido del
mismo.
Una solución a este problema es el conductor CUI que
cumplen con las exigencias de resistencia de aisla-
miento y saltos de chispa requeridas para la protec-
ción contra tensiones de contacto.
Estructura del conductor CUI
El conductor CUI está formado por un conductor
interior de cobre con una sección de 50 mm2, y recu-
bierto por una capa aislante de polietileno (PEX) reti-
culado resistente a tensiones de choque con un gro-
sor de aprox. 6 mm (Figura 5.7.1.2).
Para dotarle de una protección contra influencias
externas, el conductor aislado está recubierto adicio-
nalmente con una delgada capa de polietileno (PE).
El derivador aislado se tiende por toda la zona de
riesgo, es decir, 3 metros por encima de la superficie
de la tierra . El extremo superior del conductor se
conecta con el derivador procedente del dispositivo
captador, mientras que el extremo inferior se conec-
ta a la instalación de toma de tierra.
Además de la resistencia eléctrica de aislamiento, hay
que considerar asimismo el riesgo de saltos de chispas
entre el punto de conexión a los derivadores desnu-
dos y la mano de la persona que lo toca. Este proble-
ma de salto de chispa, ya conocido en la técnica de
alta tensión, se agrava aún más en caso de lluvia.
Mediante ensayos se ha demostrado que, un deriva-
dor aislado, sin medidas adicionales, en un tramo de
más de 1 metro puede sufrir saltos de chispas en caso
de lluvia. Con la disposición de un blindaje apropia-
do en el derivador aislado, se crea en el conductor
CUI una zona suficientemente seca que impide el sal-
to de chispas a lo largo de la superficie del aislamien-
to. Con las pruebas de tensión vertical bajo la lluvia
según IEC 60060-1.se demostró la seguridad de servi-
cio del conductor CUI, tanto en lo que se refiere a la
seguridad frente aislamiento eléctrico, como al saltos
de chispa con tensiones de impulso de hasta 100 kV
(1,2/50 Micros). Para estas pruebas de lluvia, se rocía
sobre el conductor una cantidad definida de agua
con una conductividad determinada y con un ángulo
de rociado de aprox. 45º.
El conductor CUI está prefabricado con un elemento
de conexión para conectar al derivador (punto de
separación), y puede acortarse en la propia instala-
ción para la conexión con la toma de puesta a tierra.
Este producto puede adquirirse con una longitud de
3,5 m y 5 m y con los soportes de anclaje necesarios
en plástico o metálicos. (Figura 5.7.1.4).
Con el conductor especial CUI, las medidas para el
control de las tensiones de contacto en derivadores
resultan sencillas y con reducidos gastos de instala-
ción, minimizando considerablemente el peligro para
personas en zonas especialmente expuestas.
Acoplamiento inductivo con grandes pendientes de
corriente
En relación con el riesgo para las personas, debe
tenerse también en cuenta el campo magnético del
dispositivo y las repercusiones sobre el entorno más
próximo del derivador.
Punto de
conexión
Blindaje
Soporte de
conductor
Fig. 5.7.1.4: Conductor CUI.
Fig. 5.7.1.3: Prueba de tensión vertical bajo lluvia.

En bucles de instalación muy exten-
sos pueden aparecer en las proximi-
dades de la derivación, tensiones de
varios 100 kV, que pueden ocasionar
elevadas pérdidas económicas. Tam-
bién el cuerpo humano, debido a sus
características conductivas, forma un
bucle junto con el derivador y la
zona del terreno conductora con
una inductancia mutua M, en la que
se pueden inducir tensiones muy ele-
vadas Ui. (Figuras 5.7.1.5a. y
5.7.1.5b). En esta situación el sistema
derivador - persona actúa como un
transformador.
Esta tensión acoplada se encuentra
en el aislamiento, ya que el cuerpo
humano y la zona del suelo, en prin-
cipio, pueden suponerse como con-
ductores. Si la carga de tensión es
demasiado elevada, puede originar
una descarga o salto de chispas del aislamiento. La
tensión inducida conduce entonces por este bucle
una corriente, cuya magnitud depende de las resis-
tencias y de la propia inductividad del bucle, pudien-
do resultar mortalmente peligrosa para la persona
afectada. El aislamiento, por tanto, tiene que poder
soportar estas cargas de tensión. Los valores de la
norma de 100 kV en 1,2/50 micros, incluyen impulsos
de tensión, muy elevados pero muy cortos, que úni-
camente están aplicados durante la elevación de la
corriente (0,25 micros con rayo consecutivo negati-
vo). Al aumentar la profundidad de empotramiento
de los derivadores aislados, el bucle se hace más
grande y con ello la inductancia mutua. De este
modo se incrementa, en la medida correspondiente,
la tensión inducida y los esfuerzos a que es sometido
el aislamiento. Tras estas consideraciones el acopla-
miento inductivo es algo que debe ser tenido muy en
cuenta.
h
a
∆i/∆t
a)
∆i/∆t
b)
M
Ui
U M
i
t
i = ⋅
∆
∆
M h
a
rconductor
= ⋅ ⋅
⎛
⎝
⎜
⎞
⎠
⎟0 2. ln
Fig. 5.7.1.5: a) Bucle derivador-persona
b) Inductancia mutua M y tensión inducida Ui.

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