Técnicas de localización de rayos

Localización de rayos
UDFJC
Álvaro Andrés Romero Jiménez
Ángel David Rodríguez Vargas

1. Describa algunas técnicas de localización de rayos
Las técnicas más comunes se basan en sistemas de sensores ubicados en diferentes lugares que están interconectados entre sí con una central donde se recopile toda la información, formando extensas redes que permitan mediante medición indirecta consensores de campo electromagnético y directa usando torres instrumentadas, conocer el posible lugar para la ocurrencia de descargas atmosféricas, y de paso conocer algunas de sus características más importantes. De igual forma, se construyen análisis estadísticos que permiten establecer relaciones de riesgo; además, las mediciones están respaldadas por sistemas de seguimiento de tormentas yestaciones climatológicas que permiten tener una toma de datos más robusta y confiable.
La medición Indirecta a través de sensores de campo electromagnético es la más usada, permite conocer a distancia, en qué lugar posiblemente se originará una descarga, por lo que se usan como alertas tempranas en muchos lugares del mundo para evitar accidentes que traigan consigo pérdidas humanas.
Para mediciones anivel de la superficie terrestre se usan molinos de campo eléctrico, mientras que para alturas se usan globos o aeroplanos instrumentados.
Molino de campo eléctrico
Los molinos de campo eléctrico (Electic Field Mill– EFM) son dispositivos de medición indirecta que funcionan bajo el principio de inducción de carga superficial, de tal forma que mediante una componente dinámica del equipo, sepueda generar una carga eléctrica variable. Básicamente, los molinos de campo eléctrico se componen de una superficie conductora que es expuesta y cubierta al ambiente por medio de una hélice de apantallamiento conectada a tierra. A su vez, sobre dicha superficie conductora o de captación, se induce una carga eléctrica variable, la cual es proporcional a la intensidad del campo eléctrico incidente ya el área expuesta en cada instante de tiempo. En la Figura 1 se muestra el principio de funcionamiento del molino de campo eléctrico, el cual está compuesto por una superficie de captación fija, una superficie de apantallamiento fija y una hélice de apantallamiento en movimiento.


Figura 1 Principio de funcionamiento Molino de Campo Eléctrico. disponible en [4] pág. 19
Las medicionesindirectas se pueden clasificar según la frecuencia que midan, encontrando comúnmente los rangos de LF, VLF y VHF. Así, los sensores de señales de baja frecuencia se pueden utilizar para mediciones a larga distancia, mientras que los de alta frecuencia, se utilizan para distancias cortas.

Fig. 2. Relación entre la frecuencia y el método de detección. Disponible en [6]
MDF (Magnetic DirectionFinding): en VLF y LF, con el cual se determina la posición del camino por medio de una triangulación mediante el uso de al menos dos sensores. La corriente pico se puede estimar a partir de la medición de campo pico.
Sistema TOA(time of arrival): utiliza VLF, se basa en mediciones del tiempo de llegada de un pulso de radio en varias estaciones que están sincronizadas con precisión. Los sensores enestos sistemas son separados por lo general de 50 a 400 Km. Se necesita de por lo menos 4 sensores para garantizar una medición correcta mediante este sistema, pero con antenas ubicadas correctamente puede proporcionar localizaciones precisas a larga distancia y con mínimos errores sistemáticos.
LPATS (Posición de rayos y sistema de seguimiento) es un receptor TOA de banda ancha que localiza fuentesen rangos medios y largos a través de un método hiperbólico.
IMPACT (Precisión mejorada mediante tecnología combinada) combina las técnicas MDF, TOA y LPATS para recopilar datos de forma que puede proporcionar información tanto de las descargas dentro de la nube como de las descargas nube-tierra usando la misma instrumentación y con propagación confiable en zonas montañosas.
SAFIR la cual...