Sistema de protección contra descargas atmosféricas empleando los principios de Jaula de Faraday en una empresa minera de la región Cusco – 2022

Abstract

Las características climáticas y geográficas del Perú contribuyen a que la intensidad de las tormentas eléctricas sea de alto riesgo en ciertas zonas como en la región del Cusco. Las descargas atmosféricas conllevan a que se produzcan horas hombre muertas durante el procedimiento de cambio de guardia entre operarios de los camiones mineros. Este estudio propone utilizar los principios de la jaula de Faraday para desarrollar un mecanismo de defensa contra descargas atmosféricas. Este sistema a ser instalado en dicha unidad minera de Antapaccay, situada a una altura geográfica de 4100 m.s.n.m. en la provincia de Espinar, departamento del Cusco. Para cumplir dicho objetivo se emplea el Código Nacional de Electricidad (CNE), la norma IEC 62305 y la norma NFPA 780. Se llevó a cabo un diseño detallado del sistema de protección utilizando modelado electro geométrico (esfera rodante) y se realizaron simulaciones mediante software especializado como Archicad y ETAP. Se integraron subsistemas de fotovoltaico, pararrayos, componentes eléctricos y estructuras metálicas en el diseño de jaula de Faraday. El sistema diseñado demostró un alto nivel de eficacia en la protección contra fallas o perturbaciones eléctricas, reduciendo significativamente la resistividad del terreno. Se logró una resistividad de 4.76 ohms, muy por debajo de lo establecido por la norma IEEE, lo que confirma la efectividad del sistema. El proyecto desarrolló un sistema de protección frente a las tormentas eléctricas viable y efectivo para la compañía minera Antapaccay, mitigando así el riesgo durante el cambio de guardia de los operarios de camiones mineros. La integración de tecnologías como la jaula de Faraday, el sistema fotovoltaico y los pararrayos ha demostrado ser una estrategia eficiente para garantizar la seguridad y la continuidad operativa en entornos mineros expuestos a tormentas eléctricas de alta intensidad.