¿Las líneas eléctricas de alto voltaje atraen los rayos?

Question

Siempre pensé que las líneas eléctricas de alto voltaje atraerían un rayo más que otras estructuras en la misma área. Resulta que estaba equivocado. La chimenea de mi vecino fue alcanzada por un rayo y destruyó un montón de cosas (farolas, wifi APs, pequeños electrodomésticos). Vivimos muy cerca de líneas de alta tensión, así que, ¿mi premisa está equivocada? ¿No atraen las líneas eléctricas un rayo más que otros objetos?

Además, si una chimenea no está conectada a la red eléctrica (¿o me equivoco?), entonces ¿cómo es posible que casi todas las lámparas de la calle no funcionen y que otros dispositivos electrónicos hayan sido destruidos?

Answer 1

Se me ocurren algunas cosas enseguida:

• Las torres de alta tensión suelen ser los objetos más altos del campo. Son gigantescos objetos metálicos conectados a tierra. Como los rayos quieren desplazarse por el camino de menor resistencia, se prefieren a otros objetos. Las líneas eléctricas también suelen tener uno o dos cables conectados a tierra en la parte superior, que actúan como pararrayos que protegen a los conductores eléctricos de la mayoría de los impactos de rayos.
• Las líneas de alta tensión ionizan el aire que rodea a los conductores, especialmente en el caso de las líneas de 220kV+ (incluso brillan de color púrpura en una noche oscura, el brillo proviene de algo llamado descargas de corona). El aire ionizado es mejor conductor que el aire ordinario.
• La diferencia de tensión (potencial) entre una línea eléctrica y una nube de tormenta puede ser significativamente menor que la diferencia entre la nube de tormenta y la tierra. La máxima diferencia para una línea de 220kV puede ser la tensión de pico, que es $220kV\sqrt{2}$ , mientras que el suelo está en $0V$ . Los rayos suelen superar entre unos cientos y más de mil $kV$ . Por lo tanto, los rayos sólo tienen que superar 2/3 de la diferencia de tensión habitual.
• Un rayo puede matarte aunque no te caiga encima. Como si se dejara caer una piedra en un estanque, el voltaje se reparte alrededor del lugar del impacto, disminuyendo con la distancia. Si tus dos pies están a un metro de distancia y en línea con el punto de impacto, experimentarás una diferencia de voltaje entre tus piernas. Los animales, como las vacas y los caballos, son susceptibles de sufrir esta situación, ya que la distancia entre las patas delanteras y las traseras es considerable.
• La influencia electromagnética es el último factor. Una nube cargada atrae una carga de signo contrario en el suelo, lo que afecta a una gran zona. Cuando se produce la descarga final (el rayo), la carga que estaba atada en este lugar no tendrá nada que la mantenga allí. Por lo tanto, regresará al lugar de donde vino creando corrientes en el camino. Esto puede dañar las líneas eléctricas y los equipos eléctricos. Esto podría interpretarse como un efecto similar a un PEM.

Espero no haberme perdido nada.

Answer 2

No vives lo suficientemente cerca de las torres de alta tensión.

Para la protección contra el rayo, el pararrayos tiene que estar bastante por encima; si se utiliza un pararrayos vertical, el ángulo del vértice del cono de protección puede estar, por ejemplo, entre 20° y 75° para un nivel de protección alto (desde el lado del cono hasta el lado opuesto), donde se supone que el valor de 20° se aplica para un pararrayos de 20 metros de altura y 75° para un pararrayos de 2 metros de altura (medido verticalmente desde el punto protegido). Esto significa, en efecto, que la varilla debe estar directamente por encima del edificio y la mayoría de los edificios necesitarán varias varillas de este tipo, o una varilla obscenamente alta, si quieren cumplir esta clase de protección contra el rayo.

En mi país, nadie te deja construir una casa a menos de 20 metros de una línea eléctrica de distancia. Un poste realmente alto puede tener 50 metros de altura. Si estás dispuesto a creer las cifras aproximadas que he buscado en Google, la línea eléctrica proporciona una protección contra el rayo de esta clase apenas a sí misma y al terreno "reservado" que hay debajo.

Podrías conformarte con una clase de protección menos ambiciosa, pero entonces tendrías que esperar ocasionales (reducidas) caídas de rayos en tu casa, y seguirías necesitando construir realmente cerca de la línea eléctrica e, idealmente, sólo subterránea.