Durante décadas, el consenso de los ingenieros se ha decantado por el cobre sólido para los sistemas de puesta a tierra. Sin embargo, la resistencia de las redes modernas y la volatilidad de los mercados mundiales de metales han obligado a reevaluar la física de los materiales. La aparición de Acero con revestimiento de cobre (CCS) de alto rendimiento no es una mera medida de ahorro, sino una respuesta superior a las exigencias mecánicas y de alta frecuencia de la protección contra el rayo del siglo XXI.
1. Impedancia de alta frecuencia y efecto piel
Los rayos se caracterizan por pulsos transitorios con tiempos de subida en el rango de los microsegundos, lo que se traduce en un contenido espectral de alta frecuencia. En estas condiciones, el Efecto piel dicta que la densidad de corriente es mayor en la superficie del conductor. La profundidad superficial ($\delta$) se calcula como:
$$\delta = \sqrt{\frac{1}{pi f \mu \sigma}}$$
Dado que el núcleo de un conductor transporta una corriente insignificante durante el impacto de un rayo, un cable de cobre sólido es un uso ineficiente del material. Al utilizar Conductores CCS, Aprovechamos una “piel” de cobre de alta conductividad sobre un núcleo de acero de alta resistencia. Esto proporciona el perfil de impedancia exacto necesario para disipar la energía de sobretensión sin el peso o el coste prohibitivos del cobre sólido.
2. Resiliencia mecánica frente a electrodinámica del suelo
La fiabilidad de un sistema de puesta a tierra depende de su conexión física a tierra. Los conductores de cobre sólido son propensos al “flujo frío” y a la deformación mecánica durante la instalación a alta presión. En cambio, el núcleo de acero de un varilla de acero revestida de cobre ofrece un módulo de Young significativamente mayor.
- Instalación en la Tierra Profunda: Las barras CCS son resistentes a la formación de “hongos” al atravesar estratos de alta densidad o rellenos rocosos.
- Disipación térmica: Durante un cortocircuito, el núcleo de acero proporciona un disipador térmico superior, evitando el recocido y el consiguiente debilitamiento de la red de puesta a tierra.
3. Adhesión metalúrgica y mitigación de la corrosión
La principal crítica de los conductores bimetálicos es el riesgo de corrosión galvánica si se rompe la capa de cobre. FISSOT mitiga este riesgo mediante rigurosas normas de fabricación industrial. A diferencia de las simples alternativas “electrochapadas”, nuestro CCS presenta una unión metalúrgica molecular.
“Al eliminar el oxígeno en la interfaz de los dos metales, creamos una unión sin huecos que evita la oxidación interna, garantizando una vida útil de más de 40 años en suelos de pH agresivo.”
Para proteger aún más estos sistemas, la integridad de las uniones es fundamental. Esta conexión molecular mantiene el trayecto cobre-cobre a través de las juntas, puenteando eficazmente el núcleo de acero en los puntos de conexión para mantener una baja resistencia en todo el sistema de protección contra el rayo.
4. Coste total de propiedad (TCO) y mandato de seguridad
La naturaleza “disuasoria de robos” de CCS es un requisito de seguridad primordial para las infraestructuras modernas. El robo de cobre no sólo causa pérdidas materiales, sino también tiempo de inactividad sin protección y un posible fallo catastrófico durante la próxima tormenta.
| Métrica de rendimiento | Cobre embutido | Conductor FISSOT CCS |
|---|---|---|
| Resistencia a la tracción (psi) | ~35,000 | Hasta 110.000 |
| Valor de la chatarra (riesgo de robo) | Extremo | Insignificante |
| Fiabilidad de la instalación | Moderado (flexible) | Alta (rígida/durable) |
Conclusión estratégica: El futuro de la infraestructura de tierra
A medida que la infraestructura mundial avanza hacia redes más inteligentes y resistentes, los materiales que enterramos en el suelo deben cumplir normas más estrictas de precisión técnica. La tecnología CCS ofrece el equilibrio óptimo entre rendimiento electrodinámico y longevidad física.
Consulta técnica: FISSOT ofrece una amplia gama de soluciones de protección contra el rayo. Si desea un análisis de la resistividad del suelo o asistencia técnica específica para un proyecto, póngase en contacto con nuestro equipo en fissot.com.