La estabilidad y seguridad de las redes eléctricas modernas son pilares fundamentales para el funcionamiento de la sociedad; sin embargo, esta infraestructura crítica enfrenta una amenaza persistente y claramente creciente: las sobretensiones atmosféricas provocadas por rayos. Este desafío ambiental no es estático; la evidencia científica indica una relación directa y cuantificable entre el aumento de las temperaturas globales y el incremento tanto en la frecuencia como en la intensidad de la actividad eléctrica atmosférica. Un estudio clave proyecta un aumento del 12 % en los rayos por cada 1°C de calentamiento global, y algunos modelos climáticos sugieren que la tasa de descargas eléctricas podría duplicarse hacia finales del siglo XXI bajo escenarios de calentamiento más extremos. Esta intensificación de una amenaza natural impondrá un estrés eléctrico y térmico sin precedentes sobre el principal mecanismo de defensa de la red: el pararrayos.
La distribución geográfica de esta amenaza creciente es muy diversa, lo que da lugar a zonas críticas bien definidas a nivel global donde la confiabilidad de la red eléctrica está en mayor riesgo. Los datos recopilados por redes avanzadas de detección satelital y terrestre, como el Sensor de Imágenes de Rayos (LIS) de la NASA y el sistema GLD360 de Vaisala, revelan que estas zonas críticas se concentran predominantemente en regiones tropicales y subtropicales. Áreas como Centroamérica destacan por su intensa actividad eléctrica.
Otros puntos críticos a nivel mundial que enfrentan desafíos similares incluyen la región del Lago de Maracaibo en Venezuela—el lugar con mayor actividad eléctrica del planeta—Colombia, y zonas de alta actividad en Estados Unidos, como Florida y Texas. La convergencia entre esta amenaza ambiental en aumento y la demanda creciente de confiabilidad en el suministro eléctrico resalta la necesidad urgente de soluciones de protección contra sobretensiones que estén diseñadas para ofrecer un mejor desempeño bajo condiciones cada vez más severas. Las estrategias de protección tradicionales, concebidas para entornos más benignos y predecibles, probablemente resulten inadecuadas.
Una vulnerabilidad sistemática en la protección convencional contra sobretensiones: “falla silenciosa”
Durante décadas, el enfoque estándar para la protección contra sobretensiones en redes de distribución ha sido la instalación de pararrayos de óxidos metálicos. Aunque estos dispositivos han demostrado ser eficaces, presentan una vulnerabilidad fundamental que a menudo pasa desapercibida: su modo de falla al final de la vida útil. Es ampliamente aceptado que todo pararrayos está expuesto a fallas en algún momento, ya sea por descargas eléctricas excesivas, sobretensiones temporales u otras causas desconocidas. La falla en sí no representa el problema principal; la vulnerabilidad sistémica radica en lo que ocurre una vez que el ciclo de vida del dispositivo llega a su fin.
Cuando un pararrayos estándar se sobrecarga o alcanza el final de su vida útil, se activa el desconectador del conductor de puesta a tierra. Este dispositivo, que generalmente consiste en una pequeña carga explosiva, corta de forma abrupta la conexión del pararrayos a tierra. Esta acción aísla el pararrayos sobrecargado del circuito, evitando así una interrupción prolongada en la línea. Sin embargo, esta medida de protección ocurre sin emitir ninguna señal remota ni notificación al centro de control de la empresa eléctrica; este fenómeno se conoce como “falla silenciosa”.
La consecuencia directa de una falla silenciosa es la creación de un “periodo sin protección”. El activo de alto valor que el pararrayos estaba destinado a proteger—ya sea un transformador de distribución valorado en decenas de miles de dólares, un reconectador crítico o un banco de capacitores—queda completamente expuesto a todos los eventos de sobretensión posteriores. Este estado de desprotección puede prolongarse durante un periodo alarmante, que va desde días hasta semanas, o en algunos casos, incluso meses o años. La vulnerabilidad permanece invisible para el operador del sistema hasta que se detecta el conductor de puesta a tierra desconectado durante una inspección visual rutinaria, que suele ser poco frecuente, o, más críticamente, después de que el activo desprotegido falla de forma catastrófica a causa de una descarga eléctrica posterior.
Esta vulnerabilidad sistémica inherente al esquema tradicional de protección contra sobretensiones genera un ciclo de retroalimentación de riesgo acumulativo.
Participe en el CONGRESO MUNDIAL INMR 2025 en Panamá donde el experto David Cárdenas de Prolec-Celeco en México propondrá un enfoque único para aumentar la protección de líneas aéreas y equipos que operan en zonas con alta incidencia de rayos. Esto se vuelve más crítico a medida que las temperaturas globales promedio continúan aumentando y, con ello, también los riesgos asociados a los rayos.
