Metodología para identificar zonas y estructuras elevadas con mayor cantidad de impactos de rayos en Barrancabermeja-Yondó

Objective: This paper presents a methodology to determine the zones and elevated structures with the highest number of lightning strikes (Hotspots) in Barrancabermeja and Yondó. Methodology: It starts from the division of the surface of these two municipalities into polygons of 600 meters. In this way, using the information of lightning activity (cloud-ground impacts) provided by the Colombian Network for Total Lightning Detection LINET between January 2016 and February 2020, the number of impacts per polygon was determined, which made it possible to identify the hotspots in the study areas. Likewise, elevated structures such as transmission towers, telecommunications antennas and buildings were identified and located and a radius of influence of 300 meters was established for each one of them taking into account the mean error of location of the LINET network. In this way it was possible to determine the twenty structures with the highest number of lightning strikes. Results: The polygones with the highest lightning activity were found, of which 34 are located in Barrancabermeja and 235 in Yondó, which is consistent with maps of Density of Discharges to land made in the area where there is an increase in the number of flashes per square kilometer per year in Yondó compared to Barrancabermeja. 616 elevated structures were located in the municipalities of Barrancabermeja and Yondó, of which the twenty with the highest number of lightning strikes were chosen, which correspond 50% to transmission towers, the structure with the highest number of impacts being a transmission tower of 70 meters high located on the border of the two study municipalities with a total of 68 impacts. Conclusions: Of the 27 elevated structures found in Yondó, only 6 are located in a hotspot, which shows that in this municipality the presence of an elevated structure does not guarantee a hotspot and that the sites with the highest lightning activity are not influenced by the presence of elevated structures. Now, in the case of Barrancabermeja, 10 elevated structures were found in one of the hotspots, of which 7 are located in the urban area where 9 hotspots were found, from which it is inferred that in this municipality the urban planning and the presence of elevated structures, indeed increases the lightning activity. Financing: Universidad Industrial de Santander.Objetivo: Este trabajo presenta una metodología para determinar los sitios y las estructuras elevadas con mayor cantidad de impactos de rayo (hotspots) en Barrancabermeja y Yondó. Metodología: Se parte de la división de la superficie de estos dos municipios en polígonos de 600 metros. De esta forma, a través de la información de actividad de rayos (impactos nube-tierra) proporcionada por la Red Colombiana de Detección Total de Rayos - LINET entre enero de 2016 y febrero de 2020, se determinó el número de impactos por polígono, lo que permitió identificar los hotspots en las zonas de estudio Así mismo, se identificaron y localizaron estructuras elevadas como torres de transmisión, antenas de telecomunicaciones y edificaciones, y se estableció para cada una de ellas un radio de influencia de 300 m, teniendo en cuenta el error medio de localización de la Red LINET, de esta manera se determinaron las 20 estructuras con mayor número de impactos de rayo. Resultados: Se encontraron los polígonos con mayor actividad de rayos, de los cuales 34 se ubican en Barrancabermeja y 235 en Yondó, lo que concuerda con mapas de densidad de descargas a tierra hechos en la zona en donde se presenta un aumento en la cantidad de descargas por kilómetro cuadrado por año en Yondó, en comparación con Barrancabermeja. Se localizaron 616 estructuras elevadas en los municipios de Barrancabermeja y Yondó de las cuales se escogieron las 20 con mayor cantidad de impactos de rayo que corresponden en un 50 % a torres de transmisión, siendo la estructura de mayor número de impactos una torre de transmisión de 70 m de altura localizada en límites de los dos municipios de estudio con un total de 68 impactos. Conclusiones: De las 27 estructuras elevadas encontradas en Yondó, solo 6 se ubican en algún hotspot, lo que muestra que en este municipio la presencia de alguna estructura elevada no garantiza un hotspot y que los sitios de mayor actividad de rayos no se ven influenciados por la presencia de estructuras elevadas. Ahora bien, para el caso de Barrancabermeja se hallaron 10 estructuras elevadas en un hotspot, de las cuales 7 están en el casco urbano donde se encontraron 9 hotspots, de donde se infiere que, en este municipio, el urbanismo y la presencia de estructuras elevadas si aumentan la actividad de rayos.  Financiamiento: Universidad Industrial de Santander.

Influencia de los sistemas de puesta a tierra descritos en el estándar IEEE 1243 en la tasa de fallas por rayos de líneas de transmisión

Este trabajo trata sobre los dos diferentes modelos resistivos de puesta a tierra usados en líneas de transmisión presentados en el estándar IEEE 1243-1997: tierra suplementaria con varillas y con contrapesos. Se analizó el efecto de variar los parámetros internos de cada modelo que afectan el valor resistivo de puesta a tierra en la reducción o aumento de la tasa de fallas por flameo inverso por impactos de rayos sobre la torre o el cable de guarda sobre terrenos con diferentes conductividades. El software ATPDraw se usó para obtener las corrientes críticas, para luego con estas obtener la tasa de fallas de la línea. Se simuló el efecto del número, la longitud, radio y enterramiento de los electrodos en las tasas de fallas por flameo inverso de una línea de transmisión para diferentes valores de conductividad del terreno. Se obtuvieron porcentajes de reducción de la tasa de fallas que van en general desde el 50 hasta el 95%.This work deals with two kind of resistive models for grounding in transmission lines portrayed in the IEEE 1243-1997 Standard: counterpoises and supplemental groundings rods. It is analyzed the effect of varying the internal parameters of each model that affect the resistive value of grounding in the reduction or the increase of the back-flashover rate due to lightning strikes to the structure or to the ground wire over terrains with several conductivities. It is used the ATPDraw software to obtain the critical currents and then to obtain the back-flashover rate of the line.  It was simulated the effect of the number, longitude, radius and depth of the electrodes in the back-flashover rate of a transmission line for several values of ground conductivity. It was obtained reductions percentages of the back-flashover rate between 50 and 95%

Actividad de rayos en el departamento de Santander entre 2014 y 2016

Context: In this paper, the ground flash density (GFD) parameter in Santander (Colombia) is determined, and a study of lightning activity in the department from 2014 to 2016 is conducted. Method: The departmental territory was divided into 1 km² squares, and, through data regarding cloud-to-ground discharges obtained from the Colombian Total Lightning Detection Network (LINET), the number of annual average flashes per square was found, which corresponds to the GFD parameter. Likewise, using statistical methods, the spatial and temporal variation, multiplicity, and peak return discharge current of the flashes that affected the department were analyzed. Results: The areas with the highest GFD values ​​are located in the municipalities of Suaita, Gámbita, Bolívar, Oiba, and Charalá. On average, 183.199 annual flashes were recorded, out of which 54,14 % have a multiplicity equal to one. Lightning activity peaks were observed in the months of April, May, September, and October between 16:00 and 18:00 and between 22:00 and 4:00 h, as well as mean annual current values ​​of 33,6 kA for negative discharges with average maximum values ​​in the months of October, November, and December, and of 25,7 kA for positive discharges with average maximum values ​​in the months of April, October, and November. Conclusions: A marked influence of the terrain’s topography and altitude was found on the incidence of atmospheric discharges in the department, given that the municipalities with the highest lightning activity are located on the sides of high mountain ranges at altitudes less than 1.500 m.a.s.l., and the municipalities with less activity are located on moors and hills at heights between 3.000 and 3.500 m.a.s.l. Keywords: lightning activity, ground flash density, flashes, LINET network Acknowledgements: We would like to thank the Keraunos company for supplying data from the Colombian network for Total Lightning Detection with LINET technology, through which the analysis of lightning activity in Santander was carried out; and Dr. Diego del Río for supplying the script to determine the multiplicity of lightning events and additional contributions for the development of this article.Contexto: En este artículo se determinó el parámetro de densidad de descargas a tierra (DDT) en Santander (Colombia) y se hizo un estudio de la actividad de rayos en el departamento entre 2014 y 2016. Método: El territorio departamental se dividió en recuadros de 1 km² y, mediante información de descargas a tierra obtenida de la Red Colombiana de Detección Total de Rayos LINET, se halló la cantidad de flashes promedio anuales por recuadro, lo que corresponde al parámetro de DDT. Así mismo, usando métodos estadísticos, se analizó la variación espacial, temporal, multiplicidad y corriente pico de descarga de retorno de los flashes que incidieron en el departamento. Resultados: Las zonas con mayores valores de DDT se ubican en los municipios de Suaita, Gámbita, Bolívar, Oiba y Charalá. En promedio, se registraron 183.199 flashes anuales, de los cuales el 54,14 % tiene multiplicidad igual a uno. Se observaron picos de actividad de rayos en los meses de abril, mayo, septiembre y octubre entre las 16:00 y las 18:00 y las 22:00 y las 4:00, así como valores de corriente anual media de 33,6 kA para descargas negativas con valores máximos promedio en los meses de octubre, noviembre y diciembre, y de 25,7 kA para descargas positivas con valores máximos promedio en los meses de abril, octubre y noviembre. Conclusiones: Se encontró una marcada influencia de la topografía y de la altitud del terreno en la incidencia de descargas atmosféricas en el departamento, ya que los municipios con mayor actividad de rayos se ubican a los costados de altas cadenas montañosas a alturas menores que 1.500 msnm y los municipios de menor actividad se sitúan sobre páramos y cerros a alturas entre 3.000 y 3.500 msnm. Agradecimientos: A la empresa Keraunos por el suministro de datos de la red Colombiana de Detección Total de Rayos con Tecnología LINET mediante los cuales se realizaron los análisis de la actividad de rayos en Santander. Al Dr. Diego del Rio por suministrar el script para determinar la multiplicidad de los eventos de rayo y aportes adicionales para el desarrollo de este artículo

Análisis de estructuras de carga de dos tormentas eléctricas registradas por la red Lightning Mapping Array en el Magdalena Medio colombiano

Context: From the location of the Lightning Mapping Array (LMA) network at the borders of the municipalities of Barrancabermeja and Yondó in 2018, uninterrupted data of IC and CG flashes that occurred over this study area were taken. So far, no electrical storms have been characterized in tropical areas such as Magdalena Medio through high-resolution lightning mapping networks. Therefore, in this work, the charge structure of two thunderstorms registered by the LMA network on November 23 and 27, 2018, is determined. Method: Based on inspection methods, the bidirectional leader theory, the propagation differences of positive and negative leaders, and a data visualization algorithm, the heights of the recorded thunderstorms’ charged regions were defined. Likewise, using information from the LINET network, possible CG flashes that occurred during the studied time windows were determined along with their corresponding currents and polarities. Results: Both thunderstorms had a tripolar structure; in the November 23 storm, the height of the lower positive charge region was located between 5 and 7,5 km, the negative charge region was between 7,5 and 9 km, and the upper positive between 9 and 14,5 km. In the case of the November 27 storm, the lower positive, negative, and upper positive charge regions were located between 4 and 6 km, 6 and 8,5 km, and 8,5 and 16 km, respectively. Conclusions: In general, the heights of the charge regions in both thunderstorms are similar to those found by the COLMA network located in Santa Marta, Magdalena. Lightning leaders were corroborated which reached maximum heights of 15,88 km, slightly lower than those reported in the northern region of Colombia.Contexto: A partir de la ubicación de la red Lightning Mapping Array LMA en límites de los municipios de Barrancabermeja y Yondó en 2018, se han tomado datos ininterrumpidos de descargas IC y CG que ocurren sobre esta zona de estudio. Hasta el momento no se han caracterizado tormentas eléctricas en zonas tropicales como el Magdalena Medio mediante el uso de redes de mapeo de rayos de alta resolución y, por tanto, en este trabajo se determina la estructura de carga de dos tormentas registradas por la red Dabeiba - LMA los días 23 y 27 de noviembre de 2018. Método: Basados en métodos de inspección, en la teoría del líder bidireccional, en las diferencias de propagación de líderes positivos y negativos y mediante un algoritmo de visualización de datos se definieron las alturas de los centros de carga de las tormentas estudiadas. Así mismo, usando información de la red LINET, se determinaron posibles descargas CG que ocurrieron en las ventanas de tiempo estudiadas con sus respectivas corrientes y polaridades. Resultados: Ambas tormentas presentan una estructura tripolar; en la tormenta del 23 de noviembre la altura de la región de carga positiva inferior se localizó entre 5 y 7,5 km, la región de carga negativa se identificó entre 7,5 y 9 km y la positiva superior entre 9 y 14,5 km. Para el caso de la tormenta del 27 de noviembre, las regiones de carga positiva inferior, negativa y positiva superior se localizaron entre 4 y 6 km, 6 y 8,5 km y 8,5 y 16 km respectivamente. Conclusiones: En general las alturas de las regiones de carga para ambas tormentas son similares a las encontradas por la red COLMA ubicada en Santa Marta, Magdalena. Se corroboraron líderes de rayos que alcanzaron alturas máximas de 15 km, un poco menores a las reportadas en la región norte de Colombia.

Guía de práctica clínica para la prevención, diagnóstico, tratamiento y rehabilitación de la falla cardiaca en población mayor de 18 años, clasificación B, C y D

La falla cardíaca es un síndrome clínico caracterizado por síntomas y signos típicos de insuficiencia cardíaca, adicional a la evidencia objetiva de una anomalía estructural o funcional del corazón. Guía completa 2016. Guía No. 53Población mayor de 18 añosN/

Estudio de las tensiones inducidas por rayos en redes de distribución aéreas ubicadas sobre terrenos no planos

Esta tesis se enmarca dentro de la protección de sistemas eléctricos contra los efectos del rayo. Se pretende estudiar el efecto que tienen las montañas en la magnitud y forma de onda de las tensiones inducidas por rayo en redes de distribución. Para esto, primero, se hizo una revisión rigurosa de la literatura en el campo de tensiones inducidas de rayo. Se encontró que la mayoría de los trabajos hechos sobre el tema habían sido realizados para terreno plano. La primera aproximación propuesta para calcular tensiones inducidas por rayo sobre terrenos no planos fue el m\'{e}todo de diferencias finitas (FDTD, por sus siglas en inglés) en 2D en coordenadas cilíndricas. Así, se simularon terrenos cónicos con líneas aéreas paralelas a estos terrenos. El resultado fue un considerable incremento de las tensiones inducidas especialmente cuando la pendiente era mayor y la conductividad del terreno baja. Para considerar configuraciones mías realistas, se programó el método FDTD en 3D. Con este se simularon 3 configuraciones de terreno no plano. Para este caso se usaron dos metodologías: el modelo de línea de transmisión y el modelo de conductor delgado. Con el fin de validar los códigos numéricos desarrollados, se construyó un modelo a escala reducido, basado en la experiencia internacional, pero en este caso cambiando la geometría del terreno, para considerar su influencia. Se encontró para las configuraciones construidas en el modelo a escala reducida un buen ajuste entre mediciones y simulaciones, lo cual valida los códigos numéricos desarrollados. Con el fin de medir tensiones inducidas en redes de distribución sobre montañas, se construyó un dispositivo autónomo de energía con conexión a internet para medir tensiones inducidas por rayo en una línea de distribución cercana a la torre instrumentada de la estación del Morro do Cachimbo de la Universidad Federal de Minas Gerais en Brasil. Finalmente, una línea de distribución real en Colombia fue escogida para analizarse el efecto de las montañas en las tensiones inducidas en estas líneas. Se encontró que las tensiones sobre los relieves más típicamente encontrados en estos circuitos son enormemente afectadas por la pendiente y el perfil de la línea. Las magnitudes de las tensiones inducidas de acuerdo a las simulaciones hechas están entre 3.7 y 5.1 veces los valores típicos encontrados para terreno plano. Se recomienda incluir el efecto del terreno en un estudio analítico como el de Montecarlo desarrollado en el estándar IEEE 1410Abstract : This thesis is related with the protection of electrical systems against the effect of lightning. The purpose is to analyse the effect of the mountains on the magnitude and wave-shape of lightning induced voltages on distribution networks. First, a revision of the literature in the field of lightning induced voltages is done. It is found that the majority of the works available on literature consider flat ground. The first approximation proposed in this thesis to calculate lightning induced voltages on non-flat terrains is based on the Finite Difference Time domain method (FDTD) in 2D dimensional cylindrical coordinates. For this reason, conic terrains accompanied of overhead lines parallels to this terrains were simulated. The result was a considerable increase of the induced voltage specially when the slope of the terrain is higher and the conductivity smaller. In order to consider more realistic topographies, a 3D-FDTD method was programmed. Three configurations of non-flat terrains were simulated. In this case, two methodologies were employed: transmission line model (TLM) and Full Wave analysis (FWA). With the aim to validate the developed numerical codes, a reduced scale model was constructed, based on the international experience, but in this case changing the geometry of the terrain, in order to consider its influence. It was found for the built configurations in the reduced scale model a good agreement between simulations and measurements, which validates the developed numerical codes. With the aim to measure lightning induced voltages on distribution networks located on mountains, an autonomous of energy and connected to internet device was designed and constructed with the aim to measure lightning induced voltages caused by direct strikes to the instrumented tower at Morro do Cachimbo Station of the Federal University of Minas Gerais - Brazil. Finally, a real distribution circuit in Colombia was chosen to analyse the effect of the mountains on lightning induced voltages on this lines. It was found that the induced voltages on the relief more typically found in those circuits are significantly affected by the slope and the profile of the terrain. The magnitudes of the induced voltages according to the performed simulations were between 3.7 and 5.1 times the typical values found for flat-terrains simulations. A recommendation is made to include the effect of the terrain in an analytical study as the Montecarlo method developed in the IEEE 1410 StandardDoctorad

Electromagnetic field calculation produced by lightning in non flat terrain and its the effect on the lightning induced voltages on distribution networks

Esta tesis evalúa la influencia que tienen las montañas en el campo electromagnético que produce una descarga de rayo vertical y en las tensiones inducidas que se producen en líneas de distribución. El campo electromagnético se calcula solucionando las ecuaciones de Maxwell en diferentes configuraciones de terreno no plano, por medio del método de diferencias finitas en el dominio del tiempo (FDTD) y las tensiones inducidas se obtienen incluyendo el campo anterior en la línea por medio del método de acople de Agrawal. Se obtienen cambios considerables de los campos y de las tensiones inducidas producidas por rayo en redes de distribución, en comparación con el tradicional cálculo para terreno plano. / Abstract. This thesis evaluates the influence of the mountains in the electromagnetic field produced by a vertical lightning channel and the lightning induced voltages on distribution networks. The electromagnetic field is calculated solving the Maxwell equations in the different non flat terrain configurations, by means of the finite difference time domain method (FDTD), and the lightning induced voltages resulting of include the last field in the network by means of Agrawal coupling model. It is obtained important variations in the field and lightning induced voltages on distribution networks, compared with the traditional calculus on flat terrain.Magíster en Ingeniería Eléctrica con énfasis en Alta TensiónMaestrí