La investigación del rayo en Colombia: Parámetros del rayo, sistemas de protección, evaluación de riesgos y sistemas de alerta

Rojas, Herbert E.; Santamaría, Francisco; Escobar, O.; Román, Francisco

doi:10.14482/inde.35.1.8951

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“…Despite the fact that lightning currents could reach more than 200 kA, for negative first strokes the global lightning median return-stroke peak current is about 30 kA and typically 12 kA for subsequent strokes (CIGRE WG C4.407, 2013). For some countries such as Brazil, Colombia and Zimbabwe (former Rhodesia), the average lightning peak value is about 42 kA (CIGRE WG C4.407, 2013;Rojas et al, 2017). Lightning current density diverted into the ground is still hazardous to life and health even at distances of several meters from the strike point, although it is inversely reduced to the square of the distance.…”

Section: Overview Of Lightning Impulse Testsmentioning

confidence: 99%

Lightning Impulse Current Tests on some Electroconductive Fabrics

G.²,

M.³

et al. 2023

JART

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On the search of lightweight lightning protection materials that can be used as part of Lightning Protection Systems (LPS), we investigate some types of electroconductive fabrics by applying several high lightning impulse currents in laboratory. Samples of four commercially available electroconductive textiles were analyzed: two rip-stop, a plain-weave, a non-woven, and additionally a carbon-impregnated polymeric film. Under laboratory conditions, each sample was subject to several subsequent lightning-like currents, recording both voltage and current signals. Optical and scanning electron microscope observations were performed after tests, revealing some patterns or morphological changes on the fabric surface. Despite these changes, the investigated conductive textiles withstand the several lightning impulse currents applied. Results suggest that some conductive fabrics could be used in personal mobile shelters, to protect human beings against the earth potential rise caused by a close lightning discharge.

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Section: Overview Of Lightning Impulse Testsmentioning

confidence: 99%

Lightning Impulse Current Tests on some Electroconductive Fabrics

G.²,

M.³

et al. 2023

JART

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“…Siendo conscientes de esta problemática, el grupo de investigación en Logística Militar y Empresarial del Ejército Nacional, realizaron una alianza con el grupo de investigación en Compatibilidad Electromagnética de la Universidad Nacional de Colombia, para el escalamiento y desarrollo de pruebas de un prototipo de refugio desarrollado por el grupo de Compatibilidad Electromagnética, el cual cuenta con 30 años de experiencia en temas relacionados al fenómeno de descargas atmosféricas, desde múltiples aspectos, tales como: Análisis de los eventos de rayo en Colombia (Rojas et al, 2017); los procesos de formación de la caracterización de los parámetros de los rayos en Colombia (Granados et al, 2020); el análisis de señales de mediciones indirectas de impactos de descargas atmosféricas presentados por Rojas et al (2014); los estudios de caso de accidentabilidad por impactos tipo rayo, en población civil y actualmente en población militar (Cristancho et al, 2017), y el diseño y construcción de sistemas de protección para personas y seres vivos (Pantoja et al, 2017).…”

Section: Introductionunclassified

Simulaciones electromagnéticas y térmicas de un prototipo de refugio portátil contra descarga eléctrica atmosférica de tipo indirecto

2022

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Esta investigación tiene como objetivo realizar simulaciones electromagnéticas y térmicas de un prototipo de refugio portátil contra rayos para determinar los factores de riesgo para el usuario, con base en la norma IEC 60479-2. Colombia es uno de los países en el mundo con los mayores índices de ocurrencia de impactos de rayos y de víctimas por este fenómeno, especialmente en sus fuerzas armadas. Se realizan simulaciones electromagnéticas y térmicas del prototipo en el software de simulación CST Microwave Studio®. Los resultados muestran las tensiones de paso inducidas y los niveles de energía alcanzados por el usuario, en función de la resistividad del suelo y la distancia de ubicación del prototipo con respecto al sitio de impacto del rayo. Se concluye que el prototipo de refugio no fue diseñado para soportar un impacto de rayo de tipo directo; sólo mitiga los efectos por tensiones de paso ante un impacto de rayo de tipo indirecto.

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“…Considering that the essential features of lightning flashes are affected by geographical and environmental conditions, Bogotá-Colombia is an interesting place due to its tropical location, its high altitude (2550 masl), and its high lightning activity, which allows a continuous study of lightning [20].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Local polynomial approximation and intersection of confidence intervals for removing noise of lightning electric field measurements

Rojas

Cortes

Forero-Mejía³

2018

DYNA

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Lightning electric field (LEF) measurements are aperiodic signals characterized by inherent noise of different sources, i.e., it is not possible to register a noise-free signal. In the last decade, the denoising of LEF measurements has been achieved using some time-frequency representations such as short-time Fourier transform (STFT), wavelet transform (WT) and fractional Fourier transform (FRFT) without definitive results. In this paper, a denoising process applied on LEF measurements using the Local Polynomial Approximation (LPA) is proposed. The window size selection is made by combining the LPA with the intersection of confidence intervals (ICI) algorithm. Furthermore, a cross-validation criterion is used to select the optimal value of the threshold parameter in the LPA-ICI denoising method. It is shown that for different signal-to-noise ratio (SNR) values, the proposed method significantly reduces the noise present in the recorded signals. Finally, a discussion about the processed signatures in terms of some lightning electric field temporal features is performed.Keywords: electric field; intersection of confidence intervals; lightning flash; local polynomial approximation; noise reduction.Aproximación local polinomial e intersección de intervalos de confianza para la remoción de ruido en mediciones de campo eléctrico generado por rayos Resumen Las mediciones de campo eléctrico producido por rayos (LEF) son señales aperiódicas caracterizadas por ruido inherente de diferentes fuentes, es decir, no es posible registrar una señal libre de ruido. En la última década, se ha logrado filtrar mediciones de LEF utilizando algunas representaciones tiempo-frecuencia tales como la transformación de Fourier de corto tiempo (STFT), la transformación wavelet (WT) y la transformación de Fourier fraccionaria (FRFT) sin resultados definitivos. En este trabajo, se propone un proceso de eliminación de ruido aplicado a mediciones de LEF usando la aproximación polinomial local (LPA). La selección del tamaño de la ventana se realiza combinando la LPA con el algoritmo de intersección de intervalos de confianza (ICI). Además, un criterio de validación cruzada se utiliza para seleccionar el valor óptimo del umbral en el método de reducción de ruido LPA-ICI. Se muestra que para diferentes valores de relación señal-a-ruido (SNR), el método propuesto reduce significativamente el ruido presente en las señales registradas. Finalmente, se realiza una discusión sobre las señales procesadas en términos de algunas características temporales del campo eléctrico.Palabras clave: aproximación local polinomial; campo eléctrico; intersección de intervalos de confianza; rayos; reducción de ruido.

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La investigación del rayo en Colombia: Parámetros del rayo, sistemas de protección, evaluación de riesgos y sistemas de alerta

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Lightning Impulse Current Tests on some Electroconductive Fabrics

Lightning Impulse Current Tests on some Electroconductive Fabrics

Simulaciones electromagnéticas y térmicas de un prototipo de refugio portátil contra descarga eléctrica atmosférica de tipo indirecto

Local polynomial approximation and intersection of confidence intervals for removing noise of lightning electric field measurements

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