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Servizio di rilevamento delle tempeste: ATSTORM®, sistema autocompensante per una precisione senza precedenti Aplicaciones Tecnológicas 28/10/2021

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Servizio di rilevamento delle tempeste: ATSTORM®, sistema autocompensante per una precisione senza precedenti Aplicaciones Tecnológicas 28/10/2021

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Il sistema di rilevamento delle tempeste ATSTORM®, gestito a distanza dagli esperti della Aplicaciones Tecnológicas S.A., utilizza la doppia tecnologia dei sensori di campo elettrostatico e dei sensori basati sul campo elettromagnetico. La scansione di qualsiasi sensore ambientale può essere interferita da qualsiasi elemento esterno. La ridondanza delle unità di rilevamento ATSTORM® permette di ottenere un allarme omogeneo valido per tutta l'area target, grazie all'autocompensazione bilanciata dei valori ottenuti che garantisce una precisione eccezionale.

La norma IEC 62793:2020 "Lightning Protection - Storm Warning System "1 affronta la necessità di installare un sistema di rilevazione dei temporali per prevenire le perdite dovute ai fulmini (perdite o danni alle persone, perdite economiche dovute a danni alle proprietà e alla mancanza di continuità dei servizi, e perdite e danni ambientali). Lo standard copre due categorie di rilevatori di temporali: sensori basati sul campo elettromagnetico e sensori basati sul campo elettrostatico.

In entrambi i casi, si tratta di sensori ambientali la cui interpretazione può essere interferita da qualsiasi elemento esterno, vicino o meno, che non sia legato al parametro da misurare. Pertanto, i produttori devono incorporare i filtri e i metodi di installazione appropriati per ridurre al minimo queste interferenze e aumentare l'affidabilità e la precisione delle misure. I sensori di campo elettromagnetico ed elettrostatico utilizzati nei sistemi di rilevamento delle tempeste non fanno eccezione. L'installazione di unità di rilevamento ridondanti è necessaria per garantire il corretto funzionamento dei sensori e può anche essere utilizzata per migliorare i criteri di allarme in termini di accuratezza e precisione.

Interferenze elettromagnetiche ed elettrostatiche nel rilevamento delle tempeste

I sensori basati sul campo elettromagnetico misurano la radiazione elettromagnetica prodotta dai fulmini, rilevando e localizzando in modo affidabile i fulmini. Questi sensori si trovano di solito come parte di grandi reti di rilevamento con sensori distribuiti su grandi aree e persino in tutto il mondo2. La ridondanza delle loro unità è necessaria per rilevare le scariche dei temporali, discriminandole da altre radiazioni elettromagnetiche presenti nell'ambiente, di origine naturale o antropica. I segnali di radiofrequenza provenienti da elementi vicini (comunicazioni radio, motori elettrici, linee di trasmissione di energia, commutazione, ecc.) possono confondere le letture e generare false rilevazioni. I sensori ridondanti permettono di filtrare tutto questo rumore elettromagnetico non causato da tempeste elettriche.

L'eccesso di segnali nello spettro elettromagnetico richiede che i rivelatori basati sul campo elettromagnetico li filtrino per discriminare quelli che sono prodotti dai fulmini.

Inoltre, le varie unità ridondanti di sensori basati sul campo elettromagnetico garantiscono il funzionamento globale della rete di rilevamento anche se i sensori di una certa località non sono operativi in quel momento. La distanza tra questi sensori può essere di 200-400 km, quindi non avranno sempre sensori locali in un luogo specifico, ma possono essere situati su lunghe distanze (più di 200 km).

A differenza dei rivelatori di campi elettromagnetici, i sensori di campi elettrostatici sono locali, cioè si trovano nell'area che richiede protezione. Questi sensori si basano sulla misurazione del campo elettrostatico ambientale che subisce una variazione puntuale da +100-150 V/m a decine di kV/m quando si passa dal bel tempo a condizioni di tempesta3. I falsi rilevamenti o i fallimenti dei sensori di campo elettrostatico per avvertire possono essere dovuti a fonti di campo elettrostatico diverse dalle nuvole di tempesta, come le nuvole di polvere o gli elementi vicini che diventano staticamente carichi, distorcendo o schermando il campo. Questi elementi vicini che possono essere staticamente carichi devono essere presi in considerazione nell'installazione dei sensori di campo elettrostatico per evitare la loro interferenza. Nel caso delle nuvole di polvere, emetteranno un avviso solo se il campo generato da esse è molto alto, situazione in cui si possono generare scariche elettriche, come avviene nei deserti o anche nelle nuvole di cenere dei vulcani in eruzione. Per questo motivo non è corretto considerarli un falso allarme. Le fonti di rumore elettrostatico sono più piccole di quelle del rumore elettromagnetico, per cui i segnali misurati richiedono meno filtraggio che nei rivelatori basati sul campo elettromagnetico. Inoltre, i falsi allarmi possono essere evitati avendo diverse unità di rilevamento nella zona.

Le fonti di rumore elettrostatico non sono così abbondanti come quelle presenti nello spettro elettromagnetico. I falsi allarmi vengono evitati grazie alla ridondanza delle unità di rilevamento del campo elettrostatico.

Le unità di rilevamento ridondanti non solo evitano i falsi allarmi dovuti ai temporali, ma migliorano anche le prestazioni complessive del sistema e ne aumentano la precisione, come nel caso del sistema di rilevamento dei temporali locali ATSTORM®.

ATSTORM sistema de detección de tormentas protección preventiva contra el rayo exactitud

ATSTORM® Sistema di rilevamento di tempeste di fulmini

Il sistema ATSTORM® per la rilevazione di tempeste locali esperte per la prevenzione del rischio di fulmini è dotato di sensori di campo elettromagnetico ed elettrostatico combinati. Questa doppia tecnologia di rilevamento, insieme alla connettività Internet of Things (IoT), lo rende il sistema di rilevamento tempeste più completo attualmente disponibile, come risultato dell'esperienza accumulata in più di 15 anni.

Gli avvisi di allarme per la formazione o l'avvicinamento di un temporale in un raggio di 20 km si basano esclusivamente sulla misurazione del campo elettrostatico ambientale, l'unica misura preventiva forte perché rileva tutte le fasi del temporale dall'iniziale al bel tempo, come definito dalla norma IEC 62793:2020. I sensori di campo elettrostatico sono gli unici in grado di determinare il rischio effettivo di fulminazione prima che si verifichi una scarica. Va notato che i sensori di campo elettrostatico ATSTORM® sono completamente elettronici e non hanno parti in movimento, il che rappresenta un chiaro vantaggio rispetto ad altri sensori convenzionali.

Il sistema esperto ATSTORM® incorpora anche un sensore elettromagnetico che estende l'area di monitoraggio fino a un raggio di 40 chilometri, e si può definire uno stato di preallarme per tempeste attive lontane che si avvicinano all'obiettivo da proteggere.

I sensori delle varie unità ridondanti sono permanentemente collegati ad Aplicaciones Tecnológicas, dove il loro segnale viene elaborato, monitorato e gli avvisi vengono inviati ai clienti attraverso molteplici canali. Il controllo remoto assicura l'eliminazione dei falsi allarmi, così come un'alta precisione. Tutte le informazioni raccolte ed elaborate sono fornite centralmente per i clienti con più sedi.

L'installazione di più unità sensore ATSTORM® in un'area specifica fornisce un allarme omogeneo valido per l'intera area e non solo per il punto in cui sono installati i singoli sensori, garantendo una precisione senza precedenti.

Come nel caso delle reti di rivelatori a campo elettromagnetico e dei sensori a campo elettrostatico, la strategia di installazione del sistema ATSTORM® consiste in diverse unità di rivelazione, il cui numero e la cui posizione sono determinati in base al luogo da proteggere, tenendo conto delle sue dimensioni e del calcolo del rischio. Queste unità di rilevazione ridondanti forniscono un allarme costante in tutta la zona da proteggere, garantendo una precisione eccezionale grazie all'autocompensazione equilibrata dei valori misurati. Essendo gestito da esperti, il corretto funzionamento del sistema ATSTORM® è garantito in qualsiasi situazione, permettendo un processo decisionale obiettivo in caso di fulmini.

Potete scaricare l'articolo completo qui.

Per ulteriori informazioni o per effettuare uno studio del luogo da proteggere, potete contattare il nostro team cliccando su questo link.

Riferimenti

Commissione Elettrotecnica Internazionale (IEC). IEC 62793:2020 Protezione contro i fulmini - Sistemi di segnalazione dei temporali. Standard internazionale (2020).

Rakov, V. A. Metodi elettromagnetici di rilevamento dei fulmini. Surv. Geophys. 34, 731-753 (2013).

Martinez-Lozano, M. Medición del campo eléctrico atmosférico en la ciudad de León. Establecimiento de límites para prevención ante la ocurrencia de descargas atmosféricas. (2014) doi:10.13140/2.1.3635.2323.