Una jaula de Faraday será un tipo de “contenedor o caja” hecha de materiales conductores de electricidad (malla de faraday) y que ayuda a contener aquella energía . De esta manera, la instalación será capaz de bloquear los campos eléctricos externos. Se recalca que al ser un conductor, será capaz de mantener la carga de electricidad en la superficie externa de la jaula. Las jaulas de Faraday pueden tener una amplia gama de usos, siendo una de las más importantes la protección contra descargas de rayos en edificaciones. Por consiguiente, este tipo de sistema de protección garantiza la seguridad del inmueble, las personas y dispositivos electrónicos.
Las jaulas de Faraday actúan como grandes conductores huecos en los que puede colocar elementos para protegerlos de los campos eléctricos. Cualquier descarga eléctrica que reciba la jaula pasa sin provocar daños y alrededor del exterior de la jaula. Cómo se comporta la electricidad en los conductores es la clave para comprender cómo protege una jaula de Faraday.
Los metales contienen partículas o electrones con carga negativa. Sin carga eléctrica, el conductor tendrá la misma cantidad de partículas positivas y negativas. De esta forma, cuando un fenómeno externo con carga eléctrica se acerca al conductor metálico, las partículas se separan. Todos los electrones con una carga opuesta a la del fenómeno externo son atraídos hacia el mismo, pero todos los electrones con la misma carga son repelidos y se alejan. Luego se dará un proceso de redistribución de cargas, lo que da como resultado un campo eléctrico opuesto que cancela el campo del fenómeno externo. El campo opuesto protege el interior de las cargas y fenómenos exteriores.
Por lo tanto, podemos decir que una jaula de Faraday, al ser un conductor, funciona en base a este principio. Se distribuirán las cargas alrededor del exterior de la jaula y cancelará las cargas desde el interior.
El método de jaula de Faraday proporciona un escudo natural en un edificio para protegerlo contra los rayos. De esta forma, lo cubre con conductores horizontales y verticales para lograr proteger la construcción de manera efectiva. Si bien este sistema es más complejo, a comparación de los sistemas de pararrayos convencionales, aplicado correctamente garantiza un buen nivel de protección. Si bien no hay un sistema que ofrezca una protección al 100% contra los rayos, una jaula de Faraday es factible y preferible en función a criterios arquitectónicos y un presupuesto más alto para la instalación.
Las jaulas ofrecen un tipo de protección con una red de captación compuesta por mallas cuadradas de conductores horizontales. Los esquemas de protección se analizan basándose en la teoría de la distancia «crítica» y el teorema de la «relación de la cuerda».
La protección contra rayos derivada de la jaula de Faraday, está conformada por conductores (malla de Faraday) que recubren el techo y las paredes de la estructura a proteger. Por lo tanto, esta malla metálica será un elemento importante para crear el escudo de la jaula de Faraday. Las puntas captadoras se colocan alrededor del borde del techo y en puntos altos, ya que serán las que reciban el impacto de fenómenos eléctricos. Una red de conductores seguirá por toda el área externa del techo, completándose con elementos transversales.
La extensión de la malla de Faraday metálica estará entre 5 y 20 metros, según la efectividad que se requiera. La parte superior de los conductores de bajada instalados en las paredes están conectados a la malla del techo y la parte inferior a los sistemas de conexión o puesta a tierra. La distancia entre dos bajantes es de 10 a 20 metros, según el nivel de protección contra rayos requerido.
Instalación de Jaula de Faraday
En Para-Rayos brindamos productos de alta calidad que son pieza importante de un sistema de pararrayos con jaula de Faraday. Algunos de estos elementos son las puntas captadoras convencionales o si no una punta captadora tetrapuntal, las cuales irán en los puntos altos. Si bien la instalación de este tipo de protección contra rayos es más compleja, es recomendable que edificaciones de gran tamaño apuesten por su implementación. Cuando cae un rayo, naturalmente va a golpear el lugar más alto de conducción cercano, por lo tanto, este sistema garantiza que el mismo se conduzca al suelo, aislando el edificio de él.
La jaula de Faraday es una estructura metálica diseñada para proteger el interior de la influencia de campos eléctricos y electromagnéticos externos. Esta estructura, típicamente hecha de alambre metálico o una malla conductora, funciona como un «escudo» que redirige las corrientes eléctricas y electromagnéticas alrededor del interior de la estructura en lugar de permitirles pasar a través de ella.
La jaula de Faraday se basa en los principios descubiertos por el científico británico Michael Faraday en el siglo XIX. Faraday demostró que una superficie metálica conductora puede bloquear campos eléctricos externos y redistribuir las cargas eléctricas para mantener el interior de la estructura eléctricamente neutral.
Esta tecnología se utiliza en una variedad de aplicaciones, desde proteger equipos electrónicos sensibles contra interferencias electromagnéticas hasta la construcción de habitaciones blindadas para proteger contra señales externas no deseadas, como las utilizadas en laboratorios de investigación, instalaciones militares y áreas de pruebas de equipos electrónicos sensibles. La jaula de Faraday es fundamental para proteger dispositivos y sistemas sensibles contra interferencias y daños electromagnéticos.
La historia de la jaula de Faraday se remonta al siglo XIX y está asociada principalmente con el científico británico Michael Faraday, quien realizó numerosos experimentos en el campo de la electricidad y el magnetismo.
En 1836, Faraday realizó un famoso experimento que demostró el principio de la jaula de Faraday. Colocó un electroscopio, un dispositivo para detectar cargas eléctricas, dentro de una caja metálica. Luego, cargó el exterior de la caja con electricidad estática. A pesar de que el exterior de la caja estaba cargado, el electroscopio dentro de la caja no mostraba ninguna señal de carga. Esto demostró que la jaula de metal bloqueaba efectivamente la influencia del campo eléctrico externo.
Este experimento y otros trabajos realizados por Faraday sentaron las bases para el entendimiento del fenómeno electromagnético y la protección contra campos eléctricos y electromagnéticos externos. A lo largo del tiempo, la jaula de Faraday ha encontrado una amplia gama de aplicaciones, desde proteger equipos electrónicos sensibles contra interferencias electromagnéticas hasta la construcción de habitaciones blindadas para proteger contra señales externas no deseadas. La jaula de Faraday sigue siendo un concepto fundamental en la ingeniería eléctrica y electromagnética hasta el día de hoy.
