Apantallamiento del campo eléctrico total sobre plataformas de edificios cerca de líneas de transmisión UHVDC mediante malla metálica conectada a tierra

Por qué importa en la vida cotidiana

A medida que las líneas eléctricas de ultra‑alta tensión se expanden para traer energía desde regiones lejanas a las ciudades, cada vez pasan más cerca de viviendas y bloques de pisos. Los residentes que viven bajo estas líneas a veces perciben sensaciones extrañas en balcones y terrazas —como el cabello erizado o pequeños choques al tocar objetos metálicos. Este estudio examina una solución práctica para mitigar esos campos eléctricos invisibles alrededor de las azoteas, mediante una sencilla malla metálica conectada a tierra que puede añadirse a edificios existentes o nuevos.

Campos invisibles alrededor de líneas de alta tensión

Las modernas líneas de transmisión en corriente continua de ultra‑alta tensión (UHVDC) transportan enormes cantidades de energía a largas distancias. En torno a los conductores generan un campo eléctrico total compuesto por dos aportes: el campo estático básico debido a la alta tensión y una segunda contribución procedente de partículas cargadas creadas en el aire por pequeñas descargas por corona en los conductores. Cuando estas líneas pasan cerca de edificios de varias plantas, la geometría de paredes, cubiertas y balcones puede concentrar el campo en puntos concretos donde se sitúan las personas o donde se tocan pasamanos metálicos. Verificaciones de seguridad anteriores evaluaron principalmente el campo a nivel del suelo, lo que podía dejar plataformas y balcones en la azotea con campos más intensos incluso cuando las normas se cumplían en el suelo.

Un apantallamiento simple hecho con malla metálica

Los autores proponen una medida de protección directa: colocar una malla metálica conectada a tierra justo por encima de la plataforma plana de la azotea de un edificio cercano. La malla es esencialmente una cuadrícula de alambres metálicos finos, bien conectada al sistema de puesta a tierra del edificio. Como los metales permiten que las cargas eléctricas se desplacen libremente, la malla tiende a adoptar un único potencial uniforme. Las líneas de campo entrantes procedentes de la línea de transmisión terminan en esta superficie en lugar de penetrar en el espacio donde se sitúan las personas. Al mismo tiempo, la malla atrae y drena las partículas cargadas que descienden desde la línea, conduciéndolas de forma segura al suelo mediante un camino de baja resistencia.

Cómo el equipo probó y optimizó el diseño

Para comprender la eficacia de este apantallamiento, los investigadores construyeron un modelo informático tridimensional detallado que incluía la línea de transmisión, el edificio, la malla conectada a tierra y el aire circundante. Utilizaron una combinación de simulaciones por elementos finitos y cálculos numéricos para seguir tanto el potencial eléctrico como el movimiento de las partículas cargadas en el viento. El modelo les permitió variar la separación de la malla, el grosor de los hilos, la altura sobre la cubierta y el ángulo de instalación. Examinaron dos configuraciones principales: un panel de malla horizontal sobre la plataforma (instalación "paralela") y una pantalla de malla vertical montada a lo largo del borde del tejado orientada hacia la línea.

Qué hace que el apantallamiento sea más efectivo

Las simulaciones mostraron que el tamaño de las aberturas de la cuadrícula es el factor clave de diseño. Una malla gruesa con celdas de dos metros ya redujo el campo en la azotea en más del 60 por ciento, mientras que una malla mucho más densa con celdas de un cuarto de metro lo disminuyó aún más. En contraste, aumentar el grosor de los hilos tuvo solo un efecto menor sobre el apantallamiento, aunque sí mejoró la resistencia y la durabilidad. Colocar la malla cerca de la plataforma ofreció mejor protección que montarla más alta, porque una separación mayor permitía que más partículas cargadas se filtraran desde los laterales. Para la malla horizontal, inclinarla ligeramente como un tejadillo, hasta unos 30 grados, mejoró el apantallamiento en el lado más cercano a la línea al desviar líneas de campo y cargas lejos de la plataforma.

Comprobaciones en el mundo real junto a una línea en servicio

Los investigadores probaron después sus diseños a lo largo de una línea UHVDC real de ±800 kilovoltios en Xinyang, China. Se instalaron mallas de acero inoxidable sobre y junto a un edificio de techo plano, y medidores de campo sensibles registraron el campo eléctrico total a altura de azotea antes y después de la instalación. Con una malla horizontal colocada sobre la cubierta, el extremo más fuerte de los valores medidos se redujo hasta cerca de una sexta parte del nivel sin protección. Una malla vertical a lo largo del borde de la cubierta también proporcionó una reducción importante, aunque no tan intensa como la configuración superior. En ambos casos, el campo restante quedó muy por debajo de los límites de seguridad chinos e internacionales.

Qué significa esto para las personas que viven cerca de líneas eléctricas

Para los residentes que se preocupan por hormigueos o pequeños choques en plataformas de azotea bajo líneas de alta tensión, este trabajo apunta a una solución de ingeniería práctica. Una malla metálica correctamente conectada a tierra, diseñada con aberturas razonablemente pequeñas y colocada cerca de las zonas por donde circulan las personas, puede mantener el campo eléctrico de la azotea cómodamente dentro de las normas de seguridad. El estudio también demuestra que este enfoque supera a alternativas comunes, como hilos de apantallamiento adicionales o confiar en árboles altos. Dado que los materiales son estándar y la instalación es sencilla, las mallas metálicas conectadas a tierra ofrecen una forma realista de aliviar las tensiones entre la red y el vecindario mientras se permite la expansión de las redes eléctricas modernas.

Cita: Liao, Z., Zhang, J., Zhang, Y. et al. Shielding of the total electric field above building platforms near UHVDC transmission lines by grounded metal mesh. Sci Rep 16, 14522 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-44471-y

Palabras clave: Líneas de transmisión UHVDC, campos eléctricos en azoteas, apantallamiento con malla metálica conectada a tierra, seguridad de plataformas de edificios, descarga por corona