Proyecto de Reglamento para Sistemas de Protección Contra Descargas Atmosféricas (Proceso Encuesta Pública - Diciembre 2015)
Ministerio de Obras Públicas y Comunicaciones (MOPC) Santo Domingo, República Dominicana 2015
PROYECTO DE REGLAMENTO PARA SISTEMAS DE PROTECCIÓN CONTRA DESCARGAS ATMOSFÉRICAS (PROCESO ENCUESTA PÚBLICA -DICIEMBRE 2015)
TABLA DE CONTENIDO
TÍTULO I CONSIDERACIONES GENERALES ............................................................................... 4 CAPITULO I OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACIÓN ............................................................................ 4 CAPITULO II DEFINICIONES Y NOTACIONES .................................................................................... 4 CAPITULO III REQUISITOS GENERALES DE APLICACIÓN ................................................................... 8
TÍTULO II CRITERIOS PARA DETERMINAR LA PROTECCIÓN REQUERIDA ................................... 8 CAPITULO I CÁLCULO DEL RIESGO .................................................................................................. 8 SECCIÓN 1 FRECUENCIA ESPERADA DE IMPACTOS .......................................................................... 9 SECCIÓN 2 RIESGO ADMISIBLE........................................................................................................ 9 CAPITULO II NIVEL DE PROTECCIÓN REQUERIDO .......................................................................... 10
TÍTULO III REGULACIONES GENERALES PARA EL DISEÑO E INSTALACION DE EQUIPOS ........... 11 CAPITULO I ASPECTOS GENERALES ............................................................................................... 11 CAPITULO II INSTALACIÓN Y LOCALIZACIÓN.................................................................................. 11 CAPITULO III CRITERIOS DE DISEÑO .............................................................................................. 12
TÍTULO IV REQUISITOS MÍNIMOS DE LOS SISTEMAS EXTERNOS DE PROTECCIÓN CONTRA RAYOS................................................................................................................................. 14 CAPITULO I DISPOSITIVOS CAPTADORES ....................................................................................... 14 SECCIÓN 1 DISPOSITIVOS PUNTA FRANKLIN ................................................................................. 14 SECCIÓN 2 DISPOSITIVO DE MALLA CONDUCTORA........................................................................ 16 SECCIÓN 3 DISPOSITIVO DE CEBADO (PDC) ................................................................................... 17 CAPITULO II DERIVADORES O BALADAS ........................................................................................ 18 CAPITULO III RED DE TIERRA......................................................................................................... 19 CAPITULO IV SISTEMA PREVENTIVO -DETECTORES DE TORMENTAS............................................... 20
TÍTULO V SISTEMA INTERNO................................................................................................ 20 CAPITULO I DISPOSICIONES GENERALES ....................................................................................... 20 CAPITULO II SUPRESORES DE SOBRETENSIONES TRANSITORIAS .................................................... 22
TÍTULO VI MANTENIMIENTO DE LOS SISTEMAS DE PROTECCIÓN .......................................... 24 TÍTULO VII DISPOSICIONES FINALES ..................................................................................... 25 CAPITULO I DISPOSICIONES ADMINISTRATIVAS ........................................................................... 25
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DECRETO No.
CONSIDERANDO: Que es deber del Estado Dominicano garantizar la seguridad ciudadana mediante el establecimiento de requisitos mínimos para el diseño y construcción de las obras, acordes con nuestra realidad y avances tecnológicos;
CONSIDERANDO: La importancia de establecer requerimientos mínimos que regulen la calidad de los materiales, así como el diseño, instalación, localización y operación de los sistemas mecánicos que sean utilizados para proporcionar un control de las condiciones ambientales dentro de los edificios, teniendo como criterio el ahorro y el uso eficiente de la energía en dichos edificios y estructuras;
CONSIDERANDO: Que de acuerdo a la Ley No.687, de fecha 27 de Julio del 1982, la Comisión Nacional de Reglamentos Técnicos de la Ingeniería, la Arquitectura y Ramas Afines es la única autoridad estatal encargada de definir la política de reglamentación técnica de la Ingeniería, la Arquitectura y Ramas Afines, mediante el sistema establecido en dicha ley;
VISTA: La Ley número 687, del 27 de julio de 1982, que establece el sistema de reglamentación técnica mediante el cual debe regirse la formulación, preparación, ejecución, inspección y supervisión de proyectos y obras relativas a la ingeniería, la arquitectura y ramas afines;
En ejercicio de las atribuciones que me confiere el Artículo 55 de la Constitución de la República, dicto el siguiente:
REGLAMENTO PARA SISTEMAS DE PROTECCIÓN CONTRA DESCARGAS ATMOSFÉRICAS
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TÍTULO I CONSIDERACIONES GENERALES CAPITULO I OBJETIVO Y CAMPO DE APLICACIÓN ARTÍCULO 1. OBJETIVO. Este reglamento regula el diseño, instalación y mantenimiento de los sistemas de protección contra descargas eléctricas atmosféricas, en las edificaciones y zonas abiertas que así lo requieran, a fin de garantizar con la mayor eficacia posible la protección de las personas, de las estructuras y los bienes materiales, así como del propio sistema de protección. ARTÍCULO 2. CAMPO DE APLICACIÓN. Este Reglamento será de aplicación obligatoria en todo el territorio nacional, en zonas abiertas y edificaciones privadas o gubernamentales que tengan algunas de las características señaladas a continuación, sin ser limitativas: a) Que su altura sea superior a 43 metros. b) Que se manipulen substancias tóxicas, radiactivas, explosivas e inflamables. c) Que su índice de riesgo admisible Na, sea menor que la frecuencia esperada de impacto Ne, según cálculo establecido en este reglamento ARTÍCULO 3. EDIFICIOS RECIÉN APROBADOS. A la entrada en vigencia de este Reglamento, el Ministerio de Obras Públicas y Comunicaciones, en lo adelante MOPC, notificará a través de los medios de comunicación a los propietarios de los proyectos aprobados, cuya construcción no haya iniciado o esté en fase de construcción, para que sometan los diseños de sistemas de protección contra descargas atmosféricas, de acuerdo a los requerimientos de este Reglamento. ARTÍCULO 4. EDIFICIOS EXISTENTES. En caso de los edificios existentes, se dará un plazo máximo de un año a partir de la entrada en vigencia del presente Reglamento, mediante notificación a través de los medios de comunicación, para que los mismos sean provistos de las instalaciones correspondientes. Los planos y cálculos del diseño del sistema de protección contra descargas atmosféricas serán sometidos a la Dirección General de Edificaciones, en lo adelante DGE, para su aprobación. ARTÍCULO 5. CAMBIOS EN LA OCUPACIÓN. En caso de que cualquier edificio o parte de éste sufra cambios en su ocupación, el nuevo uso deberá ser aprobado por las Autoridades Municipales correspondientes, antes de presentar los planos de las modificaciones al MOPC, los cuales deberán cumplir con las disposiciones de este Reglamento y demás reglamentos vigentes, para el nuevo uso.
CAPITULO II DEFINICIONES Y NOTACIONES ARTÍCULO 6. Para los fines del presente Reglamento, los siguientes términos tendrán el significado que a continuación se expresa: 1. ACCIONES PREVENTIVAS: Acciones de naturaleza temporal, tomadas en base a la información preventiva de los sistemas de avisos de tormentas, y estructurada en los planes de emergencia de cada actividad y servicio, individual o colectivo. 2.
AVANCE EN EL CEBADO (∆t): Ganancia media en el instante de cebado del trazador ascendente de un Pararrayo con Dispositivo de Cebado en comparación con el de un Pararrayo simple, de la misma geometría, obtenida mediante ensayos. Se mide en microsegundos.
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3. BARRA EQUIPOTENCIAL: Elemento o dispositivo que permite conectar al sistema de protección contra el rayo, los elementos estructurales de acero, las masas y las tomas de tierra, así como los blindajes y conductores de protección de las líneas eléctricas de telecomunicaciones y de otros cables. 4. CHISPA: Arco eléctrico provocado por una corriente de descarga en el interior del volumen a proteger. 5. COMPONENTE NATURAL: Elemento conductor situado en el exterior, embebido en la pared o en el interior de una estructura y que puede ser utilizado para reemplazar, en todo o en parte, un bajante, o para complementar una instalación exterior de protección contra rayos (columna, de acero o armadura en elemento estructural). 6. CONDUCTOR DE BAJADA: Parte de la instalación exterior de protección contra rayos destinada a conducir la corriente del rayo desde el sistema de protección de descargas atmosféricas hasta la toma de tierra. 7. CONDUCTOR DE EQUIPOTENCIALIDAD: Conductor que permite realizar una unión equipotencial. 8. CONDUCTOR PUESTO A TIERRA: Conductor de una instalación o de un circuito,
conectado intencionalmente a tierra. 9. DENSIDAD DE ARCOS: Número de arcos de retorno por año y por km2 (N/año,km2). 10. DENSIDAD DE IMPACTOS (NG): Número de impactos por año y por km2 (N/año,km2). 11. DESCARGA ELÉCTRICA ATMOSFÉRICA A TIERRA: Flujo de corriente de origen atmosférico que se puede generar entre una nube y la tierra, o entre tierra y nube que puede comprender más de una descarga. 12. DETECTORES DE TORMENTAS: Equipos capaces de evaluar uno o más parámetros asociados con el mecanismo eléctrico de las tormentas. 13. DISTANCIA DE SEGURIDAD (ds): Distancia mínima requerida entre dos elementos conductores, para evitar la formación de chispas peligrosas. 14. ELECTRODO DE TIERRA: Varilla de acero revestida de cobre o de acero inoxidable, enterrada, que sirve para establecer una conexión con tierra y dispersar en ella la corriente de la descarga atmosférica. Las placas de cobre y los electrodos químicos podrán ser considerados también como electrodos de tierra. 15. ELECTRODO QUIMICO: Electrodo de baja impedancia para disipar eficazmente los rayos y las corrientes eléctricas de falla. Reemplaza múltiples varillas de tierra convencionales, lo cual es ideal para consideraciones de espacio. 16. IMPACTO: Efecto de la incidencia de la descarga eléctrica en el punto más alto del sistema de pararrayos, el cual podrá estar constituido por varios arcos. 17. INSTALACIÓN EXTERIOR DE PROTECCIÓN CONTRA RAYOS: Es la protección contra el rayo formada por uno o más dispositivo de protección, con uno o más conductores de bajada y una o más tomas de tierra, que debe estar conectada al sistema de tierra del edifico existente, de manera equipotencial.
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18. INSTALACIÓN INTERIOR DE PROTECCIÓN CONTRA RAYOS: Es la que comprende todos los dispositivos que reducen los efectos secundarios de la corriente de la descarga atmosférica, en el interior del espacio a proteger. 19. LÍNEA: Conductor de potencia o de telecomunicación metálica conectada a la estructura a proteger. 20. NIVEL DE PROTECCIÓN: Término de clasificación de los sistemas externos de protección contra rayos, en función de su eficacia. 21. PARARRAYOS CON DISPOSITIVO DE CEBADO (PDC): Pararrayos provisto de punta(s) captadora(s), equipado con dispositivos que generan un avance en el cebado; evidenciado cuando es comparado con otro pararrayos de referencia de la misma geometría, con su dispositivo de cebado anulado, y en las mismas condiciones de ensayo. 22. PLACA DE COBRE: Electrodo plano, usualmente de forma cuadrada o rectangular y de cobre, que se utiliza en puestas a tierra en terrenos de alta resistividad, por su gran superficie de contacto. Se recomienda utilizar un material de mejoramiento del terreno para bajar la resistividad del mismo. 23. PROCESO DE CEBADO: es aquel que origina un fenómeno físico comprendido entre la aparición de la radiación del efecto corona y la propagación continua del trazador ascendente. 24. PROTECTOR CONTRA SOBRETENSIONES. Dispositivo destinado a limitar las sobretensiones y a derivar las corrientes asociadas a tierra, que contiene, al menos, un componente no lineal. 25. PUENTE DE CONEXIÓN EQUIPOTENCIAL: Conductor confiable que asegura la conductividad eléctrica necesaria entre las partes metálicas que deben estar conectadas eléctricamente. 26. PUESTA A TIERRA: Grupo de elementos conductores, equipotenciales, en contacto eléctrico con el suelo o una masa metálica de referencia común, que distribuye las corrientes eléctricas de falla, en el suelo o en la masa. Comprende electrodos, conexiones y cables enterrados. 27. PUNTA FRANKLIN: Es un dispositivo metálico (terminado en punta y/o esfera) de captación de descargas atmosféricas. 28. PUNTO DE IMPACTO: Punto en el que la descarga incide sobre el terreno, una estructura o una instalación de protección contra el rayo. 29. RAYO: Impacto simple o múltiple de la descarga a tierra. 30. RESISTENCIA DE LA TOMA DE TIERRA: Es la resistencia entre un conductor puesto a tierra y un punto de potencial cero. 31. SISTEMA DE AVISO DE TORMENTAS: Sistema formado por detectores de tormentas, capaces de monitorear la actividad tormentosa en la zona a proteger, y por un sistema de procesado, para elaborar un aviso válido sobre los sucesos por rayos en un determinado objetivo. 32. SISTEMA DE PROTECCIÓN CONTRA RAYOS (SPCR): Conjunto de elementos que se instalan de forma permanente en la zona a proteger, con el objetivo de interceptar el rayo, conducirlo de forma segura hasta la toma de tierra y evitar los efectos secundarios del rayo. Comprende tanto las instalaciones exteriores, como las interiores de protección contra el rayo.
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33. SOBRETENSIÓN TRANSITORIA: Es un evento de alta frecuencia que puede generar altos o bajos voltajes/corrientes en la onda sinodal, comúnmente situado en medio ciclo de la onda fundamental de 60Hz. Pueden ser de origen exterior o interior. 34. SUPERFICIE DE CAPTURA EQUIVALENTE: Superficie de suelo plano sometida al mismo número de impactos que la estructura considerada. 35. SUPRESOR DE PICOS TRANSITORIOS (SPT) O SUPRESOR DE SOBRETENSION TRANSITORIA (SST): Es un dispositivo que elimina pulsos o picos de muy alto voltaje
(miles de volts) pero de muy corta duración (fracciones de segundo), su función es simplemente cuando detecta un sobre voltaje transitoria, lo suprime y lo manda a tierra de manera que ese pico de voltaje no llega a ningún equipo o máquina. 36. TENSIÓN MÁXIMA DE FUNCIONAMIENTO (Uc): Máxima tensión AC o DC que se puede aplicar de forma continua al SPD. Esta tensión varía según el tipo de conexión de bajo voltaje que se tenga en la instalación. 37. TOMA DE TIERRA: Elemento conductor o conjunto de elementos conductores en contacto directo con la tierra y que asegura una unión eléctrica con ésta. 38. UNIÓN DE COMPROBACIÓN DE TIERRAS: Dispositivo de desconexión de la toma de tierra del resto de la instalación. 39. UNIÓN EQUIPOTENCIAL: Unión eléctrica que pone al mismo potencial las masas y los elementos conductores. Esta puede ser del tipo exotérmica (recomendada para el uso en el cableado de aterrizaje debajo de la tierra) o mecánica (recomendada para las uniones de comprobación de tierra). 40. ZONA PROTEGIDA: Volumen protegido por un pararrayos.
ARTÍCULO 7. NOTACIÓN DE INSTITUCIONES OFICIALES: Las instituciones que a continuación se definen, podrán ser mencionadas en este Reglamento por las siglas siguientes 1.
MOPC. Ministerio de Obras Públicas y Comunicaciones. Organismo con Jurisdicción Nacional.
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CODIA. Colegio Dominicano de Ingenieros, Arquitectos y Agrimensores.
ARTÍCULO 8. NOTACION DE INSTITUCIONES INTERNACIONALES. Las instituciones que a continuación se definen, podrán ser mencionadas en este Reglamento por las siglas siguientes 1. NFPA. National Fire Protection Association (Asociación Nacional de Protección contra Incendios). 2. ASTM. American Standard for Testing and Materials (Normas Americanas para Pruebas y Materiales). 3. ANSI. American National Standard Institute (Instituto Nacional de Normas Americanas). 4. UL. Underwriter’s Laboratory, Inc. 5. UNE. Una Norma Española. 6. IEEE. Institute of Electrical and Electronics Engineers. 7. NEC. National Electrical Code.
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CAPITULO III REQUISITOS GENERALES DE APLICACIÓN ARTÍCULO 9. REQUERIMIENTOS NO CUBIERTOS POR ESTE REGLAMENTO. Los requerimientos necesarios para resistencia, seguridad, estabilidad, rendimiento u operación de los sistemas SPCR existentes o propuestos, que no hayan sido cubiertos específicamente por este Reglamento, se podrán determinar por normas internacionalmente reconocidas. ARTÍCULO 10. NORMAS, CÓDIGOS Y REGLAMENTOS REFERIDOS EN ESTE REGLAMENTO. Los Códigos, Normas y Reglamentos referidos aquí, serán considerados como parte de los requerimientos de este Reglamento. Cuando ocurran diferencias entre las disposiciones de este Reglamento y el reglamento o código referido, prevalecerán las disposiciones que sean más restrictivas. ARTÍCULO 11. UNIDADES. Para facilitar la utilización de este Reglamento, las unidades serán expresadas en el sistema Internacional (SI). Sin embargo, será incluido el valor exacto en unidades del Sistema medidas norteamericanas (United States Customary System (USCS)) que aparecerán inmediatamente entre paréntesis ( ). ARTÍCULO 12. TÉRMINOS TÉCNICOS. Para facilitar la comprensión y aplicación de este Reglamento serán incluidos los anglicismos y galicismos empleados usualmente en los sistemas de protección contra rayos (SPCR). Estos términos aparecerán en letras itálicas. De existir un término equivalente en español, no de uso común, el anglicismo o galicismo equivalente aparecerá inmediatamente entre paréntesis y en letras itálicas. ARTÍCULO 13. VALIDEZ. Si un título, capítulo, sección, oración, articulo o frase de este Reglamento, por cualquier razón resultare inconstitucional o ilegal, tal decisión no afectará la validez de las demás partes de este Reglamento. ARTÍCULO 14. Los documentos, planos de diseño y construcción para los sistemas de protección contra descargas atmosféricas cubiertos por este Reglamento, deberán ser sometidos a la aprobación del MOPC, como parte los planos del proyecto general para la emisión de la licencia de construcción, antes de iniciar los trabajos de construcción e instalación o remodelación del sistema. Todos los planos, diagramas esquemáticos, memoria de cálculo, y otros, deberán estar firmados por el Ingeniero Electromecánico(a) Autorizado(a) y debe incluir su Número de Colegiatura del CODIA. Toda la información relativa al proyecto deberá ser presentada en unidades. del sistema internacional de medidas (SI) ARTÍCULO 15. Toda nueva instalación de sistemas de protección contra descargas atmosféricas estarán sometidas al proceso de inspección del MOPC, durante el montaje y al finalizar las instalaciones
TÍTULO II CRITERIOS PARA DETERMINAR LA PROTECCIÓN REQUERIDA CAPITULO I CÁLCULO DEL RIESGO ARTÍCULO 16. En toda edificación, o espacio abierto, cuya frecuencia esperada de impactos por descargas eléctricas (Ne), sea mayor que el valor del riesgo admisible (Na), se deberá instalar un sistema de protección externo e interno contra rayos, de acuerdo al siguiente criterio:
si Ne < Na, no será necesaria la instalación de un sistema de protección; si Ne > Na, se instalará un sistema de protección.
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SECCIÓN 1 FRECUENCIA ESPERADA DE IMPACTOS ARTÍCULO 17. La frecuencia esperada de impactos sobre la estructura por descargas eléctricas (Ne), se determinará mediante la siguiente expresión: Ne = Ng x Ae x C1 x 10-6 (nº impactos/año) Siendo: Ng : la densidad de impactos sobre el terreno (nº impactos/año,km²). (Véase Tabla Anexo B). ó según articulo 18 Ae : superficie de captura equivalente, del edificio aislado (en m²), a determinar según Artículo 19. C1 : coeficiente relacionado con el entorno, según la Tabla 1. TABLA 1 COEFICIENTE EN FUNCIÓN DEL ENTORNO SITUACIÓN DEL EDIFICIO CON RELACIÓN AL ENTORNO
Próximo a otros edificios o árboles de la misma altura o más altos Rodeado de edificios más bajos Aislado Aislado sobre una colina o promontorio
C1
0.5 0.75 1 2
ARTÍCULO 18. DENSIDAD DE IMPACTO SOBRE EL TERRENO (Ng). Los valores de la densidad de impacto sobre el terreno Ng, están establecidos en el anexo C. Cuando el lugar a evaluar no esté establecido en dicho anexo, será calculado con los datos de los días de tormentas anuales, suministrados por la Oficina Nacional de Meteorología, en la zona en la que se encuentra la estructura, en cuyo caso será determinada mediante la expresión siguiente: Ng= 0.1 * Td, Donde: Td : son los días de tormenta al año. ARTÍCULO 19. SUPERFICIE DE CAPTURA EQUIVALENTE (Ae). Será la delimitada por una línea trazada a una distancia 3H de cada uno de los puntos del perímetro del edificio, siendo H la altura del edificio en el punto del perímetro considerado. SECCIÓN 2 RIESGO ADMISIBLE ARTÍCULO 20.
RIESGO ADMISIBLE (Na). Será determinado mediante la expresión siguiente:
Na = 5.5x10-3/ C2 x C3 x C4 x C5 (nº impactos/año) siendo: C2 : coeficiente en función del tipo de construcción, conforme a la Tabla 2; C3 : coeficiente en función del contenido del edificio, conforme a la Tabla 3; C4 : coeficiente en función del uso del edificio, conforme a la Tabla 4; C5 : coeficiente en función de las consecuencias producidas por los daños al edificio, conforme a la Tabla 5.
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TABLA 2 COEFICIENTE EN FUNCIÓN DEL TIPO DE CONSTRUCCIÓN CUBIERTA CUBIERTA DE CUBIERTA DE TIPO DE ESTRUCTURA METÁLICA HORMIGÓN MADERA
Estructura metálica Estructura de hormigón Estructura de madera
0.5 1 2
1 1 2.5
2 2.5 3
TABLA 3 COEFICIENTE EN FUNCIÓN DEL CONTENIDO DEL EDIFICIO CONTENIDO DEL EDIFICIO
C3
Edificio con contenido inflamable Otros contenidos
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TABLA 4 COEFICIENTE EN FUNCIÓN DEL USO DEL EDIFICIO USO DEL EDIFICIO
C4
Edificios no ocupados normalmente Usos Residencial vivienda, Residencial público, Administrativo Usos Pública Concurrencia, Sanitario, Comercial, Docente
0.5 1 3
TABLA 5 COEFICIENTE EN FUNCIÓN DE LAS CONSECUENCIAS PRODUCIDAS POR DAÑOS AL EDIFICIO CONSECUENCIAS PRODUCIDAS POR LOS DAÑOS AL EDIFICIO
C5
Edificios de gran valor patrimonial, o cuyo deterioro pueda interrumpir un servicio imprescindible (suministro eléctrico, teléfono , agua, hospitales, bomberos), o pueda ocasionar un impacto ambiental grave Restos de edificios
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CAPITULO II NIVEL DE PROTECCIÓN REQUERIDO ARTÍCULO 21. EFICIENCIA MÍNIMA. Cuando, conforme a lo establecido en el Artículo 16, sea necesario disponer de una instalación externa de protección contra el rayo, ésta tendrá al menos una eficiencia (E) determinada mediante la fórmula siguiente: E1= 1-(Na1/Ne1) ARTÍCULO 22. NIVEL DE PROTECCIÓN. Para los rangos de eficiencia indicados en la tabla 6, será requerido el nivel de protección correspondiente, los cuales cumplirán con los requisitos establecidos en el Título IV de este Reglamento. TABLA 6 NIVELES DE PROTECCIÓN EFICIENCIA REQUERIDA
NIVEL DE PROTECCIÓN
E1 ≥ 0.98 0.95 ≤ E1
