341220629-Seguridad-Electrica-F-casas (1).pdf

TIERRAS Soporte de la seguridad eléctrica Quinta edición

FAVIO CASAS-OSPINA CASAS -OSPINA

TIERRAS Soporte de la seguridad eléctrica Quinta edición

FAVIO CASAS-OSPINA CASAS -OSPINA

Bogotá D. C., agosto de 2010

© Copyright: Favio Casas Ospina © Copyright de esta esta edición: edición: ICONT ICONTEC EC © 2010. Reservados todos lo derechos de publicación, reproducción, préstamo, alquiler o cualquier otra forma de cesión del uso de este ejemplar por Seguridad Eléctrica Eléctrica Ltda Ltda – SEG SEGELE ELECTR CTRICA ICA LT LTDA DA.. Calle Calle 44C 57-49 Tels. els.:: (571) 315 62 00/315 78 00 - página web: seguridadelectricaltda.com - e-mail: [email protected]

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ISBN: 978-958-8585-15-4 Quinta edición Impreso en Colombia - Printed in Colombia Editor: Seguridad Eléctrica Ltda. Au A uto torr: In Ing g. Favio Casas Ospin ina a Diseño carátula: Juan David Casas Z. Diagramación: ICONTEC - Nury Tibasosa R. Reimpresión: Contacto Gráfico Ltda. Ag A gosto de 2011

“Lo importante es no dejar de cuestionarse”

Alb Al bert Einst Einsteein

DEDICATORIA

A Emerio, Inesita (en sus 80 años de vida), Marta Elena, Juan David y Fabio Andrés por su amor. A Hermelinda, Adriana, Adriana, Ariel, Alan, Braulio, Claudia, Héctor, Jaime, Johny J ohny,, Orlando y Nury por su gran colaboración. A nuestros aliados estratégicos en Brasil, Bulgaria, Costa Rica, Ecuador Ecuador,, El Salvador Salvador,, México, Paraguay Paraguay,, Perú, República Dominicana y Venezuela, A Benda, Benda, Mardiguian y Meliopoulos, por ser fuente de inspiración.

TA B L A D E C O N T E N I D O

PRÓLOGO. .............................................................................................................................................15 PRESENTACIÓN ....................................................................................................................................17 ABREVIATURAS, ACRÓNIMOS Y SIGLAS UTILIZADAS ....................................................................19 UNIDADES, MAGNITUDES Y SÍMBOLOS ............................................................................................20

CAPÍTUL CAP ÍTULO O I. PANO PANORR AM AMA A ACTU ACTUAL AL ...................................................................................................21 1. 2. 3. 4. 5. 5.1.. 5.1 5.2. 5.3. 5.4. 5.5. 6. 6.1.. 6.1 6.2. 7. 8. 9.

IMPORTANCIA DEL SISTEMA DE PUEST PUESTAA A TIERRA. .............................. ...................................................... ........................ 21 BREVE RESEÑA HISTÓRICA DE LAS PUEST PUESTAS AS A TIERRA .................................. .............................................. ............ 24 DEFINICIONES RELACIONADAS CON SISTEMAS DE PUEST PUESTAA A TIERRA ...................... 26 RESUMEN DE SÍMBOLOS ............................... .................................................................. ..................................................................... .................................. 38 ASPECTOS GENERALES DE UN SISTEMA DE PUEST PUESTAA A TIERRA ................................ .................................. 39 OBJETIVOS ................................. ................................................................... ..................................................................... ......................................................... ...................... 39 FUNCIONES ............................... .................................................................. ..................................................................... ......................................................... ....................... 39 REQUISITOS MÍNIMOS .............................. ................................................................. ..................................................................... ........................................ ...... 40 DONDE SE REQUIEREN .................................. ..................................................................... ..................................................................... .................................. 40 DONDE NO SE REQUIEREN ................................. ................................................................... ............................................................... ............................. 40 TIPOS DE SISTEMAS DE PUEST PUESTAS AS A TIERRA ................................ ................................................................... ................................... 41 PERMANENTES (PARA SISTEMAS ELÉCTRICOS) ............................... ............................................................ ............................. 41 TEMPORALES (PARA TRABAJOS DE MANTENIMIENTO) .............................. ................................................ .................. 41 COMPONENTES BÁSICOS DE UN SISTEMA DE PUEST PUESTAA A TIERRA .............................. ................................ 41 ESTADÍSTICAS Y PA PATOLOGÍAS TOLOGÍAS............................................................................................43 ............................................................................................43 MITOS Y REALIDADES ............................... ................................................................. ..................................................................... ........................................ ..... 45

CAPÍTU CAPÍ TULO LO IIII.. CONCE CONCEPTO PTOSS BÁS BÁSICOS ICOS ................................................................................................47 1. 1.11 1. 1.2 1.2.11 1.2. 1.2.2 1.2.3 1.2.4

ELECTROPATOLOGÍA ................................. ELECTROPATOLOGÍA ................................................................... ..................................................................... ........................................ ..... 47 EFECTOS EFECT OS DE LA CORRIENTE EN LOS SERES HUMANOS............................. HUMANOS............................................... .................. 49 FACTORES FAC TORES QUE INCIDEN EN LA GRAVEDAD DE UNA DESCARGA ELÉCTRICA .......... 49 INTENSIDAD DE LA CORRIENTE. ............................. ................................................................ .......................................................... ....................... 50 RESISTENCIA ELÉCTRICA DEL CUERPO HUMANO. ................................. ........................................................ ....................... 50 DURACIÓN DEL CONTA CONTACTO. CTO. ................................ .................................................................. ............................................................... ............................. 51 TRAYECTORIA TRAYEC TORIA DE LA CORRIENTE. ................................ ................................................................... .................................................... ................. 51

TIERRAS. SOPORTE

1.3 1.4 2. 2.1 2.2 2.3 2.4 3. 3.1 3.2 3.3 3.3.1 3.3.2 4. 5.

DE LA SEGURIDAD ELÉCTRICA

UMBR ALES DE SOPORTABILIDAD NORMALIZADOS ............................... UMBRALES ....................................................... ........................ 51 TENSIONES DE SEGURIDAD ................................ .................................................................. ............................................................... ............................. 52 COMPATIBILIDAD COMPA TIBILIDAD ELECTROMAGNÉTICA (EMC) .................................. ............................................................... ............................. 54 ESTRUCTURA DE LA EMC .............................. ................................................................. ..................................................................... .................................. 55 FACTORES FAC TORES QUE AFECT AFECTAN AN LA EMC ................................ .................................................................. .................................................... .................. 56 TÉCNICAS DE MEJOR MEJORAMIENTO AMIENTO DE EMC ................................. .................................................................... ......................................... ...... 57 PERTURBACIONES ELECTROMAGNÉTICAS.................................. ..................................................................... ................................... 57 PROTECCIÓN CONTRA RAY RAYOS OS.................................. .................................................................... ......................................................... ....................... 59 PROCESO DE FORMACIÓN DEL RAY RAYO O ................................ .................................................................. .............................................. ............ 61 MÉTODO PARA EVALUAR EL NIVEL DE RIESGO POR RAY RAYOS OS (NRR) ............................ 65 SISTEMA INTEGRAL DE PROTE PROTECCIÓN CCIÓN CONTRA RAY RAYOS OS (SIPRA) ................................. ................................... 68 SISTEMA DE PROTECCIÓN EXTERNO (SPE) ................................. ................................................................... .................................... 71 SISTEMA DE PROTECCIÓN INTERNO (SPI) .............................. ................................................................. ......................................... ...... 78 CORRIENTES ESPURIAS ................................ ................................................................... ..................................................................... .................................. 82 ELECTRICIDAD EST ESTÁÁTICA ............................... .................................................................. ..................................................................... .................................. 82

CAPITU CAPI TULO LO IIIII.I. GE GEOL OLOGÍA OGÍA BÁS BÁSICA ICA ...................................................................................................85 1. 2. 3. 3.1 4. 5. 6. 6.1 6.2 6.3 6.4 6.5 6.6 6.7 6.8

COMPOSICIÓN DE LA CORTEZA TERRESTRE .............................. ................................................................. ................................... 85 ESTADOS EST ADOS DE ASOCIACIÓN DE LAS ARCILLAS .............................. ................................................................. ................................... 87 PROPIEDADES DEL SUELO QUE INFLUYEN EN LAS PUEST PUESTAS AS A TIERRA .................... 88 VALORESS TÍPICOS DE LA RESISTIVIDAD DE SUELOS.............................. VALORE ..................................................... ....................... 95 CONDUCTIVIDAD DE CORRIENTE EN EL TERRENO................................. ........................................................ ....................... 96 CONDUCCIÓN DE CARGAS ELÉCTRICAS HACIA EL TERRENO ............................... ..................................... ...... 96 CORROSIÓN ............................... ................................................................. ..................................................................... ......................................................... ...................... 98 POTENCIALES PROPIOS DE LOS MA MATERIALES TERIALES ................................... ................................................................ ............................. 100 TIPOS DE CORROSIÓN ............................. ................................................................ ..................................................................... ........................................ ...... 101 EVALUACIÓN EVALUA CIÓN DE LA AGRESIVIDAD DE LOS SUELOS ............................... ...................................................... ....................... 102 CORROSIÓN EN PUEST PUESTAS AS A TIERRA ................................... ..................................................................... .............................................. ............ 102 FUNDAMENTOS DE LA PROTEC PROTECCIÓN CIÓN CA CATÓDICA TÓDICA ............................... ............................................................ ............................. 104 CRITERIO DE PROTEC PROTECCIÓN CIÓN CA CATÓDICA TÓDICA............................... ................................................................. .............................................. ............ 104 PROTECCIÓN CON ÁNODOS GAL GALVÁNICOS VÁNICOS .............................. ................................................................ ........................................ ...... 105 PROTECCIÓN POR CORRIENTE IMPUEST IMPUESTAA ............................. ................................................................ ......................................... ...... 106

CAPÍTU CAPÍ TULO LO IV. DISE DISEÑO ÑO .........................................................................................................................109 1. 2. 2.1 2.2 2.3 2.4

INTRODUCCIÓN. ............................. ................................................................ ..................................................................... ................................................... ................. 109 PASOS PARA LOGRAR EXCELENTES SISTEMAS DE PUEST PUESTAA A TIERRA ...................... 110 DETERMINACIÓN DE PARÁMETROS ............................. ................................................................ .................................................... ................. 110 DISEÑO ................................. .................................................................... ..................................................................... .............................................................. ............................ 110 ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO ................................ ................................................................... .................................................... ................. 111 TOPOLOGÍA ............................... .................................................................. ..................................................................... ......................................................... ....................... 111 6

F AVIO C ASAS OSPINA

2.5 2.6 2.7 2.8 3. 4. 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.8.1 4.8.2 4.8.3 4.8.4 5. 5.1 5.2 5.3 5.4 5.4.1 5.4.2 5.4.3 5.4.4 5.5 5.5.1 5.5.2 5.5.3 5.5.4 5.5.5 5.6 5.7 6. 7.

MATERIALES Y CANTIDADES DE OBRA .............................. MATERIALES ................................................................ .............................................. ............ 111 EJECUCIÓN DE OBRA ............................... .................................................................. ..................................................................... ........................................ ...... 111 MEDICIONES DE COMPROBACIÓN ................................ ................................................................... .................................................... ................. 111 DETALLES FINALES .............................. ................................................................ ..................................................................... .............................................. ........... 112 CORTOCIRCUITO Y FALLA A TIERRA .................................. .................................................................... .............................................. ............ 112 PUESTAS PUEST AS A TIERRA PARA BAJA FRECUENCIA.............................. ................................................................ .................................... 119 ANÁLISIS DE ELECTRODOS DE PUEST PUESTAA A TIERRA EN BAJA FRECUENCIA. ............... 119 PUNTO FUENTE DE CORRIENTE ............................... ................................................................. ......................................................... ....................... 119 LÍNEA FUENTE DE CORRIENTE ................................. ................................................................... ......................................................... ....................... 12 1211 MÉTODO POR SEGMENT SEGMENTACIÓN ACIÓN E INTEGRACIÓN ............................... ............................................................ ............................. 122 DENSIDAD DE CORRIENTE, ELEVACIÓN DE POTENCIAL Y RESISTENCIA DE PUESTA PUESTA A TIERRA ................................ .................................................................. ..................................................................... ........................................ ..... 12 1244 DISTRIBUCIÓN DE POTENCIALES Y CORRIENTES EN EL SUELO ................................ .................................. 126 FÓRMULAS BÁSICAS PARA CÁLCULO DE PUEST PUESTAS AS A TIERRA ............................... ..................................... ...... 129 METODOLOGÍA IEEE 80 .................................. ..................................................................... ..................................................................... .................................. 13 1311 PARÁMETROS QUE SE DEBEN TENER EN CUENT CUENTAA EN EL DISEÑO ............................. 13 1311 CONSTANTES CONST ANTES ................................... ..................................................................... .................................................................... ................................................... ................. 13 1311 VARIABLES ................................. ................................................................... .................................................................... ......................................................... ....................... 132 CÁLCULO DE TENSIÓN DE CONTA CONTACTO CTO ............................... .................................................................. .............................................. ........... 136 PUESTAS PUEST AS A TIERRA PARA ALT ALTAA FRECUENCIA .............................. ................................................................ .................................... 138 FUENTES DE CORRIENTE .............................. ................................................................. ..................................................................... .................................. 139 COMPORTAMIENTO DE ELECTRODOS VERTICALES ANTE CORRIENTES DE IMPULSO ............................... ................................................................. ..................................................................... ......................................................... ...................... 14 1411 MODELO DE LÍNEA DE TRANSMISIÓN.......... TRANSMISIÓN............................................ ..................................................................... ................................... 14 1422 MODELAMIENTO MODELAM IENTO DE CONTRAPESOS ANTE CORRIENTES DE IMPULSO. .................... 146 RESISTENCIA (R) .................................. .................................................................... ..................................................................... .............................................. ........... 14 1477 CONDUCTANCIA CONDUCT ANCIA (G) .................................. ..................................................................... ..................................................................... ........................................ ...... 148 INDUCTANCIA................................... ..................................................................... .................................................................... ................................................... ................. 148 CAPACITANCIA CAPACIT ANCIA ................................ ................................................................... ..................................................................... ................................................... ................. 148 MODELO ELECTROMAGNÉTICO HÍBRIDO ................................ .................................................................. ........................................ ...... 148 EL MEDIO. .................................. ..................................................................... ..................................................................... ......................................................... ....................... 149 LOS CONDUCTORES. ................................. ................................................................... ..................................................................... ........................................ ..... 150 LAS FUENTES DE CORRIENTE. ................................. ................................................................... ......................................................... ....................... 150 LA IMPEDANCIA LONGITUDINAL. ............................. ................................................................ .......................................................... ....................... 152 LA IMPEDANCIA TRANSVERSAL..................................... TRANSVERSAL........................................................................ .................................................... ................. 152 ANÁLISIS NO LINEAL .................................. .................................................................... ..................................................................... ........................................ ..... 153 ESTUDIO DE CASOS DE ALT ALTAA FRECUENCIA.................................. .................................................................... .................................... 154 INTERCONEXIÓN DE PUEST PUESTAS AS A TIERRA ................................. ................................................................... ........................................ ...... 157 VALORESS MÁXI VALORE MÁXIMOS MOS DE RESISTENCIA ................................ .................................................................. .............................................. ............ 158

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TIERRAS. SOPORTE


CAPÍ CA PÍTU TULO LO V. NOR NORMAL ALIZACI IZACIÓN ÓN ..........................................................................................................161 1. 1.11 1. 1.2 1.3 2. 3. 3.1 3.2 4.

REGÍMENES DE CONEXIÓN A TIERRA (RCT) ................................ ................................................................... ................................... 163 SISTEMA TN................................ ................................................................. .................................................................... ......................................................... ....................... 164 SISTEMA TT ................................ .................................................................. ..................................................................... ......................................................... ...................... 166 SISTEMA IT ................................ ................................................................... ..................................................................... ......................................................... ....................... 167 REQUISITOS DEL NA NATIONAL TIONAL ELECTRICAL CODE (NEC®) .................................. .............................................. ............ 17 1755 CABLEADOS DE PUEST PUESTAA A TIERRA PARA EQUIPOS SENSIBLES ................................ .................................. 182 TENSIÓN NEUTRO TIERRA....................... TIERRA.......................................................... ..................................................................... ........................................ ...... 186 CONEXIONES PARA EQUIPOS ELECTRÓNICOS ................................. .............................................................. ............................. 187 BREVIARIO DE ESPECIFICACIONE ESPECIFICACIONESS .............................. ................................................................. .................................................... ................. 189

CAPÍTUL CAP ÍTULO O VI VI.. CON CONSTR STRU UCCI CCIÓN ÓN .........................................................................................................193 1. 2. 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 3. 4. 4.1 4.2 4.2.1 4.2.2 4.2.3 4.2.4 4.2.5 5. 5.1 5.2 6. 7. 7.1 7.2 8.

PROPIEDADES DE MAT MATERIALES ERIALES PARA SPT.............................. ................................................................ ........................................ ...... 193 CONDUCTORES .............................. ................................................................. ..................................................................... ................................................... ................. 194 LÍMITES TÉRMICOS .............................. ................................................................ ..................................................................... .............................................. ........... 195 RADIO MEDIO GEOMÉTRICO ............................... .................................................................. ............................................................... ............................ 196 CONDUCTOR A TIERRA (CT) O CONDUCTOR DEL ELETRODO DE PUEST PUESTAA A TIERRA................................................................................................................................196 CONDUCTOR DE PROTEC PROTECCIÓN CIÓN (PE).............................. ................................................................. .................................................... ................. 197 CÓDIGO DE COLORES ............................... ................................................................. .................................................................... ........................................ ...... 198 PUENTES DE CONEXIÓN EQUIPOTENCIAL ............................. ................................................................ ......................................... ...... 199 CONEXIONES ................................... ..................................................................... .................................................................... ................................................... ................. 201 CONEXIONES MECÁNICAS.............................................. MECÁNICAS................................................................................. .................................................... ................. 201 CONEXIONES EXOTÉRMICAS.............................. ................................................................. ............................................................... ............................ 202 NORMAS DE SEGURIDAD ............................... .................................................................. ..................................................................... .................................. 203 PREPARACIÓN DE CONDUCTORES DE COBRE .................................. ............................................................... ............................. 204 PREPARACIÓN DE CONDUCTORES DE ACERO .................................. ............................................................... ............................. 204 PROCEDIMIENTO GENERAL DE APLICACIÓN ............................... .................................................................. ................................... 204 CRITERIOS DE CALIDAD ................................. .................................................................... ..................................................................... .................................. 205 ELECTRODOS DE PUEST PUESTAA A TIERRA. ................................. ................................................................... .............................................. ............ 205 TIPOS DE ELECTRODO ............................. ................................................................ ..................................................................... ........................................ ...... 205 DISPOSICIÓN DE ELECTRODOS....................................................... ELECTRODOS......................................................................................... .................................. 206 BARRAJES EQUIPOTENCIALES ................................ ................................................................... .......................................................... ....................... 209 BOBINAS DE CHOQUE ............................... ................................................................. .................................................................... ........................................ ...... 21 2111 OBJETIVOS DE LA BOBINA DE CHOQUE .................................. .................................................................... ........................................ ...... 21 2144 ANÁLISIS DEL COMPORTAMIENTO ................................ ................................................................... .................................................... ................. 21 2144 EJEMPLOS DE CONSTRUCCIÓN DE SPT ................................. ................................................................... ........................................ ...... 216

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CAPÍTU CAPÍ TULO LO VII. MEDIC EDICIONES IONES ...............................................................................................................221 1. 2. 2.1 2.1.1 2.1 .1 2.2 3. 3.1 3.1.1 3.1 .1 3.1.2 3.1 .2 3.1.3 3.1 .3 3.1.4 3.1 .4 3.2 3.3 4. 5. 6. 6.1 6.2

MEDICIONES FAC FACTIBLES TIBLES EN SPT .............................. ................................................................ ......................................................... ....................... 221 MEDICIÓN DE LA RESISTIVIDAD APARENTE DEL TERRENO .................................. ......................................... ....... 221 MÉTODOS DE MEDICIÓN DE RESISTIVIDAD.................................. ..................................................................... ................................... 222 MÉTODO DE WENNER .............................. ................................................................. ..................................................................... ........................................ ...... 222 REGISTRO DE MEDICIONES ................................ .................................................................. ............................................................... ............................. 224 MEDICIÓN DE RESISTENCIA DE PUEST PUESTAA A TIERRA ................................ ........................................................ ........................ 226 MÉTODOS DE MEDICIÓN DE RESISTENCIA DE PUEST PUESTAA A TIERRA ........ ............... .............. .............. ........... 226 MÉTODO DE CURVA DE CAÍDA DE POTENCIAL .................................. ............................................................... ............................. 226 MÉTODO DE LA REGLA DEL 62% ............................. ................................................................ .......................................................... ....................... 228 MÉTODO DE LA PENDIENTE ................................ .................................................................. ............................................................... ............................. 228 MÉTODO DE LA INTERSECCIÓN DE CURVA CURVASS ...................................................................231 REGISTRO DE MEDICIONES ................................ .................................................................. ............................................................... ............................. 234 MEDICIÓN DE RESISTENCIA DE PUEST PUESTAA A TIERRA PARA TORRES DE TRANSMISIÓN .................................................................................................................234 MEDICIÓN DE TENSIONES DE PASO Y DE CONT CONTACTO ACTO ................................. ................................................... .................. 238 MEDICIÓN DE EQUIPOTENCIALIDAD ................................... ..................................................................... .............................................. ............ 239 TELURÓMETROS .................................. .................................................................... ..................................................................... .............................................. ........... 240 ESPECIFICACIONES TÉCNICAS DE TELURÓMETRO ................................ ....................................................... ....................... 240 INFLUENCIA DE LOS FAC FACTORES TORES DE PERTURBACIÓN.................................................... PERTURBACIÓN...................................................... 24 2411

CAPÍTUL CAP ÍTULO O VI VIIII. MEJ ORA ORAM MIE IENT NTO O Y MANTENIMIE MANTENIMIENT NTO O ...................................................................243 1. 1.11 1. 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2. 2.1 2.2 2.3 2.4 3.

TÉCNICAS DE MEJOR MEJORAMIENTO AMIENTO DE PUEST PUESTAS AS A TIERRA .............................. ................................................ .................. 243 INSTALAR CONTRAPESOS ................................... ..................................................................... ............................................................... ............................. 243 HACER ANILLOS ALREDEDOR DE LAS TORRES................................. .............................................................. ............................. 244 HACER MALLAS DE TIERRA EXTENSAS .................................. ..................................................................... ......................................... ...... 244 UTILIZAR CONCRETOS ESPECIALES .................................. .................................................................... .............................................. ............ 244 UTILIZAR CONCRETOS CONDUCTIVOS .............................. ................................................................ .............................................. ............ 244 INTRODUCIR ELECTRODOS AL CONCRETO ................................. ................................................................... .................................... 244 UTILIZAR ELECTRODOS QUÍMICOS ............................... .................................................................. .................................................... ................. 245 HACER RELLENOS ............................... ................................................................. ..................................................................... .............................................. ........... 245 SUELOS ARTIFICIALES .............................. ................................................................ ..................................................................... ........................................ ..... 245 SUELO ARTIFICIAL FA FAVIGEL® VIGEL® .............................. ................................................................. ............................................................... ............................ 247 ¿QUÉ VENT VENTAJAS AJAS OFRECE? .................................. ..................................................................... ............................................................... ............................ 247 ¿CUÁLES SON SUS PRINCIPALES CARACTERÍSTICA CARACTERÍSTICAS? S? ............................... ................................................. .................. 248 ¿DÓNDE PUEDE UTILIZARSE? ................................. .................................................................... .......................................................... ....................... 248 ¿CÓMO SE REALIZA SU HIDRAT HIDRATACIÓN? ACIÓN? ................................... ..................................................................... ........................................ ...... 249 PLAN DE MANTENIMIENTO .................................. ..................................................................... ............................................................... ............................ 249

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TIERRAS. SOPORTE


CAPITU CAPI TULO LO IX. APLICACION APLICAC IONES ES PARTICULARE PARTICULARESS ...............................................................................251 BIBLIOGRAFÍA ......................................................................................................................................281 CÓDIGO CÓ DIGO DE DE ÉTICA APLICADO A LA INGENIER I NGENIERÍA ÍA ............................................................................293 ILUSTRACIONES FIGURA 1. FIGURA 2. FIGURA 3. FIGURA 4. FIGURA 5. FIGURA 6. FIGURA 7. FIGURA 8. FIGURA 9. FIGURA 10. FIGURA 11. 11. FIGURA 12. FIGURA 13. 13. FIGURA 14. 14. FIGURA 15. FIGURA 16. 16. FIGURA 17 17.. FIGURA 18. FIGURA 19. FIGURA 20. FIGURA 21. FIGURA 22. FIGURA 23. 23. FIGURA 24. 24. FIGURA 25. FIGURA 26. FIGURA 27 27.. FIGURA 28. FIGURA 29. FIGURA 30. FIGURA 31 31.. FIGURA 32. FIGURA 33.

IMPORTANCIA DEL SPT........................................ SPT.......................................................................... ......................................................... ....................... 24 RESUMEN DE SÍMBOLOS SÍMBOLOS.............................................................................................. .............................................................................................. 38 COMPONENTES DE UN SPT ............................... .................................................................. .......................................................... ....................... 44 IMPACTO DE UN RAY RAYO O SOBRE UN ÁRBOL .............................. ................................................................. ................................... 43 MPACTO MPACT O DE UN RAY RAYO O SOBRE UN EDIFICIO.................................. EDIFICIO............................................................... ............................. 43 CONDICIÓN DE RIESGO PARA UN SER HUMANO .............................. ..................................................... ....................... 48 IMPEDANCIA DEL CUERPO HUMANO ................................. ................................................................... ........................................ ...... 50 UMBRALES UMBR ALES DE SOPORTABILIDAD................................. ................................................................... .............................................. ............ 52 TENSIONES DE SEGURIDAD .............................. ................................................................. .......................................................... ....................... 53 TENSIÓN TRANSFERIDA ................................ .................................................................. ............................................................... ............................. 53 VALORESS MÁXI VALORE MÁXIMOS MOS NORMALIZADOS DE TENSIÓN DE CONTA CONTACTO CTO ...................... 54 ESTRUCTURA DE LA COMPA COMPATIBILIDAD TIBILIDAD ELECTROMAGNÉTICA ELECTROMAGNÉTICA ............................. ............................... 55 UMBRALES UMBR ALES DE SOPORTABILIDAD SOPORTABILIDAD PARA EQUIPOS ELECTRÓNICOS ELECTRÓNICOS CURVASS ITIC ................................... CURVA ..................................................................... ..................................................................... .............................................. ........... 56 CIRCUITOS EN MODO DIFERENCIAL DIFERENCIAL Y EN MODO COMÚN COMÚN ............................... ...................................... ....... 57 LÍMITES Y MÁRGENES DE EMC ............................... .................................................................. .................................................... ................. 58 VARIACIONES DE TENSIÓN SEGÚN IEEE 1159-1 159-1995 995 ............................... ................................................. .................. 58 PARÁMETROS DEL RAY RAYO O .............................. ................................................................ ............................................................... ............................. 60 POLARIZACIÓN POLARIZ ACIÓN DE NUBES ................................. .................................................................... .......................................................... ....................... 63 PROCESO DE FORMACIÓN DEL RAY RAYO O ............................... ................................................................. ........................................ ...... 63 NUBE DE TORMENT TORMENTAA ............................... .................................................................. ..................................................................... .................................. 64 ONDA TIPO RAY RAYO O ................................. ................................................................... ..................................................................... ........................................ ..... 64 RAYOS EN EL MUNDO (FUENTE NASA) .............................. ................................................................ ........................................ ...... 65 SISTEMA INTEGRAL DE PROTEC PROTECCIÓN CIÓN CONTRA RAYOS RAYOS.............................. .......................................... ............ 71 DISTRIBUCIÓN DE CORRIENTES EN EN EDIFICACIONES EDIFICACIONES CON CON CUATRO CUATRO BAJANTES BAJANTES . 71 MÉTODO ELECTROGEOMÉTRICO. ................................ .................................................................. .............................................. ............ 73 CUBRIMIENTO DE PARARRAY PARARRAYOS OS TIPO FRANKLI FRANKLIN. N. ................................ .................................................. .................. 73 PROTECCIÓN EXTERNA TIPO MALLA ................................. ................................................................... ........................................ ...... 75 PROTECCIÓN EXTERNA CON ANILLO EQUIPOTENCIAL .............................. .......................................... ............ 76 PARARRAYOS FRANKLI FRANKLIN N MODELO BLUNT ............................. ................................................................ ................................... 76 PARARRAYOS FRANKLI FRANKLIN N MODELO SHARP .................................. ............................................................... ............................. 77 ALAMBRÓN ALAMB RÓN SOBRE SOPORTE AISLANTE ............................... .................................................................. ................................... 77 SECTORIZACIÓN PARA UBICAR DPS. ................................ ................................................................... ......................................... ...... 78 CONEXIÓN CORRECT CORRECTAA DE DPS............................... ................................................................ .................................................... .................. 79 10


FIGURA 34. FIGURA 35. FIGURA 36. FIGURA 37 37.. FIGURA 38.

DPS EN TRANSFORMADORES. ................................ .................................................................. .................................................... .................. CAPAS SUPERIORES DE LA CORTEZA CORTEZA TERRESTRE TERRESTRE .............................. ................................................ .................. COMPONENTES DE LA CORTEZA TERRESTRE ................................ ........................................................ ........................ ESTADOS EST ADOS DE ASOCIACIÓN DE LAS ARCILLAS .................................. .......................................................... ........................ PERMITIVIDAD RESPECT RESPECTO O A LA HUMEDAD .................................. ............................................................... .............................

80 85 86 88 92

FIGURA 39. PERMITIVIDAD RELATIVA RELATIVA ΕR DE LA ARENA PARA PARA TRES VAL VALORES ORES

FIGURA 40. FIGURA 41 41.. FIGURA 42. FIGURA 43. FIGURA 44. FIGURA 45. FIGURA 46. FIGURA 47 47.. FIGURA 48. FIGURA 49. FIGURA 50. FIGURA 51. 51. FIGURA 52. FIGURA 53. FIGURA 54. FIGURA 55. FIGURA 56. FIGURA 57. 57. FIGURA 58. FIGURA 59. FIGURA 60. FIGURA 61. 61. FIGURA 62. FIGURA 63. FIGURA 64. FIGURA 65. FIGURA 66. FIGURA 67. 67. FIGURA 68. FIGURA 69. FIGURA 70. FIGURA 71. 71. FIGURA 72. FIGURA 73. FIGURA 74.

DE HUMEDAD ................................. ................................................................... ..................................................................... .............................................. ........... 92 RESISTIVIDAD DE LA ARENA PARA PARA TRES VAL VALORES ORES DE HUMEDAD ....................... 93 RESISTIVIDAD VS TEMPERATURA. ............................... ................................................................. .............................................. ............ 95 CAMINOS CONDUCTIVOS. ................................... ..................................................................... ......................................................... ....................... 97 CIRCUITO DE UNA ROCA MINERA MINERALIZADA. LIZADA. .............................. ................................................................ .................................... 98 CONDICIONES DE CORROSIÓN. CORROSIÓN................................................................................... .................................................................................. 99 ESCALA DE POTENCIALES DE LOS MATE MATERIALES RIALES (SERIE GALVÁNICA) GALVÁNICA).................. 100 MECANISMOS DE CORROSIÓN EN UN ELECTRODO ELECTRODO.............................. ................................................ .................. 103 PROTECCIÓN CON ÁNODOS DE SACRIFICIO ............................... ............................................................ ............................. 106 PROTECCIÓN CON CORRIENTE IMPUEST IMPUESTA. ................................. .............................................................. ............................. 107 CORRIENTES EN VARIOS CASOS DE FALLA FALLA ................................. .............................................................. ............................. 113 FALLA INTENCIONAL A TIERRA EN 230 KV ................................... ................................................................ ............................. 114 EFECTOS EFECT OS DE UNA FALLA FALLA A TIERRA EN UN SISTEMA DE POTENCIA...................... POTENCIA...................... 115 CURVASS DE FACTOR CURVA FACTOR DE FALLA FALLA A TIERRA Y FACTOR FACTOR DE CONEXIÓN A TIERRA .. 116 DIAGRAMA DE SECUENCIA CERO................................. ................................................................... .............................................. ............ 117 DISTRIBUCIÓN DE CORRIENTE DE FALLA FALLA A TIERRA EN BAJA TENSIÓN .............. 118 PUNTO FUENTE DE CORRIENTE CORRIENTE EN UN MEDIO INFINITO ................................. ....................................... ...... 120 POTENCIAL EN UN PUNTO M DEBIDO A UN PUNTO FUENTE FUENTE DE CORRIENTE ..... 120 MÉTODO DE SEGMENT SEGMENTACIÓN ACIÓN E INTEGRACIÓN INTEGRACIÓN ................................. ........................................................ ....................... 123 DISTRIBUCIÓN DE CORRIENTES EN EN EL TERRENO ................................. ................................................... .................. 126 CAÍDA DE POTENCIAL ALREDEDOR DE UN ELECTRODO TIPO VARILLA .............. 12 1277 CORRIENTES, POTENCIALES POTENCIALES Y RESISTENCIAS PARA DOS ELECTRODOS .......... 128 TENSIÓN DE MALLA EN UNA MALLA INCLINADA .............................. ...................................................... ........................ 128 TENSIÓN DE SUPERFICIE EN UNA MALLA INCLINADA............................................. INCLINADA............................................ . 129 FORMULARIO FORMULARI O BÁSICO.................................... ..................................................................... ............................................................... ............................. 130 TENSIONES DE PASO Y DE CONT CONTACTO ACTO......................................................................136 ......................................................................136 CIRCUITO EQUIVALENTE EQUIVALENTE TENSIÓN DE CONTA CONTACTO CTO ................................ .................................................. .................. 137 UMBRALES UMBR ALES Y LÍMITES NORMATIV NORMATIVOS OS IEEE VS IEC.................................. .................................................... .................. 137 COMPARACIÓN DE TENSIONES DE CONT CONTACTO ACTO IEEE VS IEC ................................ .................................. 138 RESISTENCIA E IMPEDANCIA DEL CUERPO HUMANO................................. ............................................. ............ 138 FUNCIÓN DOBLE EXPONENCIAL. ONDA 1,2/5 mS................................... .................................................... .................. 139 PARÁMETROS EN EL SUELO............................... ................................................................. ......................................................... ....................... 146 COMPORTAMIENTO DE CONTRAPESOS ANTE CORRIENTES DE IMPULSO ......... 14 1477 MODELO DE UN CONTRAPESO ............................... .................................................................. .................................................... ................. 14 1477 ACOPLAMIENTO LONGITUDINAL ................................... ..................................................................... .............................................. ............ 15 1511 ACOPLAMIENTO TRANSVERSAL ................................... ..................................................................... .............................................. ............ 15 1511 11

TIERRAS. SOPORTE


FIGURA 75. IMPEDANCIA PARA DIFERENTES CONTRAPESOS........................................ CONTRAPESOS.................................................... ............ 155 FIGURA 76. TENSIÓN EN DIFERENTES PUNTOS DE UN CONTRAPESO ............................... ..................................... ...... 155 FIGURA 77. 77. COMPORTAMIENTO DE IMPEDANCIA SEGÚN EL PUNTO PUNTO DE INYECCIÓN DE CORRIENTE .........................................................................................156 FIGURA 78. COMPORTAMIENTO DE LA TENSIÓN TENSIÓN SEGÚN PUNTO DE INYECCIÓN DE CORRIENTE ..............................................................................................................157 FIGURA 79. SISTEMA CON PUEST PUESTAS AS A TIERRA DEDICADAS E INTERCONECT INTERCONECTADAS ADAS ............... 157 FIGURA 80. CONFIGURACIONES PROHIBIDAS................................. ................................................................... .............................................. ............ 158 FIGURA 81. SISTEMA TNTN-C C ................................ ................................................................... ..................................................................... ............................................. ........... 165 FIGURA 82. SISTEMA TN-S ................................ .................................................................. ..................................................................... .............................................. ........... 165 FIGURA 83. SISTEMA TNTN-C-S C-S (PNB) .................................. .................................................................... ............................................................... ............................. 166 FIGURA 84. SISTEMA TNTN-C-S C-S (PME) .................................. ..................................................................... ............................................................... ............................ 166 FIGURA 85. SISTEMA TT .............................. ................................................................. ..................................................................... ................................................... ................. 167 FIGURA 86. SISTEMA IT................................ ................................................................... ..................................................................... ................................................... ................. 168 FIGURA 87 87.. COEXISTENCIA DE DIVERSOS RCT RCT.............................................................................168 .............................................................................168 FIGURA 88. REGÍMENES DE CONEXIÓN A TIERRA (RCT)................................ ............................................................. ............................. 17 1700 FIGURA 89. REGÍMENES DE CONEXIÓN A TIERRA (RCT)................................ ............................................................. ............................. 17 1711 FIGURA 90. TIPOS DE SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN ................................. .................................................................... ................................... 172 FIGURA 91. SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN RURAL ................................. ................................................................... ........................................ ...... 173 FIGURA 92. TOPOLOGÍA DE TIERRAS Y NEUTROS .............................. ................................................................. ......................................... ...... 17 1744 FIGURA 93. CONEXIONES PARA EL CASO 1 ............................... .................................................................. .................................................... ................. 17 1755 FIGURA 94. CONEXIONES Y TÉRMINOS PARA SISTEMA TNTN-C-S C-S .............................. ................................................ .................. 17 1755 FIGURA 95. SISTEMAS QUE DEBEN SER PUESTOS A TIERRA SEGÚN SEGÚN NEC .............................. 17 1766 FIGURA 96. INSTALACIÓN CON FUENTE DE POTENCIA POTENCIA DE RESPALDO .............................. ..................................... ....... 177 FIGURA 97 97.. CONEXIÓN PARA EQUIPOS SENSIBLES.................................. SENSIBLES..................................................................... ................................... 178 FIGURA 98. INSTALACIÓN DE ELECTRODOS TIPO VARILL VARILLAA ................................ ........................................................ ........................ 179 FIGURA 99. INTERPRETA INTERPRETACIÓN CIÓN DE LA SECCIÓN 250 DEL NEC .............................. ..................................................... ....................... 179 FIGURA 100. ESQUEMÁTICO ESQUEMÁTICO DE CONEXIONES DEL NEC .................................. ............................................................... ............................. 181 FIGURA 101. 101. IMPEDANCIA DE TRANSFERENCIA EN DIRECCIÓN LONGITUDINAL ...................... 182 FIGURA 102. CONEXIÓN DE CABLES A MASA .............................. ................................................................. .................................................... ................. 184 FIGURA 103. CONEXIÓN EQUIPOTENCIAL DE PANTALLA PANTALLA .............................................................. ............................................ .................. 184 FIGURA 104. CABLEADO DE PUESTA A TIERRA PARA EQUIPOS SENSIBLES .............................185 FIGURA 105. CONEXIONES PARA CORRIENTE CONTINUA ............................................................186 FIGURA 106. TENSIÓN NEUTRO-TIERRA PARA CARGAS MONOFÁSICAS MONOFÁSICAS .............................. .................................... ...... 187 FIGURA 107. 107. TENSIÓN NEUTRO-TIERRA PARA CARGAS TRIFÁSICAS TRIFÁSICAS ......................................... 187 FIGURA 108. CONEXIONES A MASA MASA .............................. ................................................................. ..................................................................... .................................. 188 FIGURA 109. DISPOSICIÓN DE CABLES PARA MINIMIZAR LA INDUCTANCIA POR METRO .......189 FIGURA 110. 110. LÍMITES DE FUSIÓN DE CONDUCTORES DE COBRE ................................................195 FIGURA 11 111. PUENTE EQUIPOTENCIAL.............................. ................................................................. ............................................................... ............................ 199 FIGURA 112. 112. CONEXIONES CONEX IONES MECÁNICAS.................................. .................................................................... ......................................................... ....................... 201 FIGURA 113. 113. CONEXIONES CONEXIO NES EXOTÉRMICAS. ................................. .................................................................... .................................................... ................. 202 FIGURA 114. 114. PROCESO DE APLICACIÓN DE SOLDADURA EXOTÉRMICA EXOTÉRMICA ............................. .................................... ....... 203 12

TIERRAS. SOPORTE


FIGURA 115. 115. DISPOSICIÓN DISPOSI CIÓN TÍPICA DE ELECTRODOS .................................. ..................................................................... ................................... 207 FIGURA 116. 116. DISPOSICIÓN DE ELECTRODOS PROFUNDOS ................................... .......................................................... ....................... 207 FIGURA 117 117.. INFLUENCIA DEL DIÁMETRO DEL ELECTRODO ELECTRODO ............................... ....................................................... ........................ 208 FIGURA 118. INCIDENCIA DE LA SEPARACIÓN DE ELECTRODOS ................................................208 FIGURA 119. 119. INCIDENCIA DE LA L A PROFUNIDAD DE UN ELECTRODO VERTICAL.......................... 209 FIGURA 120. BARRAJE EQUIPOTENCIAL Y ZONAS DE CONEXIÓN ...............................................210 FIGURA 121. 121. DENSIDAD DENSI DAD DE CORRIENTE PARA PARA BARRAJES BARRAJ ES .............................. ........................................................... ............................. 21 2111 FIGURA 122. BOBINA DE CHOQUE PARA INTERCONEXIÓN DE TIERRAS ....................................212 FIGURA 123. INTERCONEXIÓN DE PUESTAS A TIERRA ..................................................................214 FIGURA 124. 124. RESPUEST RESPUESTAA APROXIMADA DEL CIRCUITO DE LA FIGURA FIGUR A 123 .............................. ................................ 215 FIGURA 125. RESPUEST RESPUESTAA EXACT EX ACTAA EN ALTA ALTA FRECUENCIA DEL CIRCUITO DE LA L A FIGURA 12 1233 .215 . 215 FIGURA 126. DIFERENCIA DE POTENCIAL ENTRE LOS EXTREMOS DE LA BOBINA BOBI NA ................... 216 FIGURA 127 127. MALLA PARA SUBESTACIÓN SUBESTACIÓN ............................... ................................................................. ......................................................... ....................... 216 FIGURA 128. PUESTA A TIERRA EN SISTEMAS DE DISTRIBUCIÓN ...............................................217 FIGURA 129. ENTRADA A UN CUARTO DE EQUIPOS EQUIPOS ............................... ................................................................. ........................................ ...... 21 2177 FIGURA 130. 130. USO DEL BARRAJE EQUIPOTENCIAL.................................. EQUIPOTENCIAL.................................................................... ........................................ ...... 218 FIGURA 131. 131. PUENTE EQUIPOTENCIAL.............................. ................................................................. ............................................................... ............................ 218 FIGURA 132. CONDUCTOR AISLADO Y CONDUCTOR DE PROTECCIÓN ......................................219 FIGURA 133. 133. FILTRO FILTRO EN EN MODO COMÚN .................................. .................................................................... ......................................................... ....................... 219 FIGURA 134. SISTEMA ELÉCTRICAMENTE COMPATIBLE COMPATIBLE ................................... ................................................................ ............................. 220 FIGURA 135. MEDICIÓN DE D E LA RESISTIVIDAD APARENTE DEL TERRENO.................................. .................................... 223 FIGURA 136. FORMA FORM ATO DE RECOLECCIÓN DE DATOS EN CAMPO ................................... ............................................... ............ 225 FIGURA 137. 137. MÉTODO DE LA CURVA DE CAÍDA DE POTENCIAL. POTENCIAL. ................................ .................................................. .................. 227 FIGURA 138. MEDICIÓN DE D E RESISTENCIA EN ZONAS ZONAS URBANAS...................................................227 URBANAS ...................................................227 FIGURA 139. MÉTODO DE LA PENDIENTE ........................................................................................229 FIGURA 140. CURVAS CURVAS DE CAÍDA DE POTENCIAL ............................... ................................................................. .............................................. ............ 231 FIGURA 141. 141. INTERSECCIÓN DE LAS CURVAS............................. ................................................................ .................................................... ................. 232 FIGURA 142. FORMATO PARA MEDICIÓN DE RESISTENCIA DE PT ............................. ............................................... .................. 235 FIGURA 143. MONTAJE DE COMPROBACIÓN DE CALIBRACIÓN CALIBR ACIÓN DEL TELURÓMETRO DE ALTA ALTA FRECUENCIA.............................. ................................................................ ..................................................................... ................................... 237 FIGURA 144. MONTAJES PARA MEDICIÓN DE TENSIONES DE PASO Y DE CONTACTO. CONTACTO. ............ 239 FIGURA 145. REDUCCIÓN DE LA L A RESISTENCIA DE PUESTA PUESTA A TIERRA TIERR A CON FAVIGEL®.............247 FAVIGEL® .............247 FIGURA 146. PUESTAS PUESTAS A TIERRA TEMPORALES PARA ALT ALTAA TENSIÓN. ................................. ....................................... ...... 252 FIGURA 147. PUESTAS A TIERRA TEMPORALES PARA MEDIA TENSIÓN .....................................252 FIGURA 148. PUESTA A TIERRA PARA TORRES DE TRANSMISIÓN. .............................................253 FIGURA 149. PUESTAS PUESTAS A TIERRA PARA DISTRIBUCIÓN ............................... ................................................................. .................................... 254 FIGURA 150. SPT PARA TRANSFORMADORES DE DISTRIBUCIÓN. ..............................................255 FIGURA 151. 151. SPT PARA PARA CABLES BLINDADOS DE MEDIA TENSIÓN. .............................................. 256 FIGURA 152. 152. SPT PARA PARA CABLE SUBTERRÁNEO. ............................... ................................................................. .............................................. ............ 256 FIGURA 153. SPT PARA UNA CENTRAL DE COMUNICACIONES. ...................................................257 FIGURA 154. DIAGRAMA GENERAL DE SPT PARA ESTACIONES ESTACIONES DE TELECOMUNICACIONES ...............................................................................................258 13

TIERRAS. SOPORTE


FIGURA 155. SIPRA EN ESTACIONES DE TELECOMUNICACIONES ...............................................259 FIGURA 156. SIPRA EN ESTACIONES DE TELECOMUNICACIONES ...............................................260 FIGURA 157. 157. SIPRA PARA ESTACIÓN SATELITAL............................................................. SATELITAL.............................................................................. ................. 261 FIGURA 158. SPE EN TERRAZAS DE EDIFICIOS ................................. ................................................................... .............................................. ............ 261 FIGURA 159. SIPRA PARA PANELES SOLARES FOTOVOLTÁICOS FOTOVOLTÁICOS ............................... ................................................. .................. 262 FIGURA 160. SIPRA PARA CÁMARAS DE VIDEO...............................................................................262 FIGURA 161. 161. CIRCUITO ELÉCTRICO PARA EQUIPOS ELECTRÓNICOS .................................. ......................................... ....... 263 FIGURA 162. CABLEADOS PARA EQUIPOS ELECTRÓNICOS..........................................................264 FIGURA 163. 163. SPT PARA QUIRÓFANOS QUIRÓFANOS ............................... ................................................................. ............................................................... ............................. 265 FIGURA 164. SISTEMA DE POTENCIA AISLADO PARA QUIRÓFANOS ...........................................265 FIGURA 165. SISTEMA DE POTENCIA AISLADO PARA QUIRÓFANOS (ESQUEMÁTICO) .............266 FIGURA 166. SPT EN ÁREAS DE CUIDADO CRÍTICO DE PACIENTES. ...........................................266 FIGURA 167. 167. SPT PARA MEDIDORES DE ENERGÍA. ................................. ................................................................... ........................................ ...... 267 FIGURA 168. SPT PARA PARA CERCAS ELÉCTRICAS. ELÉCTRICAS. ................................. ................................................................... .............................................. ............ 267 FIGURA 169. SPT PARA PARA PISCINAS. ................................ ................................................................... ..................................................................... .................................. 268 FIGURA 170. SPT EN SITIO DE CARGUE Y DESCARGUE DE COMBUSTIBLE. ..............................268 FIGURA 171. 171. MALLA DE ALTA ALTA FRECUENCIA .................................. ..................................................................... .................................................... ................. 269 FIGURA 172. MALLA DE ALTA ALTA FRECUENCIA.................................. .................................................................... .................................................... ................. 269 FIGURA 173. 173. SIPRA PARA EDIFICIOS. ................................. ................................................................... ............................................................... ............................. 270 FIGURA 174. SIPRA EN POSTE DE CONCRETO PARA ILUMINACIÓN ............................................271 FIGURA 175. SIPRA PARA GENERADORES EÓLICOS ......................................................................272 FIGURA 176. 176. SIPRA PARA AVIONES. AVIONES. ................................... ..................................................................... ............................................................... ............................. 273 FIGURA 177. 177. SIPRA EN POZOS DE BOMBEO DE AGUA AGUA ................................................................... ...................................... ............................. 273 FIGURA 178. SIPRA PARA TANQUES DE TECHO FLOTANTE FLOTANTE................................... .......................................................... ....................... 27 2744 FIGURA 179. SPE PARA BOTES BOTES ................................. ................................................................... ..................................................................... ........................................ ..... 27 2744 FIGURA 180. 180. SPE PARA PARA IGLESIAS ................................. .................................................................... ..................................................................... .................................. 275 FIGURA 181. 181. SPE PARA SILOS DE ALMACENAMIENTO ................................ ................................................................... ................................... 276 FIGURA 182. 182. CONEXIONES EQUIPOTENCIALES EQUIPOTENCIALES ................................ ................................................................... .............................................. ........... 277 FIGURA 183. CONTROL DE ELECTRICIDAD ESTÁ ESTÁTICA TICA .................................................................... .................................................. .................. 278 FIGURA 184. LABORA LABOR ATORIO DE ALTA ALTA TENSIÓN ................................. .................................................................... .............................................. ........... 279

TABLAS TABLA 1. TABLA 2. TABLA 3. TABLA 4. TABLA 5. TABLA 6. TABLA 7.

MITOS Y REALIDADES SOBRE SPT ............................... ................................................................. .............................................. ............ 45 PORCENTAJE DE PERSONAS QUE SE PROTE PROTEGEN GEN SEGÚN LA CORRIENTE DE DISPARO ................................... ..................................................................... ..................................................................... .............................................. ........... 47 RELACIÓN ENTRE ENERGÍA ESPECÍFICA Y EFECT EFECTOS OS FISIOLÓGICOS .................. 48 CLASIFICACIÓN DE LAS PERTURBACIONES ELECTROMAGNÉTICAS POR IEC ... 59 MITOLOGÍA DEL RAY RAYO O.............................. ................................................................. ..................................................................... .................................. 60 PARÁMETROS DEL RAY RAYO O .............................. ................................................................ ............................................................... ............................. 61 LISTAA DE VERIFICACIÓN PARA EVALUAR EL NRR .................................. LIST .................................................... .................. 66 14

TIERRAS. SOPORTE

TABLA 8. TABLA 9. TABLA 10. TABLA 11. TABLA 12. TABLA 13. TABLA 14. TABLA 15. TABLA 16. TABLA 17 17.. TABLA 18. TABLA 19. TABLA 20. TABLA 21. TABLA 22. TABLA 23. TABLA 24. TABLA 25. TABLA 26. TABLA 27 27.. TABLA 28. TABLA 29. TABLA 30. TABLA 31. TABLA 32. TABLA 33. TABLA 34. TABLA 35. TABLA 36. TABLA 37 37.. TABLA 38. TABLA 39. TABLA 40. TABLA 41 41.. TABLA 42. TABLA 43.


ACCIONES SUGERIDAS SEGÚN EL NIVEL DE PROTEC PROTECCIÓN CIÓN .................................. .................................... 68 SISTEMA INTEGRAL DE PROTEC PROTECCIÓN CIÓN CONTRA RAY RAYOS OS.............................. .......................................... ............ 69 LISTAA DE VERIFICACIÓN PARA RECEPCIÓN DE UN SIPRA. .............................. LIST .................................... ...... 70 CARACTERÍSTICAS DE LOS TERMINALES DE CAPT CAPTACIÓN ACIÓN Y BAJANTES............... 74 PARÁMETROS PARA ESPECIFICAR UN DPS................................. .............................................................. ............................. 80 TENSIÓN AL IMPULSO QUE DEBEN SOPORTAR LOS EQUIPOS............................. EQUIPOS............................... 81 EJEMPLO DE PROPIEDADES DE SUELOS ............................... .................................................................. ................................... 88 RESISTIVIDAD POR EDAD.............................. ................................................................ ............................................................... ............................. 95 RESISTIVIDAD POR CONFORMACIÓN. ............................. ................................................................ ......................................... ...... 5 TIPOS DE CONDUCTIVIDAD EN EL TERRENO .............................. ........................................................... ............................. 96 TIPOS DE CORROSIÓN .................................. .................................................................... ............................................................... ............................. 101 CORROSIVIDAD DE SUELOS NA NATURALES TURALES SEGÚN LA RESISTIVIDAD. ................... 102 METODOLOGÍA DE EVALUA EVALUACIÓN CIÓN DE LA AGRESIVIDAD AGRESIVIDAD DE LOS SUELOS. ............ 103 IMPEDANCIAS TÍPICAS DE LÍNEAS DE TRANSMISIÓ TRANSMISIÓN. N. ................................ ............................................ ............ 119 CONSTANTES CONST ANTES DE MATE MATERIALES RIALES PARA PUEST PUESTAS AS A TIERRA. .............................. .................................... ...... 132 DIMENSIONES DE CONDUCTORES DE PUEST PUESTAA A TIERRA. .............................. ..................................... ....... 133 VALORESS DE LAS CONST VALORE CONSTANTES ANTES DE LA FUNCIÓN FUNCIÓN DOBLE EXPONENCIAL EXPONENCIAL.. ........... 140 VALORESS MÁXI VALORE MÁXIMOS MOS DE RESISTENCIA DE PUEST PUESTAA A TIERRA. .............................. ................................ 158 ESTUDIO COMPARATIV COMPARATIVO O DE TÉRMINOS DE SPT .............................. ...................................................... ........................ 162 COMPORTAMIENTO DE DIFERENTES REGÍMENES DE CONEXIÓN A TIERRA..... TIERRA....... 169 TERMINOLOGÍA FIGURA 99. ............................... .................................................................. .......................................................... ....................... 180 PROPIEDADES FÍSICAS DE LOS ELEMENTOS. ................................... .......................................................... ....................... 193 CONSTANTES CONST ANTES DIELÉCTRICAS (PERMITIVIDAD RELATIVA RELATIVA)) .......................................194 ELEMENTOS CONDUCTORES .................................. .................................................................... .................................................... .................. 194 TEMPERATURA MÁXIM MÁXIMAA DE CONDUCTORES. ................................... .......................................................... ....................... 195 RADIO MEDIO GEOMÉTRICO (RMG) PARA DIFERENTES CONDUCTORES ........... 196 CONDUCTOR DEL ELECTRODO DE PUEST PUESTAA A TIERRA (EN COBRE)* .................... 197 CONDUCTOR DE PUEST PUESTAA A TIERRA DE EQUIPOS O CONDUCTOR DE PROTECCIÓN.................................. .................................................................... ..................................................................... .............................................. ........... 197 CONDUCTOR DE PROTEC PROTECCIÓN CIÓN O DE PUEST PUESTAA TIERRA DE EQUIPOS .................... 198 CÓDIGO DE COLORES PARA CONDUCTORES. ................................. ......................................................... ........................ 199 REQUISITOS PARA ELECTRODOS DE PUEST PUESTAA A TIERRA. ............................... ...................................... ....... 205 ESPECIFICACIONES BOBINA DE CHOQUE. ................................... ................................................................ ............................. 21 2133 VALORESS DE K EN FUNCIÓN DE µ PARA EL MÉTODO DE LA PENDIENTE............ 230 VALORE RESUMEN COMPARA COMPARATIVO TIVO DE LOS MÉTODOS DE MEDICIÓN DE RESISTENCIA .. 233 MEDICIONES EN TORRES DE TRANSMISIÓN TRANSMISIÓN.. .............................. ........................................................... ............................. 234 MANTENIMIENTO DE UN SPT .............................. ................................................................ ......................................................... ....................... 250

15

PRÓLOGO En su nueva edición, el libro TIERRAS, del Ingeniero Favio Casas Ospina plantea el tema de puestas a tierra de una forma amplia y objetiva. El texto mantiene un balance apropiado entre la presentación de conocimientos teóricos y los aspectos prácticos de las aplicaciones experimentales relacionadas con este tema. El desarrollo del texto es particularmente interesante para profesionales de la ingeniería, que enfrentan desafíos relativos a la solución de los problemas asociados con la protección contra descargas eléctricas atmosféricas (rayos) y con los sistemas de puesta a tierra, en general. Tuve el placer de conocer al ingeniero Favio en 1994, durante el primer viaje que realicé a Colombia. Desde entonces, he acompañado su evolución y su trayectoria profesional en el área técnica y en el sector privado. Favio tiene una personalidad muy peculiar, posiblemente la responsable de sus logros. Posee una inteligencia aguda, una formación humanística sobresaliente y un espíritu de cooperación poco común. Persigue sus objetivos profesionales y los realiza, sin perder su simplicidad, su postura solidaria y el hábito de compartir con sus colegas y amigos el saber y los frutos de su experiencia. El actuar del ingeniero Favio en el tema de Tierras ya se extrapoló más allá de las fronteras de Colombia, contribuyendo al desarrollo de América Latina. Considero que esta obra es uno más de los importantes aportes de Favio para la divulgación del conocimiento en este tema.

Ing. Silverio Visacro Filho - PhD

PRESENTACIÓN

Esta edición podría denominarse denominarse “platino” “platino” por lo que representa. representa. La primera primera edición se publicó en 1998, a la cual la antecedió una versión “0” emitida el 13 de junio de 1995, compuesta de 70 páginas y 17 Figuras, luego vino la segunda en junio de 2003, la tercera en diciembre de 2005 y la cuarta edición en agosto del 2008. Ahora presentamos a nuestros eles lectores esta quinta y posiblemente última edición en español, la cual nos esmeramos en ampliar y mejorar, compuesta por 296 páginas y 184 Figuras. Es la demostración clara que el conocimiento es como el agua de un pozo, que se decanta poco a poco. De corazón agradezco a los lectores que agotaron las cuatro primeras ediciones con más de 10 000 ejemplares en 27 países. A ICONTEC por apoyar autores colombianos y mi especial reconocimiento al equipo de trabajo que me acompañó con gran dedicación dedic ación y esmero, lo cual c ual se ve reejado en la evolución del libro durante estos 15 años, pues sin ellos habría sido imposible llevar a feliz término esta grata labor. Como decía mi padre “el agradecimiento es la memoria del corazón”. Como lo manifesté en las anteriores ediciones, este libro no nació para presentar desarrollos teóricos, más bien para compartir la práctica cotidiana y la experiencia de diversos autores, incluido el autor mismo y como un aporte a las necesidades de los profesionales de la electrotecnia. Pretende resumir y encadenar buena parte de los conceptos básicos sobre la materia. Suministra los principales criterios técnicos para diseño, construcción, recepción y mantenimiento de los sistemas de puesta a tierra. Siempre con el objetivo de aplicar las normas. Esta obra constituye un ejercicio asaz responsable de la libertad de expresión que, dado su carácter técnico, se soporta en el panorama actual del conocimiento sobre seguridad eléctrica y sistemas de puesta a tierra. A soliliccititu ud de nuestr tro os amig igo os le leccto tore ress y como homenaje a quie ien nes han perd rdid ido o la vid ida a por ele lecctr tro ocució ión n o han sufrido lesiones por la corriente eléctrica, estamos en el proceso de editar un epítome sobre “Seguridad Eléctrica” para el cual, esperamos tener la misma acogida y contar con su invaluable respaldo. Am A mig igo o le leccto torr, queda en sus manos una herr rra amie ien nta de tr tra abajo jo..

FAVIO CASAS OSPINA

ABREVIATURAS, ABREVIATUR AS, ACRÓNIMOS Y SIGLAS UTILIZADAS ANSI: AN American Natitio onal Sta tan ndard rdss In Insstititu tute te AW A WG: American Wir ire e Gage (G (Ga alg lga a Ameri riccana para Cable less) BE: Barraje Equipotencial BIL: Basic Bas ic Insulation Leve Levell (Aislmiento básico al impulso) BPT: Barraje Princi Principal pal de Tierras BST: Barraje Secunda Secundaririo o de Tierras BT: Baja Tensi ensión ón c.a.: Corri Co rriente ente Alterna c.c.: Corri Co rriente ente Co Continua ntinua CIC: Capacidad de Int Intercambio ercambio Catiónico CIGRE: CIGR E: Conseil Inter International national des Grands Réseau Réseauxx Electr Electriques iques CT : Conductor Condu ctor a titierra erra dI/dt: dI/ dt: Rata de cambio de una onda de impulso de corri corriente ente DPS: DP S: Dispositi Dispo sitivo vo de Protección contra Sob Sobretensiones retensiones transitori transitorias as DRT DR T: Densidad de rayos a titierra erra EMC: EM C: Electromag Electr omagneti neticc Com Compatibi patibilility ty (Com (Compati patibil bilidad idad Electr Electromag omagnéti nética) ca) FFT: Factor de Fall Falla a a Tierra (EFF en ingl inglés) és) GFCI: GF CI: Ground Grou nd Fau Faultlt Circuit interrupters (Interruptor de Falla a Tierra) GFPE: GFP E: Ground Fault Protecti Protection on of Equipmen Equipmentt (Int (Interruptor erruptor de Falla a Tierra de Equipos) GPR:: GPR Ground Potential Rise (Máximo Potencial de Tierra) IC: Conductor Condu ctor de puesta a titierra erra aisl aislado ado ICONTEC: Instituto Colombiano de Normas Técnicas IEC: International Electrotechn Electrotechnical ical Commission IEEE:: IEEE Institute Instit ute of Electrical and Electronics Eng Engineers ineers MT: Media Tensi ensión ón NEC:: NEC National Electr Electrical ical Code (Código Eléctr Eléctrico) ico) NPR:: NPR Nivel de Protección contra Rayos NRR: NR R: Nivel de Riesgo por Rayo pH: Potencial de Hidrógeno PT: Puesta a Tierra (Bajo el nivel del suelo) PE: Conductor Condu ctor de protecci protección ón o de puesta a titierra erra de equipos PEN:: PEN Conductor Condu ctor que hace de neutro y de protecci protección ón PEP:: PEP Puente equipotenci equipotencial al pri principal ncipal PTPR: PTP R: Puesta a Tierra de Protecci Protección ón contra Rayos RE: Red equipotencial (sobre el nivel del suelo) RCT: Régimen de Conexión a Tierra rra SIPRA:: SIPRA Sistema Integr Integral al de Protecci Protección ón contra Rayos SPE:: SPE Sistema de Protecci Protección ón Externo SPI: Sistema de Protecci Protección ón Inter Interno no SPT: Sistema de Puesta a Tierra THW: Thermoplast Thermop lastic ic Heat Wet (ter (termoplástico moplástico resi resistente stente a la hume humedad) dad) UPS:: UPS Uninterrupti Uninterr uptible ble Pow Power er System (Sist (Sistema ema ini ininterr nterrumpido umpido de potencia)

UNIDADES, MAGNITUDES Y SÍMBOLOS

NOMBRE DE LA MAGNITUD Admita Ad itan ncia Capacitancia Carga Ca rga eléctrica eléctrica Conductancia Conductividad Corriente eléctrica Densidad de ujo magnético Factor de potencia Frecuencia Impedancia Inductancia Intensidad de campo eléctrico. Intensidad Intensi dad de campo magnético magnético Longitud Longitud de onda Permeabilidad relativa Permitivi Pe rmitividad dad relativa Reactancia Resistencia Resistividad

SÍMBOLO DE LA MAGNITUD Y C Q G σ

I B FP f Z L E H λ µr εr

X R ρ

NOMBRE DE LA UNIDAD siemens faradio culombio siemens siemens por metro amperio tesla uno hertz ohmio henrio voltio volti o por metro amperi amp erio o por metro metro metro uno uno ohmio ohmio ohmio ohm io metro

SÍMBOLO DE LA UNIDAD SI S F C S S/m A T 1 Hz Ω

H V/m A/m m m 1 1 Ω Ω Ω.m

Nota: Los símbolos están conformados por una o varias letras, con las que se representan magnitudes o unidades, tienen reglas universales y por tanto son invariables, pues siguen el sistema internacional (SI) de unidades desde 1961.

I. Jamás le tome tome conanza conanza a la electricidad electricidad

CAPÍTULO I.

PANOR ANORAMA AMA ACTUAL

En el sentido más general, tierra para circuitos o sistemas eléctricos puede asociarse a un punto o plano que sirve como una referencia de potencial cero. Cuando hablamos de puesta a tierra, nos referimos a unos conductores que realizan la conexión eléctrica con el suelo, el subsuelo o una masa. La “resistencia de puesta a tierra”, resistencia de tierra”, o “resistencia de dispersión” es la que se opone al paso de la corriente hacia el suelo o terreno. Arriba del nivel del piso, debe hablarse de red equipotencial. Es paradójico, que sobre el tema de puestas a tierra exista tanto material técnico como criterios para manejarlo; se tienen fórmulas para todas las conguraciones, resistividades para todos los terrenos, dife rentes técnicas de medición y teorías de mejoramiento. Esta diversidad incluye ciencias como: Edafología, electricidad, electromagnetismo, electrónica, electroquímica, estadística, ética, física, galvanoplastia, geoelectricidad, geofísica, geología, geomagnetismo, geomorfología, geoquímica, geotecnia, geotermia, gravimetría, hidrogeología, informática, limnología, matemáticas aplicadas, metalización, metrología, microbiología, crobiol ogía, mineralogía, pedología, química, química, salud ocupacional, sism sismología ología y termodinám termodinámica. ica. En este capítulo, el lector se formará una idea clara de cómo se encuentra el tema en la actualidad, su importancia, historia, histor ia, aspectos generales y simbología. Se hará énfasis en las deniciones, porque denir es diferenciar.

1.

IMPORTANCIA IMPORT ANCIA DEL SISTEMA DE PUEST PUESTAA A TIERRA TIERRA..

Un sistema de puesta a tierra es una parte, si no la más importante, de una instalación eléctrica y debe dársele el tratamiento acorde con su trascendencia. Esto signica que deben hacerse esfuerzos para llevarlo a la mejor condición, antes de la puesta en servicio. ser vicio. El SPT equivale a los cimientos de un edicio. Si una imagen vale más que mil palabras, un lector atento analizará la Figura 1 por un par de minutos y colegirá que si se rompe uno solo de los eslabones, es decir, si uno de los componentes del Sistema de Puesta a Tierra (SPT) referidos en dicha gura falla, la seguridad s eguridad se irá a pique.

TIERRAS. SOPORTE


Figura 1. Importancia Importanc ia del SPT

2.

BREVE RESEÑA HIST HISTÓRICA ÓRICA DE LA LASS PUES PUESTTAS A TIERRA

1720 S. Gray y G. Wheeler realizaron los primeros estudios sobre resistividad de rocas. 1746 Watson descubrió que el suelo era conductor. 1815 Robert W. Fox, llamado el “abuelo de los geofísicos”, descubrió el fenómeno de la polarización espontánea. Observó corrientes eléctricas en minas de cobre en Cornish. 1879 Primera muerte con energía generada por el hombre a 250 V. 1883 Brown patentó un sistema de prospección eléctrica con dos electrodos. 1883 Carl August Steinheil comprobó que la tierra conduce electricidad en telegrafía por hilo. 1890 Pirmer electrocutado en la silla eléctrica (Sr. William Kemmler). Por matar a hachazos a su amante Tillie Tilli e Ziegler. Ziegler. 1891 James Clerk Maxwell publicó sus ecuaciones. 24


1892 El New York Board of Fire Underwriters (NYBFU) determinó que la práctica de las conexiones a tierra era peligrosa y éstas debían ser retiradas antes del 01/10/1892. Se basó en el estudio del profesor Henrry Morton. Hen 1900 La revista Electrical World and Engineer informó sobre la resolución de permitir la conexión a tierra en sistema de menos de 550 V. 1901 El National Electrical Code permitió un sistema de corriente alterna con el punto neutro del transformador conectado a tierra. 1904 VDE publicó las primeras recomendaciones sobre sistemas de puesta a tierra en Alemania. 1905 La National Conference on Standard Electrical Rules (NCSER) publicó una resolución para que el sistema de corriente alterna, en la entrada de las edicaciones, se conectara a tierra mediante la tubería de agua. Ell Am Americ erican an Insti Institute tute of Electr Electrical ical Enginneers Enginneers (AIEE) (AIEE) y el el NYBF NYBFU U divulgaron la obli obligatoriedad gatoriedad de de 1909 E la conexión a tierra para sistemas de 150 V o menos y opcional para los que operaban a más de 250 V fase - tierra.

1913 Conrad Schlumberger, “padre de la prospección eléctrica” logró el primer hallazgo geofísico de mineral no magnético. 1915 Schlumberger y Wenner, idearon de manera independiente, los arreglos tetraelectródicos para medida de la resistividad aparente (fueron quienes introdujeron este concepto). 1915 Se inventaron los electrodos marca Copperweld. 1918 C.S. Peters desarrolló el método de los tres electrodos, para medir resistencia de puesta a tierra. 1924 Se publicó la primera normalización para dimensionar sistemas de puesta a tierra según VDE. 1925 El 15 de septiembre los hermanos Conrad y Marcel Schlumberger, solicitaron patente de su método. El 16 de septiembre Gish y Roonry publicaron la metodología tetraelectródica de Wenner. 1926 J.R. Carson publicó “Wave propagation elds ”. 1928 Se editó el primer libro sobre el tema: Erdstroeme o Corrientes Corr ientes Telúricas Telúricas de Franz Ollendorf. 1932 Stefanesco publica la solución a la distribución del potencial en un semiespacio estraticado. 1934 L.V. Bewley publicó su artículo “Theory and Tests Tests of the Counterpise”.

25

TIERRAS. SOPORTE


1936 Charles A. Cadwell y F. H. Neff, realizaron con éxito una soldadura, mediante una reacción de óxido de cobre y aluminio. Así nació la compañía Cadweld. 1945 Yarishev realiza los primeros sondeos dipolares profundos en Grozny. 1954 Se fabrican los primeros interruptores automáticos diferenciales. 1961 Se publicó la primera versión de la norma IEEE 80 “ Guide for Safety in A.C. Substation Grounding”. 1962 Se publicó la primera versión de la norma AIEE 81 “Recomended guide for measuring ground resistance and potential gradients in the earth” . 1964 G.F. Tagg desarrolló el método de la regla del 62 % para medir resistencia. 1970 HP e IBM iniciaron el uso del cable aislado de tierras para equipo electrónico. 1980 El EPRI y la Universidad de Ohio construyeron modelos a escala para terrenos de dos capas.

200 0. 2000 La IEEE rearmó la norma IEEE - 80 el 30 de enero de 2000. 2002 Se publicó la norma IEC 60364-5-54 “Selection and erection of electrical equipment - Earthing arrangements, protective conductors and protective bonding conductors”. 2008 Se publicó la edición nro. 51 del NEC, cuyos principales fundamentos de seguridad, guardan relación con la sección 131 de la IEC 60 364-1.

3.

DEFINICIONES RELA RELACIONADA CIONADASS CON SISTEMAS DE PUEST PUESTAA A TIERRA

Absorción (Absorption): es la conversión irreversible de energía de una onda electromagnética en otra forma de energía (normalmente calor), como resultado de la interacción con el material que la absorbe.

Acometi da (Serv Acometida (Service): ice): es una derivación de la red de distribución que provee energía eléctrica a un inmueble (incluye conductores y accesorios), que va desde el empalme o punto de unión, hasta los bornes de salida del dispositivo de corte localizado inmediatamente después del medidor.

Accesorio (Accessory): pieza o parte que cumple una función mecánica.

Acto Inseguro (Unsafe act): violación de una norma de seguridad ya denida.

deseado, incluiincluiAccidente (Accident): evento no deseado, dos los descuidos y las fallas de equipos, que da por resultado la muerte, una lesión personal, un daño a la propiedad o deterioro ambiental.

Adsorción Química: fenómeno por el cual las moléculas o iones de un cuerpo son retenidos en la supercie de otro cuerpo. 26


Aislamiento (Isolation): técnica para impedir la propagación de un fenómeno o agente físico (frío, calor, humedad, electricidad, etc).

Bil (Basic Insulation Level): nivel básico de aislamiento ante impulsos impulsos tipo tipo rayo rayo.. Bobin a de choque (Choke Coil): Bobina Coil): elemento acoplador que puede utilizarse para interconectar las puestas a tierra de potencia y de equipo sensible o para para darl darle e selecti selectividad vidad a los DPS. DPS. Re Reduce duce las sobrecorrientes conducidas hacia la zona o equipo que se desea proteger.

Aislante (Insulating material): material que impide la propagación de algún fenómeno o agente físico. El aislante eléctrico es un material de tan baja conductividad eléctrica, que puede ser utilizado como no conductor. Ambiente electromagnético: la totalidad de los fenómenos electromagnéticos existentes en un sitio dado.

Cable apantallado (S Cable (Shieldin hieldingg c able) able):: cable con una envoltura conductora que permite controlar fenómenos electromagnéticos inducidos. Es lo mismo que cable blindado.

Análisis de riesgos (Risk analysis): Conjunto de técnicas para identicar, clasicar y evaluar los factores de riesgo. riesgo. Es el estudio estudio de consecuencias consecuencias nocivas o perjudiciales, vinculadas a exposiciones reales o potenciales.

Calidad (Q Calidad (Qualit uality): y): la totalidad de las características de un ente que le conere la aptitud para satisfacer necesidades explícitas e implícitas. Es un conjunto de cualidades o atributos, como disponibilidad, precio, conabilidad, durabilidad, seguridad, continuidad, consistencia, respaldo y percepción.

Apantallamiento (shielding): elementos metálicos que se ubican alrededor de las instalaciones que se desean proteger contra los efectos de una perturbación electromagnética

Calidad de energía eléctrica (Power Quality): grado de conformidad de las señales electromagnéticas, en un tiempo dado y en un nodo o punto denido, para cumplir con las necesidades de los usuarios, dentro del marco regulatorio del país.

Arco eléctrico (electric arc): Haz luminoso producido por el ujo de corriente eléctrica a través de un med medio io aislante, aislante, que produce radiación radiación y gases calientes.

Capacidad nominal: conjunto de características eléctricas y mecánicas asignadas a un equipo eléctrico por el diseñador, para denir su funciona miento bajo unas condiciones especícas.

Bajante (down conductor): conductor conectado eléctricamente entre los pararrayos y la puesta a tierra respectiva, cuya función es conducir las corrientes de rayo que puedan incidir sobre la instalación que se va a proteger y disminuir los efectos del campo magnético en el interior de una instalación.

Carga (Load): potencia eléctrica requerida para el funcionamiento de uno o varios equipos eléctricos o la potencia que transporta un circuito.

Barraje equipotencial - BE (Ground busbar, Ground bar, Ground bus or Grounding block): conductor de tierra colectiva, usualmente una barra de cobre o un cable que permite la unión de dos o más conductores y garantiza el mismo potencial.

Carga lineal (Linear load): aquella en donde la forma de onda de la corriente de estado estable sigue la forma de onda de la tensión aplicada. Carga no lineal (Nonlinear load): aquella en donde la forma de onda de corriente de estado 27

TIERRAS. SOPORTE


estable, no sigue la forma de onda de la tensión aplicada.

Conductividad eléctri eléctri ca (c): poder conductor especíco de una sustancia. Es el recíproco o inver so de la resistivi resistividad dad.. Su unidad es el siemens. siemens.

Carga crítica Carga cr ítica (Crit (Crit ical load): l oad): aquella que requiere ser alimentada por fuentes de gran calidad, conabilidad y eciencia, para evitar graves perjuicios económicos si funciona mal.

Conductor activo: aquel destinado en su condición de operación normal, a la conducción de corriente para cerrar un circuito y por tanto sometido a una tensión cuando está en servicio.

Cerca eléctrica (Electric Fence): barrera para controlar animales, que forma un circuito de uno o varios conductores sostenidos con aisladores, a una altura apropiada, de tal tal forma forma que que los anim animales ales y las personas no reciban descargas mortales.

Conductor a tierra o conductor del electrodo de puesta a tierra (Conductor to earth - CE or grounding electrode conductor or earthing conductor): conductor que es intencionalmente conectado a una puesta a tierra, desde el punto neutro, desde el conductor puesto a tierra, desde el barraje principal de tierra o desde los equipos, bien sólidamente o a través de una impedancia limitadora de corriente.

Circuito eléctrico (E (Electric lectric Circuit) Circuit):: lazo cerrado formado por un conjunto de elementos, dispositivos y equipos eléctricos, alimentados por la misma fuente de energía y con las mismas protecciones contra sobretensiones y sobrecorrientes. No se toman los cableados internos de equipos como circuitos.

Conductor de protección o conductor de puesta a tierra de equipo o tierra ti erra de protección (grounding equipment conductor or protective earthing conductor - PE): conjunto de conductores puestos a tierra, en circuitos, tomacorrientes y clavijas que se acoplan a los equipos, para prevenir contactos indirectos con partes metálicas energizadas accidentalmente.

Circuito en modo común (Common-mode circuit): lazo cerrado de corriente formado por conductores activos y conductores del sistema de puesta a tierra. Incluye el cable, el equipo y las partes cercanas del sistema de puesta a tierra.

Conductor energizado: todo elemento de una instalación eléctrica que no esté conectado a tierra.

Circuito en modo diferencial (Differentialmode o transverse mode): lazo cerrado de corriente formado por conductores activos únicamente. Incluye el cable y el equipo conectado en ambos extremos. Términos semejantes: Modo normal, en serie o transverso.

Conductor neutro (Neutral (Neutral or grounded service conductor): conductor activo conectado intencionalmente al punto neutro de un transformador.

Compatibilidad (Compatibility): capacidad de varios sistemas o mecanismos para coexistir en armonía.

Conducto r PEN: Conductor PEN: Conductor que cumple al mismo tiempo las funciones de conductor de protección y conductor neutro. El acrónimo acrónimo PEN PEN resulta de la combinación de PE, por conductor de protección, y N por conductor neutro.

Compatibilidad electromagnética (Electromagnetic compatibi co mpatibilit lit y - EMC EMC):): capacidad de un equipo o sistema para funcionar satisfactoriamente en su ambiente electromagnético, sin dejarse afectar ni afectar a otros equipos por energía electrtrom omagné agnétitica ca radiada radiada o conducida.

Conductor puesto a tierra: Conductor de un sistema eléctrico conectado intencionalmente a tierra, generalmente es el neutro. 28


Conector: dispositivo que une dos o más conductores con el objeto de suministrar una trayectoria eléctrica continua.

Corriente de falla a tierra: aquella que se presenta durante una falla y que uye por el SPT. Corriente de fuga (Leakage current): corriente que circula en caminos no deseados, durante operación normal.

Conexión de puesta a tierra (connect (connect ion groungro unding terminal or ground clamp): conexión especialmente diseñada y certicada para asegurar dos o más componentes de un sistema de puesta a tierra, como: soldadura exotérmica, lenguetas, conductores a presión o de cuña o abrazaderas.

Corrientes espurias (Stray Corrientes (Stray c urrent or spurious or telluric currents): aquellas que circulan en el terreno y en las puestas a tierra por algún defecto.. to

Conexión equipotencial (Equipotential bonding): conexión eléctrica entre dos o más puntos, de tal forma, que ante el paso de una corriente quedan esencialmente al mismo potencial.

Corrosión (Corrosion): ataque a una materia y destrucción progresiva de la misma, mediante una acción química, electroquímica o bacteriana.

Conabilidad (Reliability): capacidad de un

fenómeno eno eléctrico eléctrico Cortocircuito (S (Short hort c ircuit): fenóm ocasionado por una unión accidental o intencional de muy baja resistencia entre dos o más puntos de diferente potencial de un mismo circuito.

dispositivo, equipo o sistema para cumplir una función requerida, en unas condiciones y tiempo dados. Es abilidad.

Conformidad (Conformity): cumplimiento de un producto, proceso o servicio frente a uno o varios requisitos o prescripciones.

indeseaaDegradación (D Degradación (Degradation): egradation): desviación indese ble en las características de funcionalidad, de algún dispositivo, equipo o sistema respecto de sus características característ icas consideradas com como o normales. normales.

Contacto directo (Direct contact): contacto de personas o animales con conductores activos de una instalación eléctrica.

Disponibilidad (Availability): probabilidad de que un equipo sea operable (disponibilidad para uso) a lo largo de un tiempo dado.

Contacto eléctrico (Electric contact): Unión de dos elementos, con el n de cerrar un circuito. Puede ser de frotamiento, de rodillo, líquido o de presión.

Dispositivo (Device): elemento de un sistema eléctrico, destinado a transportar la energía eléctrica, pero no a utilizarla.

Contacto indirecto (Indirect cont act) Contacto act):: contacto de personas o animales con elementos puestos accidentalmente bajo tensión o el contacto con cualquier parte activa a través de un medio conductor.

Dispositivo de protección contr a sobretensiosobretensiones transitorias - DPS (Surge protective device - SPD): dispositivo para protección de equipos eléctricos, el cual limita el nivel de la sobretensión, mediante la absorción de la mayor parte de la energía transitoria, minimizando la transmitida a los equipos y reejando la otra parte hacia la red. No es correcto llamarlo pararrayos.

Conversión de modo común: proceso por el cual se genera una tensión de modo diferencial en respuesta a una tensión de modo común. 29

TIERRAS. SOPORTE


Doble aislamiento: aislamiento que comprende a la vez un aislamiento funcional y un aislamiento suplementario.

Equipotencialización: concepto que debe ser aplicado ampliamente en sistemas de puesta a tierra. Indica que todos los puntos deben estar aproximadamente al mismo potencial.

Efectivamente puesto a tierra: conexión a tierra de un sistema, por medio de una baja impedancia, de tal manera que el COG sea menor del 80%.

Equipotenci alizar (Bondin Equipotencializar (Bonding): g): acción de conectar partes conductivas de las instalaciones, equipos o sistemass entre sí o a un sistema sistema sistema de puesta puesta a tier tierra, ra, mediante una baja impedancia, para que la diferencia de potencial sea mínima entre los puntos interconectados.

Electric idad (e Electric (electricit lectricit y) y):: forma de energía llamada energía eléctrica o el conjunto de disciplinas que estudian los fenómenos eléctricos. Es el producto de la potencia eléctrica consumida por el tiempo de servicio. El suministro de electricidad al usuario debe entenderse entenderse como un servicio servicio de transtransporte de energía con uso intensivo de bienes.

Factor K: K : relación entre las pérdidas de un transformador debidas a una corriente no sinusoidal y las pérdidas debidas a una corriente sinusoidal de la misma magnitud.

Electri cidad Electricid ad estática estátic a (ESD (ESD):): fenómeno asociado con la aparición de carga eléctrica en la supercie de un aislante o de un cuerpo conductor aislado.

Factor de falla a tierra (FFT) o coeciente de

defecto a tierra (Earth (Earth fault f ault factor): factor ): relación entre el valor máximo ecaz de tensión fase-neutro de una fase sana durante una falla fase-tierra y el valor de tensión nominal monofásico.

Electrizar: producir la electricidad en un cuerpo o comunicarsela. Electrocución: paso de corriente eléctrica a través del cuerpo humano cuya consecuencia es la muerte.

Factor de Riesgo (Risk factor): condición ambiental o humana cuya presencia o modicación puede producir un accidente o una enfermedad ocupacional.

Electrodo de puesta a tierra (Grounding electrode): conductor o grupo de conductores enterrados que permiten establecer una conexión eléctrica con el suelo o terreno. Puede ser una varilla, un tubo, una placa o un cable, resistentes a la humedad y a la acción química.

Falla (Fault): degradación de componentes. Alteración intencional o fortuita de la capacidad de un sistema, componente o persona, para cumplir una función requerida. Falla a tierra Falla ti erra (Eart (Earthh fault): f ault): conexión conductiva, bien sea intencional o accidental, entre cualquiera de los conductores activos de un sistema eléctrico y la tierra o los materiales conductivos que están puestos a tierra.

Equipo (E (Equipm quipm ent) ent):: término general que incluye los materiales, accesorios, dispositivos, artefactos, utensilios, herrajes y similares, utilizados como parte de una instalación eléctrica, excepto alambre alam bre y cables.

Fase (Phase or Line): designación de un conductor, un grupo de conductores, un terminal, un devanado o cualquier otro elemento de un sistema polifásico que va a estar energizado durante el servicio normal.

Equipotencialidad (Equipotentiality): estado real de interconexión eléctrica entre partes conductivas determ determinado inado por mediciones. 30


ca en las características de un dispositivo, equipo o sistema; causadas por una perturbación electromagnética.

Fuente de energía: todo equipo o sistema que suministre energía eléctrica. Halo: anillo perimetral interno de puesta a tierra.

Interruptor de fallas a tierra (Ground fault circuit interrupter - GFCI or Residual current operated devices - RCD): dispositivo diseñado para la protección de personas, que funciona desconectando una una part parte e de uncir circuito cuito por un titiem empo po establecido, cuando una corriente a tierra excede algún valor predeterm predeterminado. inado.

Impedancia de transferencia: relación de la tensión acoplada en un circuito a la corriente que se presenta en otro circuito circuito o en una part parte e de éste. Impedancia limitadora: resistencia o reactancia de potencia, dimensionada adecuadamente para conectar el punto neutro del transformador (o generador) y el punto de puesta a tierra. Su función es proteger el equipo y la instalación, al limitar la corrien corri ente te de cortocircuito.

Lazo de tierra (Ground loop): trayectoria formada por dos o más equipos interconectados a un mismo sistema de puesta a tierra, con probabilidad de causar interferencia, cuando dos o más puntos que deberían estar al potencial de tierra, no lo están.

Impedancia total del cuerpo humano: impedancia entre dos electrodos en contacto con dos partes del cuerpo humano humano,, sin sin tener en cuenta cuenta las impedancias de la piel.

Longi tud de Longitud d e onda (Wavelength): (Wavelength): distancia entre puntos de la misma fase en dos ciclos consecutivos, para una onda periódica.

Impericia: falta de habilidad para desarrollar una tarea.

Lugar (clasicado) peligroso: zona donde están

o pueden estar presentes gases o vapores ina mables, polvos combustibles o partículas volátiles de fácil inamación.

Inmunidad (Immunity): capacidad de un equipo o sistema para funcionar correctam corr ectamente ente sin degradarse ante la presencia de una perturbación electromagnética. Opuesto a susceptibilidad.

Magnitud Magnit ud (Quantity): cualidad de un cuerpo o de un fenómeno a la cual puede asignársele un valor por comparación con la unidad de medida. Propiedad física que puede ser medida.

Instalación eléctrica (Electrical installation): conjunto de aparatos eléctricos y de circuitos asociados, previstos para un n particular: gene ración, transmisión, transformación, recticación, conversión, distribución o utilización de la energía eléctrica.

Malla de alta fr ecuencia (Signal Malla (Signal reference r eference grid): conductores en forma de retícula que se instalan bajo el piso de centros de cómputo, para disipar señales de alta frecuencia y evitar interferencias electromagnéticas.

Interfaz (Interface): límite entre dos sistemas independientes o entre dos partes de un mismo sistema, con el propósito de asegurar la compatibilidad.

Mantenimiento: conjunto de acciones o procedimientos tendientes a preservar o restablecer un bien, a un estado tal que le permita garantizar la máxima conabilidad.

Interferencia electromagnética (Electromagnetic interference): degradación funcional o físi31

TIERRAS. SOPORTE


por tener dos vocales largas largas y escrito escrito con C que que es la forma de traducir la K. También es válido decir ceraunico. No se debe escribir cerauneo, porque se estaría reriendo a quien produce la acción. ac ción.

Masa (Ground, mass or chassis): conjunto de partes metálicas de un equipo eléctrico, susceptible de ser tocado; que en condiciones normales no está bajo tensión, pero puede estarlo en caso de falla y que se toma como referencia para las señales de un circuito circuito electrónico. electrónico. Las masas masas pueden estar o no conectadas a tierra.

conjunta de la proNivel de riesgo: valoración conjunta babilidad de ocurrencia de los accidentes, de la gravedad de sus efectos y de la vulnerabilidad del medio.

Máximo pot encial de tierra ti erra - GPR GPR (Ground (Ground Potential Rise) Rise):: máxima elevación del potencial de una puesta puesta a tierra tierra respecto respecto de una una puesta a tierra tierra remota, cuando uye a través de ella una corriente cor riente desde o hacia el terreno.

Nodo (Node) (Node):: parte de un circuito en el cual dos o más elementos tienen una conexión común. Nominal: término aplicado a una característica de operación, indica los límites de diseño de esa característica para los cuales presenta las mejores condiciones de operación. Los límites siempre están asociados a una norma técnica.

Método (Method): procedimiento ordenado o técnica para realizar un análisis, un estudio o una actividad. Modo de decir o hacer con orden una cosa.

Pararrayos o terminal de captación o dispositivo de interceptación de rayos (Air terminal): elemento metálico resistente a la corrosión, cuya función es interceptar los rayos que podrían impactar directamente sobre la instalación que se va a proteger. Debe ser ubicado de tal manera que intercepte el rayo y dena un volumen de protec ción.

Método electrogeométrico: procedimiento que permite establecer el volumen de cubrimiento de protección contra rayos de una estructura para una corriente dada, según la ubicación y la altura de pararrayos. Mineral: sólido homogéneo formado por procesos naturales con una composición química denida y una disposición atómica ordenada. Normalmente se forma mediante un proceso inorgánico.

Persona calicada (Skilled person): quien en

virtud de certicados expedidos por entidades competentes o títulos académicos acredita su formación profesional en electrotecnia. Además, posee experiencia y un adecuado conocimiento del diseño, la instalación, la construcción, la operación o el mantenimiento de los equipos eléctricos y de los riesgos asociados.

Modelo: esquema conceptual susceptible de un procedimiento matemático que permite simular la evolución de variables y propiedades de un sistema, durante el desarrollo de un fenómeno físico o químico. Réplica a pequeña escala de un sistema. Nivel ceraunio o ceraunico: número de días al año, en que por lo menos se oye un trueno. El término viene de la raíz griega kερauoV “queraunós” que en inglés se traduce como Ceraunic (no keraunic) y en francés céraunien. En castellano la traducción más correcta es ceraunio, que es la adjetivación del verbo en griego, sin tilde ni acento

Perturbación electromagnética (Electromagnetic disturbance): cualquier fenómeno electromagné agnétitico co que puede degradar degradar las las característi características cas de desempeño de un equipo o sistema. Poner a tierra (To earth or to ground): realizar una conexión eléctrica entre un nodo de una ins32


talación eléctrica y el suelo o terreno. Puede ser intencional o accidental y permanente o temporal.

el terreno las cargas originadas en fenómenos de electricidad estática, por su gran riesgo de producir incendios o daños en equipos electrónicos.

Problema: para efectos prácticos, se puede considerar como una desviación de lo indicado en una norma, una falta de simetría, un desequilibrio o una diferencia respecto a lo establecido. Resolverlo implica una suma de creatividad y orden que reduzca el abanico de probabilidades.

Puesta a tierra de protección contra rayos: subsistema de puesta a tierra que debe garantizar la dispersión y disipación en el terreno de las corrientes provenientes de las descargas eléctricas atmosféricas directas sobre la instalación considerada.

Profundidad de penetración: en los métodos de prospección geoeléctrica se toma como la profundidad a la cual la densidad de corriente se reduce a aproximadamente 1/3 (a 1/e exactamente) de su valor en supercie. Aplica tanto para corriente continua como para corriente alterna.

Puesta a tierra permanente o funcional: Puesta func ional: asociada al sistema eléctrico de alimentación o circuito normal de trabajo; sirve tanto para condiciones de funcionamiento normal, como de falla. Pueden ser de subestación, de comunicaciones, de estática, de equipo sensible, de terminales de captación o requerida por las disposiciones de los fabricantes de equipo electrónico.

Puente de conexión equipotencial (Bonding jump ju mper): er): conductor conable que asegura la conductividad eléctrica necesaria entre las partes metálicas que deben estar eléctricamente conectadas entre sí. Puerto (Port): punto de interfaz entre un equipo y su ambiente electromagnético.

Puesta a tierra temporal (Earthing for worker temporary or protective grounding): grounding): dispositivo de puesta a tierra y en cortocircuito, para protección del personal que interviene interviene en redes desenerdesenergizadas. Se debe considerar como un SPT.

Puesta a neutro o sistema TN-C: sistema de protección contra contactos eléctricos indirectos, que consiste en unir las las carcasas de los equipos al neutro, de tal forma que los defectos de aisl aislam amieniento, se transformen en cortocircuitos entre fase y neutro. Ya no se utiliza.

Puesto a tierra (Grounded): equipo o parte de una instalación eléctrica (neutro, centro de estrella de transformadores o generadores, carcasas, incluso una fase para sistemas en delta, etc.), que posee una conexión intencional o accidental con una puesta a tierra.

Puesta a Tierra Tierra (PT) (G (Groundi rounding ng or ground grounding ing electrode or earthing or earth termination system): 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.

Pulso (Impulse) (Impulse):: variación súbita de corta duración (<1 ms) de una magnitud física, seguida de un rápido retorno al valor inicial.

subsistem ema a de puesPuesta a tierr a anti antiestática: estática: subsist ta a tierra diseñado y construido para drenar hacia

Rayo (Lightning): Rayo (Ligh tning): la descarga eléctrica atmosférica o más comúnmente conocida como rayo, es un

Punto neutro (Neutral point): nodo o punto común de un sistema trifásico o el punto medio para un sistema monofásico. Puede estar o no conectado a tierra.

33

TIERRAS. SOPORTE


fenómeno físico que se caracteriza por una transferencia de carga eléctrica de una nube hacia la tierra, de la tierra hacia la nube, entre dos nubes, en el interi interior or de una una nube nube o de la nube hacia hacia la ionosfera.

Shock: estado patológico súbito de falla cardiocirculatoria; entre otras manifestaciones se reconoce por palidez cutánea, sudoración fría, obnubilación mental e hipotensión arterial. Sistema (System): conjunto de componentes interrelacionados terr elacionados e interactuantes para para lleva llevarr a cabo una misión conjunta. Admite ciertos elementos de entrada y produce ciertos elementos de salida en un proceso organizado.

Receptor: todo equipo o máquina que utiliza la electricidad para un n particular. Red equipotencial (Equipontential bonding network): conjunto de conductores del sistema de puesta a tierra que no están en contacto con el suelo o terreno, que conectan sistemas eléctricos, equipos o instalaciones con la puesta a tierra.

Sistema de Potencia Aislado (IT): un sistema que comprende un transformador de aislamiento, un monitor de aislamiento de línea y los conductores de circuito no puestos a tierra.

Régimen de Régimen d e conexión a tierra (RCT) (RCT) o régimen de neutro (Neutral point treatment): modo de conexión del punto neutro con la tierra.

Sistema de Protección Externo - SPE (External lightning protectión system): conjunto comprendido por los pararrayos o terminales de captación, las bajantes, la puesta a tierra de protección contra rayos, conectores, herrajes y otros, cuya función es captar los rayos y llevarlos a tierra en forma segura.

Resistencia Resis tencia de puesta a tierra o resistenci a de dispersión (Earth resistance): relación entre el potencial del sistema de puesta a tierra a medir, respecto a una tierra remota y la corriente que u ye entre estos puntos.

Sistema de Protección Interno - SPI (Internal lightning p rotection system): conjunto de dispositivos y técnicas para limitar y controlar las sobretensiones transitorias que se pueden presentar en el interior de una instalación.

re-Resistiv idad del terreno (Earth Resistiv (Earth resistivit y): re lación entre la diferencia de potencial en un material y la densidad de corriente que resulta en el mismo. Es la resistencia especíca de una sustan cia. Numéricamente es la resistencia ofrecida por un cubo de 1m x 1m x 1m, medida entre dos caras opuestas. Se da en ohmio metro (Ω.m).

Sistema de Puesta a Tierra - SPT (Earthing o Grounding system): conjunto de elementos conductores de un sistema eléctrico especíco, sin dispositivos de interrupción, que conectan los equipos eléctricos con el terreno o una masa metálica. Comprende la puesta a tierra y la red equipotencial.

Riesgo de electrocución: posibilidad de circulación de una corriente eléctrica mortal a través de un ser vivo. Seguridad (Safety): estado o condición de riesgo aceptable. Actitud mental mental de las personas. personas.

Sistema derivado independiente (Separately derived system): sistema de cableado, cuya fuente de potencia proviene de una batería, un sistema solar fotovoltaico, un generador o transformador con devanados; que no tiene conexión eléctrica directa, incluyendo el neutro, con los con-

Seguridad Eléctrica: Proceso de Identicación de los riesgos asociados con el uso de la electricidad y toma de medidas para prevenirlos, minimizarlos o eliminarlos. 34


ductores que originan la alimentación eléctrica en otro sistema.

Susceptibilidad (Susceptibility): incapacidad o inhabilidad de un dispositivo, equipo o sistema para operar sin degradarse, en presencia de una perturbación electromagnética o un cambio de condiciones. Es una predisposición intrínseca de ser afectado. Equivale a vulnerabilidad.

Sistema ininterrupido de potencia - UPS: sistema diseñado para suministrar electricidad en forma automática, cuando la fuente de potencia normall no provea la electricidad. norma electricidad.

Telecomunicación: toda transmisión, emisión o recepción de signos, señales, escritos, imágenes, sonidos o informaciones de cualquier naturaleza por hilo, radiolectricidad, medios ópticos u otros sistemass electr sistema electrom omagné agnétiticos. cos.

Sistema Integral de Protección contra Rayos - SIPRA (Lightning Protection System - LPS): sistema con el que se puede alcanzar un alto grado de seguridad para las personas y conabilidad para los equipos, mediante la combinación de varios subsistemas como la protección externa, la protección interna y las acciones preventivas respecto a las personas.

Telurómetro (T (Tellurohm ellurohm or earth tester): equipo diseñado para medición de resistividad y resistencia de sistemas sistemas depuesta a titierra. erra. Sus pri principales ncipales características son: frecuencia, alarma, detección de corrientes espurias, escala y margen de error.

Sobretensión (Overvoltage): tensión anormal existente entre dos puntos de una una instalación instalación eléctrica, superior a la tensión máxima de operación normal de un dispositivo, equipo o sistema.

Tensión (P (Potential otential dif ference) ference):: diferencia de potencial eléctrico entre dos conductores, que hace que uyan electrones por una resistencia. Tensión es una magnitud, cuya unidad es el voltio. En castellano no es correcto hablar de “voltaje” y en inglés está siendo reemplazado el término “voltage” por “potential difference” (como aparece desde el NEC-2005)

Sólidamente puesto a tierra (Grounded solidly): sistema de conexión a una puesta a tierra, sin más resistencia que la del cable, es decir, sin resistencias ni inductancias; donde las tensiones en las fases no sobrepasan 1,4 veces la nominal. Suelo o terreno (soil): capa de productos de meteorización, llena de vida, que se encuentra en el límite entre la roca inerte de la corteza y la atmósfera.

Tensión a tierra: para circuitos puestos a tierra, la tensión entre un conductor dado y el conductor del circuito puesto a tierra o a la puesta a tierra. Para Pa ra circuit circuitos os no puestos puestos a tierra, tierra, la mayor mayor tensión entre un conductor dado y algún otro conductor del circuito.

Suelo articial (Articial Soil): compuesto pre-

parado industrialmente, de baja resistividad, para potenciar la conductividad de un electrodo enterrado.

Tensión d e contact o (Touch (Touch volt voltage age):): diferencia de potencial que, durante una falla, se presenta entre una estructura metálica puesta a tierra y un punto de la supercie del terreno a una distancia de un metro, que es equivalente a extender un brazo.

Supresión (Suppression): reducción o eliminación de emisiones indeseables por técnicas tales como: absorción, equipotencialización metálica, ltrado, conexiones de puesta a tierra, apantalla mientos o alguna combinación combinación de las las anteriores. anteriores. 35


Tensi ensión ón de malla: Diferencia entre GPR y tensión de supercie.

Tierra aisl aislada ada (Insulated equipm equipm ent grounding groundi ng conductor or nois ele eless ss earth): conductor de tierra de equipos electrónicos, aislado, que recorre las mismas conducciones o canalizaciones que los conductores de alimentación.

Tensión de paso (Step voltage): diferencia de potencial que durante una falla se presenta entre dos puntos de la supercie del terreno, separados por un paso (aproximadamente un metro), en la dirección del gradiente de tensión máximo.

Tierra de referencia o terminal común de circuitos: barraje interno de los equipos electrónicos, que ja el potencial de referencia cero para sus circuitos circuitos internos. internos. Tam También se le le conoce como como tierra lógica.

Tensión en modo diferencial: diferencia de potencial entre dos puntos especícos de dos con ductores activos.

Tierra redundante: término aplicado a la conexión especial de conductores de de puesta a titieerra de equipos, que va a tomacorrientes y equipo eléctrico jo en áreas de cuidado crítico, interco nectando la tubería metáli metálica ca y el conductor aislado aislado de tierra.

Tensión nominal (Nominal voltage): valor convencional de la tensión con el cual se designa un sistema, instalación o equipo y para el que ha sido previsto su funcionam funcionamiento iento y aislamien aislamiento. to. Para sissistemas trifásicos, se considera como tal la tensión entre fases.

Tierra remota, lejana o independiente (Earth remote): puesta a tierra sucientemente alejada, respecto de una puesta tierra considerada, para la cual se asume que su potencial es cero y que no le causa interferencia.

Tensión Transferida: caso especial de tensión de contacto (el más crítico), donde un potencial es conducido hasta un punto remoto respecto a la subestación o a una puesta a tierra. tiem empo po que transcuTiempo de despeje de falla: f alla: ti rre desde el inicio de una falla, hasta el momento en que se despeje por medio de un dispositivo de desconexión accionado por una protección. Comprende tiempos de despeje, comparación, decisión y acción.

Tomacorrientes con polo a tierra (Isolated receptable): son aquellos con una tercera clavija que hace el primer contacto eléctrico al conectar el equipo. Algunos vienen con la tierra unida a la caja y otros con la tierra aislada (para equipos sensibles).

Tierra (Earth, ground, kaan, terra, terre, tlalli, örliche, ziemia): masa conductiva de la tierra con potencial cero. Para sistemas eléctricos, es una expresión que generaliza todo lo referente a conexiones con la tierra. En temas eléctricos se asocia a suelo, terreno, tierra, masa, chasis, carcasa, armazón, estructura o tubería de agua. El término “masa” sólo debe utilizarse para aquellos casos en que no es el suelo, como en los aviones, los barcos y los autos.

Transformador de aislamiento: se aplica a los transformadores empleados para interrumpir la continuidad galvánica en el circuito de una señal. Transit ransitorio orio (T (Transient): ransient): designa un fenómeno o una magnitud que varía entre dos estados consecutivos durante un intervalo de tiempo corto comparado con la escala de tiempo de interés. Se dividen en transitorios de impulso y oscilatorios.

36


Umbral (Threshold): nivel de una señal o concentración de un contaminante, comúnmente aceptado como de no daño al ser humano.

Unidad: muestra de tamaño arbitrario que se toma como com o referencia de comparación, comparación, para darle darle sentido al valor numérico resultante de una medida.

Umbral de percepción (Threshold of perception): valor mínimo de corriente a partir del cual es percibida por el 99,5 % de los seres humanos.

Zonicación: es el método por por el cual se determi-

nan unos volúmenes de una instalación en donde existen las mismas condiciones electromagnéticas para los dispositivos, equipos o sistemas. Dene los puntos de equipotencialización para cada zona.

Umbral de soltar o corriente límite (Let go threshold): es el valor máximo de corriente que permite la separación voluntaria de un 99,5% de las personas, cuando sujetando un electrodo bajo tensión con las manos, pueden soltarse, mediante los mismos músculos estimulados.

37

TIERRAS. SOPORTE

4.


RESUMEN DE SÍMBOL SÍMBOLOS OS

Para una mejor comprensión del lenguaje gráco del libro, se resumen los símbolos más comunes y su signicado (véase Figura 2).

38


Figura 2. Resumen de símbolos

5.

ASPECTOS GENERA GENERALES LES DE UN SISTEMA DE PUEST PUESTAA A TIERRA

5.1. Objetivos   

Garantizar la seguridad de las personas Garantizar la protección de las instalaciones Garantiz Ga rantizar ar la com compatibil patibilidad idad electr electrom omagné agnétitica ca

5.2. Funciones  

Brindar condici condiciones ones de seguridad a los seres vivos. Permiti Pe rmitirr a los equipos de protección despejar despejar rápidamente rápidamente las fall fallas. as. 39

TIERRAS. SOPORTE   


Servir de referencia al sistema eléctr eléctrico. ico. Conducir y disipar con suciente capacidad, las corrientes de falla. Servirr como conductor de retorno Servi retorno en trtransimisi ansimisión ón de señales de RF en onda media.

5.3. 5. 3. Re Requisit quisitos os mínimos       

El valor de la resistencia debe ser el adecuado para cada tipo de instalación. La vari variación ación de la resistenci resistencia a debida a cambios am ambient bientales ales debe ser míni mínima ma.. Su vida útil útil debe ser mayor mayor de 20 años. años. Debe De be ser resistente a la corrosión. Su costo debe ser el más más bajo posible, sin sin que se comprometa comprometa la seguridad. Debe De be perm permititirir su mantenim antenimiento iento periódi periódico. co. Debe cumplir los requerimientos de las las normas y especicaciones.

5.4.. Donde se requieren 5.4 Según el National Electrical Según Electrical Code (NEC (NEC),), la necesidad de construir construir pues puestas tas a tierra tierra se rige rige por la siguiente siguiente clasicación de los sistemas eléctricos:     

Sistemas de corr Sistemas corriente iente continua bipolar Sistemas Sistem as de corr corriente iente continua trtripolar ipolar Algunos sistema sistemass de corr corriente iente alterna de menos de 50 volti voltios. os. Casi Ca si todos los sistemas sistemas de de corriente corriente alt alterna erna de 50 a 1000 volti voltios. os. Todos los sistemas de cor corririente ente alterna alterna de 1 kV y más. más.

En la práctica actual de ingeniería, se requieren conexiones de puesta a tierra en:           

Aparatos eléctricos Aparatos eléctricos para más de 50 50 volti voltios os en en fábricas y residencias. Sistemas Sistem as de corr corriente iente continua. Centro Ce ntro de la estrella estrella en en generado generadores res y trtransforma ansformadores. dores. Pararrayos. Torr orres es de líneas de trtransm ansmisi isión ón y de comun comunic icaciones. aciones. Sitios Siti os de de cargue cargue y descargue de com combustibles. bustibles. Máquinas que gene generan ran electr electrici icidad dad estátic estática. a. Áreas de atención crít crítica ica en hospitales. Herr He rram amientas ientas eléctr eléctricas icas port portátil átiles. es. Trabaj rabajos os de mantenimiento en lílíneas neas desenergi desenergizadas. zadas. Algunos sistemas de men menos os de 50 volt voltios. ios.

5.5.. Donde no se requieren 5.5  

Equipos con doble aislamiento. Bancos de condensadores en media tensión. 40

F AVIO C ASAS OSPINA     

6.

Grúas en locales clase III. Sistemas de aislamiento (hospitales, minas, pozos). Alilim A menta tacció ión n de celd lda as ele lecctr tro olílítiticcas. Sistema de iluminación que trabajen a menos de 30 voltios. Sistemas de muy baja tensión.

TIPOS DE SISTEMAS DE PUEST PUESTAS AS A TIERRA

6.1.. Pe 6.1 Permanentes rmanentes (Pa (Para ra sis sistemas temas eléctri eléctricos cos))         

Congurados articialmente De alta frecuencia De corriente continua De equipos de comunicaciones De equipos de cómputo De estática De pararrayos De protección catódica De subestación

6.2.. Temporales (Pa 6.2 (Para ra trabajos de mantenim mantenimiento iento))     

7.

De baja tensión De media tensión De alta tensión De electricidad estática Para cargue y descargue de combustibles

COMPONENTES BÁ BÁSICOS SICOS DE UN SISTEMA DE PUEST PUESTAA A TIERRA

En la Figura 3, se esquematizan las partes básicas que comprenden un SPT, entre las cuales se pueden apreciar dos grandes bloques: La puesta a tierra (bajo el nivel del terreno) y los cableados o red equipotencial (sobre el nivel del terreno).         

Barraje aislado (de neutro o tierra) Barraje de neutro Barraje equipotencial Bobinas de choque Canalización metálica certicada Conductor a tierra Conductor aislado de puesta a tierra de equipos Conductor Con ductor neutro Conductores de puesta a tierra de equipos 41

TIERRAS. SOPORTE   

       


Conexión equipotencial Conexiones de puesta a tierra Electrodos de puesta a tierra - Varil arilla la de puesta a titierra erra - Tubo de puesta a titierr erra a - Placa de puesta a titierra erra Estructuras metálicas del edicio Impedancia Impe dancia lim limititadora adora Masa (Partes metálicas no portadoras de corriente) Puente de conexión equipotencial principal Puesta a masa Puesta a tierra Suelo o terreno Tomacorriente con polo a tierra

Figura 3. Componentes de d e un SPT 42


8.

ESTADÍSTICA EST ADÍSTICASS Y PATOLOGÍAS

Aunque no es fá Au fáccil dar cififra rass glo lob bale less de cuánto toss daños se deban a la lass puesta tass a titie err rra a, pues cada pro ro-blema tiene connotaciones particulares, sí podemos armar que en más del 90% de los casos atendidos, las instalaciones tenían deciencias en el SPT SPT.. Una falla en un equipo eléctrico puede deberse a múltiples causas; causa s; pero el origen o perturbación (por ejemplo un rayo) puede puede ser relativam relativamente ente fácil de detectar, detectar, si se cuenta con la experiencia y los equipos apropiados.

Figura 4. Impacto de un rayo sobre un árbol

Figura 5. Impacto de un rayo sobre un edicio 43

TIERRAS. SOPORTE


Algunas de las pérdidas socioeconómicas se reejan en cifras como las siguientes: 







Estadísticas recopiladas en un lapso de 20 años indican que la mayor causa de salidas de líneas de transmisión (el 60%) en la red de Interconexión de Colombia, fue originada por descargas eléctricas atmosféricas. En Estados Unidos las descargas eléctricas atmosféricas representan la causa del 57% de las fallas. Una empresa distribuidora mediana que no haga montajes técnicamente correctos, gasta en reposición de transformadores una cantidad anual aproximada de US$2’500.000. Una empresa de energía realizó un estudio a 205 transformadores de distribución rural que mostraban quema en forma repetitiva y encontró que sólo el 8% presentaban una resistencia de puesta a tierra menor de 5 Ω.

Además, la Ad lass ero rog gacio ion nes del secto torr asegura rad dor por esto toss concepto toss son muy ele levvadas. Nada extr tra año con el manejo de una temática en la que hemos visto desde arrojarle un recipiente lleno de tierra a un motor, solicitar un metro para medir la resistencia de puesta a tierra, hasta hacer puestas al aire y no a tierra y utlilizar utlili zar varillas tipo cucú. A contitin nuació ión n citita amos alg lgu unas pato tolo log gía íass tí típ pic ica as encontr tra adas en sis iste tem mas de puesta a titie err rra a con defe fecctos, que puede servir como referente en una inspección:                    

Acopla Ac lam mie ien nto en modo común. Altlta A as re ressis iste ten ncia iass de puesta a titie err rra a. Au A usencia de malllla as de altlta a fr fre ecuencia ia.. Au A usencia to tota tall de mante ten nim imie ien nto to.. Au A usencia to tota tall de puesta tass a titie err rra a. Bajo calibre de neutro. Cables coaxialles con múltiples conexiones a tierra. Calibres menores. Conducciones metálicas sin equipotencialidad o sin continuidad. Conexiones a tierras falsas. Conexiones defectuosas. Electrodos de mala calidad. Electrodos muy cortos. Electrodos muy próximos. Falta de barrajes equipotenciales. Interconexiones no adecuadas. Lazos de tierras. Mala demarcación de colores. Más de una conexión a tierra para equipos sensibles. Muchos electrodos en suelos de alta resistividad. 44


Pérdida de equipotencialidad Pérdida equipotencialidad.. Puestas a neutro. Puestas a tierra sin hilo de continuidad. Resonan Re sonancia cia a radio frecuencia. Tierras Tierr as separadas pero no independientes. independientes. Tom omacorri acorrientes entes mal polari polarizados. zados. Tomacorrientes sin puesta a tierra aislada para equipos sensibles. Tratamientos al terr terreno eno que desaparecier desaparecieron. on. Varias uniones neutro tierra.

        

9.

MITOS MIT OS Y REALIDA REALIDADES DES

La palabra MITO viene del griego µJuoV (fábula), explicación prelógica, simplista e incompatible con la ciencia; la palabra REALIDAD del latín realis (la desinencia de abstracción), modo de ser de las cosas, en cuanto existen independiente de la mente humana; contraposición de lo fantástico e ilusorio. Teniendo en mente este concepto, hemos recopilado algunos mitos sobre las puestas a tierra, que debemos “ des-

Tabla 1. Mito Mitoss y realidades sobre so bre SPT REALIDAD

MITO El tema tema de las “tierras” “tierras” es sencill sencillo, o, por tanto, todo electricista está graduado en tierras.

Intervienen al menos 20 ciencias.

Ground es diferente de earth.

Según la norma IEC 60050–195 son términos equivalentes. Por tanto, puesta a tierra = grounding = earthing.

Sistema de puesta a tierra es igual a puesta a tierra.

Sistema de puesta a tier tierra ra comprende además además de la puesta a tierra, la red equipotencial.

Copperweld es un nombre genérico de electrodos tipo varilla.

El proceso Copper Clading fue patentado desde 1915 por la empresa Copperweld.

Las interpretaciones personales están por encima de las leyes físicas.

Los electrones no saben leer, ni distinguen jerarquías, ni compromisos contractuales, ni cargos; es decir, los los ingenieros deben deben aplicar su profesión con criterios técnicos.

45

TIERRAS. SOPORTE


Tabla 1. Mito Mitoss y realidades sobre so bre SPT MITO

REALIDAD

Unión metálica es sinónimo de equipotencialidad.

Ante un fe An fen nómeno de altlta a fr fre ecuencia ia,, unos centí tí-metros son una distancia que puede superar ampliamente su longitud de onda y por tanto, no se puede asumir como unión al mismo potencial.

Se deben deben diseñar diseñar puestas a tierra ti erra con corrientes corrientes de cortocircuito.

Es distinto el cortocircuito, que es entre conductores activos y la falla a tierra que siempre es un contacto con el terreno, suelo o tierra.

Iguales puestas a tierra para regiones diferentes.

La resistividad varía de acuerdo al tipo de terreno, por tanto, no se deben reproducir diseños sin estudio previo.

Para disminuir la resistencia de puesta a tierra se requiere cambiar mucho terreno alrededor del electrodo.

Basta con cambiar un volumen de terreno de pocos centímetros de diámetro.

Asumir qu As que lo loss pro prob ble lem mas de de la las in insta tala laccio ion nes eléctricas, radican siempre en la puesta a tierra.

El 90% de los problemas está en los cableados.

Uniones múltiples entre neutro y tierra no son perjudiciales.

Se forman forman lazos de tierra tierra que llevan corriente corriente a las señales, con la consiguiente interferencia.

Cable aislado de tierra es igual a puesta a tierra independiente.

Las palabras Insulated Equipment Grounding Conductor fueron mal traducidas.

“MEGGER” es nombre genérico de telurómetro.

Megger es una marca de telurómetros como lo son AEMC, Fluke, Lem, Norma, Megabras, etc.

En corriente continua no se requieren “tierras”

Se requieren porque son circuitos que también pueden lesionar a las personas o causar daños en instalaciones instalaciones..

II. Siempre utilice sus Elementos de Protección Personal (EPP).

46

CAPÍTULO CAPÍT ULO II. CONCEPTOS BÁSICOS En este capítulo se recopilan algunos temas anes con los Sistemas de Puesta a Tierra ( SPT) y fundamentales para garantizar la seguridad a los seres vivos y la protección de los equipos e instalaciones.

1.

ELECTROPATOLOGÍA

Esta disciplina estudia los efectos de corriente eléctrica, potencialmente peligrosa, que puede producir lesiones lesi ones en el organismo, organismo, así como el tipo tipo de accidentes que causa. causa. Las consecuencias consecuencias del paso de la corriente por el cuerpo humano pueden ocasionar desde una simple molestia hasta la muerte, dependiendo del tipo de contacto; sin embargo, es bueno recordar que en general la muerte no es súbita.

Los accidentes con origen eléctrico pueden ser producidos por: contactos directos (bipolar o fase- fase, fase-neutro, fase-tierra), contactos indirectos (inducción, contacto con masa energizada, tensión de paso, tensión de contacto, tensión transferida transferi da),), impactos de rayo, rayo, fulguración, fulguración, explosiones, incendios, sobrecorrientes y sobretensiones. Los seres humanos expuestos a riesgo eléctrico, se clasican en individuos tipo “A” y tipo “B”.

persona que lllleva eva condu conductores ctores eléctricos eléctricos que terminan en el corazón. Pa Para ra este Individuo tipo “A” : toda persona tipo de paciente, se considera que la corriente máxima segura es de 80 µ A A.. Individuo tipo “B”: aquellos que están en contacto con equipos eléctricos y que no llevan conductores al corazón. Se estima como máxima corriente segura, 24 mA para un tiempo prolongado. Algu Alg unos estu tud dio ioss, pri rin ncip ipa alm lme entelo loss de Dalz lzie iell y Bie ieg gelm lme eie ierr, han esta tab ble leccid ido o niv ive ele less de cort rte e de corr rrie ien nte de los dispositivos de protección que evitan la muerte por electrocución de cero al ciento por ciento. El ingeniero Biegelmeier estableció la relación entre el I 2.t y y los efectos siológicos (véase Tablas 2 y 3).

Tabla 2. 2. Porcentaje de personas que se protegen según la corriente corr iente de disparo Corriente Corri ente de dis disparo paro

6 mA (rms)

10 mA (rms)

20 mA (rms)

30 mA (rms)

Hombres Hom bres

100 %

98,5 %

7,5 %

0%

Mujeres

99,5 %

60 %

0%

0%

Niños Niños

92,5 %

7,5 %

0%

0%

TIERRAS. SOPORTE


Tabla 3 Relación entre energía especíca y efectos siológicos

Energía especíca

A 2.s.(10-6) 4a8

Percepciones y reacciones siológicas

S Sensaciones ensa en sacio cione ness leves levesen en ende dedos dedo doss y en enten tendo tendones done ness de delos los lospie pies. pies. s.

10 a 30

Rigidez Rigi dez mu muscular scular suave en dedos, mu muñecas ñecas y codos.

15 a 45

Rigidez mu Rigidez muscular scular en dedos, muñecas, codos y hom hombros. bros. Sensación en las piernas.

40 a 80

Rigidez muscular y dolor en brazos y piernas.

70 a 120

Rigidez Rigi dez mu muscular, scular, dolor y ardor en brazos, hom hombros bros y pier piernas. nas.

Figura 6. Condición de riesgo para un ser humano

48


1.11 1.

Efectos Efe ctos de la corriente en los seres humanos

En vista de la gran dependencia de la energía eléctrica, de la presencia de este factor de riesgo en la vida actual y su estrecha relación con las puestas a tierra, debemos tener en cuenta algunos conceptos básicos sobre los efectos de la corriente en los seres humanos. Cuando circula corriente por el organismo, siempre se presentan en mayor o menor grado tres efectos: nervioso, químico y caloríco y sus resultados son: 

















1.2

La electrocución se produce cuando la persona fallece debido al paso de la corriente por su cuerpo. Existen dos causas básicas de electrocución: la suspensión respiratoria y la paralización del corazón. La f ibrilación consiste en el movim ovimiento iento anárquico del corazón corazón,, el cual no sigue su rit ritm mo i brilación ventricular consiste normal y deja de enviar sangre a los distintos órganos. El corazón es un músculo y la parte más vital de nuestro cuerpo La tetanización muscular es la anulación de la capacidad del control muscular, la rigidez incontrolada de los músculos como consecuencia del paso de la energía eléctrica.

El estado siopatológico de shock (que no debe traducirse como choque) presenta efectos circulatorios y respiratorios simultáneamente. La asxia se produce cuando el paso de la corriente afecta al centro nervioso que regula la función respiratoria, ocasionando el paro respiratorio. Casi siempre por contracción del diafragma. Las quemaduras o necrosis eléctrica, se producen por la energía liberada al paso de la corriente (calentamiento por efecto Joule). Las quemaduras profundas pueden llegar a ser mortales. El bloqueo renal o paralización de la acción metabólica de los riñones, producido por los efectos tóxicos de las quemaduras o mioglobinuria.

Lo mismo que en los casos de ahogamiento, el método más ecaz para dar primeros auxilios es la respiración boca a boca y el masaje cardíaco (resucitación cerebro-cardiopulmonar). Otros efectos colaterales tales como fracturas, conjuntivitis, contracciones, golpes, aumento de la presión sanguínea, arritmias, fallas en la respiración, dolores sordos, paro temporal del corazón, etc. pueden producirse, sin ser mortales.

Factores que inc inciden iden en la gravedad de una descarga eléctri eléctrica ca

En cada caso de descarga eléctrica intervienen una serie de factores variables con efecto aleatorio, pero los principales son: Intensidad de la corriente, la resistencia del cuerpo humano, trayectoria, duración del contacto, tensión aplicada y frecuencia de la corriente. 49

TIERRAS. SOPORTE

1.2. 1. 2.11


Intensidad de la cor corriente. riente.

Valores entre 1 a 3 mA, No ofrecen peligro de mantener el contacto permanentemente. Ninguna sensación o efecto, umbral de sensación. Valor de 8 mA, Aparecen hormigueo hormigueo desagradable, desagradable, choque indoloro indoloro y el indivi individuo duo puede puede soltar soltar el conductor ya que no pierde control de sus músculos. Efecto de electrización. Valores mayores a 10 mA. El paso de corriente provoca contracción muscular en manos y brazos, efectos de choque doloroso pero sin pérdida del control muscular, pueden aparecer quemaduras. Efectos de tetanización. Entre 15 a 20 mA este efecto se aumenta. Valores entre 25 a 30 mA. La tetanización afecta los músculos del tórax provocando asxia. Valores mayores de 30 mA. Con menor o mayor tiempo de contacto aparece la brilación cardiaca la cual es mortal. Son contracciones anárquicas del corazón, por tanto no bombea sangre. Una persona sobrevive más fácilmente a una descarga por encima de 3 A que a una de 0,1 A, por un tipo de efecto piel.

1.2.2 1. 2.2

Resist Re sist encia eléctri eléctrica ca del cuerpo humano.

El cuerpo humano es un buen conductor de la electricidad, pues somos una gran gota de agua andante. La resistencia normalizada del ser humano se toma como 1000 Ω. Experimentalmente se mide entre las dos manos sumergidas en solución salina, que sujetan dos electrodos y la placa de cobre sobre la que está parado. También se puede analizar el cuerpo como impedancia (Z) que varía (véase Figura 7).

Figura 7. 7. Impedancia del cuerpo cuerp o humano hum ano 50


Los estados en función del grado de humedad y su tensión de seguridad asociada son: -

Piel perfect perfectam amente ente seca (ex (excepcional) cepcional) Piel húm húmeda eda (normal) Piel mojada (má (máss normal) Piel sume sumergi rgida da en agua (casos especial especiales) es)

80 V 50 V Am Ambiente biente seco 24 V Am Ambient biente e húm húmedo edo 12 V Am Ambient biente e sume sumergi rgido do

La piel, los músculos, la sangre, etc., presentan ante la corriente eléctrica una impedancia compuesta por elementos resistivos y capacitivos. Durante el paso de la electricidad la impedancia de nuestro cuerpo se comporta como una suma de tres impedancias en serie: de la piel en la zona de entrada, la interna del cuerpo y la de la piel en la zona de salida. Curiosamente la corriente se comporta como los impactos de bala, la lesión en el punto de salida es más grave que en la entrada.

1.2.3 1. 2.3

Duración del cont acto.

No sólo la intensidad de corriente es la que provoca los efectos sino también el tiempo de contacto o circulación cir culación de la la misma misma por el cuerpo, a mayor mayor tiemp tiempo o de exposición, peores consecu consecuencias. encias. Por ejemplo, podemos decir que:

-

El ciclo cardiaco dura aproximadamente 0,75 segundos y se estima que la brilación es reversible si el tiempo de contacto es menor de 0,15 segundos. La cor corririente ente esti estima mada da como míni ínim ma mortal para algunas personas es del orden de 25 mA, si pasa suciente tiempo por el corazón, para producir brilación ventricular o parálisis respiratoria. Se acepta en la práctica práctica que int intensidades ensidades de de 30 mA durante un un segundo no producen daño daño irirreverreversible.

1.2.44 1.2.

Trayect rayectori ori a de la cor ririente. ente.

Cuando la persona forma parte de un circuito eléctrico, se tienen dos puntos de contacto: uno de entrada y otro de salida de la corriente. El más crítico será el que involucre al corazón. De otro lado, la mayor cantidad de accidentes reportados se presentan en las manos.

1.33 1.

Umbraless de soport Umbrale soportabilidad abilidad normalizados

Debido a que los umbrales de soportabilidad de los seres humanos, tales como el de paso de corriente (1,1 mA), de reacción a soltarse (10 mA) y de rigidez muscular o de brilación (25 mA) mA) son valores de corriente corriente muy bajos; la superación de dichos valores puede tener consecuencias como la muerte, la pérdida de algún miembro o una función del cuerpo humano. La Figura 8 muestra muestra las las curvas de soportabili soportabilidad dad de corriente corriente para seres humanos humanos a 50-60 Hz, normalizadas por IEC y la hallada por Dalziel para personas de 50 kg.

51

TIERRAS. SOPORTE


Figura 8. 8. Umbrales Umbrales de sopor tabili tabilidad dad

1.4

Tension ensiones es de segur seguridad idad

En el estudio de factores de riesgo eléctrico eléctri co existen tres condiciones que denen el diseño de una puesta a tierra, llamadas tensiones de paso, de contacto y transferidas (veáse Figuras 9, 10 y 11).. Las dos primeras se constituyen en las limitantes fundamentales para garantizar la seguridad de los seres humanos y animales. La tensión máxima máxima de contacto, aceptable en cualquier punto de una instalación, instalaci ón, está dada en función del tiempo de despeje de la falla a tierra, de la resistividad del suelo y de la corriente de falla. Los umbrales de tensión de contacto o de toque aplicados a un ser humano (o a su resistencia equivalente) no deben superar los valores dados en la Figura 11, basada en la IEC 479 y en la IEEE 80.

52

341220629-Seguridad-Electrica-F-casas (1).pdf

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