MANUAL DE SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA
Elaborado por Ing. Gregor Rojas
MANUAL DE SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA
FABR ICA NTE DE SISTEMAS COMPONIBLES DE SOPOR TER IA STRUT
R
SISTEMAS DE SOPORTERIA COMPONIBLE
MATERIALES: ACERO GALVA NIZADO ALUMI NIO ACERO INOXIDABLE
VARIEDAD DE PERFILES: SOLIDOS PER FORADOS CON HUECOS R EDO NDOS PER FORADOS CON HUECOS ALARGADOS PARA EMPOTRAR OTRAR EN CONCR ETO ETO COMBI NACIO NES DE DOS PER FILES COMBI NACIO NES DE TRES PER FILES
AMPLIA GAMA DE ACCESORIOS: ABRAZADERAS MOR OCHAS PARA CO NDUITS SOPOR TES A PERFILES SOPOR TES A PARED OMEGAS UNIO NES PLA NAS UNIO NES EN ANGULOS UNIO NES EN CR UZ UZ UNIO NES EN TEE TUER CAS CON RESOR TE TE BASES PARA FIJACIO N A TECHO O PISO PIE DE AMIGOS TORNILLERIA OTROS
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MANUAL DE SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA
CONTENIDO CAPITULO 1 Puesta a tierra Objetivos del sistema de puesta a tierra De#i"iio"es $ o"eptos b%sios Tierra de Protei!" Tierra de Serviio Tierra de &e#ere"ia Eletrodo de Tierra 'allas de Tierra Co"e(i!" a Tierra Po"er a Tierra &esistividad de u" Terre"o Terre"o )radie"te Super#iial* Di#ere"ias e"tre la o"e(i!" de tierra $ "eutro TIPOS DE SISTE'AS DE PUESTA A TIE&&A Puesta a tierra para sistemas el,trios* Puesta a tierra de los euipos el,trios* Puesta a tierra e" se.ales eletr!"ias* Puesta a tierra de protei!" eletr!"ia Puesta a tierra de protei!" atmos#,ria Puesta a tierra de protei!" eletrost%tia* Puesta a tierra para sistemas el,trios* Puesta a tierra de protei!" Puesta a tierra provisoria 'ediio"es de tierras Co"stitui!" del terre"o La tierra $ la resistividad del terre"o E#etos de la umedad $ temperatura sobre la resistividad del terre"o E#etos de la umedad $ sales disueltas sobre la resistividad del terre"o E#etos de la temperatura sobre la resistividad del terre"o E#etos del tipo de suelo sobre la resistividad del terre"o E#etos de las variaio"es estai!"ales sobre la resistividad del terre"o 'edii!" de la resistividad del terre"o Tipo de prueba Tipo de aparato Lu4ar #ísio ',todos de prueba b%sios para medii!" de la resiste"ia a tierra ',todo de aída de pote"ia ',todo de dos pu"tos ',todo de uatro termi"ales ',todos i"volurados e" la prueba de resiste"ia de tierra Te"si!" Te"si!" de paso Te"si!" Te"si!" de o"tato E#etos #isiol!4ios del pasaje de la orrie"te por el uerpo 9uma"o A: Umbral de se"sibilidad ;: Umbral de "o soltar* C: 'uerte apare"te* D:
Capítulo 1 Sei!" 1 - 1 Capítulo 1 Sei!" 1 - 1 Capítulo 1 Sei!" 1 - 1 Capítulo 1 Sei!" 1 - 1 Capítulo 1 Sei!" 1 - 1 Capítulo 1 Sei!" 1 - 1 Capítulo 1 Sei!" 1 - 1 Capítulo 1 Sei!" 1 - 1 Capítulo 1 Sei!" 1 - 1 Capítulo 1 Sei!" 1 - 1 Capítulo 1 Sei!" 1 - 1 Capítulo 1 Sei!" 1 - 1 Capítulo 1 Sei!" 1 - + Capítulo 1 Sei!" 1 - + Capítulo 1 Sei!" 1 - + Capítulo 1 Sei!" 1 - + Capítulo 1 Sei!" 1 - + Capítulo 1 Sei!" 1 - + Capítulo 1 Sei!" 1 - / Capítulo 1 Sei!" 1 - / Capítulo 1 Sei!" 1 - / Capítulo 1 Sei!" 1 - / Capítulo 1 Sei!" 1 - / Capítulo 1 Sei!" 1 - 0 Capítulo 1 Sei!" 1 - 0 Capítulo 1 Sei!" 1 - 0 Capítulo 1 Sei!" 1 - 0 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1
Sei!" 1 - 2 Sei!" 1 - 2 Sei!" 1 - 3 Sei!" 1 - 3 Sei!" 1 - 3 Sei!" 1 - 3 Sei!" 1 - 5 Sei!" Sei!" 1 - 5 Sei!" 1 - 5 Sei!" 1 - 6 Sei!" 1 - 7 Sei!" 1 - 7 Sei!" 1 - 18 Sei!" 1 - 11 Sei!" 1 - 11 Sei!" 1 - 11 Sei!" 1 - 11 Sei!" 1 - 11 Sei!" 1 - 1+ Sei!" 1 - 1+ Sei!" 1 - 1+
CONTENIDO CAPITULO 1 - 1
CONTENIDO CAPITULO 1 =alores =alores reome"dados por la IEEE 10+-1771* Naturale>a de u" el,trodo a tierra &esiste"ia del eletrodo &esiste"ia de o"tato del eletrodo a tierra &esiste"ia de la tierra iru"da"te Tubería met%lia de a4ua e"terrada Estrutura met%lia del edi#iio Eletrodos de o"reto armado A"illo de tierra Eletrodos espeialme"te o"struidos Eletrodo de varilla o tubería Eletrodo de plaa Estrutura met%lias e"terradas Eletrodos para puesta a tierra e" radio #reue"ia ;arra euipote"ial Eletrodos de puesta a tierra Eletrodos de pla"a Eletrodos de a"astillos Eletrodos de barras Co"dutores de puesta a tierra Co"strui!" de tierras N?mero de eletrodos U" sistema de puesta a tierra debe ser s er i"te4ral La #alta de "ormativa $ las variables del medio a"ula" los sistemas de puesta a tierra @Como se debe seleio"ar u" sistema de puesta a tierra Orde" de importa"ia Sistema i"te4ral Apliaio"es C%lulo del sistema 'edii!" $ o"trol de las i"stalaio"es de tierras Co"e(i!" a tierra de protei!" Co"diio"es de ejeui!" de u"a o"e(i!" a tierra ',todos para reduir la resiste"ia de puesta a tierra Tratamie"to uímio del suelo 'ateriales de aeptables baja resistividad ;e"to"ita 'aro"ita Beso E#eto del tama.o del eletrodo E#eto del lar4o del eletrodo E#eto del di%metro del eletrodo Uso de eletrodos m?ltiples Como ele4ir el pu"to m%s oportu"o para e"terrar dispersores Eletrodos de puesta a tierra Dime"sio"es mí"imas de los eletrodos de puesta a tierra I"stalai!" de el,trodos Proedimie"to 4e"eral
Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1
Sei!" 1 - 1+ Sei!" 1 - 1+ Se S ei!" 1 - 1+ Sei!" 1 - 1+ Sei!" 1 - 1/ Sei!" 1 - 1/ Sei!" 1 - 1/ Sei!" 1 - 1/ Sei!" 1 - 1/ Sei!" 1 - 1/ Sei!" 1 - 1/ Sei!" 1 - 10 Sei!" 1 - 10 Sei!" 1 - 10 Sei!" 1 - 10 Sei!" 1 - 12 S Seei!" 1 - 12 Se S ei!" 1 - 12 Sei!" 1 - 12 Sei!" 1 - 12 S Seei!" 1 - 12 Se Sei!" 1 - 13 Sei!" 1 - 13 Sei!" 1 - 15
Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1 Capítulo 1
Sei!" 1 - 15 Sei!" 1 - 15 Sei!" 1 - 15 Sei!" 1 - 15 Sei!" 1 - 15 Sei!" 1 - 15 Sei!" 1 - 15 Sei!" 1 - 15 Sei!" 1 - 16 Sei!" 1 - 16 Sei!" 1 - 17 Sei!" 1 - 17 Sei!" 1 - 17 Sei!" 1 - 17 Sei!" 1 - 17 Sei!" 1 - 17 Sei!" 1 - +8 Sei!" 1 - +8 Sei!" 1 - +1 Se S ei!" 1 - ++ Sei!" 1 - ++ Se Sei!" 1 - ++ Sei!" 1 - ++
Soldadura exotérmica Soldadura e(ot,rmia Elaborado por Ing. Gregor Rojas
Capítulo 1 - Sei!" + - 1 CONTENIDO CAPITULO 1 - +
MANUAL DE SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA
CONTENIDO CAPITULO 1 @ue si4"i#ia e(ot,rmio @ue es u"a reai!" e(ot,rmia Co"e(io"es e(ot,rmias =e"tajas de la soldadura e(ot,rmia =e"tajas eo"!mias =e"tajas t,"ias Desve"tajas de la soldadura e(ot,rmia Apliaio"es de la soldadura e(ot,rmia Comparai!" e"tre sistemas de o"e(i!" 'ateriales $ euipos para puesta a tierra 'oldes para soldaduras e(ot,rmias ;arras de aero reubiertas de obre P&OCESO DE UNA SOLDADU&A EOTE&'ICA Preparai!" de los materiales $ euipos para u"a soldadura e(ot,rmia Preparai!" de los o"dutores $ ables Preparai!" del molde de 4ra#ito Preparai!" de las barras oppereld Preparai!" de las barras de obre Preparai!" de las super#iies de aero NO&'ATI=AS PA&A SOLDADU&AS EOTE&'ICAS
Elaborado por Ing. Gregor Rojas
Capítulo 1 - Sei!" + - 1 Capítulo 1 - Sei!" + - 1 Capítulo 1 - Sei!" + - 1 Capítulo 1 - Sei!" + - 1 Capítulo 1 - Sei!" + - + Capítulo 1 - Sei!" + - + Capítulo 1 - Sei!" + - + Capítulo 1 - Sei!" + - + Capítulo 1 - Sei!" + - / Capítulo 1 - Sei!" + - 0 Capítulo 1 - Sei!" + - 0 Capítulo 1 - Sei!" + - 2 Capítulo 1 - Sei!" + - 3 Capítulo 1 - Sei!" + - 5 Capítulo 1 - Sei!" + - 5 Capítulo 1 - Sei!" + - 5 Capítulo 1 - Sei!" + - 6 Capítulo 1 - Sei!" + - 6 Capítulo 1 - Sei!" + - 6 Capítulo 1 - Sei!" + - 6
CONTENIDO CAPITULO 1 - /
MANUAL DE SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA
PUESTA A TIERRA La importania de entender el omportamiento de la eletriidad ! "ales son s"s apliaiones# $o! en d%a es "n $e$o &"e todas las personas se 'en in'ol"radas de "al&"ier modo on eletriidad tanto en s"s asas omo en el trabajo.
Definiciones y conceptos básicos
sistemas el,trios se onetan a tierra on el (in de limitar la tensi*n &"e p"diera apareer en ellos# por estar e)p"estos a desargas atmos(,rias# por interone)i*n en asos de Nos en(oaremos solo a "na parte m"! importante de las (allas on sistemas de one)iones s"periores# o bien# proteiones de eletriidad omo son las proteiones para limitar el potenial m+)imo on respeta a tierra# de p"esta a tierra. prod"to por la tensi*n nominal del sistema. Este tipo de one)i*n se denominar+ Tierra de -er'iio. Como 'eremos mas adelante e)isten normas &"e reg"lan la importania de la p"esta a tierra ! tienen por misi*n entregar par+metros a los "s"arios para aseg"rar "na Tierra de Servicio. Los e&"ipos el,trios se onetan a b"ena p"esta a tierra. Tambi,n se onoer+n oneptos tierra pata e'itar &"e la arasa o "bierta met+lia de b+sios omo son los t,rminos ! leng"aje de ,sta parte ellos represente "n potenial respeto de tierra &"e p"eda signi(iar "n peligro para el operario " "s"ario del de la eletriidad. e&"ipo. Este tipo de one)i*n a tierra se denominar+ -abiendo la importania de la p"esta a tierra de Tierra de Protei*n. protei*n ! de ser'iio# es &"e a e)istido la importania de mejorar las p"estas a tierra debido &"e in(l"!e m"$o Tierra de Referencia. -e entiende por tierra de re(erenia las ondiiones lim+tias# ! en todo momento se a la tierra &"e se le asigna potenial. entiende &"e "na p"esta a tierra 'aria tanto por aspetos del terreno ! las ondiiones propia &"e onstit"!en "n Eectrodo de Tierra. -e entiende por eletrodo de tierra a problema para medir ! obtener "na b"ena p"esta a tierra. "n ond"tor able# barra# t"bo# plaa# et.2 enterrado en ontato direto on la tierra o s"mergido en ag"a &"e Esto es por nombrar alg"nas ondiiones de di(i"ltad este en ontato on la tierra. &"e se en"entra en la realidad. Debido a lo antes menionado es &"e s"rge la neesidad de rear mejores Maas de Tierra. Es "n onj"nto de eletrodos "nidos p"estas a tierra ! mejores instr"mentos &"e midan la el,triamente entre s%. tierra en donde se 'a a instalar "na p"esta a tierra.
Objetivos del sistema de puesta a tierraF abilitar la one)i*n a tierra en sistemas on ne"tro ‰ a tierra. Proporionar el p"nto de desarga para las ‰ arasas# arma/*n o instalaiones. Aseg"rar &"e las partes sin orriente# tales ‰ omo arma/ones de los e&"ipos# est,n siempre a potenial de tierra# a "n en el aso de (allar en el aislamiento. ‰ Proporionar "n medio e(ia/ de desargar los alimentadores o e&"ipos antes de proeder en ellos a trabajos de mantenimiento. Una e(iiente one)i*n a tierra tiene m"$a importania por ser responsable de la preser'ai*n de la 'ida $"mana# ma&"inarias# aparatos ! l%neas de gran 'alor. 0"! importante es insistir ! e)igir a "na instalai*n a tierra# e(ia/ ! ade"ada a s" ser'iio para seg"ridad# b"en trabajo ! preser'ai*n. Al est"diar "na instalai*n a tierra es neesario onoer las arater%stias de la l%nea# la intensidad ! tensi*n a la &"e p"esta ser "sada. Conoer el ("nionamiento de los eletrodos en s"s resistenias al paso de la orriente el,tria. Elaborado por I!" Gr#!or Ro$a%
Tierra de Protección. Los
!one"ión a Tierra. Es la one)i*n el,tria entre "na
malla o eletrodo en tierra ! "na parte e)terior. Las partes de one)iones a tierra no aisladas ! enterradas# se onsideran omo parte de la malla de eletrodo. Poner a Tierra. C"ando "n e&"ipo o instalai*n est+
onetado el,triamente a "na malla o eletrodo a tierra. Resistividad de #n Terreno. Es la relai*n entre la
tensi*n de la malla on respeto a tierra de re(erenia ! la orriente &"e pasa a tierra a tra',s de la malla.
$radiente S#perficia. Es la di(erenia de potenial &"e
e)iste entre dos p"ntos de la s"per(iie del terreno o del ag"a# distante entre s% en 1 m. Diferencias entre la conexión de tierra y neutro
Un error om3n en la one)i*n de "n e&"ipo o en la transmisi*n de tensi*n en "n ond"to es la on("si*n entre tierra GND2 ! ne"tro N2. A"n&"e idealmente estos dos terminan onetados en alg3n p"nto a tierra# la ("ni*n de ada "no es m"! distinta. El able de ne"tro es el enargado de la transmisi*n de orriente ! el ond"tor de tierra es "na seg"ridad primaria de los e&"ipos ontra el s$o4 el,trio. Identi(iarlos omo si "mplieran la misma ("ni*n seria an"lar la seg"ridad de
CAPITULO 1 SECCION 1 - 0
MANUAL DE SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA
tierra ontra el s$o4 el,trio. En el $ipot,tio aso se tome el ne"tro ! tierra omo la misma osa# "ando el able de tierra se orte o interr"mpa# la ara/a de los e&"ipos &"e est,n onetados a esta tierra5ne"tro tendr+ el potenial de l%nea ! as% toda persona o ser &"e tenga ontato on ello estar+ e)p"esta a "na desarga el,tria.
P#esta a tierra de protección eectrónica" Para e'itar la
destr"i*n de los elementos semiond"tores por sobre 'oltajes# se oloan dispositi'os de protei*n de (orma de limitar los pios de sobr, tensi*n onetados entre los ond"tores ati'os ! tierra.
La p"esta a tierra de los e&"ipos eletr*nios ! de ontrol# onsta de "na serie de eletrodos instalados TIPOS DE SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA remotamente al edi(iio. En el interior se instala "na barra de obre eletrol%tio de dimensiones ade"adas D# a&'#rdo a %' apl(&a&() lo% %(%*#+a% d# p'#%*a a *(#rra montada a 6.78 metros sobre ni'el de piso terminado on "na le!enda indiati'a# &"e es de "so e)l"si'o para el %o: sistema de eletr*nia. Puesta a tierra para sistemas eléctricos" Puesta a tierra de los equipos eléctricos" Puesta a tierra en señales electrónicas" Puesta a tierra de protección electrónica Puesta a tierra de protección atmosférica
La resistenia a tierra m+)ima en este sistema debe ser de "nos 6 O$ms# "ando no se alan/a la resistenia deseada# se instala alg3n elemento &"%mio para red"ir la resisti'idad del terreno ! alan/ar as%# la resistenia a tierra re&"erida.
P#esta a tierra para siste%as e&ctricos " El prop*sito de
aterrar los sistemas el,trios es limitar "al&"ier 'oltaje ele'ado &"e p"eda res"ltar de ra!os# (en*menos de ind"i*n o de ontatos no intenionales on ables de 'oltajes m+s altos. Esto se reali/a mediante "n ond"tor apropiado a la orriente de (alla a tierra total del sistema# omo parte del sistema el,trio onetado al planeta tierr a"
TRANSFORMADOR DE DSITRIBUCION L1 L2 N GND
Aterramiento realizado lo ma !ro"imo a la #$ente TOMA ATERRADA
POSTE
P#esta a tierra de os e'#ipos e&ctricos " -" prop*sito es
eliminar los poteniales de to&"e &"e p"dieran poner en peligro la 'ida ! las propiedades# de (orma &"e operen las proteiones por sobreorriente de los e&"ipos.
E%UIPO ELECTRONICO
Utili/ado para onetar a tierra todos los elementos de la ATERRAMIENTO DE instalai*n &"e en ondiiones normales de operai*n no CARCA&A est+n s"jetos a tensiones# pero &"e p"eden tener di(erenia de potenial on respeto a tierra a a"sa de (allas aidentales en los ir"itos el,trios# as% omo los p"ntos de la instalai*n el,tria en los &"e es neesario 9ig"ra 1 estableer "na one)i*n a tierra para dar ma!or P$eta a tierra de e'$i!o ele(tr)ni(o seg"ridad# mejor ("nionamiento ! reg"laridad en la operai*n ! en (in# todos los elementos s"jetos a P#esta a tierra de protección at%osf&rica" Como s" orrientes el,trias importantes de orto ir"ito ! nombre lo india# se destina para drenar a tierra las sobretensiones en ondiiones de (alla. orrientes prod"idas por desargas atmos(,rias RA;O-2 sin ma!ores da:os a personas ! propiedades. Generalmente la resistenia a tierra en "al&"ier p"nto -e logra on "na malla met+lia ig"aladora de potenial del sistema# no debe ser ma!or a 18 O$ms. Para la onetada al planeta tierra &"e "bre los e&"ipos o one)i*n a tierra de los e&"ipos# se instalan en los edi(iios a proteger o se on(orma on eletrodos tipo edi(iios# "na barra de obre eletrol%tio de dimensiones opper
8 metros ! debe &"edar totalmente aislado de los sistemas de tierras P#esta a tierra en se(aes eectrónicas" Para e'itar la para ("er/a ! para eletr*nia. ontaminai*n on se:ales en (re"enias di(erentes a la deseada. -e logra mediante blindajes de todo tipo La resistenia a tierra en "al&"ier p"nto del sistema# no onetados a "na re(erenia ero o a tierra. debe ser ma!or a 18 o$ms# para lo "al en aso Elaborado por I!" Gr#!or Ro$a% CAPITULO 1 SECCION 1 - +
neesario# se implementar+n arreglos de eletrodos en Delta !?o "n agregado de elementos &"%mios para red"ir la resisti'idad del terreno# reomendados por el CEN en el arti"lo 6>85@.
-e pondr+n a tierra las partes met+lias de "na instalai*n &"e no est,n en tensi*n normalmente pero &"e p"edan estarlo a onse"enia de a'er%as# aidentes# desargas atmos(,rias o sobretensiones.
P#esta a tierra de protección eectrostática" -ir'e para -al'o se indi&"e lo ontrario# se pondr+n a tierra los
ne"trali/ar las argas eletroest+tias prod"idas en los materiales diel,trios. -e logra "niendo todas las partes met+lias ! diel,trias# "tili/ando el planeta tierra omo re(erenia de 'oltaje ero. Como p"do apreiar anteriormente ada sistema de tierras debe errar 3niamente el ir"ito el,trio &"e le orresponde.
P#esta a tierra para siste%as e&ctricos"
Los sistemas el,trios se onetan a tierra on el (in de limitar la tensi*n &"e p"diera apareer en ellos# por estar e)p"estos a desargas atmos(,rias# por interone)i*n en asos de (allas on sistemas de one)iones s"periores# o bien# para limitar el potenial m+)imo on respeta a tierra# prod"to por la tensi*n nominal del sistema. Este tipo de one)i*n se denominar+ Tierra de -er'iio. -e onetar+n a tierra los elementos de la instalai*n neesarios omo serB Los ne"tros de los trans(ormadores# &"e lo preisan en instalaiones o redes on ne"tro a tierra de (orma direta o a tra',s de resistenias o bobinas. El ne"tro de los alternadores ! otros aparatos o ‰ e&"ipos &"e lo preisen. Los ir"itos de baja tensi*n de trans(ormadores de ‰ medida. Los limitadores# desargadores# ‰ a"to'+l'"las# pararra!os# para eliminai*n de sobretensiones o desargas atmos(,rias. ‰ Los elementos de deri'ai*n a tierra de los seionadores de p"esta a tierra. ‰
PUESTA A TIE&&A DE P&OTECCIGN Los e&"ipos el,trios se onetan a tierra pata e'itar &"e la arasa o "bierta met+lia de ellos represente "n potenial respeto de tierra &"e p"eda signi(iar "n peligro para el operario " "s"ario del e&"ipo. Este tipo de one)i*n a tierra se denominar+ Tierra de Protei*n.
sig"ientes elementosB Los $asis ! bastidores de aparatos de maniobra. Los en'ol'entes de los onj"ntos de ‰ armarios met+lios. Las p"ertas met+lias de los ‰ loales. Las 'allas ! eras ‰ met+lias. Las ol"mnas# soportes ! ‰ p*rtios. Las estr"t"ras ! armad"ras met+lias de ‰ los edi(iios &"e ontengan instalaiones de alta tensi*n. Los blindajes met+lios de los ‰ ables. Las t"ber%as ! ond"tos ‰ met+lios. Las arasas de trans(ormadores# ‰ generadores# motores ! otras m+&"inas. ilos de g"ardia o ables de tierra de las ‰ l%neas a,reas. ‰
En todos los asos donde el ond"tor de p"esta a tierra se en"entre en '%as de ir"lai*n de personas " animales ajenas a la instalai*n deber+ ontar on protei*n me+nia# e'it+ndose en lo posible el "so de t"bos de material de b"ena permeabilidad magn,tia.
Puesta a Tierra provisoria* C"ando se establee tierra pro'isoria para trabajar en l%neas o e&"ipos# debe tener presente &"e# en general# las Tierras de tirab"/*n o la de las estr"t"ras# son tierra de alta resistenia !# por lo tanto# se prod"en ("ertes ele'aiones de potenial al ir"lar orriente en ellas.
C"ando se eje"tan trabajos de estr"t"ras met+lias onetadas al p"nto de trabajo para e'itar di(erenias de potenial. -iempre &"e el trabajo se eje"te "na desone)i*n operando "n e&"ipo o abriendo "n p"ente# debe tenerse en "enta la posibilidad de ali mentai*n La posibilidad de &"e iertas partes de "na instalai*n# desde "al&"iera de los lados debe# por lo tanto# &"e normalmente est+n sin tensi*n# p"ede &"edar on oloarse p"esta a tierra en ada lado del o los p"ntos de "na tensi*n on respeto a la tierra por (allas de apert"ra de los ir"itos. aislamiento# se debe e'itar onetando todas las partes met+lias on las &"e p"eda "na persona entrar en 'EDICIONES DE TIE&&AS Las arater%stias el,trias del terreno en el "al se ontato ! &"e no debe estar normalmente on tensi*n. entierran los eletrodos de "na instalai*n de tierra es la -eg3n la presente norma# se entiende por tierra de prinipal a"sa de las indeterminaiones &"e se protei*n la p"esta a tierra de toda pie/a ond"tora &"e presentan en el est"dio de "na instalai*n. no (orma parte del ir"ito# pero &"e en ondiiones de A los e(etos del omportamiento el,trios del terreno (alla p"ede &"edar energi/ada. nos interesa s" resisti'idad# m+s ,sta depende de la
nat"rale/a &"%mia de la $"medad presente# de la temperat"ra ! de otras a"sas. No se p"ede pensar de "n tratamiento anal%tio del problema sin antes onsiderar "n gran n3mero de 'ariables ! 'aloraiones# las "ales dadas las di'ersas "alidades del terreno# no son de seg"ra determinai*n.
Podemos aonsejar &"e el mejor m,todo de a(rontar esta sit"ai*n sea proeder por la '%a e)perimental ! de e(et"ar "na serie de mediiones sistem+tias en todas las posibles ondiiones. -e proede a medidas sistem+tias de la resistenia total de instalai*n de tierra o se b"sa la resistenia deseada# a"mentando el n3mero de eletrodos# la pro("ndidad del entierro o on otro medio &"e la pratia lo aonseje# se trata de llegar a "n 'alor in(erior al m+)imo# &"e permita ontener el potenial de tierra entre 'alores ade"ados no peligrosos.
Co"stitui!" del terre"o* La &"%mia del terreno# la antidad ! la alidad de las sales minerales en el ontenido p"eden in(l"ir de modo notable en s" resisti'idad. Los terrenos ll"'iosos o arillosos on aent"adas apas de $"mos# son a&"ellos &"e presentan las resisti'idades m+s bajas ! adiionalmente las menores 'ariaiones en el tiempo.
lase# pero de di(erentes l"gares tienen distinta resisti'idad# la &"e p"ede 'ariar $asta por "n (ator de 688 a 88. De esto se onl"!e &"e el problema de tierra est+ estritamente relaionado on el tipo parti"lar de tierra en el "al debe e(et"arse la one)i*n a tierra.
LA TIE&&A B LA &ESISTI=IDAD DEL TE&&ENO Como $emos omentado pre'iamente ,l termino resisti'idad de tierra e)presado en ent%metros o$m es "na 'ariable b+sia &"e a(eta la resistenia a tierra de "n sistema de eletrodos. Pero se enontr* &"e el 'alor real de la resisti'idad de la tierra no neesita medirse para 'eri(iar la resistenia de tierra del eletrodo. Las mediiones de resisti'idad de tierra p"eden emplearse on'enientemente para prospeto geo(%sio. Las mediiones tambi,n p"eden emplearse para determinar la pro("ndidad de la roa. Las mediiones de la resisti'idad de la tierra tambi,n son 3tiles para enontrar la mejor "biai*n ! pro("ndidad para eletrodos de baja resistenia.
Los terrenos arenosos# pedregosos ! roosos presentan resisti'idad m"! ele'ada ! 'ar%an s"s arater%stias en el Tales est"dios se reali/an# "ando se 'an a onstr"ir tiempo# seg3n la temperat"ra ! la $"medad# en l%mites "nidades el,trias n"e'as tales omoB estai*n m"! amplios. generadora# s"bestai*n# torre de transmisi*n ! entral tele(*nia. 9inalmente# se p"ede "tili/ar la resisti'idad de En la tabla 1 sig"iente est+n e)p"estos los 'alores de la la tierra para indiar el grado de orrosi*n &"e se espera resisti'idad de los materiales m+s importantes &"e en t"ber%as s"bterr+neas de ag"a# petr*leo# gas# et. onstr"!en los terrenos. TIENEN E
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Los materiales &"e tienen los m+s altos 'alores de resisti'idad se p"eden onsiderar omo aislante# ! los materiales &"e tengan los m+s bajos 'alores de resisti'idad omo ond"tores no presentando problemas de dimensionamiento de los eletrodos# mientras &"e s% originan problemas de protei*n personal. As% se desprende de esta tabla &"e "n sistema de tierra &"e ser%a ompletamente ade"ado en terrenos de arillas# p"ede ser asi inser'ible en terrenos arenosos. Tambi,n se $a obser'ado &"e m"estras de tierra de la misma
El onoimiento de la ai*n de la $"medad ! temperat"ra sobre la resistenia del eletrodo para p"esta a tierra res"lta indispensable para &"e "na instalai*n de tierra onser'e en el tiempo s"s arater%stias.
E
Las 'ariaiones de resisti'idad on la pro("ndidad p"ede e(eto p"ede ser 3til para proporionar "n b"en eletrodo ser modi(iada debido a los estados de $"medad del de baja resistenia# en l"gar de "n sistema de eletrodos terreno# "ando por ejemplo# desp",s de "n larga periodo elaborado ! aro. de se&"%a# "n temporal $"medee la apa s"per(iial del terreno# dejando sea la apa in(erior# la ma!or parte de TABLA 3 la orriente &"e e'ent"almente se distrib"!e $aia los E#e(to del la al en la reiti5idad del terreno dispersores# eligiendo "n amino de menos resistenia# 6 DE SAL AGREGADA POR PESO RESISTIIDAD in(l"ir+ 3niamente la apa s"per(iial# reando alrededor DE +UMEDAD O+M7CM de los dispersores peligrosas gradientes s"per(iiales. .". !.&-.. ."!
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En el terreno# la ond"i*n de orriente es !". )1. prinipalmente eletrol%tia. Por tanto# la antidad de +". !/. $"medad ! el ontenido de sales del terreno a(etan !. !*. radialmente s" resisti'idad. La antidad de ag"a en el terreno 'ar%a# por s"p"esto# on el lima# ,poa del a:o# ,. !.. la nat"rale/a del s"bs"elo ! la pro("ndidad del manto (re+tio permanente. E
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Tenga presente &"e el ag"a p"ra tiene "na resisti'idad in(initamente alta. Las sales presentes en (orma nat"ral en el terreno o dis"eltas en ag"a# bajan la resisti'idad del terreno. -i anali/amos en (orma an+loga a la $"medad# los e(etos &"e a"san las sales en el terreno# podemos peribir &"e basta on "na pe&"e:a antidad de "na sal para red"ir la resisti'idad del terreno de manera signi(iati'a# obser'en la tabla E#e(to del la al en la reiti5idad del terreno . En ella para "n 8 de sal la resisti'idad es de "nos 18#= ilo o$m5m# se apreia "n dereimiento dr+stio en la resisti'idad del terreno &"e se p"ede determinar por "n (ator de alrededor de 1888 'ees del 'alor original "ando el terreno tiene "n porentaje del 68. Este
Note tambi,n &"e la resisti'idad ontin3a a"mentando on(orme baja la temperat"ra por debajo del p"nto de ongelai*n. -e podr%a tener "n 'alor realmente alto en los polos terrestres. En la tabla F# note &"e "na a%da de temperat"ra de >F grados de 7@H9 a 1FH92 oasiona "n a"mento de >8 'ees en resisti'idad. TABLA 8 E#e(to de la Tem!erat$ra en la Reiti5idad del Terreno
TEMPERATURA
RESISTIIDAD O+M7CM
C
F
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10
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SO;&E
LA
;a se trate de "n s"elo ma!ormente arilloso o m"! arenoso# la resisti'idad de la tierra p"ede ambiar m"$o.
No es (+il de(inir e)atamente a "n s"elo dado la arilla p"ede "brir a "na amplia 'ariedad de s"elos de tal manera &"e no podemos deir &"e "al&"ier s"elo dado tiene "na resisti'idad de tantos o$msJm aompa:ando las Tablas > ! 7 desde dos libros de re(erenia di(erentes se m"estra el amplio rango en 'alores.
se desea saber "al es s" 'alor en "n l"gar dado en ierta ,poa del a:o# la 3nia manera seg"ra es medirla.
C"ando se "tili/a este 'alor para trabajos de sondeo# el ambio en el 'alor# oasionado por ambios en la nat"rale/a del s"bs"elo# es el as"nto importante de las 'ariaiones en resisti'idad se p"eden obtener res"ltados N*tese tambi,n la 'ariedad de 'alores para los mismos de sondeo importantes. tipos generales de s"elos. Otra ra/*n prinipal de interesarse en la resisti'idad del terreno es para el dise:o de sistemas de eletrodos para TAKLA > sistemas el,trios de potenia# pararra!os ! as% RE-I-TIIDAD DE DI9ERENTE- -UELOs"esi'amente. RESISTI:IDAD O;M < CM -UELO promedio MIN MA= La resistenia del terreno 'ar%a diretamente on s" Rellenos de ceni'as& part>culas de resisti'idad ! es 3til para onoer &"e (atores a(eten la madera 4uemadas& desperdicios de ,&*-. +/. -&... a$ua salada resisti'idad. Arcilla& rocas de arcilla endurecida& plantas $omosas& suelos ricos compuestos especialmente de arcilla arena 3 materia or$?nica Los mismos pero con proporciones #ariables de arena 3 $ra#a Gra#a& arena& piedras con un poco de arcilla o suelos ricos compuestos especialmente de arcilla arena 3 materia or$?nica
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'EDICION DE LA &ESISTI=IDAD DEL TE&&ENO La medii*n de resistenia a tierra de eletrodos es "na t,nia &"e re&"iere onoer aparte del m,todo de medii*n# alg"nos (atores &"e a(etan los res"ltados de las mediiones# ! &"e sonB ‰
El tipo de
pr"eba. TAKLA 7 RE-I-TIIDAD DE DI9ERENTE- -UELO
-UELO Suelos de super@icie& suelos ricos compuestos especialmente de arcilla& arena 3 materia or$?nica& etc Arcilla Arena 3 $ra#a Cali'a super@icial Cali'a" Rocas de arcilla endurecida Arenisca" Granitos& basaltos& etc Part>culas de rocas @ormadas de capas de cuar'o& mica& etc"
RESISTI:IDAD O;M < CM !..7+&... ,..7!.&... +&...7!..&... !.&... 7!&...&... +..7)..&... +..7!.&... ,&...7,..&... !..&...
El tipo de aparato empleado. El l"gar (%sio de las p"ntas o eletrodos de ‰ pr"eba ‰
Tipo de prueba* E)isten dos m,todos de pr"eba b+sios# los dem+s son 'ariaiones de ,stas. A"n&"e m"! pareidas# los res"ltados de las mediiones no son e)atamente los mismos. Los m,todos sonB 0,todo de a%da de potenial o de Tres P"ntos# tambi,n denominado 76 0,todo Direto o de Dos ‰ P"ntos. ‰
Todos los m,todos para medir la resisti'idad de las one)iones a tierra se asemejan por &"e en todos se Rocas duras dispuestas en capas del$adas& etc !&...7!.&... neesitan dos one)iones de tierra a")iliares ! de E /# el 3ltimo a 1 /. ; los 'oltajes en resisti'idad del terreno es "na antidad m"! 'ariable. -i ir"ito abierto son respeti'amente de 168 ! 66 olts. +&...7+.&...
C"ando se alibran estos instr"mentos ontra resistenias patr*n# ambos dan la misma let"ra. En ampo# las let"ras p"eden 'ariar por la impedania del terreno a esas distintas (re"enias.
En el merado tambi,n e)isten aparatos de medii*n de Este m,todo se reali/a on tres p"ntas de pr"eba o tipo gan$o omo se apreian en la (ig"ra . eletrodos separados# las "ales se onetan a los tres terminales del instr"mento para medii*n de la resistenia a tierra omo se m"estra en la (ig"ra F. Es importante alarar &"e en la (ig"ra se apreia &"e la terera p"nta de pr"eba es "n eletrodo (ijo ! no remo'ible# esto es indiati'o de &"e este m,todo al ig"al &"e el anterior no solo es para mediiones iniiales sino tambi,n p"ede ser "sado para orroborar mediiones anteriores o el estado de "na p"esta a tierra e)istente. E'$i!o !ara medi(ion de la reiten(ia de tierra
C2 P2
P1 C1
9ig"ra
Ca:a de re9itro
Medidor de tierra ti!o 9an(4o
Estos tienen las sig"ientes limitaionesB Dependen de &"e las one)iones del sistema de tierras est,n bien $e$as para obtener b"enos res"ltados# por&"e "al&"ier resistenia en serie a(eta la let"ra. ‰ En eletrodos de mallas ind"striales donde por ind"i*n eletromagn,tia se p"eden obtener m+s de 6 Amperes en los ond"tores de p"esta a tierra# el aparato no p"ede ser "sado. Por otra parte# este tipo de aparato es m"! 3til donde se toman let"ras on (re"enia a los sistemas de tierras (re"entemente# !a &"e p"ede ser empleado en l"gares donde se re&"iere tomar let"ras on los e&"ipos energi/ados permanentemente# o on eletrodos inaesibles.
C2
P2
C1
‰
Lu4ar #ísio* Los eletrodos de los instr"mentos de medii*n p"eden ser oloadas en todas direiones omo a "na inmensidad de distanias entre ellas. A"n&"e es el mismo p"nto de medida# las let"ras no son id,ntias a 'ees ni en terrenos '%rgenes debido a la presenia de orrientes de ag"a o de apas de distinta resisti'idad. En los terrenos ind"striales es a3n ma!or la di(erenia debido a la presenia de objetos met+lios enterrados omo t"ber%as# abillas de onstr"i*n# anali/aiones el,trias# et.
'ETODOS DE P&UE;A ;ASICOS PA&A 'EDICION DE LA &ESISTENCIA A TIE&&A La ma!or%a de los instr"mentos e)istentes para la medii*n de la resistenia a tierra# se basan en el m,todo de la a%da de potenial. Método de caída de potencia
Este m,todo tambi,n denominado de tres p"ntos# se reali/a on tres terminales ! se desribe pre'iamente on re(erenia a la
Ta!a
Cond$(tor de !$eta a tierra Cone"ion GEDI;ELD
1, D Ele(trodo de !$eta a tierra
D
9ig"ra F
Termi"ales*
Pr$eda de Poten(ial o de Tre Terminale
Empleando "n probador de "atro terminales# los terminales P1 ! C1 en el instr"mento son p"enteados ! onetados al eletrodo de tierra bajo pr"eba o al terer eletrodo de re(erenia. -i se dispone de "n instr"mento de tres terminales# solo onete el terminal M al eletrodo a tierra. Posteriormente# se oloan las otras dos p"ntas de pr"eba a")iliares en los terminales C6 ! P6 ! 'arillas de pr"eba enterradas a distanias predeterminadas del eletrodo bajo pr"eba. La (ig"ra F m"estra el arreglo de las 'arillas de pr"eba ! el eletrodo. Al aionar el instr"mento# se genera "na orriente &"e se in!eta por los terminales C1?P1 retornando por el eletrodo a")iliar de orriente C62. Al pasar la orriente por la tierra# "na a%da de 'oltaje se generar+ entre los terminales C1?P1 ! el eletrodo a")iliar de potenial onetado en P6. El instr"mento al"la la resistenia a tra',s de la le! de o$m.
R?I Donde R Resistencia a tierra : :oltae le>do entre el electrodo C!P! 3 el terminal P," I Corriente de prueba in3ectada por el instrumento"
Este m,todo demanda &"e por lo menos e)ista "n espaiamiento entre C1?P1 ! C6 de "nos 1> m ! &"e se
gra(i&"en los 'alores de resistenia obtenidos ontra la embargo es opional# ! se basa en los objeti'os &"e se distania e)istente entre el eletrodo a pr"eba ! la 'arilla persigan al reali/ar las pr"ebas ! en los m,todos &"e se onetada a P6. En la pr+tia esta distania entre C1?P1 "tilien. ! C6 debe ser lo m+s grande &"e es posible. La 'arilla $inada C de re(erenia debe oloarse tan Al elaborar la gr+(ia# la misma mostrara "n inremento lejos del eletrodo a tierra omo sea pr+tio esta grad"al de resistenia a tierra mientras P6 est+ en la distania p"ede estar limitada por la longit"d de able de /ona erana al eletrodo bajo pr"eba. C"ando P6 sale e)tensi*n disponible# o la geogra(%a de los alrededores de esa /ona pero no $a entrado en la /ona de C6# la 'er 9ig"ra F. La 'arilla P de re(erenia de potenial es gr+(ia mostrar+ "na meseta en los 'alores. Este enterrada en "n n3mero de p"ntos apro)imadamente en aplanamiento obtenido se $a demostrado te*riamente l%nea reta entre el eletrodo a tierra ! C. Las let"ras de &"e se logra "ando P6 est+ loali/ado al 76 de la resistenia son registradas para ada "no de los p"ntos. distania entre el eletrodo bajo pr"eba ! C6. Esta es la ra/*n por la &"e tambi,n se le llama a este m,todo el de ',todo de Dos Pu"tos* 76. Pr"ebas reali/adas por 0i$aels dem"estran &"e C"ando se emplea "n instr"mento de "atro terminales# la 'ariai*n de las let"ras obtenidas al >8 ! al =8 de se p"entean los terminales P1 ! C1 onet+ndose al la distania es menor al ># &"e es la preisi*n de la eletrodo a tierra bajo pr"eba ! los terminales P6 ! C6 se ma!or%a de los instr"mentos m+s om"nes. De a$% &"e p"entean onet+ndose a "n sistema de t"bos de ag"a las let"ras &"e se toman al 78 p"eden dar "na medida ompletamente met+lio# tal omo se apreia en la (ig"ra promedio aeptable de la resistenia a tierra del eletrodo > Pr$e
E'$i!o !ara medi(ion de la reiten(ia de tierra
C2 P2
C2
P1 C1
Sitema metali(o de t$
Ca:a de re9itro
C1
La sol"i*n p"ede ser "na ma!or distania entre eletrodos# pero# en alg"nos asos# la loali/ai*n de los eletrodos en l%nea reta es imposible por la (alta de espaio " otros (atores. Pero# en el art%"lo se dem"estra &"e oloando el eletrodo de pr"eba P en +ng"los $asta de 8 grados da let"ras onsistentes on las &"e se obtendr%an en l%nea reta# a"n&"e en la gr+(ia los 'alores de resistenia desp",s de distanias ma!ores al =8 no s"ben on ig"al rapide/# debido a la lejan%a del eletrodo C6. El "so de tres terminales es m+s on'eniente debido a &"e re&"iere &"e "n solo ond"tor sea onetado. -" aeptai*n onsidera &"e la resistenia del ond"tor om3n est+ inl"ida en la medii*n. Normalmente# este e(eto p"ede ser minimi/ado si los re&"erimientos de las pr"ebas no son ma!ores# !a &"e la pe&"e:a resistenia adiional introd"ida es asi n"la. -in embargo# "ando se reali/an pr"ebas m+s omplejas o se impongan re&"erimientos m+s r%gidos# p"ede ser m+s aonsejable "tili/ar todos los "atro terminales# onetando el terminal P1 on el eletrodo a ser probado onetarlo en la 'arilla desp",s de C12. Esta es "na 'erdadera on(ig"rai*n de pr"eba de "atro $ilos# la "al elimina todas las resistenias de los ables de one)i*n desde el e&"ipo. La preisi*n &"e se $a a"mentado en las mediiones# p"eden res"ltar signi(iantes "ando se tienen espei(iadas o re&"eridas resistenias m"! bajas o se "san m,todos &"e re&"ieren de "n d%gito adiional para "mplir on re&"erimientos matem+tios. La deisi*n sin
Ta!a
Cond$(tor de !$eta a tierra Cone"ion GEDI;ELD
Ele(trodo de !$eta a tierra
9ig"ra > Pr$e
-i el sistema de ag"a es e)tenso# es deir# se e)tiende a "n +rea m"! grande# s" resistenia debe ser "na (rai*n de "n o$m. Desp",s p"ede tomar la let"ra del instr"mento omo la resistenia del eletrodo bajo pr"eba. Este m,todo es la (orma m+s simple de $aer "na pr"eba de resistenia a tierra. Con este m,todo# la resistenia de dos eletrodos en serie se mide la 'arilla enterrada ! el sistema de ag"a. Pero e)isten tres limitaiones importantesB 1. El sistema de t"bos de ag"a debe ser lo s"(iientemente grande para tener "na resistenia despreiable. 6. El sistema de t"bo de ag"a debe ser met+lio en s" totalidad# sin ning3n aoplamiento o (langes de aislamiento.
.
El eletrodo de tierra bajo pr"eba debe estar lo p"ntas de pr"ebas para ompletar "atro terminales# esto s"(iientemente lejos del sistema de t"bos de ag"a tiene el (in de il"strar omo se p"ede omprobar la para &"edar ("era de s" es(era de i n(l"enia. resisti'idad en "na apliai*n !a e)istente.
En alg"nos l"gares# s" eletrodo a tierra p"ede estar tan era del sistema de t"bos de ag"a &"e no se p"edan separar a los dos ! dar la distania re&"erida para medii*n por medio del m,todo de dos terminales. Kajo estas ir"nstanias# si se "mplen las ondiiones 1 ! 6# se p"ede onetar al sistema de t"bos de ag"a ! obtener "n eletrodo a tierra ade"ado. -in embargo omo prea"i*n ontra "al&"ier posible ambio ("t"ro en la resistenia del sistema de t"bos de ag"a tambi,n se debe instalar "n eletrodo de tierra.
E'$i!o !ara medi(ion de la reiten(ia de tierra
C2 P2
A
C2
A
P2
P1 C1
A
P1
El Dr. 9ran4 Qenner de la O(iina de la normali/ai*n de U-A. Desarrollo la teor%a basada en esta pr"eba en 11># el demostr* &"e si la pro("ndidad del eletrodo K2 se mantiene pe&"e:a omparado on la distania entre eletrodos A2# se aplia la sig"iente (orm"laB En donde
6S AR
C1
Ta!a
Cond$(tor de !$eta a tierra Cone"ion GEDI;ELD
Método de cuatro terminales
Este m,todo se reali/a on "atro p"ntas de pr"eba o eletrodos separados# las "ales se onetan a los "atro terminales del instr"mento para medii*n de la resistenia a tierra omo se m"estra en la (ig"ra 7. De a&"% &"e el nombre de esta pr"eba sea llamadoB 0,todo de C"atro Terminales. Es importante alarar &"e en la (ig"ra se apreia &"e la "arta p"nta de pr"eba es "n eletrodo (ijo ! no remo'ible# esto es indiati'o de &"e este m,todo no solo es para mediiones iniiales sino tambi,n p"ede ser "sado para orroborar mediiones anteriores o el estado de "na p"esta a tierra e)istente.
Ca:a de re9itro
Ele(trodo de !$eta a tierra
9ig"ra 7 M=todo de medi(i)n de la reiten(ia de tierra ($atro terminale
'ETODOS IN=OLUC&ADOS EN LA P&UE;A DE &ESISTENCIA DE TIE&&A La resistenia a tierra de "al&"ier sistema de eletrodos te*riamente p"ede al"larse de las (orm"las basadas en la (orm"la general de la resisteniaB R LA
En dondeB es la resisti'idad promedio del s"elo a la es la resisti'idad de la tierra en o$m5m pro("ndidad A en o$mJ m# L es la longit"d de la tra!etoria de ond"i*n S es la onstante .1F17 A es el +rea trans'ersal. A es la distania entre los eletrodos en m# R es la let"ra del instr"mento 0EGGER en Para entender el m,todo de pr"eba a tierra# nos o$ms. apo!aremos en el diagrama es&"em+tio de la (ig"ra =a2. Tenga presente n"estras obser'aiones pre'ias on En otras palabras si la distania A entre eletrodos es 1#6 re(erenias al diagrama de apas de tierra on la metros F pies2# "sted obtendr+ la resisti'idad de la tierra distania ada 'e/ ma!or desde "n eletrodo# las apas a "na pro("ndidad de 1#6 metros F2 omo sig"eB de tierra son de +rea de s"per(iie ma!or ! por lo tanto de menor resistenia. 1. Con'ertir los1#6 metros o F pies en ent%metros para obtener A en la (*rm"laB F ) 16 ) 6.>F m A$ora# pres"mamos &"e se tienen tres 'arillas enterradas 166 m en la tierra a "na ierta distania separadas ! on "n 6. 0"ltipli&"e 6 S A para obtener la onstante para 'oltaje apliado# omo se m"estra en la 9ig"ra =a2. "na preparai*n de pr"eba dadaB 6 ) .1F17 ) 166 =77 La orriente entre las 'arillas 1 ! 6 se mide on "n A$ora# por ejemplo si la let"ra de s" instr"mento es de amper%metro# la di(erenia de potenial 'oltaje2 entre las 78 o$ms# la resistenia de la tierra ser%a de 78 ) =77# o 'arillas 1 ! se mide on "n 'olt%metro. -i la 'arilla se sea F>#78 o$ms J m. "bia mas era de la 'arilla en 'arios p"ntos entre las 'arillas 1 ! 6# pre(eriblemente en l%nea reta se p"ede Reordamos &"e el "arto terminal en la (ig"ra onstit"!e obtener "na serie de let"ras de 'oltaje. "na barra de tierra e)istente ! se oloan las otras tres
Denominemos a la 'arilla 6# p"nta C de orriente de re(erenia ! a la 'arilla # p"nta P de re(erenia de potenial# senillamente por omodidad de identi(iai*n2. La resistenia orreta se obtiene "s"almente si P 'arilla 2 se oloa a "na distania del entro del eletrodo a tierra 'arilla 12 era del 76 de la distania entre el eletrodo de tierra ! C la 'arilla 62.
AMPERIMETRO 2ENTE DE TENSION
7
:OLTIMETRO
:ARILLA !
:ARILLA *
:ARILLA ,
Ele(trodo en !r$e
*P,
*C,
FIGURA *a, D 9 S M ; O 8 A I C N E T S I S E R
1, pies
1. +. ).
Tambi,n ("niona para "n pe&"e:o gr"po de 'arillas. Pero se debe onoer el 'erdadero entro el,trio del sistema de eletrodos on bastante preisi*n. Tambi,n# la preisi*n de las let"ras es mejor si la resisti'idad de la tierra entre los tres eletrodos es ra/onablemente onstante.
*. Reiten(ia de la tierra
,.
Linea del ?26
!. .
.
,.
).
1.
FIGURA *<,
0.
Por ejemplo# en la 9ig"ra =a2 la distania D desde el eletrodo de tierra a C es de 188 pies. Tomando el 76 de esta distania# obtenemos 76 pies. De la 9ig"ra =b2# la resistenia para esta distania es 68 o$ms. Esta es la resistenia medida del eletrodo a tierra. De $e$o la orriente p"ede e)istir en otras tra!etorias entre los dos eletrodos (ijados# de tal manera &"e la 'arilla p"eda ! &"i/+ deba ser loali/ada en otro p"nto ("era de la l%nea reta. Esta regla ("niona bien para eletrodos senillos# tales omo barras opper
!..
DISTANCIA 8PIES9
9ig"ra =
Por "ltimo# C debe estar lo s"(iientemente lejos del sistema de eletrodos a tierra de modo &"e el 76 de la distania este ("era de la Es(era de In(l"enia del eletrodo de tierra.
Prin(i!io de $na !r$e
K+siamente# a$ora onoemos el m,todo de pr"eba de Por la le! de o$m R?I se p"ede determinar la resistenia a tierra. El resto es re(inamiento en m,todos resistenia de la tierra en "al&"ier p"nto medido. Por de pr"eba# el "so de eletrodos o sistemas de eletrodos ejemplo# si el 'oltaje medido entre las 'arillas 1 ! es ! la in(ormai*n aera de la resisti'idad de la tierra. 6@ 'oltios ! la orriente medida I es 6 amperes# la Te"si!" de paso* resistenia de la tierra R en ese p"nto seria 1F o$ms. -eg3n las normati'as de la IEEE @1# la Tensi*n de Paso Una serie de 'alores de la resistenia p"ede gra(iarse es la di(erenia de potenial entre dos p"ntos de la ontra la distania para obtener "na "r'a de s"per(iie del terreno# separados por "na distania de "n omportamiento del s"elo tal omo se apreia en la (ig"ra metro# en la direi*n del gradiente de potenial m+)imo. =b2. Obser'e &"e a medida &"e la 'arilla se m"e'e lejos de la 'arilla 1# los 'alores de la resistenia a"mentan I@ Corriente de @alla It Corriente por tierra F 8sistema9 pero la antidad de inremento se 'a dismin"!endo ada I@ Ic Corriente a tra#es del cuerpo 'e/ mas $asta &"e se alan/a el p"nto donde el 'alor de P! pie derec(o P, pie i'4uierdo inremento se '"el'e tan pe&"e:o &"e asi p"ede :P!7P, Tension de paso onsiderarse onstante# "nos 68 o$ms# tal omo se p"ede 'er en la 9ig"ra =b2. Las apas de tierra entre las 'arillas 1 ! tienen "n +rea de s"per(iie tan grande &"e a:aden poo a la resistenia total. 0+s all+ de este p"nto# It Ic a medida &"e la 'arilla se aera a las eldas de tierra de la 'arilla 6# la resistenia grad"almente se ele'a. U
P!
Cera de la 'arilla 6# los 'alores s"ben de manera 'iolenta. A$ora# digamos &"e la 'arilla 1 es n"estro eletrodo de tierra bajo pr"eba. De "na "r'a de resistenia a tierra t%pia# omo la 9ig"ra =b2. C"al es la resistenia a tierra de esta 'arillaV Elaborado por I!" Gr#!or Ro$a%
P!
Sistema de tierra
:p! 7 p,
9ig"ra @ Teni)n de !ao
CAPITULO 1 SECCION 1 -
Cabe reordar &"e bajo ir"nstanias de (alla# la ir"lai*n de "na orriente I2# por "na toma de tierra# sit3a a ,sta a "na tensi*n Uo2# denominada de p"esta a tierra# en relai*n on "n p"nto lejano# de potenial ero# de(iniendo el oiente Uo?I2 la resistenia R2# de la toma de tierra# &"e tal omo se 'er+ m+s adelante# inter'iene omo elemento de +l"lo de la orriente &"e ir"la de la "al depende el omportamiento de las proteiones2 ! de la propia tensi*n Uo2. El gradiente de potenial en "na regi*n oinide# pr+tiamente# on el 'alor m+s ele'ado &"e p"ede alan/ar "na tensi*n de paso# &"e ad&"iere e'identemente# s"s 'alores m+s ele'ados# en las pro)imidades inmediatas de los eletrodos de tierra. La tensi*n de paso Up2 es "na (rai*n de la tensi*n de p"esta a tierra Uo2.
Te"si!" de o"tato. F 8sistema9
I@
M
U
9 P 7 M 8 It :
I@ Corriente de @alla It Corriente por tierra Ic Corriente a tra#es del cuerpo Rc Resistencia del cuerpo M Manos P Pies :8M7P9 Tension de to4ue
Rc Ic P Sistema de tierra
9ig"ra 18 Teni)n de (onta(to o de to'$e
Deber+ onsiderarse &"e# "ando las dimensiones de la toma de tierra son pe&"e:as# respeto a s" distania )2# La normati'a IEEE @1B de(ine la tensi*n de ontato o de del l"gar onsiderado# el gradiente de tensi*n en ese to&"e omo sig"e La tensi*n de ontato es la di(erenia de potenial entre "na estr"t"ra met+lia l"gar no depende m+s &"e de )2 ! de I2. p"esta a tierra ! "n p"nto de la s"per(iie del terreno a "na distania ig"al a la distania $ori/ontal m+)ima &"e p"eda alan/ar "na persona# o sea # apro)imadamente# 1 metro. er (ig"ra 18. Metro o i t l o 2
! Tension de paso !-
,
*
)
+
1
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. , o s a p e d n o i s n e T
U) 8#17 I?M E#etos #isiol!4ios del pasaje de la orrie"te por el uerpo 9uma"oF
*..
A: Umbral de se"sibilidad* El estableimiento de los l%mites a partir de los "ales la orriente el,tria res"lta peligrosa presenta notables +.. di(i"ltades. P"ede dar idea de ello las dispersiones &"e apareen en la determinai*n del "mbral de sensibilidad sobre el paso de la orriente el,tria# de(inido omo el 9ig"ra 'alor de la intensidad m%nima &"e peribe "na persona al Teni)n de !ao $aer ir"lar "na orriente de mano a mano. 0ientras &"e alg"nos detetan la orriente on intensidad de 8#> En terreno omog,neo# de resisti'idad 2 tiene por mA# otros no empie/an a peribir s" paso $asta &"e ,sta e)presi*nB no alan/a 'alores eranos a los 6 mA.. )..
G) 8.17 .l ? MW ?m2 Por ejemplo# si ir"la "na orriente de >888 A por "na toma de tierra en el terreno on "na resisti'idad de >88 X. m# el gradiente a >8 m del entro de la p"esta a tierra ser+ ig"al a 178 ?m. Nota: Para un electrodo vertical, o jabalina, la tensión a !, "uede alcan#ar la !itad o las $ "artes de la tensión total, %Uo&'(
;: Umbral de "o soltar* Este (en*meno tiene l"gar por la e)itai*n de ner'ios ! m3s"los (le)ores bajo la ai*n de la orriente el,tria# de (orma &"e al &"edar ontra%dos# in$abilitan al indi'id"o a dejar el ond"tor# toda 'e/ &"e los e)tensores son menos potentes &"e los (le)ores. Por est"dios reali/ados se $a omprobado &"e el se)o es "na 'ariable in(l"!ente.
C: 'uerte apare"te* C"ando el ni'el de intensidad se ele'a por enima del "mbral de no soltar# se a(etan grandes ("niones Teniendo en cuenta las "osibles "rolon)aciones (isiol*gias# omo la respirai*n ! la ir"lai*n. En e(eto *ori#ontales de las estructuras, debe conte!"larse +ue el para "na intensidad del orden de 68 a 8 mA# la cuer"o "ueda s*untar la "arte !s )rande de la tensión ontrai*n m"s"lar p"ede di("ndirse ! alan/ar los del electrodo'( m3s"los respiratorios interostales# petorales ! dia(ragma2# originando "na parada ir"latoria entral o
peri(,ria2# &"e oasiona "na as(i)ia on ianosis# para desemboar prontamente# en "n estado de m"erte aparente ! en "na parada ir"latoria. -i el aidentado se s"strae r+pidamente de la orriente ! se le proporiona "na asistenia respiratoria antes &"e sobre'enga la parada ardiaa# ! en onse"enia# las lesiones an*)ias del en,(alo2 estos (en*menos son re'ersibles.
D:
=ALO&ES &ECO'ENDADOS PO& NO&'AS =alores reome"dados e" !di4o el,trio "aio"al* El C*digo El,trio Naional# -ei*n 6>85@F establee &"e a "n solo eletrodo on resistenia a tierra ma!or &"e 6> o$ms debe a"mentarse "n eletrodo adiional. Es recomendable que las tierras con un solo electrodo se prueben al momento de su instalación y en forma periódica posteriormente.
La reomendai*n anterior es en letras resaltadas debido a s" importania. La resistenia a tierra p"ede 'ariar on los ambios en el lima ! la temperat"ra. Tales ambios p"eden ser onsiderables. Un eletrodo de tierra &"e ("e b"eno o de baja resistenia "ando se instal*# p"ede dejar de serlo para aseg"rarse# debe ser re'isado peri*diamente. No podemos deirle "al debe ser el 'alor m+)imo de la resistenia a tierra. Para sistemas espe%(ios# en l"gares
de(inidos# las espei(iaiones se aj"stan (re"entemente. Alg"nos re&"ieren > o$ms omo m+)imo otros no
aeptan mas de o$ms. En alg"nos asos# se re&"ieren resistenias tan bajas omo "na (rai*n de o$m.
=alores reome"dados por la IEEE 10+-1771* La normati'a IEEE 1F6 de 11 establee lo sig"ienteB Para grandes s"bestaiones# estaiones de generai*n ! l%neas de transmisi*n# el 'alor debe ser de 1 o$m. Para s"bestaiones de plantas ind"striales# edi(iios ‰ ! grandes instalaiones omeriales# el 'alor debe estar entre 1 ! > o$m. Para "n eletrodo simple# el 'alor debe ser 6> ‰ o$m. ‰
NATU&ALEHA DE UN ELECT&ODO A TIE&&A La resistenia a la orriente a tra',s de "n eletrodo de p"esta tierra realmente tiene tres omponentes omo se p"ede obser'ar en la 9ig"ra 11 a ontin"ai*nB
9ig"ra 11
Com!onente de la reiten(ia de tierra en $n ele(trodo de tierra
1. Resistenia del eletrodo por s% mismo ! las one)iones a el. 6. Resistenia de ontato entre el eletrodo ! el s"elo olindante a el. . Resistenia de la tierra ir"ndante. Resistencia del electrodo.
arillas# t"bos# masas de metal# estr"t"ras ! otros dispositi'os son empleados om3nmente para one)iones a tierra. Estas normalmente son de tama:o o sei*n trans'ersal s"(iiente &"e s" resistenia es "na parte despreiable de la resistenia total. Resistencia de contacto del electrodo a tierra.
Es m"$o menor de lo &"e se p"ede pensar. -i el eletrodo esta libre de pint"ra o grasa# ! la tierra esta ompata (irmemente# se $a demostrado &"e la resistenia de ontato es despreiable. La o)idai*n en "n eletrodo de $ierro tiene poo o ning3n e(eto ,l *)ido de $ierro esta prontamente impregnado on ag"a ! tiene menor resistenia &"e la ma!or%a de los s"elos. Pero si "n t"bo de $ierro se $a o)idado lo s"(iiente# la parte debajo de la rajad"ra no es tan e(eti'a omo "na parte del eletrodo de tierra.
Resistencia de la tierra circundante.
Un eletrodo $inado en la tierra de resisti'idad "ni(orme radia orriente en todas direiones. Piense en el eletrodo omo s% est"'iera rodeado por apas de tierra# todas de ig"al espesor# para aptar la idea obser'e la 9ig"ra =.
Tubería met%lia de a4ua e"terrada* Para &"e "na t"ber%a de ag"a p"eda "sarse omo eletrodo de p"esta a tierra# debe re"nir los sig"ientes re&"isitosB Por lo menos tener m en ontato direto on la tierra. El,triamente ontin"a $asta el p"nto de ‰ one)i*n# p"enteando el medidor del ag"a# si est+ oloado en "na posii*n intermedia. ‰
La 3nia des'entaja de s" "so es &"e debe omplementarse on "n eletrodo adiional# de "al&"iera de los tipos menionados arriba. En el ("t"ro la tendenia ser+ eliminar las t"ber%as de ag"a omo eletrodos prinipales# a a"sa del "so ada 'e/ ma!or de e&"ipos eletr*nios "!a orriente de ("ga a tierra tiene omponentes en orriente ontin"a# lo &"e ind"e orrosi*n gal'+nia en las t"ber%as. No on("ndir este tipo de eletrodo# on el re&"erimiento del art%"lo del CEN 6>85@8a# de onetar los sistemas interiores de t"ber%as para ag"a al p"ente de "ni*n prinipal o a los eletrodos de p"esta a tierra# de a"erdo on la tabla 6>85F#on el (in de poner a tierra los e&"ipos.
Estrutura met%lia del edi#iio* La estr"t"ra met+lia de los edi(iios p"ede ser "sada# siempre &"e est, bien p"esta a tierra# esto es# &"e s" impedania a tierra sea baja. Para &"e sea baja la impedania# se deben "nir las ol"mnas a las partes met+lias de la imentai*n on ond"tores seg3n los alibres de los ond"tores de p"esta a tierra del CEN 6>85F !# en aso de $aber sellos (ormados por pel%"las pl+stias# se deben p"entear ,stos.
Eletrodos de o"reto armado* En las estr"t"ras n"e'as# el onreto armado p"ede ser "tili/ado omo eletrodo prinipal. El CEN en la sei*n 6>85@1 establee &"e "n eletrodo empotrado en onreto omo m%nimo > m# debe onstar de "na o mas barras de 7 metros de largo ! deben ser barras de aero de no menos de 16#= mm de di+metro loali/ado en ! era del (ondo de "n imiento o /apata. El onreto tiene "na estr"t"ra &"%mia alalina ! "na omposii*n &"e atrae ! retiene $"medad. La ombinai*n de estas arater%stias permite al onreto
e)$ibir "na resisti'idad onsistentemente de "nos 8
o$m5m. Los eletrodos de onreto tienen "na resistenia a tierra ma!or o ig"al &"e las 'arillas de obre de "n tama:o ompatible# siempre &"e est,n en ontato on s"elos on resisti'idad de >8 o$m5m o menor. Pr"ebas indian &"e la resistenia t%pia a tierra de "na base para ol"mna de anlaje medida en los pernos es de alrededor de >8 o$ms# sin "sar m,todos espeiales. De a$% &"e la resistenia e(eti'a de "n edi(iio de estr"t"ra met+lia on 'eintitantas ol"mnas en paralelo es de menos de > o$ms# siempre ! "ando se aseg"re &"e la estr"t"ra est, onetada a las 'arillas. Para ello# se s"elda por m,todos de ("si*n "n able de aero a las 'arillas# mismo &"e se onetar+ a s" respeti'a ol"mna.
A"illo de tierra* Un anillo de tierra onsiste en "n ond"tor de obre desn"do# de sei*n trans'ersal no menor al alibre 6 AQG ! de longit"d no menor a 7 m enterrado a "na pro("ndidad de @88 mm !# &"e rodee al edi(iio o estr"t"ra. Estos anillos de tierras se emplean (re"entemente ir"ndando "na (+bria o "n sitio de om"niaiones# para pro'eer "n plano e&"ipotenial alrededor de edi(iios ! e&"ipos.
ELECT&ODOS ESPECIAL'ENTE CONST&UIDOS* C"ando no se dispone de alg"no de los eletrodos menionados en el p"nto anterior# el CEN en la sei*n 6>85@ establee &"e se p"edan "sar "no o mas de los eletrodos sig"ientesB a2 De arilla o T"ber%a. b2 Eletrodos de Plaa. 2 Estr"t"ras met+lias -"bterr+neas
Eletrodos de varilla o tubería* De a"erdo on la sei*n 6>85@ del CEN los eletrodos de 'arilla ! t"bo# no deben tener menos de 6#F8 m de longit"d ! adiionalmente deben instalarse de tal modo &"e por lo menos 6#F8 m de s" longit"d est, en ontato on la tierra. Las 'arillas de metales no (errosos deben estar aprobadas ! tener "n di+metro no in(erior a 1 mm ! las dem+s de por lo menos 17 mm. Las t"ber%as deben tener "n di+metro no in(erior a 1 mm ! si son de $ierro# deben tener "na protei*n ontra orrosi*n en s" s"per(iie. Las 'arillas de aero on "n re"brimiento de obre de 18 mil,simas d"ra "n promedio de > a:os en "n s"elo promedio# si tiene "n re"brimiento de 1 mil,simas d"ra $asta F> a:os. En ambio# "na 'arilla de aero gal'ani/ado tiene "na 'ida estimada de 1> a:os. Estos eletrodos se aplian al s"elo mediante per"si*n $asta &"e alan/an la pro("ndidad ade"ada. En aso de terrenos roosos# las 'arillas no p"eden meterse de esa
manera debido a &"e se doblan o solamente no p"eden entrar.
Estruturas met%lias e"terradas* El CEN meniona la p"esta a tierra mediante sistemas de t"ber%as o tan&"es enterrados. Pero# p"ede ser "al&"ier Oasionalmente se $an presentado asos donde las lase de estr"t"ra met+lia s"bterr+nea. 'arillas $an sido retornadas $aia la s"per(iie desp",s de $aber tratado de la'arlas en terrenos roosos. ELECTRODOS PARA PUESTA A TIERRA EN RADIO FRECUENCIA Para torres de radiodi("si*n# se emplean ables en C"ando la roa est+ a menos de 6#F8 metros# estos on(ig"rai*n estrella radiales2 para s" p"esta a tierra. eletrodos p"eden meterse en diagonal $asta on "n -e $a enontrado m+s e(eti'o tener onetados los +ng"lo de F> grados de la 'ertial. Pero# si no es este el ables en "n p"nto &"e tener m3ltiples anillos rodeando aso# se deben enterrar $ori/ontales en "na trin$era el sitio. Esos ables radiales p"eden ser menores a 8 m abierta para el aso a 8#@ metros 6 1?6pies2 de de largo si el s"elo es ade"ado. Los ables dispersan la pro("ndidad por lo menos# 'er (ig"ra 16. energ%a de las desargas m"! e(iientemente. Como la orriente se di'ide en proporiones ig"ales en los ables radiales# entre m+s ables# menor orriente los ir"la. Una baja orriente es m+s (+il de disipar ! tendr+ menor pro@undidad minima impato en la ele'ai*n del potenial de tierra del ! de , , pies )+ sistema. 0 pies 8,&)mts9 minimo
Suelo rocoso
;arra de euipote"ial* La barra e&"ipotenial es el +rea donde terminan todas las one)iones a tierra pro'enientes de los e&"ipos# g"%as# et. 9%siamente es "na barra de obre on $"eos &"e permiten soportar one)iones del tipo doble ojo. er (ig"ra 1.
2ORMAS DE INSTALACION DE ELECRODOS
9ig"ra 16 Forma de intala(ion de ele(trodo de tierra
La resistenia de ontato de "na 'arilla est+ dada por la (*rm"la de D
R p?6 Y pi Y L2 Y ZLn FL ? a2 5 1[ De dondeB p es la resisti'idad del terreno en o$m 5 m L es el largo de la 'arilla en m a es el di+metro de la 'arilla en m La (*rm"la de D
DondeB p8 es la resisti'idad del terreno adj"nto en o$m5m p1 es la resisti'idad del terreno ir"ndante en o$m5m L es el largo de la 'arilla en m a8 es el di+metro de la 'arilla en m a1 es el di+metro del terreno adj"nto a la 'arilla en m
Eletrodos de plaa* Los eletrodos de plaa no deber+n tener menos de 8#6 metros "adrados de s"per(iie en ontato on el s"elo. Est+n (ormados por plan$as de s"per(iies no in(erior a los 8.> m ) 1 m ! F mm de espesor si son de aero# o de 1#> mm de espesor si son de obre. Es reomendable enterrar estas plaas 'ertialmente.
9ig"ra 1 Barra e'$i!oten(ial
En e)teriores# es neesaria "na barra e&"ipotenial oloada en el p"nto donde las g"%as entren al s$elter# edi(iio# +rea# et. Esta barra debe "biarse lo m+s era posible a la 'entana de aeso de manera &"e permita la one)i*n de las l%neas de transmisi*n &"e se en"entren en la parte s"perior de la misma. Esta barra estar+ onetada a "n p"nto de tierra del anillo e)terior on "n ond"tor \ 6 AQG o ma!or de obre &"e posea "na $a&"eta de olor 'erde# adem+s de ir por "na t"ber%a PC# on pint"ra de re'estimiento olor 'erde. Cada one)i*n a la barra de tierra debe estar "bierta en los p"ntos de ontato on grasa antio)idante ! no se debe oloar m+s de "n onetor en ada $"eo de la barra. En aso de &"e no e)ista espaio disponible en la e)istente# se debe oloar otra barra la "al debe estar el,triamente onetada al anillo e)terior ! a la barra prinipal mediante "n ond"tor de obre alibre \ 6 AQG o ma!or. Esta barra debe estar aislada mediante aesorios &"e no permitan &"e e)ista ontin"idad el,tria entre ella ! s" soporte. El largo de la barra 'ar%a en ("ni*n del n3mero de one)iones &"e se estiman reali/ar ! posibles e)pansiones# por lo general# las barras instaladas en e)teriores tienen "na longit"d de 68 lo &"e permite "n total de 1F one)iones doble ojo2 este tama:o p"ede
'ariar dependiendo del tama:o del s$elter ! la antidad de e&"ipos &"e 'an a alojar. Las barras e)p"estas a la intemperie# al ig"al &"e las one)iones a las mismas# deben ser protegidas ontra la orrosi*n "bri,ndolas on grasa# e'itando as% &"e los agentes orrosi'os la a(eten. Las barras en e)teriores deben estar "biadas en ("ni*n a los sig"ientes riteriosB En aso de "tili/ar monopolios bases t"b"lares2 siempre debe e)istir "na barra de tierra "biada en la parte in(erior del mismo. En aso de "tili/ar torres# deben e)istir barras ‰ de tierra "biadas seg3nB 1. -iempre debe e)istir "na barra de tierra en la parte s"perior de la torre a m del tope. 6. -iempre debe e)istir "na barra de tierra al (inal del reorrido 'ertial "biada a 1 metro de la transii*n del reorrido $ori/ontal. . Para torres omprendidas entre los F8 ! 8 metros debe e)istir "na barra de tierra adiional "biada en el medio del reorrido 'ertial F. Para torres ma!ores a 8 metros deben e)istir 6 barras de tierra adiionales "biadas de manera tal &"e e)ista "na separai*n e&"idistante entre las F barras e)istentes. >. -iempre debe e)istir "na barra de tierra "biada en la 'entana de aeso de la aseta. 7. C"ando e)istan reorridos $ori/ontales ma!ores a F> m deben e)istir barras de tierra adiionales "biadas apro)imadamente ada 6> m. ‰
Co"dutores de puesta a tierra* El ond"tor de p"esta atierra debe ser de obre " otro material resistente a la orrosi*n# p"ede ser mai/o o prensado# aislado o desn"do# no debe tener en toda s" longit"d ning3n empalme o "ni*n e)epto s% s, tarta de barra b"s. -i el ond"tor no es de obre la resistenia me+nia ! la resistenia *$mia por "nidad de longit"d deben ser e&"itati'amente a la de este. Para seiones ig"ales o s"periores al n3mero F AQG se p"ede (ijar el ond"tor de tierra diretamente sobre la s"per(iie en la "al 'a oloada# sin "tili/ar aisladores. No neesita tener proteiones a menos &"e est, e)p"esto a ("ertes da:os me+nios. Los ond"tores n3mero 7 AQG# p"eden tenderse sin da:os me+nios. Ta
SecciKn nominal de los conductores de protecciKn" mDm,
!"+
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,"+)
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)
,"+
1
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!.
1
!1
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!1
!1 Eletrodos de puesta a tierra* /+ (asta !0+ ,+ C"ando se tienen disponible "n sistema met+lio ,). (asta *.. *+ s"bterr+neo de ag"a. -e reomienda "tili/arlo ).. o m?s" +. per(etamente sobre "al&"ier otro sistema# omo eletrodo de tierra# siempre &"e tenga enterrada "na longit"d m%nima de 1> m. En asos de no e)istir "n Para todas las seiones in(eriores al n3mero 7 AQG# los sistema de distrib"i*n de ag"a podr+ adoptarse ond"tores deben ir protegidos por ond"tos. -e podr+ emplear la misma anali/ai*n de los ond"tores de "al&"iera de las sol"iones sig"ientesB alimentai*n del ir"ito para lle'ar el ond"to de tierra. Eletrodos de a"astillos* 9ormados por "n enrollado de alambre de obre sei*n La sei*n para los ond"tores de tierra de ser'iio o m%nima n3mero @ AQG @#= mm62. Con "na s"per(iie ond"tores de tierra om3n en instalaiones in(eriores# no debe ser in(erior al 'alor dado en la tabla = anterior. e&"i'alente a la de los eletrodos de plaa. -.
Eletrodos de barras* 9ormados por t"ber%as de aero gal'ani/ados de "na p"lgada de di+metro ! "n largo m%nimo de 6.> m o t"ber%as de obre >?@ e ig"al largo.
Ta
SecciKn nominal de conductor de ducto de tierra de protecciKn" mDm,"
;asta 1
)
Los eletrodos deben instalarse enterrados a "na Entre !. 3 ,+ !. pro("ndidad en &"e se aseg"ra "n ni'el de $"medad Entre *+ 3 -. !1 permanente. Al enterrarlos deber+n estar totalmente Entre /+ 3 !,. *+ limpios ! en aso de ser neesario# m+s de "no deber+ Entre !+. 3 ,). +. estar separado entre s%# por lo menos 7 m. La resistenia Entre *.. 3 ).. -. obtenida de "n eletrodo de tierra no debe e)eder de 6 o$m. En aso &"e "n eletrodo no "mpla esta ondii*n# CONST&UCCIGN DE TIE&&AS* deber+n ponerse tantos eletrodos omo sea neesario Tanto la tierra de protei*n omo de ser'iio# estar+n para alan/ar este 'alor. -e reomienda medir (ormadas por eletrodos ! "n able de bajada# "!o largo inmediatamente los 'alores de resistenia de tierra.
ser+ tal &"e permita e(et"ar la one)i*n a la alt"ra del adiionales# por ejemplo# si el 'alor medido es de 78 ne"tro de la red. o$ms# apliando los (atores tenemosB La distania entre los eletrodos de la tierra de protei*n ! la de ser'iio debe ser de 68 m omo m%nimo para poder aseg"rar &"e la tensi*n &"e p"eda apareer en la primera no ond"/a ele'ai*n de tensi*n en el ne"tro de la baja tensi*n. El eletrodo deber+ ser indistintamente del tipo de anastillo o de la 'arilla. El eletrodo de anastillo deber+ ser (ormado por "n ond"tor de obre ontin"o sin "niones de ning3n tipo ! &"e se prolongara onstr"!endo el ond"tor de bajada. El eletrodo de 'arilla estar+ (ormado por "n t"bo de obre de ] on "na barra interior de $ierro redondo de >?@ soldados entre s% ! s" largo podr+ ser de o 7 m. El able de baja se onetara al eletrodo mediante soldad"ra de brone. -e emplear+ eletrodo de anastillos o de 'arillas seg3n el tipo# de terreno. En s"elos pedregosos o roosos res"ltara m+s (+il la instalai*n del eletrodo de anastillo# en ambio en terrenos arenosos# de aja 'egetal pro("nda# arillosos# es reomendable el empleo de 'arilla. Cabe onsignar &"e el eletrodo m+s e(ia/ es el de 7 m enterrado a s" totalidad.
78 ) 8.7 7 ^ 78 ) 8.FF 67.F ^ 78 ) 8.7 61.7 De donde obtenemos &"e ser+ neesario emplear eletrodos adiionales. En aso de no ser posible la instalai*n en l%nea reta de los eletrodos# se dispondr+n (ormando "adrados# ret+ng"los o tri+ng"los# teniendo en "enta &"e siempre se debe (ormar "n anillo errado on el able de one)i*n. Las indiaiones dadas m+s adelante# sobre la manera de instalai*n de eletrodos# no son absol"tamente r%gidas ! deber+n ade"arse a las e)igenias del terreno# &"edando a riterio s" instalai*n ! "idando de obtener el 'alor re&"erido a "n osto ra/onable. El 'alor m+)imo de 6> o$ms res"lta importante en el aso de las tierras de protei*n ! en la tierra de ser'iio de empresas el,trias en &"e el ne"tro de la red de baja tensi*n (orme parte de "n sistema aislado.
Como primero para lograr 'alores de tierra &"e no sobrepasen el 'alor m+)imo admisible en los Para la instalai*n del eletrodo de 'arillas se $ar+ "na pres"p"estos# se ons"lta la instalai*n de tierra on "n per(orai*n# "tili/ando las $erramientas m+s ade"adas# total de eletrodos. Esto no signi(ia &"e al instalar la de tal manera &"e permita $aer la per(orai*n m+s tierra se "tilien obligadamente eletrodos# sino &"e se pro("nda. instalar+n los neesarios on(orme a lo antes indiado.
N?mero de eletrodos* El eletrodo deber+ estar a "na distania m%nima de 1 m del poste ! pre(eriblemente en s"elo no remo'ido. -i el pa'imento " otro inon'eniente del terreno no lo permite# se podr+ en el aso del eletrodo de 'arilla# enterrarlo inlinado esto es de importania !a &"e el 'alor de la resistenia 'aria onsiderablemente por la presenia del poste.
U" sistema de puesta a tierra debe ser i"te4ral* Es deir# tener "n sistema desintegrado o los onoidos sistemas de tierra aislada# es tan malo omo no tener "n sistema de tierras# por &"e en el e'ento de "na desarga atmos(,ria# se desarrollan tensiones ind"idas pr+tiamente en todas las instalaiones# ! es "ando s"rgen da:os &"e 'an desde paros de operai*n en los sistemas# a'er%as en e&"ipos# $asta da:os al personal.
Normalmente# "n solo eletrodo res"lta ins"(iiente para lograr 'alores de resistenia admisibles no s"periores a 6> o$m# esto obliga a inrementar s" n3mero. Los eletrodos adiionales deben estar a "na distania m%nima de m entre s% ! dentro de lo posible en l%nea reta# empalm+ndose a tra',s de "n able de one)i*n om3n de obre alibre AQG. La "ni*n de este able on el de bajada a la toma de tierra se $ar+ a tra',s de "n onetor o de soldad"ra e)ot,rmia pre(eriblemente# onetando ambos ond"tores.
Pero siempre se s"elen b"sar otras a"sas# p"esto &"e se tiene alg3n sistema de p"esta a tierra.
Es a&"% donde se apreia &"e es m+s ostoso orregir los da:os# &"e in'ertir en "na instalai*n seg"ra ! garanti/ada. Por ello# en la pr+tia# se tienen los %ndies mas altos por (alla atrib"ibles a las desargas atmos(,rias &"e a "al&"ier otra a"sa pro'oando on ello enormes antidades de p,rdidas. -in embargo# $o! toda'%a se trabaja on sistemas de tierra &"e tienen tenol*giamente $ablando# mas de 688 a:os de Para determinar el n3mero de eletrodos adiionales# se antig_edad# "ando se sabe &"e en la at"alidad se tiene proeder+ a instalar la toma de tierra ! medir s" "n 'ertiginoso ambio tenol*gio ada d%a. resistenia. -i este 'alor e)ede del m+)imo de 6> o$ms# se deber+ m"ltipliar en (orma separada s" 'alor por Por todo ello# es de importania apital# instr"mentar "n ada "no de los sig"ientes (atores 8#7 8#FF ! 8#7 sistema &"e aseg"re &"e no se tengan todas estas (allas $asta lograr "na i(ra ig"al o in(erior a 6> o$ms. El (ator o aidentes# &"e impatan en ma!or o menor grado &"e de este 'alor nos indiara el n3mero de eletrodos sobre la prod"ti'idad de las ind"strias.
La #alta a la "ormativa $ las variables del medio a"ula" a los sistemas de puesta a tierra* Las malas pr+tias o in"mplimiento de normati'as es el m+s (re"ente de los problemas sea el aso de las tierras aisladas o de sistemas inompletos donde no se $a inl"ido "n pararra!os# o err*neamente se tiene aislado del resto de los sistemas# re!endo &"e o(ree ma!or seg"ridad# o tambi,n# sea el aso de sistemas sin o on mal +l"lo on selei*n de alibres de able inapropiados. A men"do tambi,n se tienen sistemas donde el medio presenta 'ariables tales omoB terreno $eterog,neo# alta resisti'idad# ambios de temperat"ra# (alta de $"medad# (alta de mantenimiento# "so e)esi'o de &"%mios# (alta de terreno ! reai*n de bajo (ator de apro'e$amiento agr"pamiento2 o en s" aso# errores de medii*n del sistema son a"sas &"e limitan o an"lan inl"so la seg"ridad del sistema de p"esta a tierra. As% &"e# ante problemas de 'eloidades de transmisi*n# por ejemplo# el 3ltimo sitio donde se b"san las a"sas es en l sistema de p"esta a tierra# m+s bien por eliminai*n de probabilidades &"e por erte/a del problema.
orrientes esperadas# de a"erdo a ada apliai*n. ; (inalmente# la ra/*n del t%t"lo de este bolet%nB -e debe al"lar la apaidad de orriente del sistema# tanto en ni'el omo en tiempo. Esto &"iere deir &"e se debe di(ereniar entre los tiempos de desarga por orto ir"ito atrib"ible e)l"si'amente al sistema el,trio# ! a desargas de origen atmos(,rio. El primero# es por ond"i*n ! tiende a errar $aia la ("ente de generai*n# on ni'eles m"! in(eriores ! tiempos m"$o ma!ores del orden de mili seg"ndos2en el seg"ndo aso# es por radiai*n p"esto &"e la ("ente es la n"be# ! los ni'eles son m"! s"periores pero los tiempos m"$o mas bre'es del orden de >8 miro seg"ndos2
1. Orde" de importa"ia* -e debe oneder la m+)ima importania a la seg"ridad del personal. Ante "na pe&"e:a desarga inl"so pe&"e:a e)iste la posibilidad de m"erte# p"es solo se re&"ieren 188 mili'olts ! 188 miliamperes bajo iertas ondiiones para &"e "al&"iera s"(ra "n eletro"tamiento letal. 6. Sistema i"te4ral* El sistema debe ser Integral# es deir# se debe perseg"ir (irmemente tener el mismo potenial de re(erenia en toda la planta. Esto signi(ia &"e "ando se presentara "na ele'ai*n de tensi*n ante "na desarga# onse"entemente toda la re(erenia ser%a la misma para todo personal ! e&"ipo. . Apliaio"es* Del p"nto anterior deri'a &"e se re&"ieran tierra para el ne"tro tierra de ero l*gio# tierra para masas# tierra de pararra!os ! tierra el,tria en tableros. De modo &"e a"n&"e se menionan distintas tierras# en realidad se trata de &"e todas estas neesidades imperati'as de tierra# est,n en la misma re(erenia. Pero esto tiene otra onse"enia# todos los eletrodos del sistema de tierra# tambi,n deben estar interonetados deben (ormar "n solo sistema de tierras. Es "n error tremendo reer &"e sea on'eniente tener tierras aisladas ning"na norma reonoida a'ala esa reomendai*n. F. C%lulo del sistema* Un sistema de p"esta a tierra &"e "mpla on las normas# debe ser al"lado para disipar todo tipo de desargas# p"esto &"e debe soportar desargas atmos(,rias# tambi,n debe ser apa/ de soportar las (allas de s"bestai*n de potenia. Adiionalmente# el sistema debe pre'enir las tensiones de to&"e ! de paso de riesgo para el personal. Los alibres de los ables de interone)i*n deben ser al"lados para ond"ir on seg"ridad las
Co"e(io"es a tierra de protei!"F Deber+n onetarse a tierra de protei*n toda parte met+lia al des"bierto# &"e (orma parte de "n e&"ipo &"e no transporte orriente# pero &"e tenga posibilidades de ser reorrida por "na orriente# debe ser p"esta a tierra. -e e)ept"ar+n de esta e)igenia los sig"ientes asosB
'edii!" $ o"trol de las i"stalaio"es de tierras* Es neesario ontralor la resistenia de "na p"esta a tierra# en el "rso de s" instalai*n ! tambi,n en el ("t"ro# para aseg"rarse &"e tal instalai*n &"ede e(iiente en el tiempo. Todas las normas presriben medir la resistenia de "na instalai*n antes de ponerla en ser'iio# s"esi'amente# debe ser ontrolada en (orma peri*dia. @Como se debe seleio"ar u" sistema de puesta a En el aso de &"e s"edan aidentes# debe $aerse "na tierra re'isi*n min"iosa en la instalai*n de tierra.
C"biertas de interr"ptores o dis!"ntores aesibles e)l"si'amente a personal ali(iado. Armad"ras met+lias de dispositi'os ‰ alentados el,triamente# aprobados por el laboratorio de s"perintendenia# para el "so den di$as ondiiones# siempre &"e esta armad"ra est, on'enientemente aislada de tierra. 0,todos port+tiles &"e ("nionen a menos de 188 <. E&"ipos el,trios alimentados a tra',s ‰ de trans(ormadores de aislamiento. ‰
Deber+n onetarse a tierra de protei*n# los sig"ientes e&"ipos no el,triosB Armad"ras ! rieles de gr3as aionadas el,triamente. Los ables de trai*n de asensores ‰ el,trios. ^ Todo otro e&"ipo ‰ similar. ^ ‰
Co"diio"es $ ejeui!" de u"a o"e(i!" a tierra* Una one)i*n a tierra debe o(reer "na tra!etoria ontin"a ! permanente# debe tener "na apaidad de transporte s"(iiente omo para tolerar la orriente de (alla m+s alta &"e p"eda prod"ir en el p"nto protegido !
debe tener "na impedania lo s"(iiente baja omo para limitar los poteniales respeto a tierra dentro de limites
de seg"ridad ! (ailitar el aionamiento de los elementos dis"si*n. Los m,todos prinipales "sados para mejorar de protei*n. la resisti'idad del terreno alrededor de los eletrodos sonB -e onsiderar+n p"esta a tierra# las ajas# armarios o partes met+lias del e&"ipo (ijo# si est onetadas de esta (orma# p"eden ponerse a tierra por medio de "na de las (ormas sig"ientesB
"medeer on ag"a ! sales minerales lor"ro de sodio o s"l(ato de obre# s"l(ato de magnesio2# en la (osa &"e ir"la el eletrodo. Es di(%il a(irmar $asta donde se mani(iestan los bene(iios de las sales introd"idas en la sol"i*n ! d*nde donde empie/an los bene(iios debido A tra',s de "n ond"tor de p"esta a tierra tendido on al a"mento de la $"medad del terreno. En la elei*n de los ond"tores del ir"ito de este ond"tor p"ede ser las sales $a! &"e tener presente los (en*menos de desn"do# pero si es aislado# el aislamiento debe ser de orrosi*n &"e p"eden presentar la s"per(iie del olor 'erde normal. eletrodo# siendo da:ino ! ostoso# res"ltado perj"diial el $e$o de bajar la resistenia. Por medio de "n one)i*n a tierra independiente. Los e&"ipos montados sobre estr"t"ras met+lias olar en "na /anja larga alrededor del eletrodo# onetadas a tierra# se onsideraran a tierra siempre &"e disreta antidad de sales minerales. El ag"a de ll"'ia la estr"t"ra sea estritamente ontin"a. Los e &"ipos dis"el'e pa"latinamente estas sales# lle'+ndolas $aia la port+tiles o e&"ipos dom,stios en$"(ables ser+n pro("ndidad# lo &"e pro'oa "n mejoramiento de la onetados a tierra a tra',s de los en$"(es ma$os de resistenia del eletrodo# por tiempo m+s o menos largo. tres la'ijas# de los "ales "no ara ontato on el La d"rai*n de ,ste sistema son e'identemente m+s terminal de tierra de los en$"(es $embras. -e p"ede largos &"e el m,todo anterior# presentando tambi,n "tili/ar el ond"tor de tierra de ser'iio para onetar el peligro de orrosi*n. Rodear el dispersor de arb*n bastidor# aja met+lia del e&"ipo de medida ! aja 'egetal trit"rado. Este m,todo se p"ede apliar on el met+lia de tableros ad!aentes a ,l. eletrodo de plan$a. -i bien mantienen los e(etos en el tiempo# presenta los mismos inon'enientes de orrosi*n.
MTODOS PARA REDUCIR LA RESISTENCIA DE TIERRA
C"ando la resisti'idad del terreno es m"! ele'ada# ! en donde los eletrodos no p"eden enterrarse pro("ndamente debido a roas se "tili/an di'ersos m,todos para mejorar las ondiiones. En general todos los m,todos tratan de rear "na mejor ond"ti'idad en las primeras apas o ilindros de tierra &"e rodean al eletrodo# en donde la s"per(iie ond"tora es pe&"e:a. El tratamiento tambi,n es bene(iioso al independi/ar el 'alor de resistenia obtenida de las 'ariaiones lim+tias. El arti"lo 6>85@F del CEN permite para los sistemas on "n eletrodo 3nio &"e onste de "na 'arilla# t"ber%a o plaa# &"e no tiene "na resistenia a tierra de 6> o$ms o menos# &"e se omplemente on eletrodos adiionales separados por lo menos "na distania de 1#@ m entre s%. En la pr+tia# "ando en"entra &"e la resistenia de s" eletrodo a tierra no es s"(iientemente baja# Los m,todos m+s om"nes para mejorarla sonB a2 b2 2 d2 e2
Usando "na 'arilla de ma!or di+metro. Usando eletrodos m+s largas Coloando dos# tres o m+s eletrodos en paralelo Eletrodos pro("ndos Red"i*n de la resisti'idad del s"elo tratando &"%miamente el terreno. (2 Agregado de sales simples. g2 Agregado de o&"e. $2 Aporte de sales gel. i2 In!ei*n de bentonita. j2 In!ei*n de resinas sint,tias. La neesidad de tratar el terreno# pre'iamente# donde se instalar+ "n eletrodo $a sido ! es toda'%a tema de
En res"men por el $e$o de bajar la resistenia del terreno# in"rrimos en el peligro de orrosi*n de los eletrodos por e(etos de testamento pre'ios del terreno. Tratamiento químico del suelo
El tratamiento &"%mio del s"elo es "n b"en modo para mejorar la resistenia a tierra "ando no se p"eden enterrar m+s pro("ndamente los eletrodos de tierra a a"sa de roa d"ra s"b!aente# por ejemplo.2 Material de tratamiento (olo(ado en zan:a (ir($lar
Pro@undidad apro6imada * pies
Ele(trodo de !$eta a tierra
PRO2NDIDAD MINIMA DE 0 PIES8,&) MTS9
9ig"ra 1F M=todo de trin(4era !ara la !re!ara(i)n del terreno Esta m+s all+ del objeti'o de este man"al reomendar los mejores &"%mios de tratamiento para todas las sit"aiones. Tiene &"e onsiderar el posible e(eto
orrosi'o en el eletrodo. El s"l(ato de magnesio# s"l(ato de obre# ! sal de roa ordinaria son materiales no orrosi'os ade"ados. El s"l(ato de magnesio es menos orrosi'o# pero la sal de roa es m+s barata ! $ae el trabajo si se aplia en "na /anja e)a'ada alrededor del eletrodo 'er (ig"ra 1F
-e $a delarado &"e $a! algo de orrosi*n de materiales (errosos ! de obre mientras la 0aronita est+ en (orma ligosa# pero tambi,n se $a s"gerido &"e (orma "na apa protetora delgada. C"ando el onreto $a (rag"ado# se die &"e la orrosi*n esa. Idealmente# en el p"nto de ingreso a la estr"t"ra 0aronita# el metal debe pintarse on bit"men o "na pint"ra bit"m+stia para pre'enir la El tratamiento &"%mio no es "n modo permanente de orrosi*n en ese p"nto. El al"minio# el aero gal'ani/ado mejorar s" resistenia a tierra. Los &"%mios son o on "na apa de esta:o# no deben instalarse en desla'ados grad"almente por la ll"'ia ! drenaje nat"ral a 0aronita. tra',s del s"elo. Dependiendo de la p orosidad ! la antidad de ll"'ia# el periodo de reempla/o 'ar%a. P"eden C"ando la 0aronita se me/la on onreto# s" pasar 'arios a:os antes &"e sea neesario otro resisti'idad p"ede bajar tanto omo a 8#1 o$m5metro. tratamiento. 0antiene s" $"medad a3n bajo ondiiones m"! seas# de modo &"e $a sido "sada en los limas m+s +lidos El tratamiento &"%mio tambi,n tiene la 'entaja de red"ir omo "na alternati'a a la Kentonita. la 'ariai*n estaional en la resistenia &"e res"lta del mojado peri*dio ! seado del s"elo. -in embargo# solo -" apliai*n se entra para enerrar eletrodos en debe onsiderar este m,todo "ando los eletrodos per(oraiones o espaios en el interior de roas. Tambi,n m3ltiples o pro("ndos no sean pr+tios. es probable &"e los espaios se llenen parialmente on otros materiales tales omo onreto para red"ir la 'ateriales aeptables de baja resistividad antidad de material patentado &"e se re&"iera. Como se menion* pre'iamente# la tierra tami/ada (ina o tierra de moldeo normalmente es "n material de relleno Normalmente se onsidera &"e la 0aronita tiene "na apropiado para rodear el eletrodo enterrado. Para resisti'idad de 6 o$m5metro. Tambi,n se "sa la 0aronita sit"aiones espeiales# $a! di'ersos materiales# omo los alg"nas 'ees para piso antiest+tio ! apantallamiento sig"ientesB eletromagn,tio.
;e"to"ita* Es "na arilla olor pardo# de (ormai*n nat"ral# &"e es le'emente aida# on "n p de 18#>. P"ede absorber asi ino 'ees s" peso de ag"a ! de este modo# e)pandirse $asta treinta 'ees s" 'ol"men seo. -" nombre &"%mio es montmorillonita s*dia. En terreno# p"ede absorber $"medad del s"elo ir"ndante ! ,sta es la prinipal ra/*n para "sarla# !a &"e esta propiedad a!"da a estabili/ar la impedania del eletrodo a lo largo del a:o. Tiene baja resisti'idad apro)imadamente > o$m 5 metro ! no es orrosi'a. Kajo ondiiones e)tremadamente seas# la me/la p"ede res&"ebrajarse o(reiendo as% poo ontato on el eletrodo. La Kentonita es de ar+ter ti)otr*pia ! por lo tanto se en"entra en (orma de gel en estado inerte. La Kentonita se "sa m+s a men"do omo material de relleno al enterrar barras pro("ndas. -e ompata (+ilmente ! se ad$iere ("ertemente. Marconita. Es esenialmente "n onreto ond"ti'o en
Yeso. Oasionalmente# el s"l(ato de alio !eso2 se "sa
omo material de relleno# !a sea solo o me/lado on Kentonita o on el s"elo nat"ral del +rea. Tiene baja sol"bilidad# por lo tanto no se desprende (+ilmente la'+ndolo ! tiene baja resisti'idad apro)imadamente >5 18 o$m5metro en "na sol"i*n sat"rada2. Es 'irt"almente ne"tro# on "n 'alor de p entre 7#6 ! 7#. -e presenta en la nat"rale/a en (orma nat"ral# de modo &"e s" "so generalmente no pro'oa di(i"ltades ambientales. -e aseg"ra &"e no a"sa orrosi*n on el obre# a"n&"e alg"nas 'ees el pe&"e:o ontenido de -O- $a a"sado preo"pai*n por s" impato en estr"t"ras de onreto ! ("ndaiones imientos2. Es relati'amente barato ! normalmente se me/la on el terreno para (ormar "n relleno alrededor del eletrodo de tierra. -e aseg"ra &"e a!"da a mantener "na resisti'idad relati'amente baja d"rante "n largo per%odo de tiempo# en +reas donde las sales e)istentes en la 'eindad se dis"el'an r+pido por mo'imiento de ag"a. -in embargo# el $e$o de &"e el material no se dis"el'a (+ilmente moderar+ los bene(iios obtenidos# !a &"e no penetrar+ di("ndi,ndose en la tierra. Esto signi(ia &"e el e(eto bene(iioso estar+ loali/ado digamos en "na +rea e)a'ada en torno a "n eletrodo enterrado.
el "al "n agregado arbon+eo reempla/a el agregado normal "sado en la me/la del onreto. Tiene alg"nas propiedades similares a la bentonita# es deir# pro'oa poa orrosi*n on iertos metales ! tiene baja resisti'idad. 9"e desarrollada omo "n proeso &"e se inii* en 176 "ando ingenieros de 0aroni des"brieron "n material &"e ond"%a por mo'imiento de eletrones m+s bien &"e de iones. Contiene "na (orma E#eto del tama.o del eletrodo* ristalina de arb*n ! el material global tiene bajo ontenido de s"l(ato ! lor"ro.
Efectos por e ar)o de eectrodo. Como se p"ede
sospe$ar# enterrando "n el,trodo largo m+s dentro de
la tierra# deree materialmente s" resistenia. En mientras &"e el peso el "al determina el preio es el general# doblar la longit"d de la 'arilla red"e la doble. Por esta ra/*n# normalmente solo onsidere resistenia apro)imadamente en "n F8. inrementar el di+metro de la 'arilla si tiene &"e enterarla en terrenos d"ros. La "r'a de la 9ig"ra.1> Efecto del largo del electrodo en la !.. resistencia a tierra, m"estra este e(eto por ejemplo# a i A c 0. n obser'e &"e "na jabalina enterrada dos pies tiene "na e t B s i resistenia de @@ o$ms# mientras &"e la misma jabalina C s 1. e R enterrada el doble tiene "na resistenia de alrededor de ). >8 o$ms. ,&.. .&+. .&-+ !&.. !&,+ !&+. !&-+ Empleando la regla de red"i*n a F8# @@ ) 8.F > o$ms de red"i*n. Una 'arilla de F pies de pro("ndidad# por este al"lo tendr%a "na resistenia de @@J> * > o$ms ompar+ndose m"! eranamente a los 'alores de la "r'a. , !0. m 4 !1. O * a i ( n !). e t i !,. e R
Diametro de la barra coppereld
A 7 Ensa3os del Bureau o@ Standards B 7 Promedio de ensa3os nderriters Laboratories o@ C(ica$o C 7 Promedio de ensa3os nderriters Laboratories o@ Pittsbur$(
Fi9$ra 1? E#e(to del dimetro del ele(trodo en la reiten(ia a tierra
Por lo tanto la determinai*n del di+metro de la jabalina depende de la resistenia me+nia del terreno. Es importante &"e la jabalina tenga b"ena resistenia me+nia para lograr "n (+il $inado sin problemas de pandeo ! "na e(ia/ protei*n ontra la orrosi*n para tener "na gran d"rai*n.
!.. 0.
Las jabalinas tipo opper8 4g.?mmW ! "na gr"esa apa de obre. Como dato il"strati'o en la ma!or%a de los terrenos se p"eden $inar sin problemas jabalinas de 1?6` mts.# para terrenos m+s d"ros es aonsejable >?@ ?F dependiendo del mismo.
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Pro#$ndidad del ele(trodo *!ie,
so de electrodos m!ltiples. C"ando enterramos dos
eletrodos bien espaiados en la tierra# estos proporionan aminos paralelos. -on en e(eto# dos resistenias en paralelo. No obstante# la regla para dos resistenias en la paralelo no se aplia e)atamente esto Efectos por e diá%etro de eectrodo. Partiendo del signi(ia &"e la resistenia res"ltante no es la mitad de la mismo prinipio est"diado del e(eto del largo del resistenia de "n eletrodo indi'id"al# esto s"poniendo eletrodo# tambi,n podr%a pensarse &"e inrementando el &"e sean del mismo di+metro ! largo. di+metro del mismo dismin"!e la resistenia. En realidad lo $ae# pero en m"! poa medida si los omparamos. El Realmente# la red"i*n de dos eletrodos de ig"al a"mento del di+metro del eletrodo &"e es lo &"e resistenia es pr*)ima al F8. -i se emplean tres om3nmente se $ae# no dismin"!e proporionalmente la eletrodos la red"i*n es erana al 78# ! si se "tili/an resistenia el,tria del eletrodo. "atro ser+ alrededor del 77. Fi9$ra 1E#e(to del lar9o del ele(trodo en la reiten(ia a tierra
Prinipalmente es el s"elo &"e rodea la jabalina el &"e determina la resistenia. Los ensa!os en este tema $an demostrado &"e la di(erenia de resistenia obtenida entre las jabalinas disponibles omerialmente es despreiable. Para la misma pro("ndidad# doblar el di+metro de la barra opper
Como se p"ede apreiar en la
C"ando se emplean m3ltiples eletrodos# estos deben espaiarse m+s &"e la longit"d de s" inmersi*n. E)isten La -i)ura . Efecto del diámetro del electrodo en la resistencia a ra/ones te*rias para esto# pero solo neesita re(erirse a tierra m"estra esta relai*n. Por ejemplo# "na jabalina de las "r'as tales omo las de la 9ig"ra 1=. >?@ de p"lgada de di+metro tiene "na resistenia de 7. o$ms# si a"mentamos s" di+metro a 151?F p"lgada la Por ejemplo# si tiene dos eletrodos en paralelo ! "n resistenia dismin"!e solo a >.7 o$ms. Es deir "n 18 espaiamiento de 18 pies# la resistenia se dismin"!e Elaborado por I!" Gr#!or Ro$a%
CAPITULO 1 SECCION 1 -
apro)imadamente en "n F8. -i el espaiamiento se en "n l"gar des(a'orable# disponga l%neas retas inrementa al doble la red"i*n es apro)imadamente separadas entre s% "nos metros 18 pies2# &"e "bran el >8. +rea en "esti*n. a i ( n e t i e R
En la (ig"ra 1@ se p"ede obser'ar "na "adri"la on(ormada por (ilas identi(iadas por letras ma!3s"las A# K# C# D ! ol"mnas por min3s"las a# b# # d de "adrados on lados ig"ales# estos lados son de metros. Es reomendable $aer maras en el terreno on pint"ra o estaas.
16
?6 86
336
N$mero de ele(trodo
Conl"ida la "adri"la# entierre las "atro p"ntas o eletrodos del e&"ipo de medida separadas entre s% metros o en las maras pre'iamente dimensionadas# pero a "na pro("ndidad no ma!or de 1> m 7 p"lgadas2# a lo largo de la primera (ila o (ila A en los p"ntos a5b55d de las ol"mnas respeti'amente# omo se m"estra en la (ig"ra 1@. 0ida la resistenia R entre las estaas b ! # "sando el m,todo desrito para resisti'idad del terreno. E'$i!o !ara medi(ion de la reiten(ia de tierra
Cone"ion GEDI;ELD
Ele(trodo de !$eta a tierra e"itente
Primer ele(trodo de !$eta a tierra adi(ionado
Se9$ndo ele(trodo de !$eta a tierra adi(ionado
Ter(er ele(trodo de !$eta a tierra adi(ionado
a
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d
(
e
#
9
4
A
B
Re$ltado o
C
C!mo ele4ir el pu"to m%s oportu"o para e"terrar dispersoresF -e debe elegir los l"gares &"e presenten menor resisti'idad. El terreno ll"'ioso es el mejor# b"sando pre(erentemente apas de $"m"s pro("ndas# pre(erir /onas 'egetadas# las &"e mantienen m"! bien la $"medad. En terrenos ond"lados es pre(erible enterrar los dispersores en /onas de depresi*n. Pre(erir /onas de embalses de ag"as de ll"'ias o de desag_es# se p"eden rear desag_es arti(iiales $aia los l"gares donde se en"entran enterrados los dispersores. Un b"en eletrodo de tierra de baja resistenia depende de "n terreno de baja resisti'idad en "n p"nto en el &"e se p"edan enterar los eletrodos. E)isten dos maneras para seleionar el l"gar las "ales sonB 1. 6.
Enterrar 'arillas en 'arios l"gares a las pro("ndidades &"e se re&"ieran ! probar s" resistenia mientras se entierran. 0edir la resisti'idad del terreno antes de enterrar las 'arillas de tierra.
L"ego al"lar el n3mero ! la longit"d de las 'arillas
A
A
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A
A
A
A
A
A
A
A
A
9ig"ra 1@ re&"eridas. Para obtener "n eletrodo de baja resistenia
M=todo !ara determinar el me:or l$9ar de $n ele(trodo de tierra
El l"gar &"e d, la let"ra m+s baja en el probador de tierra 0EGGER es el m+s deseable. L"ego ambie las estaas a lo largo de la l%nea en "esti*n a los p"ntos b55d5e# 5d5e5( ! as% s"esi'amente omo se apreia en la (ig"ra 1@ ! pr"ebe $asta &"e se $a!a "bierto la (ila ompleta. En seg"ida# pase a la sig"iente (ila ! repita el proeso anterior $asta $aber "bierto el +rea seleionada. El l"gar &"e d, el 'alor m+s bajo para R tiene la resistenia espe%(ia menor para el terreno a la pro("ndidad seleionada de metros 18 pies2. Ese p"nto le dar+ el l"gar# m+s on'eniente deseado# para el mejor eletrodo de tierra. Para res"ltados a(etados por la resisti'idad promedio del terreno a "na pro("ndidad de 7 metros# repita el sondeo
on l%neas separas entre s% 7 metros 68 pies2 ! on estaas espaiadas entre s% 7 metros. Tales sondeos no lle'an m"$o tiempo ! se amorti/ar+n en el aseg"ramiento de "n b"en sistema de tierras.
el,tria# del terreno# el riesgo potenial para las personas ! los bienes. -e pro"rar+ "tili/ar las apas de tierra m+s ond"toras# $ai,ndose la oloai*n de eletrodos on e l ma!or "idado posible en "anto a la ompatai*n del terreno. ELECT&ODOS DE PUESTA A TIE&&A* -e deber+ tener presente la in(l"enia de las $eladas Los eletrodos de p"esta a tierra estar+n (ormados por para determinar la pro("ndidad de la instalai*n teniendo materiales met+lios en (orma de 'arillas# ables# $apas# esta "n m%nimo de 6> m de pro("ndidad. per(iles# &"e presenten "na ele'ada resistenia a la orrosi*n por s% mismos# o mediante "na protei*n P&OCEDI'IENTO )ENE&AL adiional. En este 3ltimo aso se tendr+ espeial "idado Como se $a estableido el proedimiento de +l"lo &"e de no da:ar el re"brimiento de protei*n d"rante el se realie debe ontener lo estableido en la G"%a IEEE5 $inado. -i se "tili/asen otros materiales $abr+ de @8 o e&"i'alente# por lo &"e en t,rminos generales j"sti(iarse s" empleo. Los eletrodos podr+n disponerse deber+ ontemplar omo m%nimo los sig"ientes pasosB de las sig"ientes (ormasB 1. In'estigai*n de las arater%stias de resisti'idad ! a2 cabalinas $inadas en el terreno# onstit"idas por $omogeneidad del s"elo. t"bos# barras " otros per(iles# &"e podr+n estar 6. Determinai*n# teniendo espeialmente en "enta la (ormados por elementos empalmables. in(ormai*n s"ministrada por el Distrib"idor a estos b2 arillas# barras o ables enterrados# disp"estos en e(etos# de las orrientes m+)imas de p"esta a tierra (orma radial# mallada# an"lar. ! del tiempo m+)imo orrespondiente de eliminai*n 2 Plaas o $apas enterradas. del de(eto de a"erdo al sistema de proteiones &"e pre'ea. DI'ENSIONES 'NI'AS DE LOS ELECT&ODOS DE . Dise:o preliminar de la instalai*n de tierra. PUESTA A TIE&&A* F. C+l"lo de la resistenia del sistema de tierra. >. C+l"lo de las tensiones de paso ! to&"e si 1. Las dimensiones de las jabalinas se aj"star+n a las orresponde en el e)terior de la instalai*n. espei(iaiones sig"ientesB 7. C+l"lo de las tensiones de paso ! de to&"e en el interior de la instalai*n. Las #arillas de cobre o acero recubierta de cobre& no =. Comprobar &"e las tensiones de paso ! to&"e ‰ ser?n de un di?metro in@erior a !) mm" al"ladas en > ! 7 son in(eriores a los 'alores Los tubos de cobre o acero recubiertos de cobre no ser?n ‰ m+)imos admisibles de a"erdo a los tiempos de un di?metro in@erior a *. mm ni de un espesor de pared determinados en 6. in@erior a * mm" @. In'estigai*n de las tensiones trans(eribles al e)terior Los per@iles de acero no ser?n de un espesor in@erior a + ‰ por t"ber%as# ra%les# 'allas# ond"tores de ne"tro# mm ni de una secciKn in@erior a *+. mm" blindajes de ables# ir"itos de se:ali/ai*n ! de "al&"ier p"nto potenialemente peligroso ! est"dio 6. Los ond"tores enterrados# sean de 'arilla# able o de las (ormas de eliminai*n o red"i*n. plan$"ela# deber+n ser de obre o de aero . Correi*n ! aj"ste del dise:o iniial $asta obtener el re"bierto de obre ! deber+n tener "na sei*n de(initi'o. m%nima de > mmW. El espesor m%nimo de las 18. Dimensionado de(initi'o de la instalai*n de tierra en plan$"elas ! el di+metro m%nimo de los alambres de ("ni*n de la intensidad &"e ir"la en el de(eto ! de los ables no ser+ in(erior a 6 mm en el aso de s" tiempo de d"rai*n. obre# ! mm en el aso de aero re"bierto de 11. Reali/ai*n de la memoria de +l"lo# planos ! obre. diagramas &"e deber+n &"edar ontenidas en la . Las plaas o $apas deber+n ser de obre o de aero 0emoria del Pro!eto. re"bierto de obre ! tendr+n "n espesor m%nimo de 6 mm. F. En el aso de s"elos en los &"e p"eda prod"irse "na orrosi*n parti"larmente importante# solo se admitir+ el "so de materiales de obre. >. Para el +l"lo de la sei*n de los eletrodos se remite a lo indiado en el ap%t"lo de L%neas de Tierra.
INSTALACIONES DE ELECT&ODOS En la elei*n del tipo de eletrodos# as% omo s" (orma de oloai*n ! de s" empla/amiento# se tendr+n presentes las arater%stias generales de la instalai*n
Soldad'ra #,o*-r+(&a -OLDADURA EMOTER0ICA
La temperat"ra de ignii*n es s"perior a F>8 C# para el pol'o de ignii*n ! de 88 C para el pol'o de soldad"ra. Uno de los prinipales problemas de los sistemas de Iniiada la ignii*n el proeso "lmina en "nos 8 p"esta a tierra# $a sido siempre el inremento de la seg"ndos. Tiempo s"(iiente para ompletar la reai*n resistenia de ontato por a"sa de empalmes &"%mia ! para &"e el material ("ndido se solidi(i&"e. de(et"osos &"e se dan entre ond"tores# ond"tores ! barras opper * 72# en "n 78 o m+s debido a las s"l(ataiones &"e se prod"e por el paso de La reai*n ontraria a la e)ot,rmia se le denomina orriente a tra',s de estos empalmes. endot,rmia. Para estos problemas de one)iones se $an in'estigado CONEMIONE- EMOTER0ICAdistintas sol"iones# siendo la m+s *ptima las soldad"ras e)ot,rmias on "n sin n3mero de 'entajas &"e 'eremos Las one)iones el,trias por soldado e)ot,rmio es "n mas adelante. proeso en el &"e se $ae "n empalme el,trio al 'erter "na aleai*n s3per alentada de obre ("ndido en el El primer "so onoido de la e)ot,rmia data de (inales interior de "n reinto en el "al se en"entran alojados de 1@88 en Alemania# en donde se "tili/o "na base de los ond"tores a ser "nidos. *)ido de $ierro me/lado on al"minio omo s" agente red"tor# &"e se "tili/aba para (abriar tro&"eles o Esta aleai*n de obre ("ndido# ontenida ! ontrolada repararlos. Posteriormente en los U-A ("e empleado para dentro de "n molde de gra(ito espeialmente dise:ado la reparai*n de moldes de (orja. para este (in# $ae &"e los ond"tores se ("ndan. Una 'e/ en(riados# los ond"tores se en"entran La primera apliai*n no (errosa onoida# ("e empalmados mediante "na soldad"ra de ("si*n. desarrollada en 1@ por el Dr. C$arles Cad4C' 1 A2 0 1 CALOR 5/6.78C9 / / . reai*n &"%mia &"e desprende alor a medida &"e se lle'a a abo la reai*n. Esta reai*n genera "na e)esi'a antidad de alor# por nat"rale/a los metales ("ndidos generalmente alan/an UE E- UNA REACCION EMOTER0ICAV temperat"ras de apro)imadamente 6688 HC. Es "na reai*n &"%mia en la "al la energ%a es liberada. "RE#ER$E% Estos materiales no son e)plosi'os. El pre(ijo e/o signi(ia salida ! t0r!ico signi(ia alor o energ%a. Por lo tanto# se denomina reai*n e)ot,rmia a ENTAcA- DE LA -OLDADURA EMOTER0ICA "al&"ier reai*n &"%mia en la "al se desprende alor. -e da prinipalmente en las reaiones de o)idai*n. C"ando se reali/an one)iones el,trias mediante soldad"ra e)ot,rmia ! son e(et"adas debidamente# Las reaiones e)ot,rmias# en relai*n a los metales# presentar+n propiedades el,trias m"! similares a las son la red"i*n de "n metal " *)ido met+lio por otro metal m+s reati'o# por lo general el al"minio. Los one)iones soldadas.
materiales &"e omponen los prod"tos de soldad"ras e Debido a &"e este proeso es "na soldad"ra mole"lar ignii*n son me/las de di'ersas gran"l*memas. "!o material "tili/ado tiene el mismo p"nto de ("si*n del Desp",s de la ignii*n se prod"e "na reai*n obre ! "ando la soldad"ra esta terminada s" sei*n e)ot,rmia &"e res"ltan en metales ("ndidos on trans'ersal es dos 'ees ma!or &"e la de los ond"tores temperat"ras &"e alan/an sobre los 6688 C ! en &"e est+n siendo empalmados# esto nos o(ree grandes 'entajas tanto eon*mias as% omo t,nias. onse"enia la liberai*n de $"mo loali/ado. Elaborado por I!" Gr#!or Ro$a%
CAPITULO 1 SECCION + - 1
ENTAcA- ECONO0ICA1. 6. . F. >. 7. =. @. .
Kajos ostos en los materiales re&"eridos para "na one)i*n e)ot,rmia en omparai*n on otros medios de one)i*n. La reai*n es reali/ada dentro de "n molde de gra(ito# &"e generalmente permite la reali/ai*n de m+s de >8 one)iones. Las one)iones e)ot,rmias proporionan ma!or seg"ridad por lo tanto menos s"per'isi*n. No re&"ieren de mantenimiento asoiado al bajo osto del material "tili/ado. El material "tili/ado para la reali/ai*n de la one)i*n tiene "na d"rabilidad ig"al o ma!or a los otros materiales onetados. Las one)iones son permanentes debido a &"e son soldadas alan/ando &"e no se deterioren on el tiempo -e re&"iere "n entrenamiento m%nimo para $aer "na one)i*n# lo &"e e'ita mano de obra espeiali/ada. Las $erramientas ! materiales para e(et"ar la one)i*n es ligera ! port+til. La alidad de las one)iones se p"ede re'isar por simple inspei*n 'is"al# sin re&"erir de ning3n instr"mento.
ENTAcA- TECNICA-
s"per(iie es in(erior a a&"ella apliada on otros m,todos de soldad"ra. %Este as"ecto es i!"ortante, en cone/iones de conductores aislados o tubos de "ared -ina&'
DE-ENTAcA- DE LA CONEMION EMOTR0ICA En la ma!or%a de los asos# el osto asoiado de las one)iones e)ot,rmias es ma!or &"e otros medios similares de one)i*n debido a lo largo del proeso# a los di'ersos re&"erimientos moldes ! a la potenial parali/ai*n oasionada por lo impredeible del lima o por las ondiiones de $"medad imperantes en el +rea de trabajo. Otras des'entajas se relaionan a las $erramientas re&"eridas para ompletar "n soldado e)ot,rmio. No obstante# todos los m,todos para e(et"ar one)iones el,trias re&"ieren de $erramientas espe%(ias ! s"s orrespondientes aesorios# as% omo el "mplimiento de ondiiones propias para poder real/ar "na one)i*n ade"ada. Es la on(iabilidad de la one)i*n lo &"e se debe medir en "na relai*n de osto bene(iio. Entre las des'entajas &"e presenta este m,todo se en"entranB
1. Las ondiiones lim+tias iniden diretamente en la 1. Las one)iones e)ot,rmias poseen 1a!"acidad2 reali/ai*n del proeso ! p"eden posponer el trabajo apaidad de ond"i*n de orriente2 ma!or o ig"al en sitio d"rante d%as. a los ond"tores &"e la integran. 6. El alor e)esi'o generado d"rante la reai*n 6. La apaidad de orriente de la one)i*n es re&"iere de s"per'isi*n debido a los riesgos in$erentes de seg"ridad para el personal. e&"i'alente a la del able o ond"tor. . Las one)iones no son da:adas "ando se prod"en . -e re&"iere de aditamento de seg"ridad para los operarios# tales omoB lentes de seg"ridad g"antes " altas irr"piones o pios de orriente. %Pruebas otros aesorios de protei*n. reali#adas de!ostraron +ue corrientes elevadas F. Los materiales deben almaenarse en l"gares seos# co!o las de cortocircuito -undieron el conductor 3 no !a &"e est+n s"jetos a da:os por $"medad o por la cone/ión e/ot0r!ica& alor. F. Las one)iones no se des$aen ni s"(ren orrosi*n en la parte de la soldad"ra# independientemente del >. -e re&"ieren $oras $ombres adiionales para la preparai*n pre'ia a "na one)i*n# esto se debe a la ambiente en &"e se destinan. neesidad de limpie/a# prealentamiento de moldes# >. La one)i*n no se p"ede a(lojar o desaj"star debido et. a &"e es "na "ni*n mole"lar permanente. 7. Como la one)i*n e)ot,rmia se trans(orma en "na 7. Debido al reoido del ond"tor# las one)iones e)ot,rmias no se p"eden "sar en apliaiones bajo parte integrante del ond"tor# esto e'ita &"e se trai*n. presentan problemas por ins"(iienia de s"per(iie de ontato o p"ntos de onentrai*n de presiones. =. El alor intenso generado d"rante el proeso p"ede da:ar el aislamiento del ond"tor "ando este esta =. Las one)iones son permanentes debido a &"e son presente. soldadas alan/ando &"e no se deterioren on el @. Una instalai*n t%pia on soldad"ra e)ot,rmia tarda tiempo. m+s tiempo on respeto a otros m,todos. @. Las one)iones e)ot,rmias no son a(etadas por la orrosi*n de la misma (orma &"e el obre. . No se re&"iere de "na ("ente de energ%a e)terna o APLICACIONE- DE LA -OLDADURA EMOTER0ICA generai*n de alor para (orjar la one)i*n. 18. Las soldad"ras e)ot,rmias se p"eden "tili/ar para La soldad"ra e)ot,rmia tiene gran 'ariedad de "sos ; empalmar materiales de obre# aleaiones de obre# apliaiones tanto en el +rea el,tria as% omo en otras aero re'estido on obre# aero de di(erentas ati'idades. En el +rea el,tria s" prinipal apliai*n esta en la interone)i*n de ond"tores ! se ir"nsribe aleaiones inl"!endo el ino)idable entre otros. 11. Como la reai*n se ons"me en poos seg"ndos# la a las one)iones entreB antidad de alor apliada a los ond"tores o
‰
Cable a able Entre los m,todos alternati'os e)istentes para reali/ar ‰ Cable a barra opper
‰
Otras CO0PARACION ENTRE -I-TE0A- DE CONEMION C"ando omparamos los sistemas e)istentes para reali/ar one)iones el,trias debemos reali/ar el an+lisis desde "n p"nto de 'ista t,nio# es importante destaar &"e el sistema de soldad"ra e)ot,rmia s"rge omo neesidad de mejorar los distintos tipos de one)iones e)istentes# omo !a $emos tratado la soldad"ra e)ot,rmia prod"e "na "ni*n o one)i*n# de rendimiento s"perior a la de los onetores me+nios a presi*n ! ontato# one)iones de s"per(iie a s"per(iie# o a las one)iones mediante abra/aderas.
1. 6. . F. >.
0,todo por abra/aderas Conetores atornillados Conetores s"jetos on pernos Conetores s"jetos por engare Conetores a ompresi*n
Estos m,todos nos permiten e(et"ar one)iones a s"per(iies met+lias planas o ir"lares# entre ond"tores o entre ond"tores ! barras# de a"erdo a la neesidad.
En todos los m,todos anteriormente en"niados el operador debe in(ringir "n determinado tor&"e o apriete a los tornillos o pernos para reali/ar el aj"ste pertinente# no obstante# de la preisi*n de este aj"ste depende la alidad de la one)i*n# si el operador no reali/a el trabajo on la $erramienta ade"ada la one)i*n dar+ problemas a ("t"ro. El tama:o de "n ond"tor para "n sistema de p"esta a tierra se basa en la magnit"d ! d"rai*n m+)ima de la orriente de (alla disponible ! por s"p"esto del m,todo de one)i*n &"e se "tilie. En la normati'a Linea!ientos "ara la se)uridad en la to!a a tierra de corriente alterna en subestaciones de la IEEE -td @851@@# se "tili/a "na (*rm"la de ("si*n omo base para la selei*n del tama:o m%nimo del onetor# para e'itar s" ("si*n derretimiento2 "ando se $agan presentes las (allas. Esta (*rm"la se p"ede simpli(iar $asta e)presarla omo sig"eB A 5 ) I# ? En dondeB A Tama:o del ond"tor en mils ir"lares Constante I Corriente de (alla R0- en amperes - Tiempo de (alla en seg"ndos.
Tomando omo base "na temperat"ra ambiente est+ndar de F8HC.
TABLA ALORES DE LA CONSTANTE TEMP m"ima
COBRE SD
Alea(i)n de (o
Alea(i)n de (o
!.0*C )+.C *+.C ,+.C
-&.! /&!0 !.&!. !!&1+
!.&)1 !*&-) !+&!* !-&)-
!,&.) !+&0!-&)1 ,.&!-
0ateriales ! e&"ipos para p"esta a tierra 0OLDE- PARA -OLDADURA- EMOTER0ICALa reai*n e)ot,rmia de obre# se lle'a a abo en "n molde espeialmente dise:ado ! (abriado en gra(ito de alta alidad# en la (ig"ra se p"eden obser'ar las partes &"e on(orman este molde. Tapa
De la normati'a -td @851@7 de la IEEE# $emos tomado las temperat"ras listadas para ada material &"e apareen en la tabla anterior# las mismas se espei(ian para ser "tili/adas en las distintas alternati'as de one)ionesB
Pol#o e6otermico Disco metalico Conducto o tobera Guia
TABLA ALORES DE TEMPERATURA Conectores a presiKn Conectores por abra'aderas Cone6iones soldadas e6ot%rmicamente
Camara de soldadura
,+. a *+.CH )+.C !.0*C
Conductor
H Sal#o a4uellas 4ue (an sido probadas 3 aprobadas se$n los re4uisitos IEEE Std 0*-7!/0/"
TABLA DE TAMANOS RELATIOS DEL CONDUCTOR Cone"ione Cone"ione Cone"ione a !rei)n (ond$(tor (on oldad$ra (on Tem!erat$ra Tem!erat$ra e"ot=rmi(a a
H316
H816
H??6
El molde esta omp"esto por las sig"ientes partesB ‰ ‰
Plaa de arater%stias e identi(iai*n (abriante Tapa del
molde
Crisol o +mara de reai*n para almaenar los materiales &"e reaionan. Cond"to o tobera de olada &"e oneta el risol ‰ Para omprender lo antes e)p"esto obser'emos el o +mara de reai*n on la a'idad de soldado. sig"iente ejemploB Ca'idad de soldado o +mara de soldad"ra donde ‰ se -"pongamos &"e re&"erimos "n ond"tor &"e p"eda alojaran los ond"tores o materiales a soldar. soportar 6> amp d"rante 6 seg"ndos de (alla# para este ‰ Ori(iios para la oloai*n de los aliates ejemplo en la tabla a ontin"aron oloaremos los de manip"lai*n del molde. res"ltados al"lados ! el alibre omerial. El molde esta planteado para permite "n libre (l"jo del Es importante destaar &"e el alibre omerial es el metal ("ndido a todas las seiones del risol. De ig"al tama:o del able &"e al (inal instalaremos. (orma el risol esta dise:ado para permitir "na remoi*n senilla del molde de la "ni*n terminada para inrementar s" 'ida 3til. Esta 'ida 3til del molde tiene "n promedio de EEMPLO DE APLCACION "nas >8 operaiones dependiendo de los "idados ! el mantenimiento &"e reiba. TIPO DE CONE0IJN Cali
normal
normal
A presiKn 8 temperatura *+.C9
normal
).0
normal
)..
‰
En m"$as oasiones# el operador "tili/a ond"tores o
ables reilados de obre on alto grado de o)idai*n o imp"re/as para s"s sistemas de p"esta a tierra. Debido a
la o)idai*n tan a'an/ada# en la ma!or%a de los asos no es posible lle'ar a abo "na b"ena limpie/a. Por lo &"e el "so de los moldes normales bajo estas ir"nstanias nos dar%a res"ltados no m"! satis(atorios. Para estos asos# se reomienda el "so de moldes para ser'iio pesado o r"do# los "ales "tili/an "n art"$o de soldad"ra met+lia on ma!or ontenido &"e el empleado en el molde normal para "na misma apliai*n.
generalmente "na longit"d de .8> metros ! "n di+metro de 17 mil%metros. Esta 'arilla se debe enterrar en (orma 'ertial ! a "na pro("ndidad de por lo menos 6.F metros# esto por norma. Tambi,n por norma se aepta &"e la 'arilla 'a!a enterrada en (orma $ori/ontal# siempre ! "ando sea en "na /anja de m%nimo @8m de pro("ndidad# pero no es m"! reomendable. La barra opper?@ ! 6.Fm de longit"d. destinados al ingreso de los ond"tores o ables. Estos p"eden ser s"ministrados en todos los moldes para 6 !.. ables de =8 mm ! ma!ores. KARRA- DE ACERO RECUKIERTA- DE COKRE Los primeros sistemas de p"esta a tierra se reali/aron on barras de obre p"ro# sin embargo# presentaban inon'enientes al momento de la'ar o &"erer enterrar las 'arillas# !a &"e el obre al no tener "na s"(iiente resistenia me+nia# se de(ormaba# sin lograr la penetrai*n re&"erida en el s"elo. Para sol'entar esta sit"ai*n la mara oopper
N E A I C N E T S I S E R
0.
1.
* metros de separacion entre barras
+.
).
.
!
,
*
)
BARRAS COPPERELD
Var(a&() d# la r#%(%*#&(a d#l %'#lo &o #l +#ro d# barra%
En la (ig"ra anterior se p"ede apreiar los 'alores de resistenia de "n s"elo en ("ni*n de la antidad de barras enterradas.
Pao 2
Antes de reali'ar la primera soldadura& es imprescindible precalentar el molde con una llama durante unos minutos" De esta @orma& se eliminar? cual4uier (umedad e6istente en el molde 3 se e#itaran las soldaduras porosas"
Pao 3
Abrir el molde separando los man$os del alicate" Para la colocaciKn de los cables" Barras u otros elementos a soldar dentro del molde& si$an el instructi#o de cada caso 3o consulte al personal t%cnico de GEDISA"
Pao 8
Cerrar el alicate del molde 3 blo4uearlo en dic(a posiciKn para e#itar @u$as de metal @undido durante el proceso de soldadura" Colocar el disco met?lico adecuado con la parte cKnica (acia abao en el @ondo de la tol#a de @orma 4ue pueda obturar el ori@icio de colada"
Pao -
Abrir el cartuc(o recomendado para el tipo de cone6iKn a reali'ar 3 #aciar el contenido de pol#o para soldadura en el crisol o c?mara de reacciKn del molde"
Pao ?
Cerrar la tapa del molde" Accionar el @Ks@oro i$ntor e introducirlo a la c?mara de reacciKn del molde"
Otra pr+tia "tili/ada para mejorar la resistenia &"e presenta el s"elo es tratar on'enientemente el mismo# no on los m,todos tradiionales &"e onsiste en agregar sal ! arb*n# !a &"e on esto se (orman (+ilmente s"l(ato de obre ! la barra opper o$mios. PROCE-O DE UNA -OLDADURA EMOTER0ICA El proeso de one)iones e)ot,rmias se arateri/a por s" simpliidad ! e(iaia# siendo reomendado para la soldad"ra de obre# obre aero ! aero aero. No re&"iere ("ente e)terna de energ%a# !a &"e "tili/a altas temperat"ras res"ltantes de la reai*n &"%mia de los materiales "tili/ados. Es ideal para "tili/ar en le ampo por&"e adem+s de ser "n e&"ipo li'iano ! port+til garanti/a "na one)i*n per(eta# r+pida# permanente e)imiendo man"teni*n ! mano de obra espeiali/ada. La reai*n se lle'a a abo en el risol o +mara de reai*n en donde estar+n almaenados los materiales &"e reaionan# separada del ond"to o tobera por medio de "n diso de metal &"e se derrite ! permite &"e el metal de soldad"ra ("ndido orra $aia abajo# pasando a tra',s del ond"to o tobera $aia la a'idad de soldado o +mara de soldad"ra# donde se en"entran alojados los ond"tores o materiales a soldar. El metal de soldad"ra derretido ("nde los e)tremos de los ond"tores o materiales a soldar ! se solidi(ia r+pidamente# reando la one)i*n soldada. A ontin"ai*n se presenta la se"enia o pasos a seg"ir para lograr "n b"en empalme entre ond"tores el,trios. Pao 1
Si el cable dispone de aislamiento& eliminarlo en una lon$itud de !+ cm" tili'ando la (erramienta apropiada& cepillar las partes met?licas a soldar para eliminar todo resto de K6ido o suciedad
Esperar unos momentos mientras se desarrolla la reacciKn pro#ocada por la reducciKn del K6ido de cobre por el aluminio"
Pao @
Esperar unos minutos antes de proceder a abrir el molde" Abrir completamente para poder e6traer la soldadura" Durante esta operaciKn ten$a un especial cuidado en no da5ar el molde de $ra@ito"
Para eliminar a $"medad &"e p"diera estar presente en los ond"tores se deber+ sear mediante "na llama &"e p"eda ser reg"lada emanada de "n e&"ipo ade"ado para este (in. Para eliminar los restos de barro o pol'o epillar los ond"tores sig"iendo la l%nea de s"s $ilos teniendo "idado de no desentor$arlos. 0"$as 'ees nos enontramos ables tratados on aeite o grasa en s" proeso de instalai*n o por "al&"ier otra ra/*n# en este aso se deber+n limpiar on "n desengrasante pre(erentemente "n disol'ente &"e se&"e r+pidamente ! sin dejar resid"os. En asos e)tremos alentar el able on "na llama $asta eliminar totalmente la grasa o aeite. C"ando se emplea ables reilados o $a!an estado e)p"estos a la intemperie generalmente presentan o)idai*n o rasgos de la misma. En estos asos los ables se deben p"lir on "n epillo met+lio $asta eliminar "al&"ier 'estigio de o)ido.
Pao 8
Elimine la escoria de la tol#a& del ori@icio de colada 3 la tapa del molde con el rascador de moldes" Limpiar los restos de suciedad de la c?mara de soldadura con una broc(a" Si el molde se mantiene toda#>a caliente& puede (acer una nue#a soldadura sin precalentarlo"
Una de las a"sas del deterioro de los moldes de ga(ito lo generan los ables mal ortados o on de(ormaiones en s" geometr%a# debido a &"e impedir+n el ierre orreto del molde# pro'oando ("gas de metal ("ndido ! el es("er/o para el ierre se onentra solo en /onas del molde &"e tienden a perder s" on(ig"rai*n. PREPARACION DEL 0OLDE DE GRA9ITO La $"medad en el molde pro'oar+ "na soldad"ra porosa por tanto deber+ estar ompletamente seo en el momento de reali/ar "al&"ier soldad"ra.
Antes de reali/ar la primera soldad"ra# se alentar+ el molde $asta &"e s" temperat"ra no p"eda soportarse al tato# Para eliminar a $"medad &"e p"diera estar presente en el molde se deber+ sear mediante "na llama &"e p"eda ser reg"lada emanada de "n e&"ipo ade"ado para este (in o &"emando "n art"$o# en este "ltimo# se Preparai*n de los materiales ! e&"ipos para deber+ reali/ar on "idado de no da:ar la tena/a o aliate &"e se emplea ara s" ierre. "na soldad"ra e)ot,rmia PREPARACION DE CONDUCTORE- O CAKLE-
-e debe tener prea"i*n en la eje"i*n del proeso para no enender materiales in(lamables &"e p"edan estar eranos al +rea. De ig"al (orma# los moldes $3medos p"eden prod"ir "na reai*n e)plosi'a debido a la r+pida 'apori/ai*n de la $"medad. El e)esi'o alor en los moldes tambi,n los e)pone a da:os por ("ego.
A pesar de &"e todos los elementos &"e integran "na one)i*n el,tria son importantes# los ond"tores o ables re'isten "n espeial "idado# para onseg"ir "na per(eta soldad"ra el able o ond"tor deber+ estar per(etamente limpio# seo ! on(ormado. Con(ormado se re(iere a s" (orma geom,tria ir"lar# &"e no este Para las soldad"ras s"esi'as# el alor desarrollado entre ada apliai*n mantendr+ el molde a la temperat"ra de(ormado. orreta# si el inter'alo entre ellas ("ese prolongado ! Un able $3medo# re"bierto de barro# pol'o o on pro'oase el desenso la temperat"ra# deber+ reiniiarse 'estigios de s"iedad pro'oar+ "na soldad"ra porosa ! el proeso prealentando el molde. Esto sobre todo en /onas de alta $"medad. pro!eiones de metal ("ndido ("era del molde.