RESISTIVIDAD12

DISEÑO DE PUESTA A TIERRA A.- PRESENTACION 1.- ESTACION: 2.- UBICACIÓN:

EBC PEDREGAL_2 DISTRITO DE MAJES PROVINCIA, CAYLLOMA DEPARTAMENTO, AREQUIPA 3.- COORDENADAS: S: 16,331358° ; W: 72,185367° 4.- TIPO y COLOR DE TERRENO: ALUVIONICO / GRIS 5.- METODO APLICADO: WENNER 6.-EQUIPO EMPLEADO: INSTRUMENTO Modelo: TELARINS EARTH-TEST; Serie: 100190035 7.- FECHA DE EJECUCION DE LAS MEDICIONES:

10-03-2012

CADEXE INGS. | Jr. Líneas de Nazca Mz. D'2 Lt.3 Urb. Portada del Sol - La Molina - Lima 12 Teléfono: 7748 573 - 1 -

B. DISEÑO Y CONSTRUCCION 1.0 DATOS DE CAMPO

CUADRO 1 ESPACIAMIENTO (a)

RESISTENCIA 1ERA MEDICIÓN

0,50

1,24

1,00

1,27

1,50

1,28

2,00

1,43

2,50

2,03

3,00

4,53

3,50

5,54

4,50

5,07


La resistividad aparente ( ρa) viene dada por la siguiente expresión

Donde: = ρa a = b = R =

Resistividad promedio a la profundidad “a” en Ω-m Distancia entre electrodos en metros Profundidad de enterrado de electrodos en metros Lectura del telurómetro en Ω

CALCULO DE LA RESISTIVIDAD APARENTE ( ρa) Método WENNER

(m) a

RESISTIVIDAD ( Ω-m) Promedio (ρa)

0.5

4.77

1.0

8.51

1.5

12.43

2.0

18.28

2.5

32.24

3.0

86.05

3.5

122.52

4.5

143.84

ρ1 0,0

3,25

ANALISIS DE CAPAS CADEXE INGS. | Jr. Líneas de Nazca Mz. D'2 Lt.3 Urb. Portada del Sol - La Molina - Lima 12 Teléfono: 7748 573 - 3 -

La Ecuación de Tagg para Resistividad de Suelos de dos capas expresa que: Como ρ0= 3,25 Ω-m, y dado el carácter descendente de la curva, asumimos para a=0 ρap

=

3,00 Ω-m;

ρ0/ ρap > 1

Conociendo los valores ρ0/ ρap para las distancias: a = 0,50 m y a = 1,00 m. Las siguientes evaluaciones consignan los siguientes valores de “h” (metros) teniendo en cuenta la profundidad de enterramiento de los electrodos del telurómetro en 0,20 m: Primera Evaluación (a= 0,5 m) k

H/a

Esc

H/A

h(m)

0,1

0,000000

0,111111

0,000000

0,000000

0,2

0,000000

0,111111

0,000000

0,000000

0,3

2,361059

0,111111

0,262340

0,131170

0,4

3,770512

0,111111

0,418946

0,209473

0,5

4,800529

0,111111

0,533392

0,266696

0,6

5,650595

0,111111

0,627844

0,313922

0,7

6,394603

0,111111

0,710511

0,355256

0,8

7,070790

0,111111

0,785643

0,392822

0,9

7,702937

0,111111

0,855882

0,427941

1

8,307949

0,111111

0,923105

0,461553

Segunda Evaluación (a=1,0 m) k

H/a

Esc

H/A

h(m)

0,1

0,000000

0,111111

0,000000

0,000000

0,2

0,000000

0,111111

0,000000

0,000000

0,3

0,000000

0,111111

0,000000

0,000000

0,4

0,000000

0,111111

0,000000

0,000000

0,5

0,640524

0,111111

0,071169

0,071169

0,6

1,759419

0,111111

0,195491

0,195491

0,7

2,540199

0,111111

0,282244

0,282244

0,8

3,199462

0,111111

0,355496

0,355496

0,9

3,790826

0,111111

0,421203

0,421203

1

4,341137

0,111111

0,482349

0,482349


Del gráfico h-k, e interpolando datos se obtiene: k= 0,924 h1= 0,436 m 3,00 Ω-m ρ1= ρ2= 76,44 Ω-m Que corresponde a un suelo con 02 estratos de las siguientes características:

Como la altura h es alrededor de 0,436 metros que es menor a 0,25 m de la altura de la caja de registro, se asume una resistividad equivalente a la de estratificación: ρestrat = 24,03 Ω-m Tenemos un porcentaje de reducción por el uso de Thorgel y Bentonita del orden del 50%, resultando la resistividad de diseño como: = 12,02 Ω-m ρd


2. CÁLCULO DE LA RESISTENCIA DEL SPAT CÁLCULO DE LA RESISTENCIA DE UN ELECTRODO

Resistividad de diseño Longitud de la jabalina Radio de la Jabalina (3/4 ‘) Resistencia de un electrodo

ρd=

L= r= R=

12,02 Ω-m 2,40 m 0,00953 m 4,96 Ω

CÁLCULO DE RESISTENCIA DE ELECTRODOS EN PARALELO

N F Rr

Número de electrodos ó jabalinas Factor extraído de la Tabla precedente Resistencia de los electrodos en paralelo

02 1,16 2,88 Ω

CÁLCULO DE LA RESISTENCIA DE MALLA A TIERRA

(Resistividad de la primera capa ρ1 ) (luego se le aplica el porcentaje de reducción) W (Ancho de fleje de Cable 70mm - en m,) L (Longitud del fleje - mínimo - en m,) D (profundidad de enterramiento - en m,) ρ1 ρ

3,00 Ω-m 1,75 Ω-m 0,07 m 5,00 m 0,40 m


R

Resistencia de Malla a Tierra 9,11 Ω

CÁLCULO DE LA RESISTENCIA MUTUA

ρd

(Resistividad del Diseño) Ltot (Longitud Total ) L (Longitud del Electrodo) Rm Resistencia Mutua

12,02 5,00 2,40 1,09

Ω-m

m m Ω

RESISTENCIA TOTAL DEL S.P.A.T. (Rt) – Fórmula de Schwartz

R (Resistencia de la malla a tierra) Rr (Resistencia de Electrodos en paralelo) Rm (Resistencia mutua)

9,11 2,88 1,09

Ω Ω Ω

Rt (Resistencia Total del Sistema)

2,55

Ω

3.- PRODUCTOS QUÍMICOS A UTILIZAR: Thor-Gel más Bentonita Tanto en pozos como en zanjas de interconexión, aplicar 60 kg de Bentonita sódica por cada metro cúbico de tierra cernida. Thor-Gel Es un compuesto de naturaleza compleja formado al mezclar en el terreno sus 02 soluciones acuosas, el compuesto químico resultante tiene naturaleza coloidal, formando una malla tridimensional de iones positivos y negativos, que pueden cruzarlo en uno u otro sentido convirtiéndolo en excelente conductor eléctrico. Tiene una gran atracción por el agua, de modo que puede aprisionarla manteniendo un equilibrio con el agua superficial que la rodea; esto lo convierte en una especie de reservorio acuífero. Rellena los espacios intersticiales dentro del pozo, constituyendo una excelente conexión eléctrica entre el terreno (reemplazado) y el electrodo, asegurando una conductividad permanente. CADEXE INGS. | Jr. Líneas de Nazca Mz. D'2 Lt.3 Urb. Portada del Sol - La Molina - Lima 12 Teléfono: 7748 573 - 7 -

Thor-gel tiene el Ph ligeramente básico y no es corrosivo con el cobre, por lo que la vida media de la jabalina será de 20-25 años, manteniéndola de vez en cuando si la pérdida de humedad es mayúscula y si hay elevación de la resistencia eléctrica.

Especificaciones del THOR-GEL: El tratamiento consiste en incorporar al pozo los electrolitos que aglutinados bajo la forma de un Gel mejore la conductividad de la tierra y retenga la humedad en el pozo por un periodo prolongado de manera que se garantice una efectiva reducción de la resistencia eléctrica y una estabilidad que no se vea afectada por las variaciones del clima. La cantidad de dosis por metro cúbico de tierra del SPAT, varía de 1 a 3 dosis por m3 según sea la resistividad natural del terreno y la resistencia final deseada, un estudio de la resistividad del terreno asegura un resultado óptimo de reducción de resistencia, si este no esta a su alcance puede guiarse por la siguiente tabla. Naturaleza del terreno Terrenos cultivables y fértiles ó compactos y húmedos Terrenos cultivables poco fértiles terraplenes fofos Suelos rocosos fraccionados y compactos, pedregosos

Resistividad (Ω-m) 50-200 200-400 400 a más

Dosis THOR-GEL por m3 1 2 3

Especificaciones de la Bentonita: La bentonita a utilizar será Sódica, no aceptándose otro tipo como la bentonita cálcica y otros. La bentonita sódica es una montmorillonita (arcilla) que se encuentra en forma natural y que contiene un alto nivel de iones de sodio. Las bentonitas constituyen un grupo de sustancias minerales arcillosas que no tienen composición mineralógica definida y deben su nombre al hecho de haberse descubierto el primer yacimiento cerca de Fort Benton, en los estratos cretáceos de Wyoming en 1848. Aun cuando las distintas variedades de bentonitas difieren mucho entre sí en lo que respecta a sus propiedades respectivas. Influencia de la Humedad del terreno La resistividad del suelo sufre alteraciones con la humedad. Esta variación ocurre en virtud de la activación de cargas eléctricas predominantemente iónicas por acción de la humedad, un porcentaje mayor de humedad hace que las sales presentes en el suelo o adicionadas a propósito se disuelvan formando un medio electrolítico favorable al paso de la corriente iónica. Así mismo un suelo específico con concentración diferente de humedad presenta una gran variación de su resistividad, siendo por lo tanto muy susceptible de los cambios estacionales. Basados en esta teoría el presente estudio contempla reforzar el sistema propuesto usando Bentonita Sódica en proporciones indicadas en los procedimientos constructivos de los pozos y zanjas. 4.- PROCEDIMIENTO DE CONSTRUCCION DE POZOS: -Después de haber realizado la excavación de los pozos a 3,00 metros de profundidad y 0,80 metros de diámetro, proceder a humedecer las paredes y el fondo para reactivar las sales naturales. -Cernir o tamizar la tierra de cultivo en malla cocada ½”, mezclar con bentonita sódica 60kg (dos sacos de 30kg) por cada metro cúbico de tierra . En el pozo vaciar CADEXE INGS. | Jr. Líneas de Nazca Mz. D'2 Lt.3 Urb. Portada del Sol - La Molina - Lima 12 Teléfono: 7748 573 - 8 -

la tierra de cultivo mezclada formando una capa base de 0.30 metros de espesor apisonar, colocar al centro del mismo el electrodo de cobre de ø ¾” (19mm) x 2,40m de longitud.

- Por el exterior del electrodo aplicar la misma tierra mezclada con bentonita compactando en capas de 0,80 metros. Proceda con la primera dosis de Thorgel: disuelva el contenido de la bolsa crema en no menos de 20 litros de de agua y viértala en la concavidad del pozo, espere su total absorción; disuelva el contenido de la bolsa azul en no menos de 20 litros de agua y proceda de la misma forma. Cubra 0,80 metros con tierra de cultivo mezclada, cernida y apisone. Proceda con el segundo tratamiento de Thorgel, cubra nuevamente 0,80 metros con tierra de cultivo mezclada, cernida y apisone hasta llegar a 0,25m de la superficie del suelo (altura de la caja de registro).

5.- PROCEDIMIENTO DE CONSTRUCCION DE ZANJA: - En la zanja de interconexión de 0,4m de ancho por 0,6m de profundidad, humedecer tanto las paredes como el fondo con abundante cantidad de agua, colocar una capa de 0,10 metros de tierra de cultivo mezclada con bentonita sódica en proporción 60kg (dos sacos de 30kg) por metro cúbico de tierra; sobre ésta conformar otra capa de 0,10 metros de tierra mezclada y tamizada llegando a tender el fleje de cobre a 0,40 metros, profundidad donde se enterrará el fleje de cobre. -Proceder con la primera dosis de Thorgel (bolsas crema y azul diluidas en agua) una vez absorbido el gel coloidal, proceder con apisonar una capa de 0,20 metros de tierra de cultivo tamizada en malla de 1/2", (aquí estamos a 0,20 metros de profundidad); proceder con la aplicación de la segunda dosis de Thorgel: Disuelva el contenido de la bolsa crema en no menos de 20 litros de de agua y viértala en la concavidad del pozo o la zanja, espere su total absorción; disuelva el contenido de la bolsa azul en no menos de 20 litros de agua y proceda de la misma forma. Compacte finalmente una última capa de 0,20 metros con tierra tamizada y mezclada de cultivo hasta llegar al nivel de la superficie del suelo.


6.- CONCLUSIONES Las especificaciones técnicas sobre el cual el diseño esta sustentado basados en las normas NEC, Artículo 250- G y los acápites correspondientes. El diseño constará de la puesta a tierra con 02 electrodos de cobre en forma vertical, para asegurar la resistencia requerida será interconectado con una malla de 5,00 metros de fleje de cobre 70x3mm. El sistema no excede de los 5 Ohmios, cada electrodo de cobre tiene Ø ¾” (19 mm) y 2,40 m de longitud total. C.- RESUMEN DE LOS CALCULOS REALIZADOS Resistencia del sistema Resistividad primera capa Porcentaje de reducción Profundidad de la malla a instalar Diámetro del electrodo a utilizar Dimensiones del conductor Longitud total de la malla No. de pozos c/jabalina y cajas de registro No. de cajas de registro adicionales Dosis de bentonita en pozo Dosis de bentonita en zanja Dosis de Thorgel en pozo Dosis de Thorgel en zanja

2,55 Ω 3,00 Ω-m 50,00 % 0,4 m 3/4 pulgada 70 x 03 mm (fleje desnudo) 5,00 m 02 pozos Verticales 0 60 kg x m3 60 kg x m3 02 dosis 02 dosis

D.- DISPOSICION DE LOS POZOS EN LA E.B.C.


E.- CERTIFICADO DE CALIBRACION DEL TELUROMETRO



RESISTIVIDAD12

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