PUESTA A TIERRA …….. Sencilla pero útil Base Matemática

En este artículo obtendrás un resumen y una base matemática práctica que te ayudara a tener certeza en el  diseño de  tu sistema de Puesta a Tierra.

Los objetivos de instalar la puesta a tierra en conductores eléctricos materiales y partes de equipo que no deben transportar corrientes eléctricas indeseables  en forma permanente son:

  • Conducir a tierra todas las corrientes de fuga, producidas por una falla de aislamiento que haya energizado las carcasas de los equipos.
  • Evitar que en los gabinetes de los equipos  aparezcan tensiones indeseables que resulten peligrosas.
  • Permitir que la protección del circuito eléctrico (disyuntor magnético térmico) despeje la falla en un  tiempo no superior a 5 segundos.
  • Limitar sobre tensiones Debidas a descargas atmosféricas y fenómenos transitorios
  • Limitar la diferencia de potencial a tierra de un circuito, durante su operación normal.

Para logar que una puesta a tierra de protección cumpla con estos objetivos es necesario establecer un medio a través del cual sea posible entrar en contacto con el terreno.

Recordemos los electrodos usados más típicamente:

ü  Electrodos Verticales

ü  Electrodos Horizontales

ü  Electrodos tipo Malla

ü  Electrodos profundos

ü  Electrodos Múltiples

ü  Electrodos de anillo

ü  Electrodos químicos.

Recordemos también que para logar valores óptimos  de resistencia a tierra en una instalación de puesta a tierra se deben de considerar los siguientes factores

  • Es necesario saber que tan buen conductor es el suelo y para esto es necesario saber su resistencia eléctrica la cual está determinada por el tipo de suelo, su humedad, su composición química entre otros.
  • Alternativas para la disposición de un sistema de tierra. No todos los terrenos resultan ser buenos conductores de la electricidad, la tierra orgánica húmeda es 10 veces mejor conductora de la electricidad que la tierra húmeda y 100 veces mejor conductora de la electricidad que la tierra seca.
  • Uso de aditivos. El agregar aditivos al terreno para mejorar la conductividad de los mismos es un método para obtener mejor puesta a tierra. En terrenos de baja conductividad se puede bajar el valor de puesta a tierra hasta en un 40%  por el uso de aditivos.

Podemos obtener  un perfil del terreno utilizando una fórmula básica para aquellos que no pueden  contar con equipos costosos y software sofisticados, es importante  contar al menos con  un Megger o Terrómetro  no muy costoso.

RTP=          Vs          Ohms

(2.5 X In)

Donde:

Vs=Tensión de Seguridad  (V)

RTP=Resistencia de la puesta a Tierra  (Ohms)

In=Corriente nominal de la protección del circuito (A)

La tensión de Seguridad (Vs)  es la tensión que alcanza una carcasa energizada producto de una falla de aislamiento y no debe superar los niveles de tensión que resultan no ser peligrosos para la vidad de las personas.

  • Vs= 65 V, en ambientes secos o de bajo riesgo eléctrico.
  • Vs=24 V , en ambientes Húmedos o de lato riesgo eléctrico.

Para que una puesta atierra controle estos potenciales eléctricos de seguridad, es decir que la tensión que aparece entre un gabinete energizado y la tierra, no supere los niveles de peligro para la vida de las personas. La puesta a Tierra debe tener el optimo valor de resistencia a tierra.

Ejemplo:  Para determinar la resistencia de una puesta a tierra en una instalación eléctrica ejecutada en un lugar seco y protegido por un interrptor de 10Amp. Aplicando la fórmula tenemos:

RTP=65/(2.5 X 10)=2.6 Ohms

                La resistencia  que debe presentar es muy baja si tomamos en consideración que un electrodo de puesta tierra tipo copperweld de 1.5m de longitud y con un diámetro de 5/8” presenta una resistencia del orden de 40 a 100 Ohms .

Cerca de la superficie del suelo por lo general se tienen valores de alta resistencia a tierra, dado el bajo contenido de humedad. Cuando estas condiciones se presentan y la constitución del terreno lo permite,  se impone el uso de electrodos de tierra verticales de suficiente longitud, los llamados electrodos profundos.

Esta práctica es para obtener contacto con los niveles del suelo con mayor humedad. Cuando las condiciones del suelo no permiten instalar electrodos verticales, se puede instalar por ejemplo electrodos horizontales.

Para Verificar las condiciones de la resistencia de la puesta a tierra  se deben tener presentes los siguientes requerimientos:

  • La instalación debe estar desenergizada.
  • Se debe retirar todas las conexiones a la puesta a tierra.
  • La Medición se efectúa utilizando un instrumento  Megger o Terrometro.
  • Uno de los electrodos de corriente del instrumento se conecta a la puesta a Tierra.
  • El otro electrodo de corriente  del instrumento se conecta al terreno a través de un electrodo auxiliar  a una distancia no inferior a los 20 m en el caso de una Malla y de 10 veces la longitud de un electrodo vertical.
  • El tercer electrodo del instrumento (potencial)  se conecta a través de un segundo electrodo auxiliar al terreno y se desplaza sucesivamente entre los electrodos de corriente.
  • Cada medición se Grafica para obtener un perfil y finalmente se concluye el valor de la puesta a tierra.

Parte de la información que aquí encontraste es gracias a procobre México.

Ahora cuentas con una base matemática práctica  utilízala para comprobar tus sistemas a tierra.

Gracias

Sergio Jiss

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