Medición

Midiendo con Megger de tierra la resistencia de Puesta a Tierra: Método de la caída de potencial

El procedimiento básico para probar las puestas a tierra está descrito por la norma IEEE Standard #81. Un electrodo conectado a tierra se define como “un conductor enterrado en la tierra, usado para la mantención de los potenciales de tierra en los conductores conectados a ésta, con el fin de disipar la corriente de tierra dirigido a él”. Es obvio que la eficacia del electrodo de tierra es inversamente proporcional a la resistividad de la tierra circundante. Idealmente, sería muy bueno tener una resistencia de valor cero, pero es prácticamente imposible. Sin embargo, con un buen diseño pueden lograrse valores apropiados. Por lo tanto, un método y un instrumento (probador de tierra o Megger de tierra) confiable debe estar disponible para probar la eficiencia de tal instalación.

Existen varios métodos nove-dosos orientados a la simplificación de la prueba, aunque el más usado y confiable es el de la caída de potencial o método de los "tres elec-trodos":  El primer electrodo es la conexión al electrodo o puesta a tierra bajo prueba, mientras que los otros dos son los que el operador ubica en el suelo y se refieren a la corriente "C" y potencial "P". El Megger de tierra posee una fuente de corriente, donde el electrodo "C" establece un circuito a través del suelo por medio del electrodo o puesta a tierra bajo prueba. El electrodo "P", entonces, mide el gradiente de voltaje establecido por la corriente de prueba contra la resistencia del suelo local. Con el voltaje y la caída de potencial medidos, el probador de tierra simplemente utiliza la ley de Ohm para calcular la resistencia de la puesta a tierra.

El método correcto

Desde el punto de vista de la operación del Megger de tierra, lo descrito es bastante simple y correcto. Para evitar efectos de polarización, los Megger de tierra de última tecnología comúnmente emplean una corriente alterna de onda cuadrada. La IEEE sugiere que esta operación sea cercana a la frecuencia industrial de 50 Hz. Un desplazamiento ligero (offset) múltiplo de la frecuencia industrial, habilita a que los Megger de tierra midan sin tener los problemas de las posibles inter-ferencias de los armónicos industriales. Un golpe tipo relámpago ocurre acorriente y frecuencias altas y fallas de tierra pueden envolver enormes corrientes. Algunos Megger de tierra operan con frecuencias y corrientes altas, pero son dedicados a investigaciones especializadas. Para el uso práctico y cotidiano, un micro-procesador sensible a los Megger de tierra moderno permiten probar en forma simple las mallas de tierra dando un valor aproximado bastante razonable.

La complicación que tienen muchos usuarios es el procedimiento. Los técnicos deben enterrar los electrodos de prueba y tomar la lectura. No obstante, el procedimiento no es tan simple, pues no se está trabajando en un circuito aislado. Un error común es sencillamente colocar los electrodos de prueba, proporcionados por el fabricante, en toda su extensión y leer los resultados. El problema es que hay infinitas variables en la tierra que desafían a establecer rutinas dadas. Para ser confiable, el electrodo "P" debe ser "trasladado" a intervalos regulares y con ello, una serie de lecturas son obtenidas. Al graficarse los resultados, éstos deben corresponder a una curva ascendente en la que el contacto está dentro de la influencia del electrodo de prueba, que se nivela con posterioridad. Ver figura 1

Evitando los errores

Dentro de la influencia del electrodo "C", se le ha sobreimpuesto una resistencia adicional, por lo que la curva se eleva nuevamente. Es el valor registrado en el punto de nivelación el que corresponde a la medida de la resistencia de puesta a tierra que se busca. Las lecturas que se han tomado dentro de la esfera de influencia en la prueba de puesta a tierra (en la curva ascendente) sólo refleja la resistencia en ese punto y no la que se notaría con una corriente de falla. Si no hay una distancia suficiente entre los electrodos que se están probando y el electrodo "C", no hay una ubicación donde el electrodo "P" esté fuera de la influencia de los otros dos electrodos y entonces el gráfico no será horizontal. Ver figura 2.

Los resultados de las pruebas pueden ser fácilmente manipulados moviendo el electrodo "P" más cerca de la puesta a tierra que se está probando, pero eso no daría una resistencia verdadera del electrodo.  

En países como Estados Unidos o Inglaterra, los contratos de instalación y servicio tienen una cláusula que exige que el gráfico de la caída de potencial total sea construido y entregado como resultado de la prueba. Si el electrodo "C" no ha sido ubicado a una distancia suficiente, las dos esferas de influencia pueden coincidir. Las resistencias seguirían aumentando en cada ubicación de los contactos y no habría ninguna manera de comprender, viendo el gráfico, cómo esa resistencia estaría asociada a la medida de puesta a tierra. 

Por ende, la prueba de los resultados está incluida dentro del procedimiento. Si el resultado no está de acuerdo a la forma característica, el electrodo "C" debe ser movido hacia el exterior y el procedimiento debe repetirse. En la literatura asociada a este tema, aparecen tablas relacionadas al distanciamiento del electrodo "C" y a las dimensiones del electrodo, que están construidas con el solo propósito de ser una ayuda y no una regla. Proporcionan una muy buena posibilidad de tener una prueba aceptable en la primera tentativa, aunque si por razones prácticas, se usa una distancia más corta y entrega una gráfica coherente, el resultado es bueno. Existen muchos otros métodos, algunos son independientes, pero, todos están basados en adaptaciones especiales más sencillas del  "método de caída de potencial".