Principios De Puesta A Tierra

En nuestro hobie la puesta a tierra de la estación de radio no es tomada siempre con la debida seriedad que merece, aun a sabiendas que en caso de una descarga atmosférica se pone en riesgo la vida.

UNA PROFESIONAL Y COSTOSA PUESTA A TIERRA NO HACE MILAGROS UNA CASERA CON BAJO PRESUPUESTO MENOS PERO PODRÍA MINIMIZAR LOS DAÑOS.

Este añejo artículo escrito en la revista MEGAVATIOS lo guarde celosamente para algún día con tiempo difundirlo por este medio. Tengo años escuchando a algunos colegas disertando que la mejor puesta a tierra entre otras yerbas es enterrar un viejo radiador de auto o mejor aún utilizar la vieja y oxidada cañería del la bomba de agua en desuso, la cual salvo desmoronamiento del pozo el caño no está en contacto con el suelo y que la supuesta ventaja de tocar las napas de agua dulce tampoco mejora mucho dicha puesta a tierra. El articulo está escrito en un lenguaje ameno con excelentes gráficos. La lectura de este articulo dará por tierra esos mitos.

Espero sea de utilidad:

Juan lu8enu

Para lograr buenas puestas a tierra es necesario considerar los efectos de los distintos factores relacionados con la misma, estas son:

1) Efecto del suelo

2) Efecto del diámetro de la jabalina

3) Efecto de la forma de electrodo

4) Efecto de la profundidad de enterrado

5) Efecto de la humedad del suelo

6) Efecto de la temperatura del suelo

1) EFECTO DEL SUELO

La conductividad del suelo está dada principalmente por los elementos químicos que lo componen y el grado de humedad.

Estos valores se encuentran tabulados para distintas regiones, pero dado que los mismos varían mucho en pequeñas distancias es aconsejable medir la resistividad del suelo antes de proyectar la instalación y luego verificar los valores obtenidos.

FIGURA 1

En la figura 1 muestra como la resistencia eléctrica de una puesta a tierra depende principalmente del tipo de suelo, considerando el suelo en capas cilíndricas de igual espesor que rodean el electrodo y suponiendo que el mismo tiene resistividad eléctrica uniforme se puede observar que la primer capa alrededor del mismo es la que ofrece mayor resistencia ya que la que tiene menor sección normal al flujo de corriente, cada capa siguiente tiene mayor sección y por lo tanto menos resistencia eléctrica, a una distancia de 2,5 o 3 metros la superficie de la capa es tan grande que la resistencia de la misma es despreciable comparada con la primera capa.

La resistencia varia inversamente con la sección y por lo tanto la resistividad del suelo es un factor muy importante en las primeras capas alrededor del electrodo. Las mediciones efectuada muestran que el 90% de la resistencia eléctrica se encuentra en un radio de 1,5 a 3 metros del electrodo

2) EFECTO DEL DIÁMETRO DE LA JABALINA

El aumento del diámetro de la jabalina, que es lo que comúnmente se hace, no disminuye proporcionalmente la resistencia eléctrica del electrodo. Principalmente es el suelo que rodea a la jabalina el que determina la resistencia. Los ensayos demuestran que la diferencia de resistencia obtenida entre las jabalinas disponibles comercialmente es despreciable. FIGURA 2

Se puede ver en la figura 2 la disminución de la resistencia con diámetro . Tomando tomando como base 100% a la jabalina de 1/2" se observa en la misma que para 3/4" la resistencia disminuye aproximadamente un 10% y el precio es el doble.

Considerando las variaciones que pueden ocurrir durante un periodo de tiempo como resultado de las variaciones del clima, condiciones del suelo, etc. se desprende que las variaciones de la resistencia por el diámetro son insignificantes.

Por lo tanto la determinación del diámetro de la jabalina depende de la resistencia mecánica del terreno.

Es importante que la jabalina tenga buena resistencia mecánica para lograr un fácil hincado sin problemas de pandeo y una eficaz protección contra la corrocion para tener una gran duración. Las jabalinas Copperweld tiene una resistencia de rotura de 50Kg/mm2 y una gruesa capa de cobre. Como dato se ilustrativo, en la provincia de Buenos Aires y la mayoría de los terrenos se pueden hincar sin problemas jabalinas de 1/2" x 3 metros de largo, para terrenos mas duros es aconsejable 5/8" o 3/4" dependiendo del mismo.

3) EFECTO DE LA FORMA DEL ELECTRODO

En todos los electrodos, la mayor parte de la caída de potencial ocurre en el suelo en la zona mas cercana al electrodo, dado que aquí es donde la densidad de corriente es mayor.

Para tener una baja resistencia total, la densidad de corriente deberá ser lo mas baja posible en el medio adyacente al electrodo, el cual deberá el cual deberá ser diseñado de tal manera que cause que la densidad de la corriente disminuya rápidamente con la distancia al electrodo. Este requerimiento se logra haciendo que las dimensiones en una direcciones sean grandes comparadas con aquellas en las otras dos. Por lo tanto, un caño, barra o cinta tiene una menor resistencia que una placa de igual superficie. La resistencia no es por lo tanto inversamente proporcional a la superficie del electrodo.

La resistencia de los diversos tipos de electrodos están expresados por las formulas del cuadro 1.

CUADRO 1

Aplicando la fórmula del cuadro 1 vemos que para obtener una resistencia dada en un suelo uniforme se necesitan los valores señalados en el cuadro 2

CUADRO 2

Comparando las placas con jabalinas se observa que para obtener el mismo valor de resistencia eléctrica en el mismo suelo la jabalina es mas practica y económica que la placa permitiendo ademas llegar a profundidades mayores (zonas de humedad permanentes) y por supuesto con un costo de instalación despreciable comparado con la placa. Es también importante tener en cuenta que la resistencia depende en una pequeña proporción de la superficie del electrodo, por lo tanto no tiene sentido económico ni practico el uso de electrodos de secciones distintas a la circular.

4) EFECTO DE LA PROFUNDIDAD DEL ENTERRADO

Es conveniente hincar los electrodos a una profundidad tal que se pueda obtener las máximas ventajas técnico-económicas, basándose en los factores que se detallan a continuación:

FIGURA 3

A) según puede observarse en la figura 3, para un terreno de resistividad (8) dentro de valores normales (10/100 ohms m ) la resistencia del electrodo en la mayoría de los casos disminuye notoriamente con la profundidad de hincado hasta las profundidades habituales 3/6 metros. A partir de dicho limite la reduccion de resistencia se hace mínima mientras que el aumento de costo del electrodo haciende linealmente.

FIGURA 4

B) Según puede observarse en la figura 4 en la práctica , normalmente la resistividad del suelo disminuye a mayor profundidad por lo que los valores reales de resistencia a obtener serán menores que los teóricos calculados, mejorando su prestación.

C) Las capas más profundas del terreno mantiene mas estable su resistividad por ser más constante su humedad y salinidad.

5) EFECTO DE LA HUMEDAD DEL SUELO

La humedad del suelo depende fundamentalmente de su contenido de humedad , y como consecuencia dependerá la resistencia de la puesta a tierra. Si bien la humedad varia con el tipo de suelo , normalmente su rango es de 10% a 35% según sea en estaciones de lluvias o sequía, con un promedio de 15% a 18%.

Dado que normalmente la máxima sensibilidad de la resistividad a la humedad se encuentra en torno al 15% (Figura 5) Debe extremare los recaudos midiendo periódicamente los valores de resistencia.

Debe tenerse en cuenta que al finalizar los periodos de sequía es cuando se tendrá la mayor resistencia de puesta a tierra y ello coincide con las épocas de mayor actividad eléctrica atmosférica. Para atenuar este efecto debe hincarse el electrodo hasta alcanzar capas de humedad permanente. Por sobre el 20% de humedad solo se logran despreciables mejoras del suelo, por lo que no es necesario llegar a napas de agua.

6) EFECTO DE LA TEMPERATURA DEL SUELO La temperatura solo tiene una mínima incidencia en la resistividad del suelo a temperaturas superiores a 0 C° (Figura 6)

A temperaturas inferiores a 0 C° se produce el congelamiento del agua del terreno disminuyendo bruscamente su contenido de humedad y consecuentemente aumentando la resistencia del terreno hasta anular la efectividad del electrodo por lo tanto debe hincarse el electrodo a una profundidad mayor que la del congelamiento