SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA (SPATs.)

Porque se quemó mi equipo?Los equipos modernos son muy sensibles a los cambios bruscos en su alimentación eléctrica, o a la entrada de transitorios en los circuitos eléctricos, por lo que necesitan de protección, o instalación de TVSS (Transient Voltage Surge Suppresion) o descargadores de sobre tensiones en el sistema, estos dispositivos funcionaran siempre con un sistema de puesta a tierra de baja resistencia eléctrica.

Como sé que mi puesta a tierra está bien?La única forma de saber si una puesta a tierra está bien es midiendo el valor de la resistencia eléctrica y la continuidad del cable colector de tierra en la instalación eléctrica.

Que normas se aplican para construir una puesta a tierra?En primer lugar aplicaremos el Código Eléctrico Nacional, que recomienda para servicio eléctrico de baja tensión la construcción de un pozo con un valor de 25 Ohm; si la puesta a tierra es de pararrayos los códigos NFC 17 102 de Francia y UNE 121 186 de España indican una resistencia eléctrica de 10 Ohm; si en la instalación hay equipo electrónico sensible o equipo médico el requerimiento es de 5 Ohm.

Cada qué tiempo, debo hacerle mantenimiento a mi puesta a tierra?Los Sistemas de Puesta a Tierra requieren de un control periódico permanente, se debe realizar las comprobaciones (mediciones de resistencia y continuidad por lo menos una vez al año) y de acuerdo a los resultados e inspección visual, tomar la decisión de hacer mantenimiento si hay corrosión o incremento de la resistencia eléctrica por razones estacionales (sequedad del suelo).Una buena instalación con materiales de calidad, debería tener una expectativa de duración de por lo menos 20 años.

La puesta a tierra protege contra la electrocución?La puesta a tierra por sí misma no protege contra la electrización de cualquier equipo, pero si protege a la persona que se pone en contacto con el equipo electrizado, siempre que esté conectado a tierra, derivando a tierra la falla, y minimizando los efectos que pudieran presentarse, pero de ninguna manera por si misma evitara el daño a la persona y al equipo si no hay conexión a tierra; para proteger la vida y los equipo con mayor seguridad, deben combinarse los distintos dispositivos de protección como son los interruptores: termo magnéticos, diferenciales, descargadores AC DC, TVSS, etc.

La puesta a tierra protege contra sobre tensiones?Si protege contra sobre tensiones, cuando la instalación cuenta con los dispositivos protectores en cada nivel, y siempre que tenga una baja resistencia eléctrica en su sistema de tierra, y no hayan diferencias de potencial con otras tierras.

Una puesta a tierra reduce o produce armónicos?La puesta a tierra no reduce, ni produce armónicos. La puesta a tierra en combinación con filtros especiales de armónicos, derivara a tierra los

mismos.

La puesta a tierra evita incendios causados por corto circuitos?La puesta a tierra no evita incendios causados por corto circuitos, o por el exceso de cargas eléctricas en los conductores, para ello existen otros dispositivos como son los interruptores termo magnéticos y diferenciales que desconectan la carga en casos de fallas por corto circuito y por sobre carga.

La puesta a tierra es igual a neutro?No, la puesta a tierra es un circuito de protección para personas y equipos, y el neutro es parte inherente del sistema eléctrico, como es el caso en circuitos de distribución eléctrica en estrella con neutro corrido, y aterrado en varios puntos del circuito.

SISTEMAS DE PROTECCIÓN CONTRA DESCARGAS DIRECTAS DE RAYOS EN INFRAESTRUCTURA

Como saber si mi instalación de pararrayos funciona correctamente?Las mediciones de resistencia eléctrica de la puesta a tierra, la continuidad eléctrica del cable de descarga, y la inspección permanente garantizaran el funcionamiento del pararrayos, que se supone están correctamente instalados de acuerdo con las Normas IEC 1024, NFPA 780, NFC 17 102, UNE 121 186.

Que conductor de descarga debo usar en mi pararrayos para la protección contra rayos?Según las normas internacionales aplicables, el cable de descarga de un pararrayos debe tener  como mínimo una sección de 50 mm² en cobre y de  70 mm² en acero.

Las Tormentas Eléctricas Atmosféricas causan daños?Si son muy perjudiciales, causan muertes de personas, ganado, daños en infraestructura y en los circuitos eléctricos, porque introducen perturbaciones impredecibles, que se manifiestan, con pérdida de equipo sensible (telefonía, computo, equipo médico, etc.), que cuantificados a daño económico y falta de servicio torna insostenible la actividad desarrollada; por lo que es de primordial necesidad instalar los equipos protectores en cada nivel, asomo la puesta a tierra adecuada que haga posible la protección integral.

Es conveniente tener, o no tener un pararrayos en casos de descargas eléctricas?Es mucho mejor tenerlo cuando éste es instalado bajo normas y por personal especializado. Se aconseja no tenerlo cuando éste es instalado y mantenido en forma empírica.

Un pararrayos puede proteger un radio de uno o más kilómetros?No, un pararrayos solo protege áreas muy puntuales, las cuales han sido previamente calculadas mediante la aplicación de normas teniendo en cuenta: la altura, al área, al tipo de construcción, y el riesgo de exposición,

según el nivel de tasa de descarga de la zona donde esté ubicado la infraestructura.

Cuantos tipos de pararrayos existen?Para la protección de personas e infraestructura, existen dos tipos de pararrayos; Franklin o convencional.- Donde el radio de protección se calcula mediante la aplicación del método electrogeométrico con el concepto de la “esfera rodante” según la NFPA 780; en el mejor de los casos nos dará un cono de protección con no mas de 45º de ángulo a una altura de 18 m. a mayor altura el ángulo se va reduciendo, siendo por lo tanto el área protegida de reducidas dimensiones.PDC, (pararrayos con dispositivo de cebado).- Donde el radio de protección depende del avance de cebado que produce el dispositivo según la norma NFC 17 102 (francesa) y UNE 21 186 (española)y puede dar una radio de protección de 79 m en el Nivel I, colocando el pararrayos a una altura de 5 m por sobre toda infraestructura a proteger.

Un solo sistema de puesta a tierra de uno o más pozos, pueden servir para el servicio de los pararrayos de punta, de las redes eléctricas, y de las redes electrónicas? No; cada servicio debe tener su propio sistema de puesta a tierra, con la resistencia eléctrica adecuada al tipo de servicio; (Alta Tensión y Baja Tensión 25 W, Pararrayos 10 W, Equipos Electrónicos Sensibles 5 W ) y todos ellos deben estar ínter conectados entre si, a través de un dispositivo llamado vía de chispas; el mismo que equiparará el potencial eléctrico entre los sistemas de tierra, evitando el flujo de corriente entre tierras, por diferencias de potencial entre ellas.           Que debo hacer si me encuentro dentro de una tormenta?Para contestar esta pregunta vemos textualmente lo expresado por la Norma española UNE 121 186.

PROTECCIÓN DE LAS PERSONAS CONTRA EL RIESGO DE DESCARGAS ELÉCTRICAS DEBIDAS AL RAYO

Generalidades Las personas que se encuentran en el exterior de una estructura se exponen a un mayor riesgo de ser alcanzadas por un rayo, tanto por impacto directo como por tensión de paso. Para las personas que se encuentran en el interior de un edificio los riesgos provienen de:a) El aumento brusco del potencial de elementos ligados a líneas que provienen del exterior, como las líneas eléctricas, el teléfono o los cables de antenas de TV instaladas en el exterior;b) Los objetos metálicos en el interior de una estructura que pueden también alcanzar potenciales elevados: tensión de contacto.Las medidas indicadas en esta norma para evitar las chispas peligrosas reducen los riesgos para las personas en el interior de las estructuras.

Conducta personal

Las personas que quieran protegerse del rayo deberán tomar las siguientes precauciones:a) Buscar refugio en un lugar que tenga un tejado unido eléctricamente a tierra o en una estructura completamente metálica;NOTA — Las tiendas de campaña de fabricación convencional no ofrecen ninguna protección; b) En el caso de que no haya ningún refugio próximo, se debe reducir al mismo tiempo la propia altura (acuclillarse) y la superficie en contacto con el suelo (juntar los pies), y no poner las manos sobre un objeto conectado a tierra;e) Evitar montar en bicicleta o a caballo. No permanecer en un vehículo de techo descubierto;d) Evitar entrar en el agua o nadar;e) Alejarse de los lugares elevados, de los árboles de gran altura o aislados. Si no es posible, evitar la cercanía de un árbol más allá del final de las ramas;1) Evitar el contacto o la proximidad de estructuras metálicas, vallas metálicas; g) No llevar un objeto que sobresalga por encima de la cabeza (paraguas, palos de golf, herramientas,...);h) Evitar o limitar el uso de teléfonos de hilo;í) Evitar el contacto con todo objeto metálico, aparatos eléctricos, marcos de ventanas, radios, televisiones...

Primeros auxiliosLos primeros auxilios a realizar son los mismos que para las descargas eléctricas o las quemaduras. La respiración artificial debe ser realizada inmediatamente por un socorrista, Tal acción, así como otros tratamientos de urgencia pueden salvar a la persona afectada.

PUESTA A TIEERA

El propósito del tratamiento químico de las puestas a tierra es el de

asegurar en todo momento, una baja resistencia al paso de cualquier corriente de falla, sin corroer los electrodos y demás elementos del sistema; para cumplir este objetivo THOR-GEL posee cualidades extraordinarias.

THOR-GEL es un compuesto de naturaleza compleja que se forma cuando se mezclan en el terreno las soluciones acuosas de sus 2 componentes. El compuesto químico resultante tiene naturaleza coloidal, forma una malla tridimensional de íones positivos y negativos, cuyos espacios vacíos pueden ser atravesados por ciertas moléculas, pero no por otras; esto lo convierte en una membrana semipermeable, que facilita el movimiento de ciertos íones dentro de la malla, de modo que pueden cruzarlo en uno u otro sentido; esto lo convierte en un verdadero conductor eléctrico.

Tiene una gran atracción por el agua, de modo que puede aprisionarla manteniendo un equilibrio con el agua superficial que lo 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 de cultivo (reemplazado) y el electrodo, asegurando una conductividad permanente.

 

Pozo Vertical   Pozo Horizontal Rendimiento de una dosis de THOR-GEL

La aplicación del THOR-GEL es 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 Resistividad (Ohm-

m) Dosis THOR-GEL por

m3

Terrenos cultivables y fértiles       50 1Terraplenes compactos y húmedos

      50 1

Terrenos cultivables poco fértiles terraplenes fofos

    500 de 1 a 2

Suelos pedregosos desnudos arena seca, permeable

 3 000 2

Suelos rocosos fraccionados  6 000 de 2 a 3Suelos rocosos compactos 14 000 3

Aplicación del THOR-GEL en pozos verticales

 

El primer paso para la instalación de nuevas puestas a tierra es excavar un pozo de 1 m de diámetro por una profundidad 0.6 m mayor a la longitud del electrodo a usar, desechando todo material de alta resistividad tales como piedras, hormigón, arena,

cascajo, etc.

 

Para rellenar el pozo se utilizará tierra de cultivo tamizada en malla de 1/2", llene los primeros 0.30 m y compacte con un pison, presente el electrodo con el helicoidal, llene los siguientes 0.20 m y vuelva a compactar, repita la operación hasta completar 1 m3, luego forme una concavidad al rededor del electrodo con el helicoidal.

    

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 que con el producto crema

 

Repita la aplicación hasta culminar el pozo, colocando una caja de registro de concreto con tapa, por medio de la cual se realizaran las mediciones del pozo y facilitara el mantenimiento periódico.

Sistemas de puesta a tierra horizontalesPara las puestas a tierra horizontales es indispensable que los electrodos de platina, plancha o conductores enterrados, estén colocados dentro de zanjas o fosas rellenas con tierra de cultivo en un área perimetral al electrodo o conductor de no menos de 0.30 m de radio y la dosificación será de 1 a 3 por m3.

(1) Otras formas de aplicación.- La aplicación por disolución es la que ofrece mejores resultados en la reducción de la resistencia, sin embargo existen condiciones en las que no es posible utilizar este método, en esos casos existen 3 alternativas de tratamiento:

a.- Se puede hacer una mezcla en seco de los componentes con la tierra de chacra antes de introducirla al pozo.

b.- Espolvorear proporcionalmente los dos componentes sobre una porción de tierra de chacra ya compactada dentro del pozo, en ambos casos se emplearan de 1 a 3 dosis por m3 de tierra de chacra.

c.- Se puede hacer una mezcla e las soluciones de los 2 componentes y aplicarlos directamente sobre los electrodos como platinas, planchas y/o conductores desnudos.

(2) El proceso de percolación puede demorar varias horas por cada solución aplicada, por lo que dependiendo de las dimensiones de cada pozo, este tratamiento puede demandar mas de un día.

Distintas configuraciones de sistemas de puesta a tierra

Influencia reciproca entre electrodos 

Para evitar que la influencia reciproca entre los electrodos impida la reducción de la resistencia, se debe mantener un distanciamiento mínimo equivalente a 4 veces la longitud de los electrodos, para todos los terrenos.

Sección minima de los colectores a tierra segun la carga

Capacidad (A)

Sección del conductor en mm2 Ante una condición de   falla, toda la

energía del sistema se conducirá a tierra a través del colector y este debe soportar la tensión de forma permanente mientras dure la condición de falla, por lo tanto la sección del colector debe estar dimensionada en función a la corriente total de la máxima demanda recomendado por el Código Nacional Eléctrico tomo V, capitulo 3.6.11 tabla 3-XI.

 

15

20

60

100

200

400

800

1000

1200

2000

2500

4000

6000

2

2

3

5

8

16

25

50

70

95

120

185

240

400

Formulas para el calculo de la resistencia de un electrodoLas formulas descritas se utilizan para calcular cual sería la resistencia eléctrica de un electrodo o placa dentro del terreno natural, al resultado se deberá aplicar un factor de reducción que se obtiene cambiando el terreno natural por tierra de cultivo y aplicando THOR-GEL, en el siguiente orden: 1 dosis por m3 reducción 80 %, 2 dosis por m3 reducción 85 %, 3 dosis por m3 reducción 90 %.