Aterramiento Eléctrico - Grupo 5

7/21/2019 Aterramiento Elctrico - Grupo 5

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Materia:Electrotecnia

ATERRAMIENTO ELCTRICO

1. Aterramiento elctrico.1.1. Defniciones.

Las defniciones estn establecidas de acuerdo a las normas IEEE Std 811983 yASTM G5!"#

Sistema de !esta a Tierra "ST# "$ro!ndin% S&stem#: $on%untode elementos conductores de un sistema el&ctrico es'ec(fco) sininterru'ciones ni *usibles) +ue unen los e+ui'os el&ctricos con el suelo oterreno# $om'rende la 'uesta a tierra y todos los elementos 'uestos atierra#

S!elo: Sistema natural) resultado de 'rocesos *(sicos) +u(micos ybiol,-icos) con com'onentes 'rinci'almente minerales y s,lidos inertes+ue le dan estabilidad) en con%unto con l(+uidos y -ases +ue defnen sucom'ortamiento el&ctrico#

Electrodo de !esta a Tierra "$ro!ndin% Electrode#:$onductor en(ntimo contacto con el suelo) 'ara 'ro'orcionar una cone.i,n el&ctricacon el terreno# /uede ser una 0arilla) tubo) 'laca) cinta) o cable#

!esta a tierra "$ro!ndin%#: Gru'o de elementos conductorese+ui'otenciales) en contacto el&ctrico con el suelo o una masa metlicade re*erencia comn) +ue distribuyen las corrientes el&ctricas de *alla enel suelo o en la masa# $om'rende2 Electrodos) cone.iones y cablesenterrados# Tambi&n se le conoce como toma de tierra o cone.i,n atierra

!esto a Tierra "$ro!nded#:Toda cone.i,n intencional o accidentaldel sistema el&ctrico con un elemento considerado como una 'uesta atierra# Se a'lica a todo e+ui'o o 'arte de una instalaci,n el&ctricaneutro) centro de estrella de trans*ormadores o -eneradores) carcasas)incluso una *ase 'ara sistemas en delta) entre otros4) +ue 'osee unacone.i,n intencional o accidental con un elemento considerado como'uesta a tierra#

Tierra "$ro!nd o Eart'#:/ara sistemas el&ctricos) es una e.'resi,n+ue -eneralia todo lo re*erente a sistemas de 'uesta a tierra# En temas

el&ctricos se asocia a suelo) terreno) tierra) masa) c6asis) carcasa)arma,n) estructura o tuber(a de a-ua# El t&rmino 7masa solo debeutiliarse 'ara a+uellos casos en +ue no es el suelo) como en losa0iones) los barcos) los carros y otros#

Cond!ctor del Electrodo de !esta Tierra "$ro!ndin% ElectrodeCond!ctor#: $onductor +ue es intencionalmente conectado a una'uesta a tierra) s,lidamente) 'ara distribuir la tierra a di*erentes sitios deuna instalaci,n#

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Resisti(idad del S!elo:e'resenta la resistencia es'ec(fca del sueloa cierta 'ro*undidad) o de un estrato del suelo: se obtieneindirectamente al 'rocesar un -ru'o de medidas de cam'o: su ma-nitudse e.'resa en ;m4 o ;cm4 y es in0ersa a la conducti0idad# Laresisti0idad el&ctrica 4 electrodos) a'licado con circuitosinde'endientes de corriente y 'otencial: en suelo estratifcado es s,lo unindicador de la resisti0idad -lobal 6asta cierta 'ro*undidad y sere+uieren 0arios 0alores con di*erentes distancias entre los electrodos)'ara calcular las resisti0idades de cada estrato#

Resistencia M!t!a de Electrodos: ?en,meno resisti0o +ue a'areceentre electrodos de 'uesta a tierra o 'untos 'r,.imos en el suelo)mediante el cual) la corriente +ue se dis'ersa a tra0&s de uno de ellos)modi*ica el 'otencial del otro# Su unidad es el ;4#

/otencial El&ctrico2 @i*erencia de 'otencial entre el 'unto y al-unasu'erfcie e+ui'otencial) usualmente la su'erfcie del suelo) a la cualarbitrariamente se le asi-na 'otencial cero tierra remota4#

Tierra Remota: Es una ona lo sufcientemente ale%ada con res'ecto ala 'uesta tierra considerada) en la cual se 'uede asumir +ue su 'otencial

es cero y +ue no cambia aun 6abiendo inyecci,n de corriente en la'uesta a tierra ba%o estudio

Acero ino*ida+le martens,tico:Aceros al cromo 11#5 a 184 conalto contenido de carb,n !#15 a 1#B4# /resentan ele0ada durea yresistencia mecnica) se endurecen 'or tratamiento t&rmico y sonma-n&ticos#

Acero ino*ida+le A!sten,stico:Aceros al cromon(+uel 1" a 3! $ry " a BB =i4 con ba%o contenido de carb,n !#B! m.imo4#/resentan ele0ada resistencia a la corrosi,n) ductilidad y -ran *acilidadde lim'iea: se endurecen 'or traba%o en *r(o y no son ma-n&ticos

1.-. As)ectos tcnicos.

Se entiende +ue un e+ui'o o com'onente de un sistema el&ctrico est 'uesto atierra) cuando se conecta a la tierra 'or medio de dis'ositi0os conductores deelectricidad adecuados# El t&rmino normaliado 'ara desi-nar la resistenciao*recida al 'aso de una corriente el&ctrica 'or el suelo desde una 'uesta atierra) es 7esistencia de /uesta a Tierra#

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Cna 'uesta a tierra 'resenta resistencia) ca'acitancia e inductancia) cada cualinDuyendo en la ca'acidad de conducci,n de corriente 'or la tierra# /or lotanto) no se debe 'ensar solamente en una resistencia de 'uesta a tierra) sinoms bien en una im'edancia# /ara ba%as *recuencias) ba%as densidades decorriente y 0alores de resisti0idad del suelo no muy ele0ados) sondes'reciables los e*ectos ca'aciti0os y de ioniaci,n del suelo y el mismo se

com'orta 'rcticamente como una resistencia# En el caso de altas *recuencias)es necesario considerar tambi&n el e*ecto ca'aciti0o) 'rinci'almente en suelosde altas resisti0idades# Las ondas ti'o rayo su*ren la o'osici,n de la reactanciainducti0a de las cone.iones al 'enetrar el suelo#

-. Como se realia !n aterramiento elctrico.

Se analiara los di*erentes es+uemas de cone.i,n a tierra +ue se 'ueden'resentar en las distintas instalaciones el&ctricas#

En la clasifcaci,n de los es+uemas de cone.i,n a tierra) en ba%a tensi,n) la'rimera letra dice la situaci,n del neutro de la instalaci,n con relaci,n a la

tierra# La se-unda letra indica la situaci,n de las masas de la instalaci,n enrelaci,n a la tierra y) 'or ltimo) la tercera desi-na la situaci,n del conductorde neutro con relaci,n al conductor de 'rotecci,n el&ctrica o tierra#

Cn *actor im'ortante 'ara la 'rotecci,n de 'ersonas es el ti'o de aterramientoo 'uesta a tierra de la instalaci,n) defnido como Es+uemas de $one.i,n a

Tierra E$T4# La Re%lamentaci/n )ara la E0ec!ci/n de InstalacionesElctricas en Inm!e+les AEA 2345 de la Asociaci/n ElectrotcnicaAr%entina trata el tema en s! secci/n 661.3.

/ara clasifcar los di*erentes es+uemas de cone.i,n a tierra en ba%a tensi,n seutilia la si-uiente simbolo-(a2

La 'rimera letra desi-na la situaci,n del neutro de la instalaci,n con relaci,n ala tierra2

T el neutro est li-ado directamente a la tierra#I nin-n 'unto de la alimentaci,n est li-ado a tierra) es decir) neutro aisladoo 0inculado 'or una im'edancia de alto 0alor#

En cuanto a la se-unda letra) ella indica la situaci,n de las masas de lainstalaci,n el&ctrica en relaci,n a la tierra2

T las masas estn li-adas directamente a tierra#= las masas estn li-adas al 'unto de alimentaci,n aterrado) -eneralmenteal neutro#

Las masas el&ctricas) o 'arte conductora accesible) son las 'artes conductorasde un material o e+ui'o el&ctrico# Son susce'tibles de ser tocadas y)normalmente) no estn ba%o tensi,n) 'ero 'ueden estarlo en caso de de*ecto o*alla#

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La tercera letra muestra la situaci,n del conductor de neutro con relaci,n alconductor de 'rotecci,n el&ctrica o tierra /E42

S el conductor neutro est se'arado del conductor /E#$ las *unciones de neutro y 'rotecci,n estn combinadas 'or un solo cable/E=4) situaci,n combinada#

Es7!emas TN8C9 TN8S & TN8C8SEn estos es+uemas) el neutro est conectado atierra y las masas el&ctricas de las car-as seconectan a tierra a tra0&s del neutro#

Estos es+uemas de cone.i,n 'resentancorrientes de *u-a a tierra del orden delcortocircuito entre *ase y neutro#

/or tanto) est 'ermitido utiliar dis'ositi0os de

'rotecci,n de sobrecorrientes interru'tores)*usibles) etc#4) 'ara la detecci,n de *u-as atierra#

/or 'resentar corrientes de *u-a del orden del cortocircuito) no se recomiendanen lu-ares con ries-o de incendio# Estos ti'os de aterramiento no estn'ermitidos 'ara alimentar inmuebles) desde la red 'blica de ba%a tensi,n#

Es7!ema TTSe-n la e-lamentaci,n AEA 9!3"> de maro B!!") el es+uema TT esobli-atorio en alimentaciones de Fa%a Tensi,n desde la red 'blica# En este ti'ode aterramiento) el neutro se conecta a una tierra llamada 7Tierra de Ser0icioy las masas de las car-as se conectan a otra tierra distinta de la anterior)llamada 7Tierra de /rotecci,n#

Ambas tierras deben estar lo sufcientemente se'aradas 'ara e0itar los ries-osde trans*erencia de 'otenciales entre ellas#

En el es+uema TT la corriente de *u-a a tierra est limitada 'or2

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1# esistencia del electrodo de aterramiento delneutro#B# esistencia del electrodo de aterramiento delas masas o del conductor de 'rotecci,n /E4#3# esistencia de los conductores de *ase) neutro

y de 'rotecci,n4 y la resistencia de la tierra misma'or donde se cierra el circuito de la *alla#

Las corrientes de *u-a a tierra en un sistema TTson de ,rdenes muy in*eriores a las decortocircuito#

/or lo tanto) no est 'ermitido detectar corrientes de *u-a con dis'ositi0os de'rotecci,n de sobrecorrientes#

En este caso) se deben utiliar los interru'tores di*erenciales#

Es7!ema ITEl es+uema IT se im'lementa aislando el sistema de alimentaci,n al de tierra oconectando un 'unto) -eneralmente el neutro) a tra0&s de una im'edanciaele0ada#

Adems) las masas el&ctricas o 'artesconductoras accesibles de la instalaci,n debenestar 'uestas a tierra) ya sea indi0idualmente)'or -ru'os o colecti0amente# Es el es+uemat('ico de laboratorios y reas de usos m&dicos#

En el es+uema IT) 'ueden ser utiliados los

si-uientes dis'ositi0os de 'rotecci,n y control2

$ontroladores o monitores de aislaci,n# @is'ositi0os de 'rotecci,n contra lassobrecorrientes# @is'ositi0os de 'rotecci,n de corriente di*erencial# @is'ositi0os de bs+ueda de de*ectos#

3. Ti)os de aterramiento.

@e acuerdo a su a'licaci,n los sistemas de 'uesta a tierra son2 /uesta a tierra 'ara sistemas el&ctricos# /uesta a tierra de los e+ui'os el&ctricos# /uesta a tierra en seales electr,nicas# /uesta a tierra de 'rotecci,n electr,nica# /uesta a tierra de 'rotecci,n atmos*&rica

!esta a tierra )ara sistemas elctricos# El 'ro',sito de aterrar lossistemas el&ctricos es limitar cual+uier 0olta%e ele0ado +ue 'ueda resultar de

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rayos) *en,menos de inducci,n o de contactos no intencionales con cables de0olta%es ms altos# Esto se realia mediante un conductor a'ro'iado a lacorriente de *alla a tierra total del sistema) como 'arte del sistema el&ctricoconectado al 'laneta tierra#

Puesta a tierra de los equipos elctricos# Su 'ro',sito es eliminar los

'otenciales de to+ue +ue 'udieran 'oner en 'eli-ro la 0ida y las 'ro'iedades)de *orma +ue o'eren las 'rotecciones 'or sobrecorriente de los e+ui'os#

Ctiliado 'ara conectar a tierra todos los elementos de la instalaci,n +ue encondiciones normales de o'eraci,n no estn su%etos a tensiones) 'ero +ue'ueden tener di*erencia de 'otencial con res'ecto a tierra a causa de *allasaccidental es en los circuitos el&ctricos) as( como los 'untos de la instalaci,nel&ctrica en los +ue es necesario establecer una cone.i,n a tierra 'ara darmayor se-uridad) me%or *uncionamiento y re-ularidad en la o'eraci,n y en fn)todos los elementos su%etos a corrientes el&ctricas im'ortantes de corto circuitoy sobretensiones en condiciones de *alla#

Generalmente la resistencia a tierra en cual+uier 'unto del sistema) no debeser mayor a 1! H6ms# /ara la cone.i,n a tierra de los e+ui'os) se instalan enlos edifcios) una barra de cobre electrol(tico de dimensiones adecuadas)instaladas a unos "! cm sobre el ni0el de 'iso con una leyenda indicati0a)+ue es de uso e.clusi0o 'ara el sistema de *uera en las concentraciones detableros de cada 'iso#

Puesta a tierra de proteccin electrnica# /ara e0itar la destrucci,n delos elementos semiconductores 'or sobre 0olta%es) se colocan dis'ositi0os de'rotecci,n de *orma de limitar los 'icos de sobr& tensi,n conectados entre losconductores acti0os y tierra#

La 'uesta a tierra de los e+ui'os electr,nicos y de control) consta de unaserie de electrodos instalados remotamente al edi*icio# En el interior se instalauna barra de cobre electrol(tico de dimensiones adecuadas montada a B#"!metros sobre ni0el de 'iso terminado con una leyenda indicati0a) +ue es deuso e.clusi0o 'ara el sistema de electr,nica#

La resistencia a tierra m.ima en este sistema debe ser de unos B H6ms)cuando no se alcana la resistencia deseada) se instala al-n elemento+u(mico 'ara reducir la resisti0idad del terreno y alcanar as() la resistencia atierra re+uerida

Puesta a tierra de proteccin atmosfrica# $omo su nombre lo indica) sedestina 'ara drenar a tierra las corrientes 'roducidas 'or descar-asatmos*&ricas AHS4 sin mayores daos a 'ersonas y 'ro'iedades# Se lo-racon una malla metlica i-ualadora de 'otencial conectada al 'laneta tierra+ue cubre los e+ui'os o edifcios a 'rote-er o se con*orma con electrodos ti'oco''erJeld y cable ti'o 'ararrayos de cobre $lase 1 deB 6ilos#

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La distancia del edifcio con res'ecto al sitio donde se entierre el electrodo) nodebe ser in*erior a B)5! metros y debe +uedar totalmente aislado de lossistemas de tierras 'ara *uera y 'ara electr,nica#

La resistencia a tierra en cual+uier 'unto del sistema) no debe ser mayor a 1!o6ms) 'ara lo cual en caso necesario) se im'lementarn arre-los de

electrodos en @elta yKo un a-re-ado de elementos +u(micos 'ara reducir laresisti0idad del terreno) recomendados 'or el $E= en el art(culo B5!83#

Puesta a tierra de proteccin electrosttica# Sir0e 'ara neutraliar lascar-as electroestticas 'roducidas en los materiales diel&ctricos# Se lo-rauniendo todas las 'artes metlicas y diel&ctricas) utiliando el 'laneta tierracomo re*erencia de 0olta%e cero#

$omo 'udo a'reciar anteriormente cada sistema de tierras debe cerrarnicamente el circuito el&ctrico +ue le corres'onde#

Puesta a tierra para sistemas elctricos#

Los sistemas el&ctricos se conectan a tierra con el *in de limitar la tensi,n +ue'udiera a'arecer en ellos) 'or estar e.'uestos a descar-as atmos*&ricas) 'orintercone.i,n en casos de *allas con sistemas de cone.iones su'eriores) o bien)'ara limitar el 'otencial m.imo con res'ecta a tierra) 'roducto 'or la tensi,nnominal del sistema# Este ti'o de cone.i,n se denominar Tierra de Ser0icio#

Se conectarn a tierra los elementos de la instalaci,n necesarios como ser2

Los neutros de los trans*ormadores) +ue lo 'recisan en instalaciones oredes con neutro a tierra de *orma directa o a tra0&s de resistencias obobinas#

El neutro de los alternadores y otros a'aratos o e+ui'os +ue lo 'recisen# Los circuitos de ba%a tensi,n de trans*ormadores de medida# Los limitadores) descar-adores) auto0l0ulas) 'ararrayos) 'ara

eliminaci,n de sobretensiones o descar-as atmos*&ricas# Los elementos de deri0aci,n a tierra de los seccionadores de 'uesta a

tierra#

5. C!;l es s! !so m;s ESTA A TIERRA DE ROTECCI?NLos e+ui'os el&ctricos se conectan a tierra 'ata e0itar +ue la carcasa ocubierta metlica de ellos re'resente un 'otencial res'ecto de tierra +ue'ueda si-nifcar un 'eli-ro 'ara el o'erario u usuario del e+ui'o# Este ti'o decone.i,n a tierra se denominar Tierra de /rotecci,n#


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La 'osibilidad de +ue ciertas 'artes de una instalaci,n) +ue normalmenteestn sin tensi,n) 'uede +uedar con una tensi,n con res'ecto a la tierra 'or*allas de aislamiento) se debe e0itar conectando todas las 'artes metlicas conlas +ue 'ueda una 'ersona entrar en contacto y +ue no debe estarnormalmente con tensi,n#

Se-n la 'resente norma) se entiende 'or tierra de 'rotecci,n la 'uesta atierra de toda 'iea conductora +ue no *orma 'arte del circuito) 'ero +ue encondiciones de *alla 'uede +uedar ener-iada#

Se 'ondrn a tierra las 'artes metlicas de una instalaci,n +ue no est&n entensi,n normalmente 'ero +ue 'uedan estarlo a consecuencia de a0er(as)accidentes) descar-as atmos*&ricas o sobretensiones#

Sal0o se indi+ue lo contrario) se 'ondrn a tierra los si-uientes elementos2

Los c6asis y bastidores de a'aratos de maniobra# Los en0ol0entes de los con%untos de armarios metlicos# Las 'uertas metlicas de los locales# Las 0allas y cercas metlicas# Las columnas) so'ortes y ',rticos# Las estructuras y armaduras metlicas de los edifcios +ue conten-an

instalaciones de alta tensi,n# Los blinda%es metlicos de los cables# Las tuber(as y conductos metlicos# Las carcasas de trans*ormadores) -eneradores) motores y otras

m+uinas# ilos de -uardia o cables de tierra de las l(neas a&reas#

En todos los casos donde el conductor de 'uesta a tierra se encuentre en 0(asde circulaci,n de 'ersonas u animales a%enas a la instalaci,n deber contarcon 'rotecci,n mecnica) e0itndose en lo 'osible el uso de tubos de materialde buena 'ermeabilidad ma-n&tica#

!esta a Tierra )ro(isoria.$uando se establece tierra 'ro0isoria 'ara traba%ar en l(neas o e+ui'os)debe tener 'resente +ue) en -eneral) las Tierras de tirabu,n o la de lasestructuras) son tierra de alta resistencia y) 'or lo tanto) se 'roducen*uertes ele0aciones de 'otencial al circular corriente en ellas#

$uando se e%ecutan traba%os de estructuras metlicas conectadas al 'unto de

traba%o 'ara e0itar di*erencias de 'otencial# Siem're +ue el traba%o se e%ecuteuna descone.i,n o'erando un e+ui'o o abriendo un 'uente) debe tenerse encuenta la 'osibilidad de alimentaci,n desde cual+uiera de los lados debe) 'orlo tanto) colocarse 'uesta a tierra en cada lado del o los 'untos de a'ertura delos circuitos#

MEDICIONES DE TIERRAS

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Las caracter(sticas el&ctricas del terreno en el cual se entierran los electrodosde una instalaci,n de tierra es la 'rinci'al causa de las indeterminaciones+ue se 'resentan en el estudio de una instalaci,n#

A los e*ectos del com'ortamiento el&ctricos del terreno nos interesa suresisti0idad) ms &sta de'ende de la naturalea +u(mica de la 6umedad

'resente) de la tem'eratura y de otras causas# =o se 'uede 'ensar de untratamiento anal(tico del 'roblema sin antes considerar un -ran nmero de0ariables y 0aloraciones) las cuales dadas las di0ersas cualidades del terreno)no son de se-ura determinaci,n#

/odemos aconse%ar +ue el me%or m&todo de a*rontar esta situaci,n sea'roceder 'or la 0(a e.'erimental y de e*ectuar una serie de medicionessistemticas en todas las 'osibles condiciones#

Se 'rocede a medidas sistemticas de la resistencia total de instalaci,n detierra o se busca la resistencia deseada) aumentando el nmero de electrodos)la 'ro*undidad del entierro o con otro medio +ue la 'rctica lo aconse%e) se

trata de lle-ar a un 0alor in*erior al m.imo) +ue 'ermita contener el 'otencialde tierra entre 0alores adecuados no 'eli-rosos#

Constit!ci/n del terreno.La +u(mica del terreno) la cantidad y la calidad de las sales minerales en elcontenido 'ueden inDuir de modo notable en su resisti0idad# Los terrenosllu0iosos o arcillosos con acentuadas ca'as de 6umos) son a+uellos +ue'resentan las resisti0idades ms ba%as y adicionalmente las menores0ariaciones en el tiem'o#

Los terrenos arenosos) 'edre-osos y rocosos 'resentan resisti0idad muyele0ada y 0ar(an sus caracter(sticas en el tiem'o) se-n la tem'eratura y la

6umedad) en l(mites muy am'lios#

En la tabla 1 si-uiente estn e.'uestos los 0alores de la resisti0idad de losmateriales ms im'ortantes +ue construyen los terrenos

Los materiales +ue tienen los ms altos 0alores de resisti0idad se 'uedenconsiderar como aislante) y los materiales +ue ten-an los ms ba%os 0alores deresisti0idad como conductores no 'resentando 'roblemas dedimensionamiento de los electrodos) mientras +ue s( ori-inan 'roblemas de'rotecci,n 'ersonal# As( se des'rende de esta tabla +ue un sistema detierra +ue ser(a com'letamente adecuado en terrenos de arcillas 'uede sercasi inser0ible en terrenos arenosos# Tambi&n se 6a obser0ado +ue muestrasde tierra de la misma clase) 'ero de di*erentes lu-ares tienen distinta

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resisti0idad) la +ue 'uede 0ariar 6asta 'or un *actor de B!! a 3!!# @eesto se concluye +ue el 'roblema de tierra est estrictamente relacionadocon el ti'o 'articular de tierra en el cual debe e*ectuarse la cone.i,n a tierra#

LA TIERRA @ LA RESISTIIDAD DEL TERRENO$omo 6emos comentado 're0iamente &l t&rmino 7resisti0idad de tierra

e.'resado en cent(metros o6m es una 0ariable bsica +ue a*ecta laresistencia a tierra de un sistema de electrodos# /ero se encontr, +ue el0alor real de la resisti0idad de la tierra no necesita medirse 'ara 0erifcarla resistencia de tierra del electrodo#

Las mediciones de resisti0idad de tierra 'ueden em'learsecon0enientemente 'ara 'ros'ecto -eo*(sico# Las mediciones tambi&n 'uedenem'learse 'ara determinar la 'ro*undidad de la roca# Las mediciones de laresisti0idad de la tierra tambi&n son tiles 'ara encontrar la me%orubicaci,n y 'ro*undidad 'ara electrodos de ba%a resistencia#

Tales estudios se realian) cuando se 0an a construir unidades el&ctricas

nue0as tales como2 estaci,n -eneradora) subestaci,n) torre de transmisi,n ycentral tele*,nica# ?inalmente) se 'uede utiliar la resisti0idad de la tierra 'araindicar el -rado de corrosi,n +ue se es'era en tuber(as subterrneas de a-ua)'etr,leo) -as) etc#

TIENEN EBECTOS LA >MEDAD @ TEMERAT>RA SORE LARESISTIIDAD DEL TERRENO.Indudablemente +ue s() la resisti0idad del terreno est muy inDuenciada'rimordialmente 'or la 6umedad y en menor medida no menos im'ortante'or su tem'eratura) son tan si-ni*icati0os estos e*ectos) +ue la resistenciadel terreno disminuye con el aumento de la 6umedad y con el incremento dela tem'eratura#

El conocimiento de la acci,n de la 6umedad y tem'eratura sobre laresistencia del electrodo 'ara 'uesta a tierra resulta indis'ensable 'ara +ueuna instalaci,n de tierra conser0e en el tiem'o sus caracter(sticas#

EBECTOS DE LA >MEDAD @ SALES DIS>ELTAS SORE LARESISTIIDAD DEL TERRENO/ara los e*ectos 'rcticos el resultado de la resistencia 'or la acci,n de la6umedad y la tem'eratura nos obli-a a mantener 'resente o'ortunoscoe*icientes 'ara la determinaci,n de la resistencia +ue debemos asi-nar alos electrodos con el fn de un buen *uncionamiento en las instalaciones atierra# Se 'odr(a omitir el *actor de tem'eratura) 'ara no e*ectuar tanto lainDuencia de la 6umedad en el terreno#

Htra causa de im'recisi,n en el conocimiento de la resistencia del terreno es la0ariaci,n de 0alores de esta ma-nitud) cuando se 'asa de ca'as su'erfciales oca'as 'ro*undas) sobre todo) cuando se usa el electrodo cil(ndrico de distintanaturalea y resisti0idad#

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Las 0ariaciones de resisti0idad con la 'ro*undidad 'uede ser modifcada debidoa los estados de 6umedad del terreno) cuando 'or e%em'lo) des'u&s de unlar-a 'eriodo de se+u(a) un tem'oral 6umedece la ca'a su'er*icial del terreno)de%ando seca la ca'a in*erior) la mayor 'arte de la corriente +uee0entualmente se distribuye 6acia los dis'ersores) eli-iendo un camino demenos resistencia) inDuir nicamente la ca'a su'er*icial) creando alrededor

de los dis'ersores 'eli-rosas -radientes su'er*iciales#

En el terreno) la conducci,n de corriente es 'rinci'almente electrol(tica#/or tanto) la cantidad de 6umedad y el contenido de sales del terreno a*ectanradicalmente su resisti0idad# La cantidad de a-ua en el terreno 0ar(a) 'orsu'uesto) con el clima) &'oca del ao) la naturalea del subsuelo y la'ro*undidad del manto *retico 'ermanente#

En la Ta+la - Efecto de la humedad en la resistividad del Terreno, see.6iben los e*ectos t('icos del a-ua sobre el terreno) en ella se 'uedeobser0ar +ue al estar secos en ambos ti'os de terreno las resisti0idades sonalrededor de 1!!! Me-a o6mcm) siendo buenos aislantes# $on un contenido

de 6umedad del 3!) sin embar-o) se a'recia un decrecimiento drstico en laresisti0idad del terreno +ue se 'uede determinar 'or un *actor de alrededor de1!!)!!! 0eces del 0alor ori-inal#

Ten-a 'resente +ue el a-ua 'ura tiene una resisti0idad infnitamente alta# Lassales 'resentes en *orma natural en el terreno o disueltas en a-ua) ba%an laresisti0idad del terreno#

Si analiamos en *orma anlo-a a la 6umedad) los e*ectos +ue causan las

sales en el terreno) 'odemos 'ercibir +ue basta con una 'e+uea cantidad deuna sal 'ara reducir la resisti0idad del terreno de manera si-ni*icati0a)obser0en la tabla 3# E*ecto de la sal en la resisti0idad del terreno# En ella 'araun ! de sal la resisti0idad es de unos 1!) Nilo o6mcm) se a'recia undecrecimiento drstico en la resisti0idad del terreno +ue se 'uede determinar'or un *actor de alrededor de 1!!! 0eces del 0alor ori-inal cuando el terrenotiene un 'orcenta%e del B!# Este e*ecto 'uede ser til 'ara 'ro'orcionar unbuen electrodo de ba%a resistencia) en lu-ar de un sistema de electrodoselaborado y caro#

EBECTOS DE LA TEMERAT>RA SORE LA RESISTIIDAD DELTERRENO.

=o se 6a reco'ilado muc6a in*ormaci,n sobre los e*ectos de la tem'eratura#@os 6ec6os conducen a la conclusi,n l,-ica de +ue un incremento en latem'eratura disminuir la resisti0idad2

14 El a-ua 'resente en el terreno 'rinci'almente determina la resisti0idad#B4 Cn incremento en la tem'eratura disminuye notoriamente la resisti0idad

del a-ua#

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Los resultados +ue se muestran en la Tabla ># E*ecto de la tem'eratura en laesisti0idad del terreno confrman estos 6ec6os# Hbser0e +ue cuando secon-ela el a-ua en el terreno) la resisti0idad salta en *orma a'reciableO el 6ielotiene una resisti0idad alta#

=ote tambi&n +ue la resisti0idad contina aumentando con*orme ba%a latem'eratura 'or deba%o del 'unto de con-elaci,n# Se 'odr(a tener un 0alorrealmente alto en los 'olos terrestres# En la tabla >) note +ue una ca(da detem'eratura de 5> -rados de "8P? a 1>P?4 ocasiona un aumento de 5! 0ecesen resisti0idad#

EBECTOS DEL TIO DE S>ELO SORE LA RESISTIIDAD DEL TERRENO.

a se trate de un suelo mayormente arcilloso o muy arenoso) la resisti0idad dela tierra 'uede cambiar muc6o# =o es *cil defnir e.actamente a un suelo

dadoO la arcilla 'uede cubrir a una am'lia 0ariedad de suelos de tal manera+ue no 'odemos decir +ue cual+uier suelo dado tiene una resisti0idad detantos o6msQcm acom'aando las Tablas 5 y " desde dos libros de re*erenciadi*erentes se muestra el am'lio ran-o en 0alores# =,tese tambi&n la 0ariedadde 0alores 'ara los mismos ti'os -enerales de suelos#

EBECTOS DE LAS ARIACIONES ESTACIONALES SORE LARESISTIIDAD DEL TERRENO.

emos 0isto los e*ectos de la tem'eratura) la 6umedad y el contenido de salesen la resisti0idad del terreno#

Es l,-ico) 'or tanto) +ue la resisti0idad del terreno 0ariar considerablementeen las di*erentes &'ocas del ao# Esto es 'articularmente cierto en a+uelloslu-ares donde 6ay 0ariaciones e.tremas de tem'eratura) llu0ia) tem'oradassecas y otras 0ariaciones estaci,nales#

@e todo el anlisis 'recedente) se 'uede 0er +ue la resisti0idad del terreno esuna cantidad muy 0ariable#

Si se desea saber cul es su 0alor en un lu-ar dado en cierta &'oca del ao) lanica manera se-ura es medirla# $uando se utilia este 0alor 'ara traba%os desondeo) el cambio en el 0alor) ocasionado 'or cambios en la naturalea delsubsuelo) es el asunto im'ortanteO de las 0ariaciones en resisti0idad se 'uedenobtener resultados de sondeo im'ortantes#

Htra ra,n 'rinci'al de interesarse en la resisti0idad del terreno es 'ara eldiseo de sistemas de electrodos 'ara sistemas el&ctricos de 'otencia)'ararrayos y as( sucesi0amente# La resistencia del terreno 0ar(a directamentecon su resisti0idad y es til 'ara conocer +u& *actores a*ecten la resisti0idad#

MEDICION DE LA RESISTIIDAD DEL TERRENO

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ay 0arios m&todos 'ara medir la resisti0idad de las cone.iones a tierra) 'erotodos ellos se aseme%an 'or+ue en todos se necesitan dos cone.iones de tierraau.iliares y de re*erencia) 'recisndose adems una *uente adecuada decorriente y la e.actitud del resultado es una *unci,n de la ubicaci,n de lastierras au.iliares o de re*erencia con res'ecto a la tierra +ue se desea medir#

Los di*erentes m&todos 'ueden clasifcarse como si-ue2

Mtodos de tres )!ntos: Csando un 'uente de R6eatstone con corriente alterna o 'ulsante# Csando un am'er(metro y 0olt(metro con corriente alterna# Csando un am'er(metro y un 0olt(metro con corriente contina#

Mtodo de ca,da de )otencia: Csando un am'er(metro y un solo 0olt(metro con $#A#

Csando un am'er(metro y un solo 0olt(metro con $#$# Csando distintos dis'ositi0os de 'uente y de e+uilibrio con $#A# o

'ulsante#

Mtodo de C!atro Terminales.Cn Instrumento de cuatro terminales es em'leado 'ara la resisti0idad de latierra) sin embar-o este utilia cuatro electrodos de tamao 'e+ueoenterrndolos en la m(nima cantidad y a distancias i-uales entre ellos en unal(nea recta 0er f-ura B# $uatro 'untas de 'rueba se'aradas conectan loselectrodos a las cuatro terminales del instrumento) como se muestra# @e a+u(+ue el nombre de esta 'rueba sea llamado2 7M&todo de $uatro Terminales#

El @r# ?ran Renner de la Hfcina de la normaliaci,n de CSA# @esarrollo lateor(a basada en esta 'rueba en 1915) el demostr, +ue si la 'ro*undidad delelectrodo F4 se mantiene 'e+uea com'arado con la distancia entreelectrodos A4) se a'lica la si-uiente *ormula2

< B A

En donde< es la resisti0idad 'romedio del suelo a la 'ro*undidad A en o6mQ cm) es la constante 3#1>1")

A es la distancia entre los electrodos en cm)

es la lectura del instrumento MEGGE en o6ms#

En otras 'alabras si la distancia A entre electrodos es >U) usted obtendr laresisti0idad de la tierra a una 'ro*undidad de >U como si-ue2

1# $on0ertir los >U en cent(metros 'ara obtener A en la *,rmula2 > . 1B . B#5>cm 1BB cm#B# Multi'li+ue B A 'ara obtener la constante 'ara una 're'araci,n de 'ruebadada2 B . 3#1>1" . 1BB ""

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A6ora) 'or e%em'lo si la lectura de su instrumento es de "! o6ms) la resistenciade la tierra ser(a de "! . "") o sea >5)9"! o6ms Q cm#

Mtodo de cada de potenciaEsta 'rueba de tres terminales es el m&todo +ue se describe 're0iamente con

re*erencia a la ?i-ura ># $on un 'robador de cuatro terminales) las terminales/1 y $1 en el instrumento son 'uenteadas y al electrodo de tierra del electrodoba%o 'rueba# $on un instrumento de tres terminales) conecte V al electrodo atierra#

As( como el uso de cuatro terminales es necesario 'ara realiar las medicionesde resisti0idad) el uso de tres o cuatro terminales es indistinto 'ara las 'ruebasde la resistencia de un electrodo o 0arilla ya instalada#

El uso de tres terminales es ms con0eniente debido a +ue re+uiere +ue unsolo conductor sea conectado# Su ace'taci,n considera +ue la resistencia delconductor comn est incluida en la medici,n# =ormalmente) este e*ecto

'uede ser minimiado si los re+uerimientos de las 'ruebas no son mayores) ya+ue la 'e+uea resistencia adicional introducida es casi nula# Sin embar-o)cuando se realian 'ruebas ms com'le%as o se im'on-an re+uerimientos msr(-idos) 'uede ser ms aconse%able utiliar todos los cuatro terminales)conectando el terminal /1 con el electrodo a ser 'robado conectarlo en la0arilla des'u&s de $14# Esta es una 0erdadera conf-uraci,n de 'rueba decuatro6ilos) la cual elimina todas las resistencias de los cables de cone.i,ndesde el e+ui'o#

La 'recisi,n +ue se 6a aumentado en las mediciones) 'ueden resultarsi-nifcantes cuando se tienen es'ecifcadas resistencias muy ba%as o se usanm&todos +ue re+uieren de un d(-ito adicional 'ara cum'lir con re+uerimientos

matemticos# La decisi,n sin embar-o es o'cional) y se basa en los ob%eti0os+ue se 'ersi-an al realiar las 'ruebas y en los m&todos +ue se utilicen# La0arilla 6incada $ de re*erencia debe colocarse tan le%os del electrodo a tierracomo sea 'racticoO esta distancia 'uede estar limitada 'or la lon-itud de cablede e.tensi,n dis'onible) o la -eo-ra*(a de los alrededores 0ea ?i-ura >4

La 0arilla / de re*erencia de 'otencial es enterrada en un nmero de 'untosa'ro.imadamente en l(nea recta entre el electrodo a tierra y $# Las lecturas deresistencia son re-istradas 'ara cada uno de los 'untos#

Mtodo de Dos !ntosMtodo directo: $uando se em'lea un instrumento de cuatro terminales) lasterminales /1 y $1 se conectan al electrodo a tierra ba%o 'ruebaO las terminales/B y $B se conectan a un sistema de tubos de a-ua com'letamente metlico#

$on un instrumento de tres terminales) conecte V al electrodo a tierra) / y $ alsistema de tuber(a de a-uas tal como se a'recia en la f-ura 5 r!e+a deResistencia de Tierra Mtodo Directo o Dos Terminales # Si el sistema dea-ua es e.tenso) es decir) se e.tiende a un rea muy -rande) su resistencia

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sola debe ser una *racci,n de un o6m# @es'u&s 'uede tomar la lectura delinstrumento como la resistencia del electrodo ba%o 'rueba#

El m&todo directo es la *orma ms sim'le de 6acer una 'rueba de resistencia atierra# $on este m&todo) la resistencia de dos electrodos en serie se mide la0arilla enterrada y el sistema de a-ua# /ero e.isten tres limitaciones

im'ortantes21# El sistema de tubos de a-ua debe ser lo sufcientemente -rande 'ara

tener una resistencia des'reciable#B# El sistema de tubo de a-ua debe ser metlico en su totalidad) sin

nin-unos aco'lamientos o Dan-es de aislamiento#3# El electrodo de tierra ba%o 'rueba debe estar lo sufcientemente le%os

del sistema de tubo de a-ua 'ara +uedar *uera de su es*era de inDuencia#

En al-unos lu-ares) su electrodo a tierra 'uede estar tan cerca del sistema detubos de a-ua +ue no se 'uedan se'arar a los dos y dar la distancia re+uerida'ara medici,n 'or medio del m&todo de dos terminales#

Fa%o estas circunstancias) si se cum'len las condiciones 1 y B) se 'uedeconectar al sistema de tubos de a-ua y obtener un electrodo a tierra adecuado#Sin embar-o como 'recauci,n contra cual+uier 'osible cambio *uturo en laresistencia del sistema de tubos de a-ua tambi&n se debe instalar un electrodode tierra#

METODOS INOL>CRADOS EN LA R>EA DE RESISTENCIA DE TIERRA

La resistencia a tierra de cual+uier sistema de electrodos te,ricamente 'uedecalcularse de las *ormulas basadas en la *ormula -eneral de la resistencia2

< LA

En donde2< es la resisti0idad de la tierra en o6mcmL es la lon-itud de la trayectoria de conducci,nA es el rea trans0ersal#

/ara entender el m&todo de 'rueba a tierra) considere el dia-ramaes+uemtico de la f-ura "a# Ten-a en mente nuestras obser0aciones 're0iascon re*erencias al dia-rama de ca'as de tierra con la distancia cada 0e mayordesde un electrodo) las ca'as de tierra son de rea de su'erfcie mayor y 'or lotanto de menor resistencia# A6ora) su'on-a +ue tiene tres 0arillas enterradasen la tierra al-una distancia a'arte y con un 0olta%e a'licado) como se muestraen la ?i-ura "a#

La corriente entre las 0arillas 1 y B se mide con un am'er(metroO la di*erenciade 'otencial 0olta%e4 entre las 0arillas 1 y 3 se mide con un 0olt(metro# Si la0arilla 3 se ubica en 0arios 'untos entre las 0arillas 1 y B) 're*eriblemente enl(nea recta > 'uede obtener una serie de lecturas de 0olta%e#

/or la ley de o6m EKI4 'uede determinar la resistencia de la tierra encual+uier 'unto medido# /or e%em'lo) si el 0olta%e medido E entre las 0arillas 1

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y 3 es 3! 0olts y la corriente medida I es B am'eres) la resistencia de la tierra en ese 'unto seria 15 o6ms#

La serie de 0alores de resistencia 'uede -rafcarse contra distancia 'araobtener una cur0a ?i-ura 5b4# Hbser0e +ue a medida +ue la 0arilla 3 se mue0ele%os de la 0arilla 1) los 0alores de la resistencia se incrementan 'ero la

cantidad de incremento disminuye cada 0e menos 6asta +ue se alcana el'unto donde el 0alor de incremento se 0uel0e tan 'e+ueo +ue casi 'uedeconsiderarse constante B! o6ms en la ?i-ura "b4# Las ca'as de tierra entre las0arillas 1 y 34 tienen un rea de su'erfcie tan -rande +ue aaden 'oco a laresistencia total# Ms all de este 'unto) a medida +ue la 0arilla 3 se acerca alas celdas de tierra de la 0arilla B) la resistencia -radualmente se ele0a#

$erca de la 0arilla B) los 0alores suben de manera 0iolenta# A6ora) di-amos +uela 0arilla 1 es nuestro electrodo de tierra ba%o 'rueba# @e una cur0a deresistencia tierra t('ica) como en la ?i-ura "b) W$ual es la resistencia a tierra deesta 0arillaX

Llamamos a la 0arilla B) 'unta $ de $orriente de e*erencia y la 0arilla 3) 'unta/ de e*erencia de /otencial) sim'lemente 'or con0eniencia 'araidentifcaci,n4# La resistencia correcta se obtiene usualmente si / la 0arilla 34se coloca a una distancia del centro del electrodo a tierra 0arilla 14 cerca del"B de la distancia entre el electrodo de tierra y $ la 0arilla B4#

/or e%em'lo) en la ?i-ura "a la @istancia @ desde el electrodo de tierra a $ es1!! 'ies# Tomando el "B de esta distancia) obtenemos "B 'ies# @e la ?i-ura"b) la resistencia 'ara esta distancia es B! o6ms# Esta es la resistencia medidadel electrodo a tierra#

@e 6ec6o la corriente 'uede e.istir en otras trayectorias entre los dos

electrodos f%ados) de tal manera +ue la 0arilla 3 'ueda y +ui deba serlocaliada en otro 'unto *uera de la l(nea recta# Esta re-la *unciona bien 'araelectrodos sencillos) tales como 0arillas enterradas# Tambi&n *unciona 'ara un'e+ueo -ru'o de 0arillas# /ero se debe conocer el centro el&ctrico 0erdaderodel sistema de electrodos con bastante 'recisi,n# Tambi&n) la 'recisi,n de laslecturas es me%or si la resisti0idad de la tierra entre los tres electrodos esraonablemente constante#

/or ltimo) $ debe estar lo sufcientemente le%os del sistema de electrodos atierra de modo +ue el "B de la distancia este *uera de la 7Es*era deInDuencia del electrodo de tierra#

Fsicamente) a6ora usted ya conoce el m&todo de 'rueba de resistencia atierra# El resto es refnamiento en m&todos de 'rueba) el uso de electrodos osistemas de electrodos) y la in*ormaci,n acerca de la resisti0idad de la tierra#

MATERIALES DE >ESTA A TIERRAYALHES MZVIMHS E= EL $[@IGH EL\$TI$H =A$IH=AL

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El $,di-o El&ctrico =acional) Secci,n B5!8> establece +ue a un solo electrodocon resistencia a tierra mayor +ue B5 o6ms debe aumentarse un electrodoadicional#

Recomendamos que las tierras con un solo electrodo se prueben

cuando se instalen, en forma peridica posteriormente!"

Las letras anteriores son resaltadas debido a su im'ortancia# La resistencia atierra 'uede 0ariar con los cambios en el clima y la tem'eratura# Tales cambios'ueden ser considerables# Cn electrodo de tierra +ue *ue bueno de ba%aresistencia4 cuando se instal,) 'uede de%ar de serloO 'ara ase-urarse) debere0isarlo 'eri,dicamente#

=o 'odemos decirle cual debe sen el 0alor m.imo de resistencia a tierra# /arasistemas es'ec(fcos) en lu-ares defnidos) las es'ecifcaciones se a%ustan*recuentemente# Al-unos re+uieren 5 o6ms como m.imoO otros no ace'tanmas de 3 o6ms# En al-unos casos) se re+uieren resistencias tan ba%as como

una *racci,n de o6m#

=ATCALE]A @E C= ELE$TH@H A TIEA

La resistencia a la corriente a tra0&s de un electrodo de 'uesta tierrarealmente tiene tres com'onentes como se obser0a en la ?i-ura

1# esistencia del electrodo 'or s( mismo y las cone.iones a &l#B# esistencia de contacto entre el electrodo y el suelo colindante a el#3# esistencia de la tierra circundante#

Resistencia del electrodo!Yarillas) tubos) masas de metal) estructuras y otros dis'ositi0os son em'leadoscomnmente 'ara cone.iones a tierra# Estas normalmente son de tamao osecci,n trans0ersal sufciente +ue su resistencia es una 'arte des'reciable dela resistencia total#

Resistencia de contacto del electrodo a tierra!Es muc6o menor de lo +ue se 'uede 'ensar# Si el electrodo est libre de'intura o -rasa) y la tierra esta com'acta frmemente) se 6a demostrado +ue laresistencia de contacto es des'reciable# La o.idaci,n en un electrodo de 6ierrotiene 'oco o nin-n e*ectoO &l ,.ido de 6ierro esta 'rontamente im're-nadocon a-ua y tiene menor resistencia +ue la mayor(a de los suelos# /ero si untubo de 6ierro se 6a o.idado lo sufciente) la 'arte deba%o de la ra%adura no estan e*ecti0a como una 'arte del electrodo de tierra#

Resistencia de la tierra circundante!Cn electrodo 6incado en la tierra de resisti0idad uni*orme radia corriente entodas direcciones# /iense en el electrodo como s( estu0iera rodeado 'or ca'asde tierra) todas de i-ual es'esor) 'ara ca'tar la idea obser0e la ?i-ura #

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T>ERIA METALICA DE A$>A ENTERRADA/ara +ue una tuber(a de a-ua 'ueda usarse como electrodo de 'uesta a tierra)debe reunir los si-uientes re+uisitos2

/or lo menos tener 3 m en contacto directo con la tierra# El&ctricamente continua 6asta el 'unto de cone.i,n) 'uenteando el

medidor del a-ua) si est colocado en una 'osici,n intermedia#

La nica des0enta%a de su uso es +ue debe com'lementarse con un electrodoadicional) de cual+uiera de los ti'os mencionados arriba#

En el *uturo la tendencia ser eliminar las tuber(as de a-ua como electrodos'rinci'ales) a causa del uso cada 0e mayor de e+ui'os electr,nicos cuyacorriente de *u-a a tierra tiene com'onentes en corriente continua) lo +ueinduce corrosi,n -al0nica en las tuber(as# =o con*undir este ti'o de electrodo)con el re+uerimiento del art(culo del $E= B5!8!a) de conectar los sistemasinteriores de tuber(as 'ara a-ua al 'uente de uni,n 'rinci'al o a los electrodosde 'uesta a tierra) de acuerdo con la tabla B5!9>)con el fn de 'oner a tierralos e+ui'os#

ESTR>CT>RA METALICA DEL EDIBICIOLa estructura metlica de los edifcios 'uede ser usada) siem're +ue est& bien'uesta a tierra) esto es) +ue su im'edancia a tierra sea ba%a#

/ara +ue sea ba%a la im'edancia) se deben unir las columnas a las 'artesmetlicas de la cimentaci,n con conductores se-n los calibres de losconductores de 'uesta a tierra del $E= B5!9> y) en caso de 6aber sellos*ormados 'or 'el(culas 'lsticas) se deben 'uentear &stos#

ELECTRODOS DE CONCRETO ARMADO.En las estructuras nue0as) el concreto armado 'uede ser utiliado comoelectrodo 'rinci'al#

El $E= en la secci,n B5!81c establece +ue un electrodo em'otrado enconcreto como m(nimo 5 cm) debe constar de una o mas barras de " metros delar-o y deben ser barras de acero de no menos de 1B) mm de dimetrolocaliado en y cerca del *ondo de un cimiento o a'ata#

El concreto tiene una estructura +u(mica alcalina y una com'osici,n +ue atraey retiene 6umedad# La combinaci,n de estas caracter(sticas 'ermite alconcreto e.6ibir una resisti0idad consistentemente de unos 3! o6mm# Loselectrodos de concreto tienen una resistencia a tierra mayor o i-ual +ue las

0arillas de cobre de un tamao com'atible) siem're +ue est&n en contacto consuelos con resisti0idad de 5! o6mm o menor#

/ruebas indican +ue la resistencia t('ica a tierra de una base 'ara columna deancla%e medida en los 'ernos es de alrededor de 5! o6ms) sin usar m&todoses'eciales# @e a6( +ue la resistencia e*ecti0a de un edifcio de estructurametlica con 0eintitantas columnas en 'aralelo es de menos de 5 o6ms)siem're y cuando se ase-ure +ue la estructura est& conectada a las 0arillas#

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/ara ello) se suelda 'or m&todos de *usi,n un cable de acero a las 0arillas)mismo +ue se conectar a su res'ecti0a columna#

ANILLO DE TIERRACn anillo de tierra consiste en un conductor de cobre desnudo) de secci,ntrans0ersal no menor al calibre B ARG y de lon-itud no menor a " m enterrado

a una 'ro*undidad de 8!! mm y) +ue rodee al edifcio o estructura#

Estos anillos de tierras se em'lean *recuentemente circundando una *brica oun sitio de comunicaciones) 'ara 'ro0eer un 'lano e+ui'otencial alrededor deedifcios y e+ui'os#

ELECTRODOS ESECIALMENTE CONSTR>IDOS.$uando no se dis'one de al-uno de los electrodos mencionados en el 'untoanterior) el $E= en la secci,n B5!83 establece +ue se 'uedan usar uno o msde los electrodos si-uientes2a4 @e Yarilla o Tuber(a#b4 Electrodos de /laca#

c4 Estructuras metlicas Subterrneas

ELECTRODOS DE ARILLA O T>ERIA@e acuerdo con la secci,n B5!83c del $E= los electrodos de 0arilla y tubo) nodeben tener menos de B)>! m de lar-o y deben instalarse de tal modo +ue 'orlo menos B)>! m de su lon-itud est& en contacto con la tierra#

Las 0arillas de metales no *errosos deben estar a'robadas y tener un dimetrono in*erior a 13 mm de dimetro) y las dems de 'or lo menos 1" mm# Lastuber(as deben tener un dimetro no in*erior a 19 mm) y si son de 6ierro)deben tener una 'rotecci,n contra corrosi,n en su su'erfcie#

Las 0arillas de acero con un recubrimiento de cobre de 1! mil&simas dura un'romedio de 35 aos en un suelo 'romedioO si tiene un recubrimiento de 13mil&simas dura 6asta >5 aos# En cambio) una 0arilla de acero -al0aniadotiene una 0ida estimada de 15 aos# Estos electrodos se a'lican al suelomediante 'ercusi,n 6asta +ue alcanan la 'ro*undidad adecuada# En caso deterrenos rocosos o de te'etate) las 0arillas no 'ueden meterse de esa maneraOse doblan o solamente no 'ueden entrar#

Hcasionalmente se 6a sabido de casos donde las 0arillas 6an sido re-resadas6acia la su'erfcie des'u&s de 6aber tratado de cla0arlas en terrenos rocosos#$uando la roca est a menos de B)>! m) estos electrodos 'ueden meterse endia-onal 6asta con un n-ulo de >5 -rados de la 0ertical# /ero) si no es este elcaso) se deben enterrar 6oriontales en una trinc6era abierta 'ara el caso a8!! mm de 'ro*undidad 'or lo menos) 0er f-ura 8#

La alternati0a al -ol'eado es 'er*orar un a-u%ero) instalar la 0arilla y rellenarnue0amente el a-u%ero# La resistencia de contacto de una 0arilla est dada 'orla *,rmula de @Ji-6t del M#I#T#

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'KB ^ 'i ^ L4 ^ _Ln >L K a4 1`donde2' es la resisti0idad del terreno en o6m cmL es el lar-o de la 0arilla en cm a es el dimetro de la 0arilla en cm

La *,rmula de @Ji-6t 'ara el caso de 0arilla enterrada en doble ca'a de tierra2 '!KB ^ 'i ^ L4 ^ Ln a1 Ln a!4 '1KB ^ 'i ^ L4^ _Ln >L4 1 Ln a1`

donde2'! es la resisti0idad del terreno ad%unto en o6mcm'1 es la resisti0idad del terreno circundante en o6mcmL es el lar-o de la 0arilla en cma! es el dimetro de la 0arilla en cma1 es el dimetro del terreno ad%unto a la 0arilla en cm

ELECTRODOS DE LACA

Los electrodos de 'laca no debern tener menos de !)B metros cuadrados desu'erfcie en contacto con el suelo# las 'lacas de acero o 6ierro deberntener 'or lo menos ")> mm de es'esor# Si son de material no *erroso deberntener 'or lo menos 1)5B mm de es'esor#

ESTR>CT>RAS METALICAS ENTERRADASEl $E= menciona la 'uesta a tierra mediante sistemas de tuber(as o tan+uesenterrados# /ero) 'uede ser cual+uier clase de estructura metlica subterrnea#

ELECTRODOS ARA >ESTA A TIERRA EN RADIO BREC>ENCIAEn el caso de torres de radiodi*usi,n) se em'lean cables en conf-uraci,n deestrella radiales4 'ara su 'uesta a tierra# Se 6a encontrado ms e*ecti0o tener

conectados los cables en un 'unto +ue tener mlti'les anillos rodeando el sitio#Esos cables radiales 'ueden ser menores a 3! m de lar-o si el suelo esadecuado#

Los cables dis'ersan la ener-(a de las descar-as muy efcientemente# $omo lacorriente se di0ide en 'ro'orciones i-uales en los cables radiales) entre mscables) menor corriente los circula# Cna ba%a corriente es ms *cil de disi'ar ytendr menor im'acto en la ele0aci,n del 'otencial de tierra del sistema#

ARRA DE E>IOTENCIALLa barra e+ui'otencial es el rea donde terminan todas las cone.iones a tierra'ro0enientes de los e+ui'os) -u(as) etc# ?(sicamente es una barra de cobre con6uecos +ue 'ermiten so'ortar cone.iones del ti'o doble o%o# Yer f-ura 8#

En e.teriores) es necesaria una barra e+ui'otencial colocada en el 'unto dondelas -u(as entren al s6elter) edifcio) rea) etc# Esta barra debe ubicarse lo mscerca 'osible a la 0entana de acceso de manera +ue 'ermita la cone.i,n de lasl(neas de transmisi,n +uese encuentren en la 'arte su'erior de la misma#

B!


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Esta barra estar conectada a un 'unto de tierra del anillo e.terior con unconductor B ARG o mayor de cobre +ue 'osea una c6a+ueta de color 0erde)adems de ir 'or una tuber(a /Y$) con 'intura de re0estimiento color 0erde#

$ada cone.i,n a la barra de tierra debe estar cubierta en los 'untos decontacto con -rasa antio.idante y no se debe colocar ms de un conector en

cada 6ueco de la barra# En caso de +ue no e.ista es'acio dis'onible en lae.istente) se debe colocar otra barra la cual debe estar el&ctricamenteconectada al anillo e.terior y a la barra 'rinci'al mediante un conductor decobre calibre B ARG o mayor#

Esta barra debe estar aislada mediante accesorios +ue no 'ermitan +ue e.istacontinuidad el&ctrica entre ella y su so'orte# Las medidas de la barra e.terna ysu distancia de los so'ortes deben ser las +ue se muestran en la f-ura 9#

El lar-o de la barra 0ar(a en *unci,n del nmero de cone.iones +ue se estimanrealiar y 'osibles e.'ansiones) 'or lo -eneral) las barras instaladas ene.teriores tienen una lon-itud de B! lo +ue 'ermite un total de 1> cone.iones

doble o%o4O este tamao 'uede 0ariar de'endiendo del tamao del s6elter y lacantidad de e+ui'os +ue 0an a alo%ar# Las barras e.'uestas a la intem'erie) ali-ual +ue las cone.iones a las mismas) deben ser 'rote-idas contra la corrosi,ncubri&ndolas con -rasa) e0itando as( +ue los a-entes corrosi0os la a*ecten# Lasbarras en e.teriores deben estar ubicadas en *unci,n a los si-uientes criterios2

En caso de utiliar mono'olios bases tubulares4 siem're debe e.istiruna barra de tierra ubicada en la 'arte in*erior del mismo#

En caso de utiliar torres) deben e.istir barras de tierra ubicadas se-n21# Siem're debe e.istir una barra de tierra en la 'arte su'erior de la

torre ubicada a 3 metros del to'e#B# Siem're debe e.istir una barra de tierra al fnal del recorrido 0ertical

ubicada a 1 metro de la transici,n del recorrido 6oriontal#3# /ara torres com'rendidas entre los >! y 9! metros debe e.istir una

barra de tierra adicional ubicada en el medio del recorrido 0ertical#># /ara torres mayores a 9! metros deben e.istir B barras de tierra

adicionales ubicadas de manera tal +ue e.ista una se'araci,n e+uidistanteentre las > barras e.istentes#

5# Siem're debe e.istir una barra de tierra ubicada en la 0entana deacceso de lacaseta#

"# $uando e.istan recorridos 6oriontales mayores a >5 metros debene.istir barras de tierra adicionales ubicadas a'ro.imadamente cada B5 metros#

Electrodos de )!esta a tierra:$uando se tienen dis'onible un sistema metlico subterrneo de a-ua# Serecomienda utiliarlo 'er*ectamente sobre cual+uier otro sistema) comoelectrodo de tierra) siem're +ue ten-a enterrada una lon-itud m(nima de 15 m#En casos de no e.istir un sistema de distribuci,n de a-ua 'odr ado'tarsecual+uiera de las soluciones si-uientes2

Electrodos de )lanc'a:

B1


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Estar(an *ormados 'or 'lanc6as de su'erfcies no in*erior a los !#5 m . 1 m y >mm de es'esor si son de acero) o de 1)5 mm de es'esor si son de cobre# Esrecomendable enterrar estas 'lacas 0erticalmente#

Electrodos de canastillos:?ormados 'or un enrollado de alambre de cobre secci,n m(nima nmero 8 ARG

8)3 mmB4# $on una su'erfcie e+ui0alente a la de los electrodos de 'laca#

Electrodos de +arras:?ormados 'or tuber(as de acero -al0aniados de una 'ul-ada de dimetro y unlar-o m(nimo de B#5 mO o tuber(as de cobre 5K8 e i-ual lar-o# Los electrodosdeben instalarse enterrados a una 'ro*undidad en +ue se ase-ura un ni0el de6umedad 'ermanente# Al enterrarlos debern estar totalmente lim'ios y encaso de ser necesario) ms de uno deber estar se'arado entre s() 'or lomenos " m# La resistencia obtenida de un electrodo de tierra no debe e.cederde B o6m# En caso +ue un electrodo no cum'la esta condici,n) debern'onerse tantos electrodos como sea necesario 'ara alcanar este 0alor# Serecomienda medir inmediatamente los 0alores de resistencia de tierra#

Cond!ctores de )!esta a tierra:El conductor de 'uesta atierra debe ser de cobre u otro material resistente a lacorrosi,n) 'uede ser macio o 'rensado) aislado o desnudo) no debe tener entoda su lon-itud nin-n em'alme o uni,n e.ce'to s( s& tarta de barra bus# Si elconductor no es de cobre la resistencia mecnica y la resistencia ,6mica 'orunidad de lon-itud deben ser e+uitati0amente a la de este#

/ara secciones i-uales o su'eriores al nmero > ARG se 'uede f%ar elconductor de tierra directamente sobre la su'erfcie en la cual 0a colocada) sinutiliar aisladores# =o necesita tener 'rotecciones a menos +ue est& e.'uesto a*uertes daos mecnicos# Los conductores nmero " ARG) 'ueden tenderse sin

daos mecnicos# /ara todas las secciones in*eriores al nmero " ARG) losconductores deben ir 'rote-idos 'or conductos#Se 'odr em'lear la misma canaliaci,n de los conductores de alimentaci,ndel circuito 'ara lle0ar el conducto de tierra# La secci,n 'ara los conductoresde tierra de ser0icio o conductores de tierra comn en instalaciones in*eriores)no debe ser in*erior al 0alor dado en la tabla si-uiente2

Constr!cci/n de tierras:Tanto la tierra de 'rotecci,n como de ser0icio) estarn *ormadas 'or electrodosy un cable de ba%ada) cuyo lar-o ser tal +ue 'ermita e*ectuar la cone.i,n a laaltura del neutro de la red#

La distancia entre los electrodos de la tierra de 'rotecci,n y la de ser0icio debeser de B! mO como m(nimo 'ara 'oder ase-urar +ue la tensi,n +ue 'uedaa'arecer en la 'rimera no conduca ele0aci,n de tensi,n en el neutro de laba%a tensi,n#

El electrodo deber ser indistintamente del ti'o de canastillo o de la 0arilla# Elelectrodo de canastillo deber ser *ormado 'or un conductor de cobre continuosin uniones de nin-n ti'o y +ue se 'rolon-ara construyendo el conductor de

BB


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ba%ada# El electrodo de 0arilla estar *ormado 'or un tubo de cobre de conuna barra interior de 6ierro redondo de 5K8 soldados entre s( y su lar-o 'odrser de 3 o " m# El cable de ba%a se conectara al electrodo mediante soldadurade bronce#

Se em'lear electrodo de canastillos o de 0arillas se-n el ti'o) de terreno# En

suelos 'edre-osos o rocosos resultara ms *cil la instalaci,n del electrodo decanastillo) en cambio en terrenos arenosos) de ca%a 0e-etal 'ro*unda)arcillosos) es recomendable el em'leo de 0arilla# $abe consi-nar +ue elelectrodo ms efca es el de " m enterrado a su totalidad#

/ara la instalaci,n del electrodo de 0arillas se 6ar una 'er*oraci,n) utiliandolas 6erramientas ms adecuadas) de tal manera +ue 'ermita 6acer la'er*oraci,n ms 'ro*unda#

NFmero de electrodos:El electrodo deber estar a una distancia m(nima de 1 m del 'oste y) de're*erencia) en terreno no remo0ido#

Si el 'a0imento u otro incon0eniente del terreno no lo 'ermite) se 'odr) en elcaso del electrodo de 0arilla) enterrarlo inclinadoO esto es de im'ortancia) ya+ue el 0alor de la resistencia 0aria considerablemente 'or la 'resencia del'oste#

=ormalmente) un solo electrodo resulta insufciente 'ara lo-rar un 0alor deresistencia admisible no su'erior a B5 o6m4) lo +ue obli-a a aumentar sunmero# Los electrodos adicionales a una distancia m(nima de 3 m entre s( y enlo 'osible en l(nea recta) uni&ndose el electrodo 'arcialmente a tra0&s de uncable de cone.i,n comn de cobre = 3 ARG# La uni,n de este cable con el deba%ada a la toma de tierra se 6ar mediante una 'rensa conectora de

're*erencia) conectando ambos conductores#

/ara determinar el nmero de electrodos adicionales) se 'receder a instalar latoma tierra y medir su resistencia# Si este 0alor e.cede del m.imo de B5 ^)se multi'licara se'aradamente su 0alor 'or los *actores i-uales a !#" !#>> y!#3") 6asta lo-rar una ci*ra i-ual o in*erior a B5r# El *actor +ue de este 0alorindicara el nmero de electrodo adicionales2"! . !#" 3" "! . !#>> B"#> "! . !#3" B1#" es decir) es necesario consultar 3 electrodos adicionales#

@e no ser 'osible la instalaci,n en l(nea recta de los electrodos) se dis'ondrn*ormando cuadrados) rectn-ulos o trin-ulos se-n el caso) teniendo encuenta +ue siem're se debe *ormar un anillo cerrado con el cable de cone.i,n#Las indicaciones dadas ms adelante) sobre la manera de instalaci,n deelectrodos) no son absolutamente r(-idas y debern acomodarse a lase.i-encias del terreno) +uedando a criterio su instalaci,n y cuidando deobtener el 0alor re+uerido a un costo raonable#

B3


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El 0alor m.imo de B5 resulta im'ortante en el caso de las tierras de'rotecci,n y en la tierra de ser0icio de em'resas el&ctricas en +ue el neutro dela red de ba%a tensi,n *orme 'arte de un sistema aislado#

$omo 'rimero 'ara lo-rar 0alores de tierra +ue no sobre'asen el 0alor m.imoadmisible en los 'resu'uestos) se consulta la instalaci,n de tierra con un total

de 3 electrodos# Esto no si-nifca +ue al instalar la tierra se utilicenobli-adamente 3 electrodos) sino +ue se instalarn los necesarios con*orme alo ms arriba indicado#

>n sistema de )!esta a tierra de+e ser inte%ral.Es decir) tener un sistema desinte-rado o los conocidos sistemas de tierraaislada) es tan malo como no tener un sistema de tierras) 'or+ue en el e0entode una descar-a atmos*&rica) se desarrollan tensiones inducidas 'rcticamenteen todas las instalaciones) y es cuando sur-en daos +ue 0an desde 'aros deo'eraci,n en los sistemas) a0er(as en e+ui'os) 6asta daos al 'ersonal# /erosiem're se suelen buscar otras causas) 'uesto +ue se tiene al-n sistema de'uesta a tierra#

Es a+u( donde se a'recia +ue es ms costoso corre-ir los daos) +ue in0ertir enuna instalaci,n se-ura y -arantiada# /or ello) en la 'rctica) se tienen los(ndices mas altos 'or *alla atribuibles a las descar-as atmos*&ricas +ue acual+uier otra causaO 'ro0ocando con ello enormes cantidades de '&rdidas# Sinembar-o) 6oy toda0(a se traba%a con sistemas de tierra +ue tienentecnol,-icamente 6ablando) mas de B!! aos de anti-gedad) cuando se sabe+ue en la actualidad se tiene un 0erti-inoso cambio tecnol,-ico cada d(a# /ortodo ello) es de im'ortancia ca'ital) instrumentar un sistema +ue ase-ure +ueno se ten-an todas estas *allas o accidentes) +ue im'actan en mayor o menor-rado sobre la 'roducti0idad de las industrias#

La


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Ante una 'e+uea descar-a incluso 'e+uea e.iste la 'osibilidad de muerte)'ues solo se re+uieren 1!! mili0olts y 1!! miliam'eres ba%o ciertas condiciones'ara +ue cual+uiera su*ra un electrocutamiento letal#

B# Sistema inte%ral. El sistema debe ser Inte-ral) es decir) se debe 'erse-uir

frmemente tener el mismo 'otencial de re*erencia en toda la 'lanta#

Esto si-nifca +ue cuando se 'resentara una ele0aci,n de tensi,n ante unadescar-a) consecuentemente 7toda la re*erencia ser(a la misma 'ara todo'ersonal y e+ui'o#

3# A)licaciones. @el 'unto anterior deri0a +ue se re+uieran tierra 'ara elneutroO tierra de cero l,-ico) tierra 'ara masas) tierra de 'ararrayosO y tierrael&ctrica en tableros# @e modo +ue aun+ue se mencionan distintas tierras) enrealidad se trata de +ue todas estas necesidades im'erati0as de tierra) est&nen la misma re*erencia# /ero esto tiene otra consecuencia) todos los electrodosdel sistema de tierra) tambi&n deben estar interconectadosO deben *ormar un

solo sistema de tierras# Es un error tremendo creer +ue sea con0eniente tenertierras aisladasO 7nin-una norma reconocida a0ala esa recomendaci,n#

># C;lc!lo del sistema. Cn sistema de 'uesta a tierra +ue cum'la con lasnormas) debe ser calculado 'ara disi'ar todo ti'o de descar-as) 'uesto +uedebe so'ortar descar-as atmos*&ricas) tambi&n debe ser ca'a de so'ortar las*allas de subestaci,n de 'otencia# Adicionalmente) el sistema debe 're0enir lastensiones de to+ue y de 'aso de ries-o 'ara el 'ersonal# Los calibres de loscables de intercone.i,n deben ser calculados 'ara conducir con se-uridad lascorrientes es'eradas) de acuerdo a cada a'licaci,n# fnalmente) la ra,n delt(tulo de este bolet(n2

Se debe calcular la ca'acidad de corriente del sistema) tanto en ni0el como entiem'o# Esto +uiere decir +ue se debe di*erenciar entre los tiem'os dedescar-a 'or corto circuito atribuible e.clusi0amente al sistema el&ctrico) y adescar-as de ori-en atmos*&rico# El 'rimero) es 'or conducci,n y tiende acerrar 6acia la *uente de -eneraci,n) con ni0eles muy in*eriores y tiem'osmuc6os mayores del orden de mili se-undos4O en el se-undo caso) es 'orradiaci,n 'uesto +ue la *uente es la nube) y los ni0eles son muy su'eriores'ero los tiem'os muc6o ms bre0es del orden de 5! micro se-undos4

Medici/n & control de las instalaciones de tierras.Es necesario contralor la resistencia de una 'uesta a tierra) en el curso de suinstalaci,n y tambi&n en el *uturo) 'ara ase-urarse +ue tal instalaci,n +uedeefciente en el tiem'o# Todas las normas 'rescriben medir la resistencia de unainstalaci,n antes de 'onerla en ser0icio) sucesi0amente) debe ser controladaen *orma 'eri,dica# En el caso de +ue sucedan accidentes) debe 6acerse unare0isi,n minuciosa en la instalaci,n de tierra#

Cone*iones a tierra de )rotecci/n:@ebern conectarse a tierra de 'rotecci,n toda 'arte metlica al descubierto)+ue *orma 'arte de un e+ui'o +ue no trans'orte corriente) 'ero +ue ten-a

B5


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'osibilidades de ser recorrida 'or una corriente) debe ser 'uesta a tierra# See.ce'tuarn de esta e.i-encia los si-uientes casos2

$ubiertas de interru'tores o disyuntores accesibles e.clusi0amente a'ersonal califcado#

Armaduras metlicas de dis'ositi0os calentados el&ctricamente)a'robados 'or el laboratorio de su'erintendencia) 'ara el uso den dic6ascondiciones) siem're +ue esta armadura est& con0enientemente aisladade tierra# M&todos 'orttiles +ue *uncionen a menos de 1!! J#

E+ui'os el&ctricos alimentados a tra0&s de trans*ormadores deaislamiento#

@ebern conectarse a tierra de 'rotecci,n) los si-uientes e+ui'os noel&ctricos2

Armaduras y rieles de -ras accionadas el&ctricamente# Los cables de tracci,n de ascensores el&ctricos# Todo otro e+ui'o similar#

Condiciones & e0ec!ci/n de !na cone*i/n a tierra.

Cna cone.i,n a tierra debe o*recer una trayectoria continua y 'ermanente)debe tener una ca'acidad de trans'orte sufciente como 'ara tolerar lacorriente de *alla ms alta +ue 'ueda 'roducir en el 'unto 'rote-ido y debetener una im'edancia lo sufciente ba%a como 'ara limitar los 'otencialesres'ecto a tierra dentro de l(mites de se-uridad y *acilitar el accionamiento delos elementos de 'rotecci,n#

Se considerarn 'uesta a tierra) las ca%as) armarios o 'artes metlicas dele+ui'o f%o) si este conectadas de esta *orma) 'ueden 'onerse a tierra 'ormedio de una de las *ormas si-uientes2

A tra0&s de un conductor de 'uesta a tierra tendido con los conductoresdel circuitoO de este conductor 'uede ser desnudo) 'ero si es aislado) la

aislaci,n debe ser de color 0erde normal# /or medio de un cone.i,n a tierra inde'endiente# Los e+ui'os montados

sobre estructuras metlicas conectadas a tierra) se consideraran a tierrasiem're +ue la estructura sea estrictamente continua# Los e+ui'os'orttiles o e+ui'os dom&sticos enc6u*ables sern conectados a tierra atra0&s de los enc6u*es mac6os de tres cla0i%as) de los cuales uno aracontacto con el terminal de tierra de los enc6u*es 6embras# Se 'uedeutiliar el conductor de tierra de ser0icio 'ara conectar el bastidor) ca%ametlica del e+ui'o de medida y ca%a metlica de tableros adyacentes a&l#

MTODOS ARA RED>CIR LA RESISTENCIA DE TIERRA

$uando la resisti0idad del terreno es muy ele0ada) y en donde los electrodosno 'ueden enterrarse 'ro*undamente debido a rocas se utilian di0ersosm&todos 'ara me%orar las condiciones# En -eneral todos los m&todos tratan decrear una me%or conducti0idad en las 'rimeras ca'as o cilindros de tierra +uerodean al electrodo) en donde la su'erfcie conductora es 'e+uea# Eltratamiento tambi&n es benefcioso al inde'endiar el 0alor de resistenciaobtenida de las 0ariaciones climticas#

B"


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El art(culo B5!8> del $E= 'ermite 'ara los sistemas con un electrodo nico+ue conste de una 0arilla) tuber(a o 'laca) +ue no tiene una resistencia a tierrade B5 o6ms o menos) +ue se com'lemente con electrodos adicionalesse'arados 'or lo menos una distancia de1)83 m entre s(#

En la 'rctica) cuando encuentra +ue la resistencia de su electrodo a tierra noes sufcientemente ba%a) Los m&todos ms comunes 'ara me%orarla son2a4 Csando una 0arilla de mayor dimetro#b4 Csando electrodos ms lar-asc4 $olocando dos) tres o ms electrodos en 'aralelod4 Electrodos 'ro*undose4 educci,n de la resisti0idad del suelo tratando +u(micamente el terreno#*4 A-re-ado de sales sim'les#-4 A-re-ado de co+ue#64 A'orte de sales h-elh#i4 Inyecci,n de bentonita#

%4 Inyecci,n de resinas sint&ticas#

La necesidad de tratar el terreno) 're0iamente) donde se instalar un electrodo6a sido y es toda0(a tema de discusi,n# Los m&todos 'rinci'ales usados 'arame%orar la resisti0idad del terreno alrededor de los electrodos son2umedecer con a-ua y sales minerales cloruro de sodio o sul*ato de cobre)sul*ato de ma-nesio4) en la *osa +ue circula el electrodo# Es di*(cil afrmar 6astadonde se manifestan los benefcios de las sales introducidas en la soluci,n yd,nde donde em'iean los benefcios debido al aumento de la 6umedad delterreno# En la elecci,n de las sales 6ay +ue tener 'resente los *en,menos decorrosi,n +ue 'ueden 'resentar la su'erfcie del electrodo) siendo daino ycostoso) resultado 'er%udicial el 6ec6o de ba%ar la resistencia#

Yolcar en una an%a lar-a alrededor del electrodo) discreta cantidad de salesminerales# El a-ua de llu0ia disuel0e 'aulatinamente estas sales) lle0ndolas6acia la 'ro*undidad) lo +ue 'ro0oca un me%oramiento de la resistencia delelectrodo) 'or tiem'o ms o menos lar-o# La duraci,n de &ste sistema sone0identemente ms lar-os +ue el m&todo anterior) 'resentando tambi&n'eli-ro de corrosi,n# odear el dis'ersor de carb,n 0e-etal triturado# Estem&todo se 'uede a'licar con el electrodo de 'lanc6a# Si bien mantienen lose*ectos en el tiem'o) 'resenta los mismos incon0enientes de corrosi,n#

En resumen 'or el 6ec6o de ba%ar la resistencia del terreno) incurrimos en el'eli-ro de corrosi,n de los electrodos 'or e*ectos de testamento 're0ios delterreno#

Tratamiento qumico del sueloEl tratamiento +u(mico del suelo es un buen modo 'ara me%orar la resistencia atierra cuando no se 'ueden enterrar ms 'ro*undamente los electrodos detierra a causa de roca dura subyacente) 'or e%em'lo#4 Est ms all delob%eti0o de este manual recomendar los me%ores +u(micos de tratamiento 'aratodas las situaciones# Tiene +ue considerar el 'osible e*ecto corrosi0o en el

B


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electrodo# El sul*ato de ma-nesio) sul*ato de cobre) y sal de roca ordinaria sonmateriales no corrosi0os adecuados# El sul*ato de ma-nesio es menoscorrosi0o) 'ero la sal de roca es ms barata y 6ace el traba%o si se a'lica enuna an%a e.ca0ada alrededor del electrodo 0er f-ura 1!

El tratamiento +u(mico no es un modo 'ermanente de me%orar su resistencia a

tierra# Los +u(micos son desla0ados -radualmente 'or la llu0ia y drena%enatural a tra0&s del suelo# @e'endiendo de la 'orosidad y la cantidad de llu0ia)el 'eriodo de reem'lao 0ar(a#

/ueden 'asar 0arios aos antes +ue sea necesario otro tratamiento# Eltratamiento +u(mico tambi&n tiene la 0enta%a de reducir la 0ariaci,n estacionalen la resistencia +ue resulta del mo%ado 'eri,dico y secado del suelo# Yea lascur0as de la ?i-ura 15#4 Sin embar-o) solo debe considerar este m&todo cuandolos electrodos mlti'les o 'ro*undos no sean 'rcticos#

Materiales ace)ta+les de +a0a resisti(idad$omo se mencion, 're0iamente) la tierra tamiada fna o tierra de moldeo

normalmente es un material de relleno a'ro'iado 'ara rodear el electrodoenterrado#

/ara situaciones es'eciales) 6ay di0ersos materiales) como los si-uientes2entonita. Es una arcilla color 'ardo) de *ormaci,n natural) +ue es le0ementeacida) con un ' de 1!)5#

/uede absorber casi cinco 0eces su 'eso de a-ua y de este modo) e.'andirse6asta treinta 0eces su 0olumen seco# Su nombre +u(mico es montmorillonitas,dica#

En terreno) 'uede absorber 6umedad del suelo circundante y &sta es la

'rinci'al ra,n 'ara usarla) ya +ue esta 'ro'iedad ayuda a estabiliar laim'edancia del electrodo a lo lar-o del ao# Tiene ba%a resisti0idada'ro.imadamente 5 o6m metro y no es corrosi0a#

Fa%o condiciones e.tremadamente secas) la mecla 'uede res+uebra%arseo*reciendo as( 'oco contacto con el electrodo# La Fentonita es de carcterti.otr,'ica y 'or lo tanto se encuentra en *orma de -el en estado inerte# LaFentonita se usa ms a menudo como material de relleno al enterrar barras'ro*undas#

Se com'acta *cilmente y se ad6iere *uertemente#Marconita! Es esencialmente un concreto conducti0o en el cual un a-re-adocarbonceo reem'laa el a-re-ado normal usado en la mecla del concreto#

Tiene al-unas 'ro'iedades similares a la bentonita) es decir) 'ro0oca 'ocacorrosi,n con ciertos metales y tiene ba%a resisti0idad# ?ue desarrollada comoun 'roceso +ue se inici, en 19"B cuando in-enieros de Marconi descubrieronun material +ue conduc(a 'or mo0imiento de electrones ms bien +ue de iones#$ontiene una *orma cristalina de carb,n y el material -lobal tiene ba%ocontenido de sul*ato y cloruro#

B8


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Se 6a declarado +ue 6ay al-o de corrosi,n de materiales *errosos y de cobremientras la Marconita est en *orma li-osa) 'ero tambi&n se 6a su-erido +ue*orma una ca'a 'rotectora del-ada# $uando el concreto 6a *ra-uado) se dice+ue la corrosi,n cesa#

Idealmente) en el 'unto de in-reso a la estructura Marconita) el metal debe'intarse con bitumen o una 'intura bitumstica 'ara 're0enir la corrosi,n enese 'unto# El aluminio) el acero -al0aniado o con una ca'a de estao) nodeben instalarse en Marconita#

$uando la Marconita se mecla con concreto) su resisti0idad 'uede ba%ar tantocomo a !)1 o6mmetro#

Mantiene su 6umedad an ba%o condiciones muy secas) de modo +ue 6a sidousada en los climas ms clidos como una alternati0a a la Fentonita# Su'rinci'al a'licaci,n en el eino Cnido es en instalaciones donde el robo o lainter*erencia de terceras 'ersonas se con0ierte en un 'roblema) o 'ara

encerrar electrodos en 'er*oraciones o es'acios en el interior de rocas#Tambi&n es 'robable +ue los es'acios se llenen 'arcialmente con otrosmateriales tales como concreto 'ara reducir la cantidad de material 'atentado+ue se re+uiera# =ormalmente se considera +ue la Marconita tiene unaresisti0idad de B o6mmetro# Tambi&n se usa la Marconita al-unas 0eces 'ara'iso antiesttico y a'antallamiento electroma-n&tico#

#eso! Hcasionalmente) el sul*ato de calcio yeso4 se usa como material derelleno) ya sea solo o meclado con Fentonita o con el suelo natural del rea#

Tiene ba%a solubilidad) 'or lo tanto no se des'rende *cilmente la0ndolo ytiene ba%a resisti0idad a'ro.imadamente 51! o6mmetro en una soluci,nsaturada4# Es 0irtualmente neutro) con un 0alor de ' entre ")B y ")9#

Se 'resenta en la naturalea en *orma natural) de modo +ue su uso-eneralmente no 'ro0oca difcultades ambientales# Se ase-ura +ue no causacorrosi,n con el cobre) aun+ue al-unas 0eces el 'e+ueo contenido de SHS 6acausado 'reocu'aci,n 'or su im'acto en estructuras de concreto y*undaciones cimientos4# Es relati0amente barato y normalmente se mecla conel terreno 'ara *ormar un relleno alrededor del electrodo de tierra#

Se ase-ura +ue ayuda a mantener una resisti0idad relati0amente ba%a duranteun lar-o 'er(odo de tiem'o) en reas donde las sales e.istentes en la 0ecindadse disuel0an r'ido 'or mo0imiento de a-ua# Sin embar-o) el 6ec6o de +ue elmaterial no se disuel0a *cilmente moderar los benefcios obtenidos) ya +ueno 'enetrar di*undi&ndose en la tierra# Esto si-nifca +ue el e*ecto benefciosoestar localiado di-amos en una rea e.ca0ada en torno a un electrodoenterrado#

E


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resistencia# En -eneral) doblar la lon-itud de la 0arilla reduce la resistenciaa'ro.imadamente en un >!#

La cur0a de la ?i-ura#11 Efecto del lar$o del electrodo en la resistencia atierra, muestra este e*ecto 'or e%em'lo) obser0e +ue una %abalina enterradados 'ies tiene una resistencia de 88 o6ms) mientras +ue la misma %abalina

enterrada el doble tiene una resistencia de alrededor de 5! o6ms#

Em'leando la re-la de reducci,n a >!) 88 . !#> 35 o6ms de reducci,n# Cna0arilla de > 'ies de 'ro*undidad) 'or este clculo tendr(a una resistencia de 88Q35 , 53 o6ms com'arndose muy cercanamente a los 0alores de la cur0a#

Efectos por el dimetro del electrodo. Al +ue 'ara el lar-o del electrodotambi&n 'odr(a 'ensarse +ue incrementando el dimetro del mismo disminuyela resistencia# En realidad lo 6ace) 'ero solo muy 'oco si los com'aramos# Elaumento del dimetro del electrodo +ue es lo +ue comnmente se 6ace) no

disminuye 'ro'orcionalmente la resistencia el&ctrica del electrodo#/rinci'almente es el suelo +ue rodea la %abalina el +ue determina la resistencia#

Los ensayos en este tema 6an demostrado +ue la di*erencia de resistenciaobtenida entre las %abalinas dis'onibles comercialmente es des'reciable# /arala misma 'ro*undidad) doblar el dimetro de la barra co''erJeld o %abalinareduce la resistencia solo 1!#

La fgura 12 Efecto del dimetro del electrodo en la resistencia a tierramuestra esta relaci,n# /or e%em'lo) una %abalina de 5K8 de 'ul-ada de dimetrotiene una resistencia de "#33 o6ms) si aumentamos su dimetro a 11K>'ul-ada la resistencia disminuye solo a 5#" o6ms# Es decir un 1! mientras

+ue el 'eso el cual determina el 'recio es el doble# /or esta ra,n)normalmente solo considere incrementar el dimetro de la 0arilla si tiene +ueenterarla en terrenos duros#

/or lo tanto la determinaci,n del dimetro de la %abalina de'ende de laresistencia mecnica del terreno#

Es im'ortante +ue la %abalina ten-a buena resistencia mecnica 'ara lo-rar un*cil 6incado sin 'roblemas de 'andeo y una efca 'rotecci,n contra lacorrosi,n 'ara tener una -ran duraci,n# Las %abalinas ti'o co''erJeld tienenuna resistencia a la rotura de 5! -#Kmmj y una -ruesa ca'a de cobre# $omodato ilustrati0o en la mayor(a de los terrenos se 'ueden 6incar sin 'roblemas

%abalinas de 1KBk3 mts#) 'ara terrenos ms duros es aconse%able 5K8 3K>de'endiendo del mismo#

%so de electrodos m&ltiples! $uando enterramos dos electrodos bienes'aciados en la tierra) estos 'ro'orcionan caminos 'aralelos# Son en e*ecto)dos resistencias en 'aralelo# =o obstante) la re-la 'ara dos resistencias en la'aralelo no se a'lica e.actamenteO esto si-nifca +ue la resistencia resultante

3!


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no es la mitad de la resistencia de un electrodo indi0idual) esto su'oniendo +uesean del mismo dimetro y lar-o#

ealmente) la reducci,n de dos electrodos de i-ual resistencia es 'r,.ima al>!# Si se em'lean tres electrodos la reducci,n es cercana al "!) y si seutilian cuatro ser alrededor del "" tal como se obser0a en a f-ura a

continuaci,n#

$uando se em'lean mlti'les electrodos) estos deben es'aciarse ms +ue lalon-itud de su inmersi,n#

E.isten raones te,ricas 'ara esto) 'ero solo necesita re*erirse a las cur0astales como las de la ?i-ura 13#

/or e%em'lo) si tiene dos electrodos en 'aralelo y un es'aciamiento de 1! 'ies)la resistencia se disminuye a'ro.imadamente en un >!# Si el es'aciamientose incrementa al doble la reducci,n es a'ro.imadamente 5!#

C/mo ele%ir el )!nto m;s o)ort!no )ara enterrar dis)ersores:Se debe ele-ir los lu-ares +ue 'resenten menor resisti0idad# El terreno llu0iosoes el me%or) buscando 're*erentemente ca'as de 6umus 'ro*undas) 're*erironas 0e-etadas) las +ue mantienen muy bien la 6umedad# En terrenosondulados es 're*erible enterrar los dis'ersores en onas de de'resi,n# /re*erironas de embalses de a-uas de llu0ias o de desa-ges) se 'ueden creardesa-ges artifciales 6acia los lu-ares donde se encuentran enterrados losdis'ersores# Cn buen electrodo de tierra de ba%a resistencia de'ende de unterreno de ba%a resisti0idad en un 'unto en el +ue se 'uedan enterar loselectrodos#E.isten dos maneras 'ara seleccionar el lu-ar#

1# Enterrar 0arillas en 0arios lu-ares a las 'ro*undidades +ue se

re+uieran y 'robar su resistencia mientras se entierran#B# Medir la resisti0idad del terreno antes de enterrar las 0arillas de tierra#

Lue-o calcular el nmero y la lon-itud de las 0arillas re+ueridas# /ara obtenerun electrodo de ba%a resistencia en un lu-ar des*a0orable) dis'on-a l(neasrectas se'aradas entre s( 1! 'ies) +ue cubran el rea#

Entierre cuatro estacas se'aradas entre s( 1! 'ies) 'ero a una 'ro*undidad nomayor de " 'ul-adas) a lo lar-o de una l(nea abcd) como se muestra en laf-ura B!# Mida la resistencia entre las estacas b y c) usando el m&tododescrito 'ara resisti0idad del terreno#

El lu-ar +ue d& la lectura ms ba%a en el 'robador de tierra MEGGE es el msdeseable# Lue-o cambie las estacas a lo lar-o de la l(nea en cuesti,n a los'untos bcde) cde* y as( sucesi0amente 0ea la f-ura B!4 y 'ruebe 6asta+ue se 6aya cubierto la l(nea com'leta#

En se-uida) 'ase a la si-uiente l(nea y re'ita el 'roceso 6asta 6aber cubierto elrea seleccionada# El lu-ar +ue d& el 0alor ms ba%o 'ara tiene la resistenciaes'ec(fca menor 'ara el terreno a la 'ro*undidad seleccionada de 1! 'ies# Ese

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'unto le dar el lu-ar) ms con0eniente deseado) 'ara el me%or electrodo detierra# Si usted desea resultados a*ectados 'or la resisti0idad 'romedio delterreno a una 'ro*undidad de B! 'ies) re'ita el sondeo con l(neas se'aras entres( B! 'ies y con estacas es'aciadas entre s( B! 'ies# Tales sondeos no lle0anmuc6o tiem'o y se amortiarn en el ase-uramiento de un buen sistema detierras#

ELECTRODOS DE >ESTA A TIERRA.Los electrodos de 'uesta a tierra estarn *ormados 'or materiales metlicos en*orma de 0arillas) cables) c6a'as) 'erfles) +ue 'resenten una ele0adaresistencia a la corrosi,n 'or s( mismos) o mediante una 'rotecci,n adicional#En este ltimo caso se tendr es'ecial cuidado de no daar el recubrimiento de'rotecci,n durante el 6incado# Si se utiliasen otros materiales 6abr de

%ustifcarse su em'leo# Los electrodos 'odrn dis'onerse de las si-uientes*ormas2a4 abalinas 6incadas en el terreno) constituidas 'or tubos) barras u otros'erfles) +ue 'odrn estar *ormados 'or elementos em'almables#b4 Yarillas) barras o cables enterrados) dis'uestos en *orma radial) mallada)

anular#c4 /lacas o c6a'as enterradas#

DIMENSIONES MJNIMAS DE LOS ELECTRODOS DE >ESTA ATIERRA1# Las dimensiones de las %abalinas se a%ustarn a las es'ecifcacionessi-uientes2

Las 0arillas de cobre o acero recubierta de cobre) no sern de undimetro in*erior a 1> mm#

Los tubos de cobre o acero recubiertos de cobre no sern de un dimetroin*erior a 3! mm ni de un es'esor de 'ared in*erior a 3 mm#

Los 'erfles de acero no sern de un es'esor in*erior a 5 mm ni de unasecci,n in*erior a 35! mmj#B# Los conductores enterrados) sean de 0arilla) cable o 'lanc6uela) debern serde cobre o de acero recubierto de cobre y debern tener una secci,n m(nimade 35 mmj# El es'esor m(nimo de las 'lanc6uelas y el dimetro m(nimo de losalambres de los cables no ser in*erior a B mm en el caso de cobre) y 3 mm enel caso de acero recubierto de cobre#3# Las 'lacas o c6a'as debern ser de cobre o de acero recubierto de cobre ytendrn un es'esor m(nimo de B mm#># En el caso de suelos en los +ue 'ueda 'roducirse una corrosi,n'articularmente im'ortante) solo se admitir el uso de materiales de cobre#5# /ara el clculo de la secci,n de los electrodos se remite a lo indicado en el

ca'(tulo de 7L(neas de Tierra#INSTALACIONES DE ELECTRODOSEn la elecci,n del ti'o de electrodos) as( como su *orma de colocaci,n y de suem'laamiento) se tendrn 'resentes las caracter(sticas -enerales de lainstalaci,n el&ctrica) del terreno) el ries-o 'otencial 'ara las 'ersonas y losbienes#

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Se 'rocurar utiliar las ca'as de tierra ms conductoras) 6aci&ndose lacolocaci,n de electrodos con el mayor cuidado 'osible en cuanto a lacom'actaci,n del terreno# Se deber tener 'resente la inDuencia de las6eladas 'ara determinar la 'ro*undidad de la instalaci,n teniendo esta unm(nimo de B5 cm de 'ro*undidad#

ROCEDIMIENTO $ENERAL$omo se 6a establecido el 'rocedimiento de clculo +ue se realice debecontener lo establecido en la Gu(a IEEE8! o e+ui0alente) 'or lo +ue ent&rminos -enerales deber contem'lar como m(nimo los si-uientes 'asos21# In0esti-aci,n de las caracter(sticas de resisti0idad y 6omo-eneidad delsuelo#B# @eterminaci,n) teniendo es'ecialmente en cuenta la in*ormaci,nsuministrada 'or el @istribuidor a estos e*ectos) de las corrientes m.imas de'uesta a tierra y del tiem'o m.imo corres'ondiente de eliminaci,n delde*ecto de acuerdo al sistema de 'rotecciones +ue 're0ea#3# @iseo 'reliminar de la instalaci,n de tierra#># $lculo de la resistencia del sistema de tierra#

5# $lculo de las tensiones de 'aso y to+ue si corres'onde en el e.terior de lainstalaci,n#"# $lculo de las tensiones de 'aso y de to+ue en el interior de la instalaci,n## $om'robar +ue las tensiones de 'aso y to+ue calculadas en 5 y " sonin*eriores a los 0alores m.imos admisibles de acuerdo a los tiem'osdeterminados en B#8# In0esti-aci,n de las tensiones trans*eribles al e.terior 'or tuber(as) ra(les)0allas) conductores de neutro) blinda%es de cables) circuitos de sealiaci,n yde cual+uier 'unto 'otencialemente 'eli-roso y estudio de las *ormas deeliminaci,n o reducci,n#9# $orrecci,n y a%uste del diseo inicial 6asta obtener el defniti0o#1!# @imensionado defniti0o de la instalaci,n de tierra en *unci,n de la

intensidad +ue circula en el de*ecto y de su tiem'o de duraci,n#11# ealiaci,n de la memoria de clculo) 'lanos y dia-ramas +ue debern+uedar contenidas en la Memoria del /royecto#

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>SCAR MAS LA RESENTACION DE >R>MAN

4.

Tensi/n de to7!e & Tensi/n de )aso

La tensi,n de to+ue y la tensi,n de 'aso son dos 'armetros +ue se defnen'ara el diseo de las 'uestas a tierra y estn relacionados con la se-uridad delas 'ersonas#

Tensi/n de to7!e2 es la di*erencia de 'otencial entre un 'unto del elementoconductor) situado al alcance de la mano de una 'ersona y un 'unto en elsuelo situado a 1m de la base de dic6o elemento#

Tensi/n de )aso: es la di*erencia de 'otencial e.istente entre los 'ies deuna 'ersona) se'arados 1m) cuando se encuentran sobre l(neas de'otencial di*erentes#

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Los ECT & la )rotecci/n de las )ersonas

En este ca'(tulo se determinan los ries-os de electrifcaci,n y 6asta deelectrocuci,n 'ara cada uno de los di*erentes es+uemas de cone.i,n a tierra)tal como los defne la Comisi/n Electrotcnica Internacional en la normaIEC 42345.

El E$T en FT determina la *orma de conectar a tierra el secundario deltrans*ormador MTKFT y las di0ersas maneras de 'oner a tierra las masas de lainstalaci,n#

La identifcaci,n de los ti'os de es+uema se e.'resa con dos letras2

La 'rimera 'ara la cone.i,n del neutro del trans*ormador con B casos'osibles42 T 'ara conectado a tierra) I 'ara aislado de tierraO

La se-unda identifca el ti'o de cone.i,n de las masas de los rece'torescon B casos 'osibles42 T 'ara masa conectada directamente a tierra) = 'ara masa conectada al neutro en el ori-en de la instalaci,nO

instalaci,n +ue 6a de estar conectada a tierra f%!ra =4#

Bi%. =2 Modo de cone.i,n del neutro de un trans*ormador a tierraO y modo de cone.i,n de lasmasas de los rece'tores el&ctricos#

La combinaci,n de estas dos letras da tres conf-uraciones 'osibles2

3"


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TT2 neutro del trans*ormador T y masa T) T=2 neutro del trans*ormador T y masa =) IT2 neutro del trans*ormador I y masa T#

Nota 1:El es+uema T=) se-n IE$ "!3"> y la e-lamentaci,n AEAK!B im'lica 0ariossubes+uemas2

T=$2 si los conductores del neutro = y el conductor de 'rotecci,n /Ecoinciden /E=4)

T=S2 si los conductores del neutro = y el conductor de 'rotecci,n /Eestn se'arados)

T=$S2 utiliaci,n de un T=S a-uas aba%o de T=$) al re0&s) est'ro6ibido4#

ay +ue destacar +ue) si se utilia el T=) es obli-atorio el T=S 'ara redes +ueten-an conductores de secci,n menor o i-ual +ue 1! mmB de cobre#

Nota -:$ada E$T 'uede a'licarse a todo el con%unto de una instalaci,n el&ctrica de FTO'ero tambi&n 'ueden coe.istir 0arios E$T en una misma instalaci,nO 0er) 'ore%em'lo) la f%!ra 4#

Bi%. 42 E%em'lo de coe.istencia entre los di0ersos E$T#

Nota 3:En ?rancia) se-n la norma =? $ 131!! +ue se refere a los centros de

distribuci,n) 'ara saber los ries-os +ue tienen su ori-en en MT) el E$T en FT see.'resa con la ayuda de una letra su'lementaria se-n la intercone.i,n de lasdi*erentes tomas de tierra f%!ra 64#

Yeamos a6ora c,mo conse-uir) en cada caso) la 'rotecci,n de 'ersonas#

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Bi%. 62 $one.i,n de las tomas de tierra FT con la celda del centro de trans*ormaci,n MTKFT#

!esta a ne!tro: es7!ema TN

Ante un de*ecto de aislamiento) la corriente de de*ecto Id no est limitada ms+ue 'or la im'edancia de los cables del bucle del de*ecto f%!ra K42

Id Co*ase1 d /E

/ara una salida determinad

Aterramiento Eléctrico - Grupo 5

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