RESISTIVIDAD DEL TERRENO Y ELECTRODOS DE PUESTA A TIERRA

1. RESISTIVIDAD DEL TERRENO Y ELECTRODOS DE PUESTA A TIERRA Jaimes M. María A. Torres Hender.

2. RESISTIVIDAD DEL TERRENO Figura 1.1. Resistividad de un cubo de terreno de 1 m de lado Para un cubo de un metro de lado:R(Ω) = ρ L(m)/S(m²) Despejando ρ, ρ = R ( Ω*m) ρ =R*S/L ( Ω*m2/m )

3. ELEMENTOS QUE INFLUYEN EN LA RESISTIVIDAD DEL TERRENO * Naturaleza del terreno * Humedad       * Temperatura        * Salinidad        * Estratigrafía    * Variaciones Estaciónales * Factores de Naturaleza Eléctrica     * Compactación

4. NATURALEZA DEL TERRENO Valor medio de la Resistividad Ω.m Terrenos cultivables. Fértiles, terraplenes compactos y húmedos 50 Terrenos cultivables poco fértiles, terraplenes 500 Suelos pedregosos desnudos, arenas secas permeables 3000 Tabla 1.2 Valores medios de la resistividad

5. HUMEDAD HUMEDAD EN % REFERIDA A TERRENO SECO Fig.1.2. Variación de la resistividad en función de la humedad del terreno

6. TEMPERATURA DEL TERRENO La resistividad del terreno aumenta al disminuir la temperatura  TEMPERATURA DEL TERRENO °C Figura 1.3. Variación de la resistividad en función de la temperatura

7. SALINIDAD DEL TERRENO  Al aumentar la Salinidad del terreno disminuye la resistividad. Figura 1.5.Variación de la resistividad en función de la Salinidad en %

8. ESTRATIGRAFÍA DEL TERRENO Figura 1.6 Variación de la resistividad en función de la Estratigrafía del Terreno

9. FACTORES DE NATURALEZA ELÉCTRICA Los factores más significativos son el gradiente de potencial y la magnitud de la corriente de defecto a tierra.

10. COMPACTACIÓN DEL TERENO AL REDEDOR DE LOS ELECTRODOS Cuando la compactación del terreno es grande disminuye la resistividad. MÉTODOS DE MEDIDA DE LA RESISTIVIDAD DE LOS TERRENOS * Método de Wenner. * Sistema Simétrico.

11. En cualquiera de los dos métodos el material necesario para hacer • las mediciones es el siguiente: • Instrumentos de medida de resistividades de cuatro bornes. • Cuatro picas para utilizarlas de electrodos. • Cuatro cables aislados para conectar las picas a los bornes del aparato de medida, de una sección mínima de 1,5 mm². • La longitud de los cables es variable dependiendo de la profundidad • a la que se quiere medir la resistividad.

12. Figura 1.8. Método de Wenner. Esquema de Montaje El valor de la resistividad aparente para un estrato de espesor h será: ρа=2πaR

13. Ejemplo: Supongamos que tenemos un terreno tipo arenoso, con una capa de material orgánico tipo humus vegetal y una capa acuífera a una profundidad aproximada de 3 m. Tabla 1.3 Variación de resistividades en función de la profundidad

14. a metros h metros R ohmios Ρa ohmios. metros 2 1,5 90 1.131 4 3 21,5 540 8 6 10 502 12 9 5,5 415 24 18 3 452 40 30 2 502 49.2 37,5 1,5 463 Tabla 1.3. Variación de resistividades en función de la profundidad

15. Fig.1.9.Esquema de montaje para la medida de resistividad

16. SISTEMA SIMÉTRICO Figura 1.10. Esquema de conexión del sistema simétrico El valor de la resistividad aparente se obtiene por medio de la siguiente fórmula:  ρа=(π(L²-l²)/2l)R R= V/I

17. ELECTRODOS DE PICA Se pueden plantear dos modalidades: En profundidad y en paralelo. A)ELECTRODO DE PICA EN PROFUNDIDAD Figura 1.11. Partes de que consta un electrodo de pica

18. Estas picas serán de acero recubiertas de cobre, 14 ó 16 mm de diámetro y de 200cm de longitud empalmable, con lo que la longitud dependerá del Número de picas que empalmemos. La formula matemática que da los valores de la tabla 1.3, con la resistencia de puesta a tierra en el caso de electrodos de pica. Es la que se describe a continuación: R = 0,366 ρ/h log 3h/d En la que: R= Resistencia de la puesta a tierra de la pica en ohmios ρ= Resistividad del terreno en ohmios por metro h= Profundidad en metros d= Diámetro de la pica de tierra en metros.

20. Figura 1.12. Escala logarítmica de resistividades y resistencias para picas en función de la profundidad Ejemplo de aplicación: En la tabla 1.3; para una separación entre electrodos auxiliares de a = 4 m, tenemos: R = 0,366 540/3 log 3*3 / 0,016 = 181,17 Ω B) UTILIZACIÓN DE PICAS EN PARALELO UTILIZACIÓN DE CABLES ENTERRADOS A)    CABLE ENTERRADO RECTILÍNEO

21. Fig. 1.13. Escala logarítmica de resistividades y resistencias para cable rectilíneo.

22. Figura 1.13. Escala logarítmica de resistividades y resistencias para cable enterrado rectilíneo B) CABLE ENTERRADO EN BUCLE El cable debe estar enterrado en bucle, es decir, unido el principio con el final. No es necesario, aunque si muy recomendable, que se coloque en forma circular.

23. Fig. 1.14. Escala logarítmica de resistividades y resistencias para cable enterrado en bucle.

24. ELECTRODOS DE PUESTA A TIERRA Todo material conductor, por lo general metálico, en perfecto contacto con el terreno.

25. FUNCIÓN OBJETIVO El potencial de la red de tierra respecto de tierra sea 0 Volt. O lo más cercano posible. Introducir en el terreno las corrientes de falla o de origen atmosférico. NOTA: no se pueden utilizar como electródos, los circuitos de agua caliente, conductores de material inflamable, las conducciones de gas,entre otros.

26. INFLUENCIA ELECTROQUÍMICA DE LOS ELECTRODOS. * Ataque de los agentes químicos contenidos en el terreno. * Reacción química entre el agua del terreno y el electródo. * Corrientes eléctricas que atraviesan el terreno. * Corrientes galvánicas.

27. TIPOS DE ELECTRODOS * Placas *Picas * Cables enterrados NOTA: otros electrodos utilizados: varillas, flejes, tubos, pilares, armaduras metálicas, entre otros..

28. PICAS * Perfiles de acero galvanizado, de 60 mm de lado como mínimo * Acero galvanizado de 25 mm de diámetro exterior mínimo. * Barras de cobre o acero recubierto de cobre, de 14 mm de diámetro como mínimo. * Longitud de las picas son a partir de los 2 m.

29. PICAS EN PROFUNDIDAD

30. PICAS PARALELAS

31. EJECUCIÓN DEL POZO DE INSPECCIÓN PARA ELECTRODOS DE PICA

32. PLACAS DELGADAS ENTERRADAS * Suelen ser de cobre o de acero recubiertas de cobre. * Al menos 2 mm de espesor para garantizar un buen contacto y una buena conductividad.

34. CONDUCTORES ENTERRADO HORIZONTAMENTE Consiste en colocar, horizotamente, un cable, pletana, flejes,entre otros, desnudos en zanjas, debajo de los cimientos de los edificios MATERIALES MÁS UTILIZADOS * Cable de cobre macizo o cableado (35mm² como mínimo) * Pletina de cobre (35mm² como mínimo y 2mm de espesor) o acero glavanizado de 95mm² * Alambre de acero (200mm²) con capa exterior de cobre (6mm²)

36. Otros tipos de electodosVigas metálicascimentaciones de hormigon armadomallas

37. Vigas metálicas

38. Cimentaciones de hormigon armado

39. Mallas

40. Introducción a la conexión de conductores enterrados * La malla es una red de seguridad y protección * Normalmente inaccesible * Vida util: como mínimo lo mismo de la edificación * Proteger contra agresiones electroquimicas * Evitar que se puedan producir discontinuidades

41. TIPOS DE SOLDADURAS ILUMINOTÉRMICA