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Medición de Puesta a Tierra

Medición de la resistencia de puesta a tierra


La disposición de un sistema de puesta a tierra permite la defensa de las personas y los bienes contra los efectos de las caidas de rayos, descargas estáticas, señales de interferencia electromagnética y corrientes de fugas a tierra. Por lo tanto, la construcción correcta de la misma brinda importantes beneficios al impedir pérdidas de vidas, daños materiales e interferencias con otras instalaciones.

Las distintas normas de estudio establecen que deben ponerse a tierra las partes metálicas de los aparatos e instalaciones que no correspondan al circuito de servicio, y puedan entrar en contacto con partes sometidas a tensión en caso de avería o establecimiento de arcos. Por este motivo, en los aparatos y en las partes de la instalación hay que prever un cable de puesta a tierra que se vincule directa o indirectamente a la toma de puesta a tierra, constituida por jabalinas y mallas de conductores enterrados útilmente.

Para una acción fuerte, resulta fundamental que la resistencia de puesta a tierra tome un valor tal que no origine tensiones peligrosas al circular la corriente de falla; por lo que su valor está cabalmente acotado por las normas de aplicación para los distintos tipos de instalaciones.

La plataforma de un buen sistema de puesta a tierra empieza con la selección del mejor lugar de emplazamiento y el ensayo del suelo que rodeará a la toma, procurando localizar el área con la mas baja resistividad. Luego de su instalación, se debe ensayar la toma de tierra propiamente dicha, para verificar que su valor se corresponde con el de diseño. Posteriormente se recomienda realizar controles periódicos para detectar cambios en los valores correspondientes.

Por todo lo anterior, la medición correcta de la resistividad del terreno y de la resistencia de puesta a tierra de una instalación estipulada adquiere una importancia notable.

En principio indiquemos que los valores que se pueden medir en la práctica se ven influenciados por una serie de elementos que impiden obtener resultados con gran exactitud. Entre los mismos podemos citar la posible existencia de corrientes vagabundas de CC y de CA, el carácter electrolítico del terreno y su eventual polarización, la aparición de potenciales galvánicos, el ajuste inductivo y/o capacitivo con otros sistemas, la ocurrencia de lluvias cercanas al momento en que se hace la medición, las irregularidades en la composición geológica del terreno y su grado de compactación, etcétera.

Para reducir los efectos de las corrientes errantes de CA, es conveniente que en las mediciones no se utilicen corrientes cuya frecuencia "fm" sea un múltiplo de la frecuencia de red "fr" (armónicas superiores). Además se pueden utilizar filtros sintonizados adecuados. Por lo anterior, la norma IRAM 2281 recomienda que sea: fm = [fr (2 n ± 1) / 2] ± 10 Hz con "n" número entero

Por otro lado, el uso de corrientes no unidireccionales evita la distorsión de los valores medidos por acción de los potenciales galvánicos y la polarización electrolítica.

No obstante hay que tener en cuenta que, cuando se utiliza corriente continua periódicamente invertida, los valores de resistencia obtenidos pueden no ser confiables para su uso con corrientes alternas. Asimismo, si las mediciones se efectuan con corriente alterna, los valores obtenidos a una frecuencia pueden no ser útiles para otra frecuencia muy distinta. Como en algunos casos constan elementos de metal enterrado, conductos de agua subterráneos, etcétera; que pueden distorsionar las mediciones, se recomienda realizar varios ensayos con diferentes orientaciones entre sí. Por lo tanto, los resultados de las mediciones deben someterse a un análisis crítico para identificar las posibles fuentes de error, y eventualmente replantear la forma de ejecución de los ensayos. En algunos casos puede ser conveniente realizar una gran cantidad de mediciones manejando distintos métodos y luego analizar las tendencias resultantes.

La resolución 207/95 del ENRE, el “Reglamento para la ejecución de instalaciones eléctricas en inmuebles” de la Asociación Electrotécnica Argentina y la norma IRAM 2281 establecen la forma en que deben realizarse estas mediciones.

 Medición de la resistencia de dispersión a tierra por el método de las tres puntas

El método de medición con el puente de Nippold requiere el instalación de dos tomas de tierra auxiliares, cuyas resistencias de propagación a tierra designaremos como R2 y R3, mientras que la resistencia de la toma bajo ensayo se denominará R1.

En estos contextos, se miden las resistencias R1-2, R2-3 y R1-3 alcanzadas entre cada par de tomas, manipulando preponderantemente un puente de corriente alterna. Como R1-2 = R1 + R2, R2-3 = R2 + R3 y R1-3 = R1 + R3; resulta:

R1 = (R1-2 + R1-3 - R2-3) / 2

Las resistencias de cada uno de los electrodos auxiliares deben ser del mismo orden que la resistencia que se espera medir. Si las dos tomas auxiliares son de mayor resistencia que la toma de tierra bajo ensayo, los errores en las mediciones individuales serán elocuentemente magnificados en el resultado final obtenido con la ecuación anterior. Para tal caso se confía colocar los electrodos a una gran distancia entre sí. Para la toma de tierra de áreas espaciosas, las que presumiblemente tienen bajos valores de resistencia, se recomienda que las distancias entre electrodos sean del orden de la mayor diagonal del área a medir.

Este método resulta arduo para instalaciones de puesta a tierra de grandes superficies, donde resulta preferible el método de la caída de tensión.

 

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