ALGUNAS CONSIDERACIONES PARA REALIZAR

MEDICIONES DE RESISTIVIDAD DE TIERRA Y

RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA

1. OBJETIVO:

Los sistemas de puesta a tierra son de vital importancia para proveer dentro de los

sistemas elctricos la seguridad adecuada para las personas que operan en los equipos

que lo conforman y de la instalacin elctrica en general, lograr tener un mismo

potencial elctrico evitando diferencias de potencial y arcos elctricos, asimismo

deteccin de las corrientes de falla a tierra necesaria para la operacin oportuna del

sistema de proteccin contra sobre corrientes, la conduccin de corrientes de

desbalance a tierra, generada por descargas atmosfricas y como referencia de tierra

para equipos de telecomunicaciones y electrnica

Del mismo modo para tener un adecuado valor de resistencia de puesta a tierra se tiene

que tener un valor pertinente de la resistividad del terreo en donde se localizarn dichas

puestas de tierra.

La inspeccin del sistema de puesta a tierra efectuados tiene como objetivos:

Revisin de la configuracin del sistema de puesta a tierra.

Medicin del sistema de puesta a tierra.

Medicin de resistividad del terreno en que se ubican las puestas de tierra.

Correccin de valores elevados del sistema de puesta a tierra segn el CNE2011.

Certificados de medicin firmados por un ingeniero CIP con colegiatura vigente.

Informe y resultados de la inspeccin.

2. ALCANCE:

El servicio de inspeccin de puesta a tierra comprende el rea contigua al Gran Teatro

Nacional del Per ubicado en la calle Comercio (poner nmero) Distrito de San Borja

Provincia de Lima Departamento de Lima. El sistema de puesta a tierra existente est

compuesto por tres electrodos conectados en tringulo.

3. MARCO NORMATIVO

Nacional del Per Art 60.

Norma tcnica Peruana 370. 310 2013 Seguridad Elctrica y mantenimiento a

instalaciones/Indecopi.

IEEE Std 80 - 1986 An American National Standard - IEEE Guide for Safety in

AC Substation Grounding.

IEEE Std 141 1993 Recommended Practice for Electric Power Distribution for

Industrial Plants.

IEEE 142-2007 Recommended Practice for Grounding of Industrial and

Commercial Power Systems.

IEEEStd 81- 1991 Guide for Measuring Earth Resistivity, Ground Impedance, and

Earth Surface

Potentials of a Ground System.Seccion 8.3

Procedimientos de medicin de PAT HT-II-PM-PAT Rev4.

4. VALORES DE PARAMETROS REFRENCIALES

4.1. Valores aceptados y recomendados:

En razn a que la resistencia de puesta a tierra es un indicador que limita

directamente la mxima elevacin de potencial y controla las tensiones transferidas,

pueden tomarse como referencia los valores mximos de resistencia de puesta

atierra de la Tabla II, adoptados de las normas IEEE 80.

4.2. Aspectos constructivos de los electrodos de puesta a tierra

Las caractersticas requeridas sern las siguientes:

Baja resistencia de puesta a tierra y una distribucin de potencial de superficie

favorable.

Adecuada capacidad conductora.

Larga durabilidad.

Resistividad del terreno en que se establece.

La resistencia de puesta a tierra no debe superar los valores requeridos por las

normas o reglamentos en las condiciones climatolgicas ms desfavorables, la

resistencia de puesta a tierra debera ser tan baja como sea posible.

La distribucin de potencial de tierra superficial debe ser tal que las tensiones de

contacto y de paso no superen los valores permitidos, se consigue las ms favorable

mediante la utilizacin de electrodos de puesta a tierra y tendido de una malla. Las

mallas son frecuentemente usadas en subestaciones y centrales de generacin, para

proveer reas equipotenciales a travs de toda la central en lugares donde el riesgo a

la vida y a la propiedad justifique su alto costo. La capacidad conductora es el

mayor valor de la corriente de defecto que puede ser conducido a tierra a travs del

electrodo de puesta a tierra sin que se produzca un calentamiento excesivo de sus

elementos ni del terreno circundante. Con valores de densidad de corriente muy

elevados, el agua del terreno y en la zona de interfaz electrodo-terreno se evapora,

lo cual provoca que el suelo se seque y adquiera una resistividad elevada. La

durabilidad de un electrodo de puesta a tierra es el tiempo que transcurre desde su

construccin hasta el momento en que, debido a la corrosin de sus partes

metlicas, pierde la continuidad elctrica. Para la mayora de las instalaciones de

energa elctrica la esperanza de vida puede superar los 25 aos. La durabilidad de

un sistema de puesta atierra depende principalmente de su capacidad de soportar la

corrosin.

La resistencia de tierra de un electrodo depende de sus dimensiones, de su forma, y

de la resistividad del terreno en el que se establece. Esta resistividad vara

frecuentemente de un punto a otro del terreno, y vara tambin con la profundidad.

La tabla I da, a ttulo de orientacin, unos valores de la resistividad para un cierto

nmero de terrenos. Con el fin de obtener una primera aproximacin de la

resistencia de tierra, los clculos pueden efectuarse utilizando los valores medios

indicados en la tabla II. Bien entendido que los clculos efectuados a partir de estos

valores no dan ms que un valor muy aproximado de la resistencia de tierra del

electrodo. La medida de resistencia de tierra de este electrodo puede permitir,

aplicando las frmulas dadas en la tabla III, estimar el valor medio local de la

resistividad del terreno; el conocimiento de este valor puede ser til para trabajos

posteriores efectuados en unas condiciones anlogas.

4.3. Electrodos de tierra:

Bsicamente, todos los electrodos de tierra pueden ser divididos en dos grupos. El

primer grupo, tambin llamados electrodos auxiliares, comprende sistemas de

tuberas metlicas bajo tierra, bases metlicas de la estructura de edificios,

cimientos de acero, y otras estructuras metlicas enterradas instaladas para

propsitos distintos a la puesta a tierra. El segundo grupo, denominados tambin

electrodos primarios comprende electrodos especficamente diseados para

propsitos de puesta a tierra. Los electrodos hechos con fines de puesta a tierra

pueden ser subdivididos en varillas, barras de acero reforzado bajo concreto, tiras o

cables enterrados, mallas, platos enterrados. El tipo de electrodo seleccionado

depender del tipo de suelo y de la profundidad disponible. Las mallas son

frecuentemente usadas en subestaciones y centrales de generacin, para proveer

reas equipotenciales a travs de toda la central en lugares donde el riesgo a la vida

y a la propiedad justifique su alto costo. El electrodo tipo varilla o tubo debe tener

mnimo 2,4 m de longitud; adems, debe estar identificado con la razn social o

marca registrada del fabricante y sus dimensiones. La unin entre el electrodo y el

conductor de puesta a tierra, debe hacerse con soldadura exotrmica o con un

conector certificado para enterramiento directo.

5. MTODOS DE MEDICIN

Los mtodos de medicin de Puesta a Tierra aplicables con el Telurmetro Marca

Metrel Modelo MI 3123, de acuerdo a lo requerido y segn tipo de sistema son:

Mtodo de 02 pinzas o Pinza doble.

Mtodo de Wenner.

5.1. Mtodo de 02 Pinzas o Pinza Doble:

Los datos de la resistencia del suelo son el factor clave en el diseo de un sistema

de aterramiento para un objetivo de funcionamiento especfico. El mtodo de la

medida sin jabalinas permite medir la impedancia del bucle de tierra de la

instalacin sin necesidad de desconectar su toma de tierra y sin utilizar ninguna

varilla auxiliar de medida. Para realizar la medida, el medidor utiliza un

transformador especial (pinza de tensin) que genera una tensin en el conductor

de tierra con una frecuencia de prueba especial. Adems, utiliza un segundo

transformador para medir la corriente resultante en el bucle de tierra

especficamente a la frecuencia de la tensin de prueba. Puesto que este mtodo

utiliza la instalacin de la alimentacin (o suministro elctrico) como parte del

circuito, slo se puede utilizar una vez que el cableado est finalizado, es decir, no

se puede utilizar antes del enganche al suministro de la instalacin a verificar. En

este mtodo, la pinza mide la resistencia total de todos los componentes anteriores,

que estn conectados en serie. Una lectura anormalmente elevada o una indicacin

de circuito abierto en el instrumento indican una conexin incorrecta entre dos o

ms de los componentes fundamentales mencionados con anterioridad. Una lectura

anormalmente elevada o una indicacin de circuito abierto en el Instrumento indica

una conexin incorrecta entre dos o ms de los componentes fundamentales

mencionados con anterioridad.

En general, el mtodo sin picas siempre requiere una ruta de baja impedancia en

paralelo con el electrodo que se est comprobando. El electrodo de puesta a tierra

de la mayora de las instalaciones se encuentra en paralelo con otros muchos

electrodos de puesta a tierra de la compaa elctrica. La impedancia de estos

electrodos de puesta a tierra se combina por lo general en una impedancia muy

baja.

Notas:

La distancia entre las pinzas debe ser de 30 cm como mnimo.

Unas altas corrientes y tensiones de ruido en tierra pueden afectar a los

resultados de la medicin. En ese caso el equipo muestra advertencia

ruido.

Los resultados de la medicin son muy precisos para resistencias menores

de 10 . Con valores ms elevados (varios ) la corriente de prueba baja

hasta algunos mA. Se debe tener en cuenta la precisin de medicin para

corrientes pequeas y la inmunidad contra las corrientes de ruido. En ese

caso el equipo muestra la advertencia baja corriente.

5.2 Mtodo de Wenner (Medicin de la resistividad del terreno o medicin de

la resistencia de tierra especfica:

Conocer la resistividad del terreno es especialmente necesario para determinar el

diseo de la conexin a tierra de instalaciones nuevas (aplicaciones en campo

abierto) para poder satisfacer las necesidades de resistencia de tierra. Lo ideal sera

que encontrase un lugar con la menor resistencia posible. Pero, como hemos dicho

anteriormente, las malas condiciones del terreno pueden superarse con sistemas de

conexin a tierra ms elaborados.

La composicin, el contenido en humedad y la temperatura influyen en la

resistividad del terreno. El terreno es rara vez homogneo y, la resistividad del

mismo vara geogrficamente y a diversas profundidades.

El contenido en humedad cambia segn la estacin del ao, vara en funcin de la

naturaleza de las subcapas de la tierra y la profundidad del nivel de agua

subterrnea permanente. Dado que el terreno y el agua generalmente son ms

estables en estratos ms profundos, se recomienda que las varillas de toma de tierra

se coloquen lo ms profundo posible en la tierra, en el nivel de agua subterrnea si

fuera posible. Asimismo, las varillas de toma de tierra se deben instalar en un lugar

donde haya temperatura estable, por ejemplo, por debajo de la profundidad de la

helada.

Para que un sistema de conexin a tierra sea eficaz, debe estar diseado para

soportar las peores condiciones posibles. El procedimiento de medicin que se

describe a continuacin emplea el mtodo Wenner aceptado universalmente y

desarrollado por el Dr. Frank Wenner, miembro de la agencia de estndares de

EE.UU., en 1915. (F. Wenner, A Method of Measuring Earth Resistivity; Bull,

National Bureau of Standards, Bull 12(4) 258, p. 478-496; 1915/16.) Para medir la

resistividad del terreno, conecte el comprobador de resistencia de tierra tal y como

se muestra ms abajo.

Como puede ver, se colocan en el terreno cuatro picas en lnea recta equidistantes

entre ellas. La relacin entre la profundidad a la que se colocarn las picas y la

distancia entre las picas estn representadas en la grfica n2.

El Telurmetro Metrel MI 3123 genera una corriente conocida a travs de las dos

picas exteriores y se mide la cada en el potencial de tensin entre las dos picas

interiores.

Mediante la Ley de Ohm (V = IR), el equipo Metrel calcula de forma automtica la

resistividad del terreno. Dado que elementos como piezas de metal enterradas o

acuferos subterrneos distorsionan e invalidan a menudo los resultados de la

medicin, siempre se recomienda realizar mediciones adicionales en las que los

ejes de las picas se hayan girado 90 grados.

Al cambiar la profundidad y la distancia varias veces, se produce un perfil que

puede determinar un sistema de resistividad del terreno adecuado. Las mediciones

de resistividad del terreno a menudo se ven distorsionadas por la existencia de

corrientes de tierra y sus armnicos.

Para impedir que esto ocurra, el Telurometro Metrel MI 3123 emplea un sistema de

control automtico de frecuencia, el cual selecciona automticamente la frecuencia

de medicin con la mnima cantidad de ruido que le permita obtener una lectura

clara.

Notas:

Una alta resistencia de las picas S, H, ES, E, puede afectar a los resultados

de la medicin. En ese caso se muestran las advertencias RP y RC, sin

ninguna indicacin pasa / no pasa.

Unas altas corrientes y tensiones de ruido y tensiones en tierra pueden

afectar a los resultados de la medicin. En este el caso el equipo muestra la

advertencia ruido.

6. INSTRUMENTOS UTILIZADOS

Se emple como instrumentos de medida ( Se anexa Certificados de Calibracin)

1. Telurmetro Marca Metrel Modelo MI 3123 con certificado de calibracin nmero

34572

2. Pinza Inductora Marca Metrel Modelo A1018

3. Pinza Inductora Marca Metrel Modelo A1019

7. EQUIPOS DE PROTECCIN PERSONAL (EPP): Se emplearon los siguientes equipos

de proteccin personal: