El sistema de puesta a tierra eléctrica

Es un sistema de protección al usuario, de los aparatos conectados a la red eléctrica, consistes en una pieza metálica conocida como pica, electrodo o jabalina, enterrada en el suelo con poca resistencia y así es posible conectadas también a las partes metálicas de la estructura de cualquier edificación. Se conecta y distribuye por la instalación por medio de un cable de aislante de color verde o amarillo, que debe acompañar en todas sus derivaciones a los cables de tensión eléctrica y debe llegar a través de contactos específicos en las bases de enchufe, a cualquier aparato que disponga de partes metálicas accesibles que no estén suficientemente separados en los elementos conductores de su interior. 

Este sistema de puesto a tierra se realiza con el fin, de limitar las tensiones, en las partes metálicas de los equipos para evitar que alcancen valores peligrosos para la vida de un ser humano. en caso de falla de aislamiento de un equipo, el hecho de conectarlo a tierra, crea un camino de baja impedancia para el drenaje de la corriente. Así mismo el hecho de instalar el sistema de puesta a tierra a un equipo, impide que se acumulen cargas electrostáticas en el equipo que eventualmente podrían provocar una explosión en ambientes de cierta peligrosidad explosiva. 

Simbologia: 

Funciones y objetivos básicos de una instalación de puesta a tierra:

La función de la puesta a tierra de una instalación eléctrica, es la de forzar la derivación al terreno, de las intensidades de corriente, de cualquier naturaleza que se puedan originar, ya sea corrientes de defectos, bajo frecuencia industrial o debidas a descargas atmosféricas de carácter impulsional. 

Con ello se logra:

• Limitar la diferencia del potencial, que en un momento dado, puede presentarse entre estructuras metálicas y tierra. 
• Posibilitar la detención de defectos a tierra y asegurar la actuación y coordinación de las protecciones, eliminando o disminuyendo. 

Tipos de sistema de puesta a tierra:

Exogel: 

El compuesto exogel , fue elaborado con el, propósito de corregir la resistividad del suelo incrementando la eficiencia de los sistemas de puesta a tierra. Se trata de un producto netamente natural debido a que sus elementos componentes son sacados del suelo en forma de rocas, siendo sometidos exclusivamente a un proceso de transformación física, la reducción a polvo y la mezcla de los mismos. Su composición básica contiene sílice ( SI02 ) y aluminio ( AlO3 ).

Es ideal para ser empleado en terrenos rocosos, arena, grava o cualquier otro suelo con condiciones de alta resistividad. También es ideal para ser usado como material de relleno alrededor de las barras de aterra miento o sistemas de maya para aumentar sus condiciones.

Aplicaciones Horizontales:

Excavar la zanja o canal hasta alcanzar la profundidad requerida, vierta EXOGEL, en el fondo de la zanja. Coloque el electrodo de aterra miento en el centro. Vaciar nuevamente EXOGEL hasta alcanzar la profundidad adecuada. Complete con tierra el relleno sin apisonarlo. Para obtener la cantidad requerida de EXOGEL en función de las dimensiones de la zanja o trinchera utilice la tabla adjunta denominada MATERIAL EXOGEL PARA APLICACIONES HORIZONTALES.

Ejemplo: Para una zanja o canal de 200 mm de ancho, donde empleamos 50 mm de espesor en la capa del material EXOGEL y con una longitud de 4 metros. Para obtener la cantidad requerida de EXOGEL en función de las dimensiones de la zanja o canal, observamos en la tabla denominada MATERIAL EXOGEL PARA APLICACIONES HORIZONTALES en la intersección entre los 200 mm de ancho de la zanja y los 50 mm de espesor de capa el valor de 12,40 Kgs/m que al multiplicarlo por el largo de la zanja de 4 metros se obtienen 49,6 Kgs lo que equivale a dos sacos.

Aplicaciones Verticales:

Excave el hueco a la profundidad y diámetro requerido, inserte el electrodo o barra de aterra miento en el centro del agujero. Vaciar EXOGEL hasta alcanzar el nivel adecuado. Complete con tierra el relleno sin apisonarlo. Para obtener la cantidad requerida de EXOGEL en función de las dimensiones del hueco realizado utilice la tabla adjunta denominada MATERIAL EXOGEL REQUERIDO PARA APLICACIONES VERTICALES

Ejemplo: Para un hueco de 200 mm de diámetro, donde empleamos barras de puesta a tierra del tipo copperweld y una longitud de 2,4 metros. Para obtener la cantidad requerida de EXOGEL en función de las dimensiones del hueco, observamos en la tabla denominada MATERIAL EXOGEL PARA APLICACIONES VERTICALES en la intersección entre los 200 mm de diámetro del hueco y la barra coperweld el valor de 38,86 Kgs/m que al multiplicarlo por el largo de la barra de 2,4 metros se obtienen 93,26 Kgs lo que equivale a unos cuatro sacos.

Barras Químicas: 

Básicamente un Electrodo Químico está compuesto por un tubo de cobre electrolítico, relleno con sales metálicas conductivas, las cuales fluyen naturalmente al terreno circundante a través de orificios que se le practican al tubo y son diseñados para tal fin. La interfase del electrodo con el terreno para cualquier época del año es estable y se garantiza mediante el empleo de un producto acondicionador de baja resistividad.

El acondicionador debe ser una mezcla de materiales estables como la arcilla osmótica y el grafito, pulverizados a una granulometría muy baja, con el objeto de lograr una baja resistencia y alta capacitan cía en las corrientes de dispersión que fluyen del electrodo. Los resultados esperados se logran con la carga de sales.

El electrodo químico y el acondicionador proporcionan un camino de muy baja impedancia a los transitorios de potencia y atmosféricos. Su comportamiento en altas frecuencias es muy superior a los electrodos convencionales, debido a que no posee un alma de acero, teniendo una permeabilidad magnética mucho más baja y por ende su autoinductancia es cero.

Barra química Gediweld:

La barra química GEDIWELD es la solución para cualquier aplicación que requiera alto rendimiento en los sistemas de puesta a tierra, confiabilidad y la mayor eficiencia disponible en el mercado. Los métodos tradicionales como lo son las barras copperweld, cintas o placas proporcionan exclusivamente una solución parcial y de poca duración para el problema del sistema de tierra, la vida útil de la barra química GEDIWELD excede a las de cualquier tipo convencional. Tenga presente que los conductores pasivos permiten solamente una falla eléctrica que viaja bajo tierra, pero no afecta la carga eléctrica que

está disipada en el suelo. Por tal motivo, los conductores pasivos en suelos con condiciones muy inadecuadas darán proporcionaran una inadecuada protección de puesta a tierra. Por su diseño, la barra

química GEDIWELD aumentará la capacidad de la masa conductora del suelo a través de la dispersión del ion. A medida que el tiempo transcurra, esta masa conductora de suelo crecerá aún más. Instalando la barra química GEDIWELD siguiendo la guía de instalación, todo el suelo se convertirá en una sola masa conductora altamente funcional. Esta masa grande de suelo con baja resistencia de tierra será la mejor opción para cualquier equipo eléctrico y/o electrónico.

Principio de Funcionamiento: 

Utilizando compuestos de cerámica avanzada, el metal aleado y las composiciones químicas naturales, la barra química GEDIWELD puede proporcionar una protección de tierra. El cuerpo principal del electrodo de la barra química GEDIWELD es fabricado de tubos de cobre con lo cual se asegura una máxima conductividad y una dilatada vida de servicio.

La barra química GEDIWELD contiene una mezcla cristalina rica de iones que cuando son afectadas por la humedad inherente del aire inicia el despido de iones libres al terreno. Una continua presencia de humedad y de iones en la tierra circundante, se asegura un alto nivel conductor lográndose una baja resistencia de tierra. Otro aspecto que se pasa generalmente por alto en un adecuado sistema de puesta a tierra, es el inherente movimiento que normalmente se generan en los terrenos o suelos, debido a las condiciones atmosféricas e

incertidumbres ambientales, las cuales favorecen que el terreno se contraiga o se expanda.

Linea de Tierra: 

Es el conductor o conjunto de conductores que unen el electrodo de tierra con una parte de la instalación, que se haya de poner a tierra, siempre y cuando los conductores estén fuera del terreno o colocados en el pero aislados del mismo. 

Punto de Puesta A Tierra:

es un punto situado, generalmente fuera del terreno, que sirve de unión de las lineas de tierra con el electrodo directamente o a través de lineas de enlace con el. 

Algunos Detalles Prácticos: 

Picas: las picas han de presentar una resistencia macanica, adecuada para permitir el hincado  por percusión, incluso en terrenos de penetración difícil. como el diámetro influye poco en la disminución de la resistencia, y sin embargo, la energía necesaria para el hincado crece proporcionalmente al cuadrado del mismo, ( por ejemplo: adoptar 17mm en el lugar de 14, supone incrementar la energía del hincado en un 50%), resulta muy adecuado muy adecuado el valor mínimo de 14 mm, que como se ha visto, establece la reglamentación y que ya proporciona una buena resistencia mecánica, presentando ese valor( en realidad 14,6 mm) los mayormente utilizados por razones de costos y de facilidad de importación. 

Conductores horizontales enterrados:  si bien pueden utilizarse como se han descrito, barras, cables o conductores masivos a igual sección, es preferible un conductor masivo a un  cable, pues los hilos que lo constituyen siempre se destruyen mas rápidamente que un conductor de alma llena, razón por la que no se considera el empleo de trenzas flexibles. 

Redes mallados de conductores enterrados:  aunque un conductor tiene mayor efectividad como electrodo, cuando se producen cruces con otros, estos son necesarios para proveer varios caminos de paso de la corriente de puesta a tierra, evitando caídos de potencial excesivamente altos de un electrodo y asegurando la continuidad del mismo, aun en el caso de una ruptura fortuita de algunos de los cables. 

Bibliográfia: 

1_Tesis: Diagnostico sobre la necesidad del diseño de una guía didáctica referente a instalaciones eléctricas residenciales para la especialidad de electricidad industrial. 

Autor: Darnley Guacaran, barquisimeto Marzo de 2012.

2_ La puesta a tierra de instalaciones eléctricas.

autor: Rogelio García Marqués. 

3_Manual del sistema puesto a tierra.

Autor: Gregorio Rojas. "Gedisa"

RAFAEL CRESPO CI: 21.142.661