SISTEMAS DE PUESTA A TIERRASISTEMAS DE PUESTA A TIERRA

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“MEDICIÓN DE LA RESISTIVIDAD Y LA“MEDICIÓN DE LA RESISTIVIDAD Y LA RESISTENCIA DE UNA PUESTA ARESISTENCIA DE UNA PUESTA A

TIERRA”TIERRA”

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“MEDICIÓN DE LA RESISTIVIDAD Y LA RESISTENCIA DE UNA PUESTA A TIERRA”

OBJETIVO:

1. Medir la resistividad de un terreno, utilizando el método de Wenner.2. Calcular el valor teórico de un sistema de puesta a tierra, conociendo su

resistividad y su geometría.3. Medir la resistencia de un sistema de puesta a tierra, utilizando un

telurómetro.

INTRODUCCIÓN TEÓRICA:

A. MEDICIÓN DE LA RESISTIVIDAD (MÉTODO DE WENNER)Este método consiste en calcular la resistividad aparente del terreno (ρa) colocando cuatro electrodos o picas, a distancias iguales, simétricamente separados de un punto central 0 debajo del cual queremos medir la resistividad del terreno.

Figura 1 Medición de la resistividad por el método de Wenner.

Donde:

h: Profundidad para la medida de la resistividad medidaa: Separación entre electrodos.

Con este método se obtiene el valor de la resistividad media de todas las capas del terreno entre la superficie y una profundidad h (h = 3a/4).

B. CÁLCULO DE LA RESISTENCIA DE UN SISTEMA DE PUESTA A TIERRA

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Los electrodos tipo jabalina, son varillas de cobre duro que en el mercado los podemos encontrar en longitudes estandarizadas de 2,0; 2,5; 3,0; 3,5 m con diámetros a escoger de 0,013 y 0,019 m. Estos electrodos se introducen en el terreno en forma vertical (por lo general) o en forma horizontal.

Cuando la jabalina es enterrada en forma vertical, la resistencia de la puesta a tierra se determina con la siguiente expresión:

Donde:

: resistividad del terreno ( m) L: longitud del electrodo (m)r: radio de la barra (m)R: resistencia de la puesta a tierra ()

Cuando la jabalina se entierra en forma horizontal, la resistencia de la puesta a tierra se determina con la siguiente expresión:

Donde:

: resistividad del terreno ( m)L: longitud del electrodo (m)r: radio de la barra (m)R: resistencia de la puesta a tierra ()h: profundidad de enterramiento (m)

C. MEDICIÓN DE LA RESISTENCIA

Para medir la resistencia de un sistema de puesta a tierra, utilizando un telurómetro, debe efectuar la conexión respectiva, tal como se muestra en la figura 2.

El electrodo de potencial (P) debe estar, inicialmente en el punto “a” para tomar lectura de la resistencia, luego, cambiar su posición hasta “b” y nuevamente, anotar el valor de resistencia,… y así sucesivamente hasta el punto “h”. Con estos valores se podrá construir la curva resistencia versus distancia y determinar el valor de la resistencia de tierra. Observe que la resistencia de tierra coincide cuando el electrodo de potencial (P) se ubica a 61,8% de la distancia al electrodo de tierra (E).

Secuencia para la medición con el telurómetro: Desconecte el circuito de tierra. Conecte el borne E del telurómetro al electrodo de

puesta a tierra; y los electrodos de corriente C y potencial P, según se indica en la figura 2.

Verifique el estado de la batería.

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Verifique la tensión de inyección que suministra el equipo al circuito.

Ponga el selector del telurómetro en medición de resistencia y se presione el pulsador para luego estabilizar a la tensión de inyección con ayuda del dial de resistencias y de esta manera obtenga directamente el valor de R en ohmios.

Figura 2 Medición de la resistencia de tierra con un telurómetro.

SEGURIDAD:

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LOS ELECTRODOS DE EXPLORACIÓN DEBEN HACER BUEN CONTACTO CON LA

TIERRA

DESCONECTE EL CABLE A TIERRA CUANDO MIDA LAS RESITENCIAS DE UN

SISTEMA DE PUESTA A TIERRA

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EQUIPOS Y MATERIALES:

Cantidad

Descripción Marca Modelo Observación

01 Telurómetro De 4 electrodos01 Multímetro digital04 Electrodos de exploración 20 a 30 cm04 Mordazas01 Wincha o cinta métrica 25 m mínimo01 Destornillador plano01 Destornillador estrella01 Alicate de corte01 Cinta aislante

Cables de conexión

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PROCEDIMIENTO:

A. MEDICIÓN DE LA RESISTIVIDAD (MÉTODO DE WENNER)

1. En la zona asignada por el profesor, realice la conexión de la figura 3; inicialmente, tome el valor de “a” igual a 1 metro. Anote el resultado de la medición en la taba 1.

Figura 3 Medición de resistividad por el método de Wenner.

2. Repita el paso anterior, pero utilizando el valor de “a” igual a 2 metros. Anote el resultado de la medición en la tabla 1.

a (m) a (.m)

1 a1 =

2 a2 =

Tabla 1 Resistividades medidas.

3. Con los datos de la tabla 1, calcule la resistividad aparente total (ra):

a = (a1 + a2) / 2 =

B. CÁLCULO DE LA RESISTENCIA DE UNA PUESTA A TIERRA

1. Con el valor de la resistividad aparente total, calcule la resistencia que tendría un sistema de puesta a tierra con electrodo vertical, cuyas características son:

Longitud (L) = 2,50 mRadio (r) = 0,009 5 m

=

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2. Con el valor de la resistividad aparente total, calcule la resistencia que tendría un sistema de puesta a tierra con electrodo vertical, cuyas características son:

Longitud (L) = 3,5 mRadio (r) = 0,009 5 mProfundidad de enterramiento (h) = 0,60 m

=

C. MEDICIÓN DE LA RESISTENCIA

1. En la zona asignada por el profesor, realice la conexión de la figura 4; inicialmente, tome la distancia entre el electrodo de tierra (E) y el electrodo de potencial (P) igual a 3,5 m. Anote el resultado de la medición en la taba 2.

Figura 4 Medición de la resistencia con un telurómetro.

2. Repita el paso anterior, pero desplazando el electrodo de potencial (P) a una distancia de 5,5 m del electrodo de tierra (E). Anote el resultado de la medición en la tabla 2.

d (m) R ()

3,5

5,5

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7,5

9,5

11,5

13,5

15,5

17,5

Tabla 2 Resistencias medidas.

3. Repita el paso anterior sucesivamente hasta que la distancia entre el electrodo de potencial (P) y el de tierra (E) sea 17,5 m, tal como se muestra en la figura 4 y la tabla 2.

4. Con los datos obtenidos en la tabla 2, grafique la curva resistencia versus distancia:

Grafica 1 Resistencia versus distancia.

5. Tomando como referencia la curva de la gráfica 1, determine el valor de la resistencia del terreno (R). Recuerde que el valor de resistencia se obtiene proyectando el punto medio de la zona plana al eje vertical, perpendicularmente.

R = ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS:

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1.- ¿Considera Ud. que el valor de resistividad del terreno medido es significativo? Explique. ....................................................................................................................................................

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2.- Justifique cuál de las dos geometrías de sistema de puesta a tierra escogería para una instalación eléctrica residencial.

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3.- La medición de la resistencia a tierra, con el electrodo de potencial a 13,6 m del electrodo de tierra ¿Cree que sea representativo?

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....................................................................................................................................................CONCLUSIONES:

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Anote una conclusión por cada una de las experiencias realizadas.

A. Medición de la resistividad (método de Wenner):

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B. Cálculo de la resistencia de un sistema de puesta a tierra:

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C. Medición de la resistencia:

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ANOTACIONES:

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