Resistividad Del Suelo

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MDICIN DE RESISTIVIDAD DEL SUELO (NORMA MEXICANA ANCE NMX-J-549-ANCE-2005)

GENERALIDADESLa resistividad del suelo es importante para los sistemas de puesta a tierra, ya que tiene un efecto directo en la determinacin de la resistencia de conexin a tierra y en los gradientes de potencial del suelo en la vecindad de las instalaciones. Para propsito de diseo, es necesario aplicar un mtodo de medicin y adoptar un modelo prctico de interpretacin que permita evaluar la resistividad del suelo, la cual vara tanto en el sentido lateral como con la profundidad, por lo que los valores que se miden en campo se conocen como resistividad aparente, y son caractersticos de cada sitio en particular.

Resistividad aparente del sueloDebido a la complejidad en su composicin, el suelo no puede definirse a travs de clasificaciones genricas por lo que la resistividad del suelo debe determinarse mediante mediciones realizadas en campo. La resistividad del suelo depende de varios parmetros como son:1) Contenido de agua (importante en las variaciones cclicas entre estaciones del ao).2) El contenido de sales.3) La temperatura.4) El grado de compactacin.5) La heterogeneidad.

MATERIAL Y EQUIPO1) Equipo calibrado de medicin de resistencia de tierra con las caractersticas siguientes:- Intervalo de frecuencia de 100 Hz a 200 Hz o mayor.- Posibilidad de proveer alta y baja corriente con valores de 9 mA a 250 mA.2) accesorios provistos por el fabricante del equipo de medicin.3) en caso de no contar con accesorios para el equipo de medicin, utilizar cable o cordn aislado de cobre tipo SCE o SCT con una designacin de uso ms comn de 2,08 mm2 (14 AWG) o 1,307 mm2 (16 AWG), con accesorios en sus extremos para la correcta conexin al equipo y electrodos auxiliares con una longitud mnima de 50 cm y un dimetro mnimo de 13 mm de alguno de los siguientes materiales:

- Acero inoxidable.- Acero con recubrimiento de cobre.- Acero galvanizado.NMX-J-549-ANCE-200585/131.

PRINCIPIO DE MEDICINEsta norma recomienda el mtodo de los cuatro electrodos (dos de corriente y dos de potencial) o mtodo de Wenner, el cual ha demostrado ser simple y efectivo, ya que no necesita de electrodos auxiliares profundos.El procedimiento de medicin utiliza cuatro electrodos de prueba auxiliares enterrados en lnea recta y a una distancia uniforme entre ellos. Vase figura B.1. Una fuente de corriente, conectada entre los electrodos auxiliares externos, suministra una corriente a tierra. El flujo de esta corriente en la tierra produce una variacin del potencial en el suelo, generando una diferencia de potencial entre los electrodos auxiliares internos. La relacin entre la diferencia de potencial (V) y la corriente de prueba (I) corresponde a la resistencia del suelo, la cual es utilizada para determinar la resistividad aparente. Cabe aclarar que existen equipos de medicin que proporcionan la medicin de la resistividad aparente de manera directa.

FIGURA B.1.- Mtodo de los cuatro electrodos o mtodo de Wenner

NOTA *Puede utilizarse otro mtodo de medicin para la resistividad del terreno siempre y cuando los resultados sean equivalentes al mtodo de Wenner.

PROCEDIMIENTO DE MEDICINa) Seleccionar un eje de referencia sobre el suelo para efectuar las medicionesb) Colocar en lnea recta los cuatro electrodos auxiliares como se indica en la figura B.1.c) Suministrar una corriente de prueba a tierra a travs de los dos electrodos externos, de acuerdo con lo indicado por el fabricante del equipo de medicin.d) Registrar el valor de resistencia R obtenido en el equipo de medicin.e) Repetir los puntos (b), (c) y (d) para diferentes distancias a entre los electrodos auxiliares.Para este mtodo de medicin, la resistividad aparente del suelo est determinada por la siguiente expresin matemtica:

= = (B-1)

En donde:a es la distancia entre electrodos auxiliares, en m.b es la profundidad de los electrodos auxiliares, en m.R es la resistencia resultante del cociente V/I, en . es la resistividad aparente del suelo, en mn es el factor resultante de aplicar los valores en el denominador.V es la diferencia de potencial entre electrodos auxiliares internos, en V.I es la corriente de prueba entre electrodos auxiliares externos, en A.El valor mximo recomendado para la profundidad de los electrodos de prueba auxiliares es del 10% de la distancia a. Para condiciones prcticas en las que se mantiene la desigualdad b < a/20 (la distancia entre electrodos auxiliares es mucho mayor que la profundidad de enterramiento), la ecuacin (1) puede simplificarse a:

= 2aR (B-2)

Algunos equipos de medicin proporcionan directamente el valor de la resistividad aparente, por lo que no es necesario aplicar las ecuaciones anteriores B-1y B-2.Las distancias entre electrodos pueden ser arbitrarias, pero iguales entre electrodos. Se recomienda que al inicio de las mediciones la distancia mnima de separacin entre stos sea de 1 m con un mnimo de 6 mediciones, graficando los valores obtenidos.Debido a que en las mediciones de resistividad se involucra el volumen del suelo, es necesario que se realice el mayor nmero de direcciones de medicin posibles en el lugar de medicin, con el fin de obtener un perfil representativo del suelo.

Para un anillo cerrado 3.64 m

2m

A continuacin se muestra la imagen del terreno a ocupar para el sistema de tierras con dimensiones de 2m x 3.64m con 4 electrodos de puesta a tierra verticales (varillas) de 3m de longitud, ubicadas en cada esquina. Las lneas continuas representan el conductor enterrado y las varillas de 3m de profundidad estn representadas por crculos negros.

Teniendo en cuenta lo anterior y aplicando las formulas correspondientes para un anillo cerrado, de acuerdo a las dimensiones del terreno aplicamos la frmula:

R = (C -1)

En donde:R es la resistencia a tierra es la resistividad uniforme equivalente,Lt es la longitud total del conductor enterrado (horizontal y vertical),A es el rea que forma la malla rectangular yh es la profundidad de enterramiento de los electrodos de puesta a tierra. Aplicando las formulas:

L = 3.64m + 3.64m + 2m + 2m + (3*4) = 23.08mA = 3.64m * 2m = 7.28m2 h = 2.90m

Calculo a 0.90m = = = = 222.27 m

Calculo a 1.38m

= = = = 173.55 m

Calculo a 1.25m

= = = = 173.162 m

Calculo a 1.21m

= = = = 148.15 m

TABLA DE CALCULOS PREVIOS

NUMERO DE MEDICINDISTANCIA DE SEPARACINDIRECCION

10.90 m222.27m

21.38m173.55m

31.25m173.16m

41.21m148.15m

Calculando la resistividad uniforme equivalente

= = 185.21 m(C 2)

Aplicando los valores obtenidos en las ecuaciones (C-2) en la ecuacin (C-1) se obtienen los valores siguientes de resistencia a tierra:

R= = R= 185.21 = 25.94

Teniendo como seguridad que estn dentro de los parmetros de la NOMSEDE 2012 para un sistema de tierras y tambin de la NORMA MEXICANA ANCE NMX-J-549-ANCE-2005