Manual de Sistema de Puesta a Tierra.pdf

Sistema de Puesta a
Tierra
Elaborado por Ing. Carlos Salinas

Clase 1: Introducción al curso

¿Qué es un SPT?
• Un Sistema de Puesta aTierra es un mecanismo de seguridad que forma
parte de las instalaciones eléctricas.

Objetivos
Analizar, evaluar, diseñar y mantener sistemas
de puesta a tierra.
Conocer, aplicar y determinar procedimientos
de la normativas técnicas.
Conocer condiciones de riesgo y garantizar una
mayor vida útil de equipos eléctricos.

Esquema Sistema de Puesta aTierra

Definiciones y Conceptos Básicos
Tierra de Protección, Servicio, Remota Electrodo de tierra
Malla de tierra
Resistividad del terreno Diferencia entreTierra y neutro:

Tipos de SPT
• Sistemas eléctricos.
• Equipos eléctricos.
• Señales electrónicas.
• Protección electrónica
• Protección atmosférica (PARARRAYOS)

Conductores
El conductor de puesta atierra debe ser de cobre u otro material
resistente a la corrosión, puede ser macizo o prensado, aislado o
desnudo, no debe tener en toda su longitud ningún empalme

Mediciones deTierras
Constitución y Resistividad del terreno

Mediciones deTierras
Efectos de la humedad, sales , temperatura, tipos de suelos y variaciones estacionales
sobre la resistividad del terreno

Medición de la Resistividad delTerreno
1) Caída de Potencial o deTresTerminales 2) Método de CuatroTerminales

Medición de la Resistividad delTerreno
* Utilidad de la medida de resistividad
La medida de resistividad permitirá:
• Elegir la ubicación y la forma de las tomas de tierra y de las redes de
tierra antes de construirlas.
• Prever las características eléctricas de las tomas de tierra y de las
redes de tierra.
• Reducir los costes de construcción de las tomas de tierra y de las
redes de tierra ( ahorro de tiempo para conseguir la resistencia de
tierra deseada).

Métodos para Reducir la Resistencia
deTierra

deTierra
 Usando una varilla de mayor diámetro.
 Usando electrodos más largas.
 Colocando dos, tres o más electrodos en
paralelo.
 Reducción de la resistividad del suelo.

deTierra
 Resistencia de los Electrodos
Aumentar medidas:
o L0ngitud (- 40%)
o Diámetro (-10%)
Aumentar #:
o 2 (40%)
o 3 (60%)
o 4 (66%)
Aumenta el área => Aumenta la resistividad

deTierra
 Método convencional

deTierra
 Materiales con baja resistividad

Electrodos de Puesta aTierra
 Tipos
* Deben poseer elevada resistencia
a la corrosión
Valores recomendados por la IEEE 142-1991.

Valores recomendados por la IEEE 142-1991
• Para grandes subestaciones, estaciones de generación y líneas
de transmisión, el valor debe ser de 1 ohm.
• Para subestaciones de plantas industriales, edificios y grandes
instalaciones comerciales, el valor debe estar entre 1 y 5 ohm.
• Para un electrodo simple, el valor debe ser 25 ohm

Corrosión
 Pozo a tierra con Corrosión  Pozo a tierra sin Corrosión

Mantenimiento de Sistema de Puesta aTierra

1) ELEMENTOS DE SEGURIDAD
2) COBERTURA DE SEGUROS
3) DOCUMENTACION A ENTREGAR

Kit de Pozo deTierra
- CAJA DE REGISTRO
-VARILLACOPPERWELD 5/8´´ x 2.4 METROS
- CONECTORTIPO AB P/VARILLA 5/8''
- 2 SACOS DE SAL INDUSTRIAL
- 2 SACOS DE BENTONITA

Escenarios de Uso
 Telecomunicaciones  SPT - Pararrayos
 Residenciales familiares  AT/MT/BT

Logros
Implementación y mantenimiento integral de STP.
Aplicar normativas y procedimientos técnicos.

¿Qué entidades reguladoras
conocemos?

Entidades Reguladoras
• CNE : Código Nacional de Electricidad: Distribución y Utilización
• NTP : NormaTécnica Peruana
• RNE : Reglamento Nacional de Edificación
• IEC : Comisión Internacional Electrotecnica
• NEFA : Nacional Fire Proteccion Agency
• IEEE: Institute of Electrical and Electronics Engineers

NTP 370.052:1999
MATERIALES QUECONSTITUYEN EL POZO
DE PUESTAATIERRA

CAMPO DE APLICACIÓN
Instalaciones en edificios públicos, edificios residenciales, viviendas unifamiliares o locales comerciales. Esta
Norma Técnica comprende lo siguiente: material circundante al electrodo de cobre del pozo de tierra de
protección, elementos químicos para reducir la resistencia de puesta a tierra, conectores entre conductor de
protección y electrodo, caja de registro; además de recomendaciones para la medición de la resistencia de
puesta a tierra.
(a) Conductor Neutro (Solo para sistemas
que lo utilicen)
(b) Conductor de Protección a tierra
(c) Puente de unión entre Neutro yTierra
(Solo en el Panel Principal)
(d) Conductor de PuestaTierra
(e) Interruptor General
(f) Interruptor de Circuito Derivado

CONDICIONES GENERALES
La elección e instalación de los materiales debe ser tal que :
• El valor de la resistencia de puesta a tierra esté conforme a las normas de protección y se mantenga la
estabilidad de la resistencia.
• Las corrientes de defecto a tierra y fuga circulen sin peligro, según solicitaciones térmicas y
electromecánicas.
• La solidez y protección mecánica esté asegurada, según condiciones estimadas de influencia externa.
MATERIALES
• Material circundante al electrodo.
• Elementos químicos para reducir la resistencia de puesta a tierra.
• Conectores entre el electrodo y conductor de puesta a tierra.
• Protección externa del pozo

CONDICIONES UTILIZACION & MEIDICIONES
ELECTRICAS
MEDICIONES ELÉCTRICAS
Se establecen recomendaciones para la
medición de la resistencia de puesta a tierra y la
correcta ubicación de los electrodos de medida,
proporcionándose métodos de medición
CONDICIONES DE UTILIZACIÓN
Los materiales, para mejorar el valor de la
resistencia no deben dañar el ambiente, ni
perjudicarla vida o la fauna. Se debe contar
con la autorización escrita del Ministerio de
Salud o de Instituciones oficiales encargadas
de la protección del ambiente.

NTP 370.053:1999
ELECCIÓN DE LOS MATERIALES
ELÉCTRICOS EN LASINSTALACIONES
INTERIORES PARA PUESTAATIERRA.
CONDUCTORES DEPROTECCIÓN DE COBRE

El objetivo:
Utilizar materiales necesarios para brindar
protección a. personas, animales, propiedad;
frente a tensiones peligrosas.
El material:
Debe ser de cobre. Resistente a cualquier
condición de corrosión o estar adecuadamente
protegido contra la corrosión. Puede ser sólido
o cableado, aislado, cubierto o desnudo

CaracterísticasTécnicas Mínimas

Código de Colores:
Se establece según el Código Nacional de Electricidad
vigente, con la posibilidad de que cualquier variación
también modifique lo indicado en la Norma.
• Conductor de protección cuando tenga cubierta o
aislamiento será de color amarillo.
• Conductor neutro (si existe) será de color blanco.
• Conductor de fase color negro, azul o rojo.
Conservación y continuidad eléctrica:
Se dan prescripciones para inspecciones y pruebas de
continuidad eléctrica y diagramas conlas conexiones
para sistemas eléctricos de 220V en delta con
conexión a tierra, 220V endelta sin conexión a tierra, y
380/220V con neutro corrido puesto a tierra.

NTP 370.054:1999
ENCHUFESYTOMACORRIENTESCON
PROTECCIÓNATIERRA PARA USO
DOMESTICOY USO GENERAL SIMILAR

OBJETO:
Establecer los requisitos que deben cumplir los
enchufes y tomacorrientes con protección
a tierra para la conexión de conductores
eléctricos
• Una tensión nominal mayor a 50V
• No superior a 250V
• Una corriente nominal no mayor a 16 A
CAMPO DE APLICACIÓN:
Enchufes y tomacorrientes fijos o portátiles para
corriente alterna que se
utilicen en instalaciones interiores y exteriores en
edificios residenciales, viviendas
unifamiliares o locales comerciales.
Esta NormaTécnica no se aplica a :
• Enchufes, tomacorrientes y adaptadores para
propósito industrial.
• Artefactos adaptadores.
•Tomacorrientes fijos combinados con fusibles,
interruptores automáticos, etc

CLASIFICACIÓN:
• Tensión Nominal: 250 V
• Corriente Nominal: 10 A, 15 A, 16 A

NTP 370.055
Glosario deTerminos de un Sistema de Puesta a
Tierra.

Norma deTérminos Esenciales
NTP 370.055: Glosario deTerminos de un Sistema de Puesta aTierra.
 Aislamiento: Propiedades adquiridas por un conductor en virtud de aislante.
 Alambre Solido: esta formado por un solo alambre.
 Aparato moldeado: Enchufe o tomacorriente, cuya cubierta es aislante y tiene terminaciones conductoras.
 Borne: parte aislada, destinada a una conexión eléctrica reutilizable para conductores.
 Cable conector: tomacorriente o enchufe que sirve para conectar un aparato.
 Caída de tensión: la diferencia entre dos tensiones, medida en dos puntos diferentes.
 Caja instalación: destinada para alojar un tomacorriente.
 Conductor: alambre o conjunto de los mismo, que sirven para conducir la electricidad.
 Conector: el componente que permite conexión/desconexión alas terminales de los conductores.
 Corriente nominal: asignada del fabricante (especifica).
 Electrodo puesta tierra: terminal a tierra..
 Impedancia: ángulo de fase tensión - ángulo de fase corriente (resistencia, reactancia, inductiva, reactancia, etc.)
 masa: cuerpo conductor cuyo potencial es tomado como referencia.
 muestreo: toma de datos de un lote de dispositivos (para inspección).
 tierra: conexión a tierra de puntos o puntos del circuito.
 ohm: unidad de resistencia:
 Tensión nominal: asignada o soporta el dispositivo.
 terminal: parte aislada que sirve para conexión eléctrica (alimentación).
 tomacorrientes: fijo, móviles, múltiples, para aparatos de consumidor
IEC 884-1:1994 Plugs and socket-otlets for hosuehols and similar purposes. general requirements.
IEC 60050-131:1978-01 International Electrotechnical vocabulary. Electric and magnetic circuits.
IEC 60050-195:1998-08 International Electrotechnical Vocabulary - part195: Earthing and protection against electric shock
IEEE : Vocabulario Electrotecnico

Tipos de Bornes

Tipos de Conductores
 Conductor cableado
 Conductor protección
 Conductor de puesta a tierra
 Conductor rígido
 Conductor flexible

Tipos deTornillos, Enchufes & Conectores
Tornillos:
 Autoroscante por remoción de
material.
 Autoroscante por deformación.
Enchufes
 Móviles.
 Fijos.
Conectores
 Puesta a tierra.
 Abrazadera, entornillados.

NTP 370.056: 1999
Electrodos de cobre para puesta aTierra

Norma de Electrodos de Cobre
NTP 370.056: Electrodos de cobre para Puesta aTierra.
Los electrodos deben estar enterrados, hasta un nivel mas bajo de la tierra
permanentemente húmeda y contar con una caja de registro para las pruebas
y controles requeridos..

Clases de electrodos de Cobre
NTP 370.056: Electrodos de cobre para Puesta aTierra.
ElectrodoVarilla
Si, se encuentra con terreno pedregoso, se debe
enterrar de manera horizontal.
Electrodo Embutido
Conductores de 6 metros de longitud, embutido
en cimiento de concreto.
Electrodo Desnudo
Electrodo enterrado horizontalmente en el
terreno a 0.75 m.

Puntos a tomar en cuenta
1) Identificarlos:
 Llevar grabado lo siguiente: nombre o marca de fabricante, longitud en metros, diametro en
milimetros, y las siglas NTP 370.056
2) Caracteristicas tecnicas:
• Varillas de cobre que cumplan con la NTP 342.020.
• Conductores de cobre que cumplan con la NTP 342.020, NTP 370.042 y NTP 370.043.
3) Materiales:
• Cobre electrolitico de 99.9%
4) Pruebas:
 1% electrodos, con mínimo de dos electrodos. si encaso no resulte, se duplicara el numero.
 Dimesiones adecuadas (normativa en capitulo 6 de la NormaTecnica Peruana)
 Comprobar que en los electrodos no contenga materiales extraños como: esmalte o pintura.
 Comprobar resisitvidad usar los metodos de caida de potenciales de: 3 electrodos y 4 electrodos.

Clase 3: Conceptos &
Definiciones

¿Qué sistemas protege un SPT?
Sistemas eléctricos Equipos eléctricos Protección atmosférica (Pararrayos)
Señales electrónicas Protección electrónica

Tipos deTierras
Tierra de referencia o remota: A la cual se le
asigna un potencial. Tierra de Servicio: Los sistemas eléctricos
se conectan a tierra con el fin de limitar la
tensión que pudiera aparecer en ellos.
Tierra de Protección: a donde se conectan los
equipos electrónicos (carcasa o cubierta metálica)
para evitar tensiones que causen lesiones a los
operarios o usuarios de los equipos.

Electrodos deTierra
Tipos de electrodos:
Varilla
• dimensiones (1m, 1.5m o 3m x 5/8", 9/16")
Ventajas: Desventajas:
- Económico - Instalación tediosa
- Mas conocido - Daños en instalación que son irreversibles
-Tiempo de vida útil: 1 ano y 6 meses (aprox.)
Rehilete
son placas dobladas y fijas a una varilla mas corta
- Mayor area de contacto con el suelo - Esta unido a una varilla central
-Tamaño bueno para instalacion fácil - Fijacion entre varilla y placas no es duradera
- Menor numero de electrodos - tiempo de vida util: 1 ano y 6 meses (aprox.)

Electrodos deTierra
Químicos:
tubos de 2 a 3 pulgadas de diámetro con químicos en la parte central,
se va drenando al terreno.
Ventaja: Desventajas:
- Mayor durabilidad - Los químicos suelen corroer elementos alrededor
- Instalación delicada
- Mantenimiento de químicos anual
Magnetoactivos:
Tubos de cobre electrolíticos soldados a 2 triángulos de cobre con
sistema de filtración.
Ventajas:
- Durabilidad garantizada de 10 años
- Resistencia menor a 2 Ohms (con 1 solo electrodo)
- Permite drenar mayor energía y requiere menor numero de electrodos
-Tiene filtro de corrientes provenientes de la tierra

Electrodos deTierra
Tipos de combinaciones (Pararrayos):

Mallas deTierra
Componentes:
• Una o barras enterradas
• Configuración mixta (H xV)
• Reticulado
Tipos de mallas:
• BajaTensión
• MediaTensión
Los objetivos fundamentales de una malla de tierra son:
• Evitar tensiones peligrosas entre estructuras, equipos y el terreno durante cortocircuitos a tierra o en
condiciones normales de operación.
• Evitar descargas eléctricas peligrosas en las personas, durante condiciones normales de funcionamiento.
• Proporcionar un camino a tierra para las corrientes inducidas. Este camino debe ser lo más corto posible.

Mallas deTierra
La resistencia de una malla de baja tensión, según
la norma editada por la Superintendencia de
Servicios Eléctricos y Combustibles (SEC) queda
limitada como se muestra a continuación:
Baja tensión:
Donde:
65V : valor de tensión máximo a que puede quedar
sometida una persona cuando sucede un cortocircuito
a tierra.
I : valor máximo de la corriente de falla monofásica,
definida por la corriente de operación de las
protecciones

Resistividad delTerreno
La resistividad del suelo es la propiedad que tiene éste, para conducir electricidad, es conocida además como
la resistencia específica del terreno.
La resistividad del terreno varía ampliamente a lo largo y
ancho del globo terrestre, estando determinada por:
• Sales solubles
• Composición propia del terreno
• Estratigrafía
• Granulometría
• Estado higrométrico
• Temperatura
• Compactación

Diferencia entreTierra y Neutro
Tierra: es una seguridad primaria de los
equipos contra el shock eléctrico.
Neutro: es el encargado de la transmisión de
corriente.

Puesta a tierra para Sistemas Eléctricos

Puesta a tierra para Sistemas Eléctricos
El propósito de aterrar los sistemas
eléctricos es limitar cualquier voltaje
elevado que pueda resultar de rayos,
fenómenos de inducción o de contactos no
intencionales con cables de voltajes más
altos. Esto se realiza mediante un
conductor apropiado a la corriente de falla
a tierra total del sistema, como parte del
sistema eléctrico conectado al planeta
tierra.

Puesta a tierra de los Equipos Eléctricos

Puesta a tierra de los Equipos Eléctricos
Su propósito es eliminar los potenciales de toque que pudieran
poner en peligro la vida y las propiedades, de forma que operen las
protecciones por sobre corriente de los equipos.
Dato importante:
La barra de cobre electrolítico debe estar montada a 60 centímetros y la resistencia del suelo no debe superar los 10 ohms.

Puesta a tierra en Señales Electrónicas

Puesta a tierra en Señales Electrónicas
Para evitar la contaminación con señales en frecuencias diferentes a la deseada. Se logra mediante
blindajes de todo tipo conectados a una referencia cero o a tierra.

Puesta a tierra de Protección Electrónica

Puesta a tierra de Protección Electrónica
Para evitar la destrucción de los elementos semiconductores por sobre voltajes, se colocan
dispositivos de protección de forma de limitar los picos de sobré tensión conectados entre los
conductores activos y tierra.
Dato importante:
La barra de cobre electrolítico debe estar montada a 2.60 metros y la resistencia
del suelo no debe superar los 2 ohms.

Puesta a tierra de Protección Atmosférica

Puesta a tierra de Protección Atmosférica
Como su nombre lo indica, se
destina para drenar a tierra las
corrientes producidas por
descargas atmosféricas
(RAYOS) sin mayores daños a
personas y propiedades.
Dato importante:
- Electrodos tipo Copperweld y cable tipo pararrayos de cobre Clase 1 de
27 hilos
- La distancia del edificio con respecto al sitio donde se entierre el electrodo, no debe ser inferior a 2,50
metros
- La resistencia a tierra en cualquier punto del sistema, no debe ser mayor a 10 ohms

Clase 5: Mediciones de
Tierras

Medición deTierras
Las características eléctricas del terreno es la principal causa de las indeterminaciones que se
presentan en el estudio de una instalación.
A los efectos del comportamiento eléctricos del terreno nos interesa su resistividad, más ésta depende
de la naturaleza química de la humedad presente, de la temperatura y de otras causas. No se puede
pensar de un tratamiento analítico del problema sin antes considerar un gran número de variables y
valoraciones, las cuales dadas las diversas cualidades del terreno, no son de segura determinación.

Constitución delTerreno
• La química del terreno, la cantidad y la calidad de las sales minerales en el contenido pueden influir de
modo notable en su resistividad.
• Los terrenos lluviosos o arcillosos con acentuadas capas de humos, son aquellos que presentan las
resistividades más bajas y adicionalmente las menores variaciones en el tiempo.
• Los terrenos arenosos, pedregosos y rocosos presentan resistividad muy elevada y varían sus
características en el tiempo, según la temperatura y la humedad, en límites muy amplios.

Constitución delTerreno
Los materiales que tienen los más altos valores
de resistividad se pueden considerar como
aislante, y los materiales que tengan los más
bajos valores de resistividad como conductores
no presentando problemas de
dimensionamiento de los electrodos, mientras
que sí originan problemas de protección
personal.

LaTierra y Resistividad del terreno
• El factor más importante de la resistencia a
tierra no es el electrodo en sí, sino la resistividad
del suelo mismo.
• La resistividad del suelo es la propiedad de
conducir la electricidad, conocida también
como resistencia especifica del terreno.
• Sabemos que la composición del suelo no es
uniforme, es por ello que al calcular la
resistencia que esta tiene, se obtiene lo que
denominaremos “Resistencia Aparente”.

Factores de la resistividad del terreno
SALES SOLUBLES
La resistividad del suelo es determinada
principalmente por su cantidad de electrolitos;
esto es, por la cantidad de humedad, minerales y
sales disueltas.
COMPOSICIÓN DELTERRENO
La composición del terreno depende de la naturaleza del
mismo.
Ejemplo:
Resistividad | Embutido | Resistencia
(ohms-m) | (m) | (Ohms)
• 40 a 500 3 15 a 200  Arcilla
• 5000 x 100  Rocoso
ESTADO HIGROMÉTRICO
El contenido de agua y la humedad influyen en forma apreciable. Su
valor varía con el clima, época del año, profundidad y el nivel freático.
Ejemplo:
• Suelo húmedo (Resistividad ≤ 15%)  Resistividad Aumenta.
• Suelo Seco (Resistividad ≥ 15%)  Resistividad Disminuye.

Factores de la resistividad del terreno
ESTRATIGRAFÍA
Suelo no uniforme, se obtiene “resistividad
aparente”
TEMPERATURA
• T °< 0 °C  Resistividad aumenta
• T°  mayor, resistividad disminuye
COMPACTACION
Mientras mas compacto sea el terreno, menor
será la variabilidad de la resistividad.
GRANULOMETRÍA
Influye la porosidad, el poder retenedor de
humedad y sobre la calidad del contacto con
los electrodos. Por esta razón la resistividad de
la grava es superior a la de la arena y de que
ésta sea mayor que la de la arcilla.

Efectos de la Humedad sobre la Resistividad delTerreno

Efectos de la Sal sobre la Resistividad delTerreno

Efectos de laTemperatura sobre la Resistividad del
Terreno

Efecto delTipo de Suelo en la Resistividad
delTerreno

Clase 6: Medición de la
Resistividad delTerreno

Introducción
La medición de resistencia a tierra de electrodos es una técnica que requiere conocer aparte del
método de medición, algunos factores que afectan los resultados de las mediciones, y que son:
• El tipo de prueba
• El tipo de aparato empleado
• El lugar físico de las puntas o electrodos de prueba

Factores de Medición
1. Método de caída de potencial o deTres
Puntos (también denominado 62%)
2. Método Directo o de dos puntos
 El tipo de prueba
 El tipo de aparato
empleado
 El lugar físico de las
puntas o electrodos
de prueba
1. Vibroground
2. Megger de tierras
3. La pinza Amperimetrica (Tipo Gancho)
Los electrodos se colocan en diferentes distancias y las medidas que
podemos tomar varían debido a las diferentes capas presentes en la tierra,
lo cual afecta la resistividad de la misma.
Datos: Los terrenos industriales la varianza es mayor debido a la
presencia de objetos metálicos enterrados
como tuberías, cabillas de construcción, canalizaciones
eléctricas, etc.

Método de Dos Puntos o Directo
Para realizar la medición de este
método. En primer lugar se puentea
los puntos C1/P1 (punto a tierra con
la varilla) con C2/P2 (sistema de
tuberías de agua mas próximo)
Dato:
Se puede repetir con hasta 3 electrodos, sin
embargo el sistema de agua deberá ser lo
suficientemente grande para poder despreciar
cualquier lectura de corriente del mismo.

Método de Caída de Potencial o deTresTerminales
Al accionar el instrumento, se genera
una corriente que se inyecta por C1/P1
retornando por el y electrodo auxiliar
de corriente C2 .Al pasar la corriente
por la tierra , una caída de voltaje se
generará entre los terminalesC1/P1 y el
electrodo auxiliar de potencial
conectado en P2. El instrumento
calcula la resistencia a través de la Ley
de Ohm

Método de CuatroTerminales
Generalmente la resistividad del terreno
se puedo medir por el 2 métodos:
• Wenner
• Schlumberger
En este método se clavan en el suelo 4
electrodos pequeños dispuestos en línea
recta con la misma distancia “A” entre
ellos y a una profundidad “B” (que no
supere 1/10 de “A”) , si esto se cumple
la resistividad es:

Método de Wenner
Inyectamos corriente en los puntos C1 y C2 (I) y
entre P1 y P2 produce un potencial.Y con ello
podemos obtener la resistencia.
Si la distancia enterrada (B) es pequeña comparada con la distancia de
separación entre electrodos (A). O sea A > 20B, la siguiente fórmula
simplificada se puede aplicar:

Ejemplo de Método deWenner
Dato: Se recomienda que se tomen lecturas en diferentes lugares y a 90
grados unas de otras para que no sean afectadas por estructuras
metálicas subterráneas.Y, que con ellas se obtenga el promedio.
A = 3 m
B = 0.15 m
R = 0.43 ohms
Aplicamos la formula (1):
Rho  8.141 ohm-m
Aplicamos la formula (2):
Rho  8.105 ohms-m

Método de Schlumberger
Es una modificación del método deWenner, ya que también emplea 4 electrodos, pero en este caso la
separación entre los electrodos centrales o de potencial (a) se mantiene constante, y las mediciones se
realizan variando la distancia de los electrodos exteriores a partir de los electrodos interiores, a distancia
múltiplos (na) de la separación base de los electrodos internos (a).

Clase 7: Métodos para
reducir la Resistencia la
Tierra

Contexto
En la práctica, cuando encuentra que la resistencia de su electrodo a tierra no es suficientemente
baja, Los métodos más comunes para mejorarla son:
•Usando una varilla de mayor diámetro
•Usando electrodos más largas
•Colocando dos, tres o más electrodos en paralelo
•Reducción de la resistividad del suelo

Factores deVarianza en Electrodos

Factores de cambio:
 Usando una varilla de mayor
diámetro.
 Usando electrodos más
largas.

 Resistencia de los Electrodos
Aumentar medidas:
o L0ngitud (- 40%)
o Diámetro (-10%)
Aumentar #:
o 2 (40%)
o 3 (60%)
o 4 (66%)
Aumenta el área => Aumenta la resistividad

Varilla
• dimensiones (1m, 1.5m o 3m x 5/8", 9/16")
- Económico - Instalación tediosa
- Mas conocido - Daños en instalación que son irreversibles
-Tiempo de vida útil: 1 ano y 6 meses (aprox.)
Rehilete
son placas dobladas y fijas a una varilla mas corta
- Mayor area de contacto con el suelo - Esta unido a una varilla central
-Tamaño bueno para instalacion fácil - Fijacion entre varilla y placas no es duradera
- Menor numero de electrodos - tiempo de vida util: 1 ano y 6 meses (aprox.)

Químicos:
tubos de 2 a 3 pulgadas de diámetro con químicos en la parte central,
se va drenando al terreno.
Ventaja: Desventajas:
- Mayor durabilidad - Los químicos suelen corroer elementos alrededor
- Instalación delicada
- Mantenimiento de químicos anual
Magnetoactivos:
Tubos de cobre electrolíticos soldados a 2 triángulos de cobre con
sistema de filtración.
Ventajas:
- Durabilidad garantizada de 10 años
- Resistencia menor a 2 Ohms (con 1 solo electrodo)
- Permite drenar mayor energía y requiere menor numero de electrodos
-Tiene filtro de corrientes provenientes de la tierra

Reducción de la resistividad mediante
materiales

Método convencional
• Se emplea aditivos químicos del tipoGEL, como por ejemplos:THOR-GEL, Laborgel,Tierra Gel, etc.
• Requiere de mantenimiento cada 4 a 6 meses.
• se recomienda repotenciarlo cada 2 a 3 años.
• Sufren de conductividad eléctrica al paso de los años.
Dato: En algunos casos se emplea el
método del Tamizado de tierra.

Materiales aceptables de baja resistividad
Para situaciones especiales, hay diversos materiales, como los siguientes:
• Bentonita: Puede absorber casi cinco veces su peso de agua, absorbe la humedad del suelo
circundante y tiene baja resistividad aprox. 5 ohm – metro y no es corrosiva.
• Marconita: Es un concreto conductivo en el cual un agregado carbonáceo reemplaza el agregado
normal usado en la mezcla del concreto. Su resistividad de 2 ohm-metro.

Clase 8: Métodos de
Puesta aTierra

¿Qué métodos de puesta a tierra conocemos?
Hay dos tipos de métodos, los cuales son:
1) Redes de potencia principales
• Sistema no puesto a tierra o levantado de tierra
• Sistemas puestos a tierra
- Mediante Impedancia
- Con Baja Impedancia
2) Puesta a tierra de sistemas de bajo voltaje y en el interior de locales
• Tipos de sistemas
- TN-S
- TN-C-S
- PNB
- TT
- IT

Redes de potencia principales
Sistema no puesto a tierra o levantado de tierra Sistemas puestos a tierra Mediante Impedancia

Tipos de sistemas apara bajo voltaje o interior de locales
SistemaTN-S típico: Fuente puesta a tierra en
único punto. Conductores de neutro y tierra
separados. El cliente dispone de un terminal de
tierra desde la pantalla del cable de servicio
SistemaTN-C-STípico: (tierra de protección
múltiple)Neutro puesto a tierra por el proveedor
en varias ubicaciones. Cliente dispone de un
terminal de tierra conectado a neutro de servicio.
T : tierra, conexión directa a tierra.
N : neutro.
C : combinada.
S : separada.

Sistema PNB típico:Cliente tiene transformador
propio. Se usa cables CNE con tierra y neutro en
único punto
SistemaTT típico: La alimentación se pone
a tierra en un único punto. El cliente instala
su tierra propia que es independiente de la
tierra de la alimentación
T : tierra, conexión directa a tierra.
N : neutro.
C : combinada.
S : separada.

SistemaTT típico: Fuente aislada de
tierra o conectada a tierra a través de
alta impedancia.Todas las partes
conductivas expuestas de la
instalación se conectan a una tierra
independiente
T : tierra, conexión directa a
tierra.
N : neutro.
C : combinada.
S : separada.

Clase 9: Conductores de
Puesta aTierra

Contexto
El conductor de puesta atierra debe ser de cobre u otro material resistente a la corrosión, puede
ser macizo o prensado, aislado o desnudo, no debe tener en toda su longitud ningún empalme o
unión excepto sí sé trata de barra bus. Si el conductor no es de cobre la resistencia mecánica y la
resistencia óhmica por unidad de longitud deben ser equitativamente a la de este.

American Wire Gauge (AWG)
 Para secciones inferiores a 4AWG se debe
colocar conductos que permitan la
canalización del conductor hasta la puesta a
tierra.
 Para secciones iguales o superiores al número
4 AWG se puede fijar el conductor de tierra
directamente sobre la superficie en la cual va
colocada, sin utilizar aisladores.
 Los conductores número 6 AWG, pueden
tenderse sin daños mecánicos.

Sección nominal para conductores de protección

Sección nominal para conductores de puesta a
tierra de servicio

Conductores de conexión y conductores de
protección
Conductor de protección de circuito:
Este es un conductor separado instalado con
cada circuito y está presente para asegurar que
parte o toda la corriente de falla regrese a la
fuente a través de él. Puede ser un conductor
individual, la cubierta metálica exterior de
un cable o la estructura de un ducto metálico.
Conductores de conexión:
Estos conductores aseguran que las partes
conductivas expuestas (tales como carcasas
metálicas) permanezcan aproximadamente al
mismo potencial durante condiciones de falla
eléctrica.

Clase 10: Métodos de
Instalación

Introducción
Cuando se instalan electrodos de tierra, se deben satisfacer tres condiciones:
 El trabajo debe ser realizado eficientemente para minimizar costos de instalación.
 El terreno o material de relleno usado no debe tener un índice de acidez PH que cause corrosión al
electrodo.
 Todas las uniones o conexiones bajo tierra deben ser construidas de modo que no se presente corrosión en
la unión o conexión.

Barras
Las barras generalmente ofrecen la forma más conveniente y económica de instalar un electrodo.Gunas
veces se tiene que modificar el área de implementación pero asimismo se tiene que hacer una inspección
y observar si no hay otro tipo de instalaciones enterradas que pueden ser dañadas. Los métodos de
instalación incluyen accionamiento manual, accionamiento mecánico y perforadura. Las barras cortas
(3m ) se instalan a menudo empleando un martillo pesado (combo) operado manualmente y por otro
lado, tenemos barras mas grandes acondicionadas con una cabeza endurecida y una punta de acero
para asegurar que la misma no se dañe durante el proceso.

Planchas
Eran el tipo de electrodo mas usado en las instalaciones de puesta a tierra inicialmente.Con el incremento
del uso se tuvo que aumentar las dimensiones para que puedan dispersar mayores cargas hacia la tierra. Ello
fue un problema, ya que la excavación para este tipo de electrodo es mas tediosa, debido a que se tiene que
cavar manual o mecánicamente un pozo mas grande.
Su instalación era de manera vertical y tenían que estar a 0,5 metros debajo de la superficie. La compactación
del terreno era mas sencilla, pero cuando se llevaba a cabo de manera horizontal, ello mucha veces, chocaba
con otra que estaba cerca y la resistencia alcanzaba grandes valores. Esto hacia que el SPT no cumpla su
función y enviara cualquier tensión maliciosa por otras direcciones.

Electrodos horizontales y verticales
ConfiguraciónVerticales

Electrodos horizontales y verticales
Configuración Horizontal

Relleno del Suelo
 El suelo debiera tener un índice de pH entre 6,0
(ácido) y 10,0 (alcalino).
 Los materiales que no debieran ser usados como
relleno incluyen arena, polvo de coque, ceniza,
muchos de los cuales son ácidos y corrosivos.
 Utilizar químicos para el relleno del pozo de tierra.

Conexiones
Los electrodos de tierra tienen que ser conectados entre si de alguna manera y es normal que sea vía
cobre desnudo si es posible, ya que esto ayudará a reducir el valor de impedancia global. Las conexiones
entre los diferentes componentes deben ser mecánicamente robustas, tener buena resistencia a la
corrosión y baja resistividad eléctrica.
Conexiones mecánicas Conexiones bronceadas Uniones exotérmicas
Conexiones soldadas en
forma autógena

Conexión – Mecánica & Bronceadas
Conexiones mecánicas
• Se usan comúnmente y pueden ser mecánicas (conexión
apernada) o hidráulicas (compresión)
• Es esencial una conexión eléctrica de baja resistencia,
especialmente en sistemas de electrodos del tipo radial.
• Tiene una buena durabilidad de hasta 20 años.
Conexiones bronceadas
• La conexión bronceada se aplica ampliamente al cobre y
aleaciones de cobre.
• Este método tiene la ventaja de proporcionar una baja
resistencia de unión la cual no se corroe

Uniones exotérmicas
& Conexiones soldadas en forma autógena
Uniones exotérmicas
• Estas uniones se realizan mediante un molde de grafito que
se diseña para ajustar el tipo especifico de unión y el
tamaño de los conductores.
• Proporciona una unión permanente, de baja resistencia
eléctrica y resistente a la corrosión.
• La técnica empleada no requiere adiestramiento,
relativamente.
Conexiones soldadas en forma autógena
• El cobre puede unirse por soldadura de bronce o soldadura
al arco en presencia de gas.

Clase 11: Comportamiento
de los Electrodos deTierra

Introducción
El diseñador de un sistema de puesta a tierra se enfrenta normalmente con dos tareas:
• Lograr un valor requerido de impedancia.
• Asegurar que los voltajes de paso y contacto son satisfactorios.
En la mayoría de los casos habrá necesidad de reducir estos valores. Inicialmente, el diseñador
debe concentrarse en obtener un cierto valor de impedancia. Este valor puede haber sido
definido por consideraciones de protección. Los factores que influencian la impedancia son:
• Las dimensiones físicas y atributos del sistema de electrodos de tierra.
• Las condiciones del suelo (composición, contenido de agua, etc.).

Efecto de la forma, tamaño y posición del electrodo
1) Incremento de la profundidad de enterramiento de una barra vertical en suelo uniforme

2) Incremento de longitud de un conductor horizontal

3) Incremento de la longitud del lado de una plancha o malla de tierra cuadrada

4) Incremento del radio de una barra de tierra

5) Efecto de proximidad

Arreglos complejos de electrodos
Caso de una barra
Un conductor corto, enterrado horizontalmente

Resistencia de contacto
se supone que los electrodos de tierra están en perfecto contacto con el suelo que lo rodea. Para reducir
esta resistencia de contacto a un mínimo valor, es importante asegurar que el material de relleno sea
apropiado. las piedras grandes, secas, que rodeen el electrodo, tendrán un efecto perjudicial en su
comportamiento. En realidad, en una instalación nueva, la resistencia más significativa probablemente
sea la de contacto entre suelo y electrodo. Esto principalmente porque el suelo no está aún consolidado.

Clase 12: Naturaleza de
un Electrodo deTierra

¿Cómo es la naturaleza de un electrodo?
La resistencia a la corriente a través de un electrodo de puesta tierra realmente tiene tres
componentes como se puede observar en la Figura
Componentes de la resistencia de tierra en un electrodo de
tierra:
1. Resistencia del electrodo por sí mismo y las
conexiones a el.
2. Resistencia de contacto entre el electrodo y el suelo
colindante a el.
3. Resistencia de la tierra circundante

Resistencia del electrodo
Varillas, tubos, masas de metal, estructuras y otros dispositivos son empleados comúnmente para
conexiones a tierra. Estas normalmente son de tamaño o sección transversal suficiente que su
resistencia es una parte despreciable de la resistencia total.

Resistencia del electrodo
Es mucho menor de lo que se puede pensar. Si el
electrodo esta libre de pintura o grasa, y la tierra esta
compacta firmemente, se ha demostrado que la
resistencia de contacto es despreciable. La oxidación
en un electrodo de hierro tiene poco o ningún efecto;
él óxido de hierro esta prontamente impregnado con
agua y tiene menor resistencia que la mayoría de los
suelos. Pero si un tubo de hierro se ha oxidado lo
suficiente, la parte debajo de la rajadura no es tan
efectiva como una parte
del electrodo de tierra.

Resistencia de la tierra circundante
Es mucho menor de lo que se puede
pensar. Si el electrodo esta libre de pintura
o grasa, y la tierra esta compacta
firmemente, se ha demostrado que la
resistencia de contacto es despreciable. La
oxidación en un electrodo de hierro tiene
poco o ningún efecto; él óxido de hierro
esta prontamente impregnado con agua y
tiene menor resistencia que la mayoría de
los suelos. Pero si un tubo de hierro se ha
oxidado lo suficiente, la parte debajo de la
rajadura no es tan efectiva como una parte
del electrodo de tierra.

Tubería metálica de agua enterrada
Para que una tubería de agua pueda usarse como electrodo de puesta a tierra, debe reunir los
siguientes requisitos:
Por lo menos tener 3 m en contacto directo con la tierra.
Eléctricamente continua hasta el punto de conexión, puenteando el medidor del agua, si está
colocado en una posición intermedia.
La única desventaja de su uso es que debe complementarse con un electrodo adicional, de
cualquiera de los tipos mencionados arriba.

Estructura metálica del edificio
La estructura metálica de los edificios puede ser usada, siempre que esté bien puesta a tierra, esto
es, que su impedancia a tierra sea baja. Para que sea baja la impedancia, se deben unir las columnas
a las partes metálicas de la cimentación con conductores según los calibres de los conductores de
puesta a tierra delCEN 250-94 y, en caso de haber sellos formados por películas plásticas, se deben
puentear éstos.

Electrodos de concreto armado
En las estructuras nuevas, el concreto armado puede ser utilizado como electrodo principal. El CEN
en la sección 250-81c establece que un electrodo empotrado en concreto como mínimo 5 cm, debe
constar de una o mas barras de 6 metros de largo y deben ser barras de acero de no menos de 12,7
mm de diámetro localizado en y cerca del fondo de un cimiento o zapata. El concreto tiene una
estructura química alcalina y una composición que atrae y retiene humedad. La combinación de
estas características permite al concreto exhibir una resistividad consistentemente de unos 30
ohm-m. Los electrodos de concreto tienen una resistencia a tierra mayor o igual que las varillas de
cobre de un tamaño compatible, siempre que estén en contacto con suelos con resistividad de 50
ohm-m o menor.

Anillo de tierra
Un anillo de tierra consiste en un conductor de cobre desnudo, de sección transversal no menor al
calibre 2 AWG y de longitud no menor a 6 m enterrado a una profundidad de 800 mm y, que rodee al
edificio o estructura.
Estos anillos de tierras se emplean frecuentemente circundando una fábrica o un sitio de
comunicaciones, para proveer un plano equipotencial alrededor de edificios y equipos.

Clase 13: Efectos Fisiológicos de la
corriente sobre el cuerpo humano &
Valores recomendados por Norma

Efectos fisiológicos
A) Umbral de sensibilidad
El establecimiento de los límites a partir de los cuales la corriente eléctrica resulta peligrosa presenta
notables dificultades. Puede dar idea de ello las dispersiones que aparecen en la determinación del
umbral de sensibilidad sobre el paso de la corriente eléctrica, definido como el valor de la intensidad
mínima que percibe una persona al hacer circular una corriente de mano a mano. Mientras que
algunos detectan la corriente con intensidad de 0,5 mA, otros no empiezan a percibir su paso hasta
que ésta no alcanza valores cercanos a los 2 mA.

B) Umbral de no soltar
Este fenómeno tiene lugar por la excitación de nervios y músculos flexores bajo la acción de la
corriente eléctrica, de forma que al quedar contraídos, inhabilitan al individuo a dejar el conductor,
toda vez que los extensores son menos potentes que los flexores. Por estudios realizados se ha
comprobado que el sexo es una variable influyente.

C) Muerte aparente
Cuando el nivel de intensidad se eleva por encima del umbral de no soltar, se afectan grandes
funciones fisiológicas, como la respiración y la circulación. En efecto para una intensidad del orden
de 20 a 30 mA, la contracción muscular puede difundirse y alcanzar los músculos respiratorios
(intercostales, pectorales y diafragma), originando una parada circulatoria, que ocasiona una asfixia
con cianosis, para desembocar prontamente, en un estado de muerte aparente y en una parada
circulatoria

D) Fibrilación ventricular y su umbral
Desgraciadamente, no sucede lo mismo cuando el estado de muerte aparente se debe a una
fibrilación ventricular. Esta situación está caracterizada por una contracción anárquica y asincrónica
de cada una de las fibras del miocardio, lo que se traduce, velozmente, en una parada circulatoria, y
una anoxia que alcanza primero al cerebro, y después al mismo corazón.
Este umbral, es variable con las condiciones del sujeto,
con los parámetros del accidente (tensión y tipo de
contacto), pero fundamentalmente con:
• Trayectoria seguida de la corriente.
• El valor de la resistencia del organismo.
• El tiempo de paso, y la amplitud de la corriente.

Valores recomendados en código eléctrico nacional. El Código Eléctrico Nacional, Sección 250-84
establece que a un solo electrodo con resistencia a tierra mayor que 25 ohms debe aumentarse un
electrodo adicional. Es recomendable que las tierras con un solo electrodo se prueben al momento
de su instalación y en forma periódica posteriormente.

Valores recomendados por la IEEE 142-1991
La normativa IEEE 142 de 1991 establece lo siguiente:
• Para grandes subestaciones, estaciones de generación y líneas de transmisión, el valor debe ser
• de 1 ohm.
• Subestaciones de plantas industriales, edificios y grandes instalaciones comerciales, el valor debe
estar entre 1 y 5 ohm.
• Para un electrodo simple, el valor debe ser 25 ohm

Clase 14: Soldadura
Exotérmica

Contexto
Uno de los principales problemas de los sistemas de puesta a tierra, ha sido siempre el incremento de
la resistencia de contacto por causa de empalmes defectuosos que se dan entre conductores,
conductores y barrasCopperweld, o entre conductores y superficies.
El incremento de la resistencia por estas uniones se acrecienta en sólo pocos meses (5 ó 6), en un
60% o más debido a las sulfataciones que se produce por el paso de corriente a través de estos
empalmes. Para estos problemas de conexiones se han investigado distintas soluciones, siendo la
más óptima las soldaduras exotérmicas con un sin número de ventajas que veremos mas adelante.

Conceptos y Definiciones
¿Que significa exotérmico?
Exotérmico es un término químico que describe una reacción química que desprende calor a
medida que se lleva a cabo la reacción.
¿Qué es una reacción exotérmica?
El prefijo exo significa salida y térmico significa calor o energía. Por lo tanto, se denomina reacción
exotérmica a cualquier reacción química en la cual se desprende calor. Se da principalmente en las
reacciones de oxidación. Las reacciones exotérmicas, en relación a los metales, son la reducción de un
metal u óxido metálico por otro metal más reactivo, por lo general el aluminio.

Conceptos y Definiciones
Después de la ignición se produce una reacción exotérmica que resultan en metales fundidos con
temperaturas que alcanzan sobre los 2200 °C y en consecuencia la liberación de humo localizado.
La temperatura de ignición es superior a 450 °C, para el polvo de ignición y de 900 °C para el polvo
de soldadura. Iniciada la ignición el proceso culmina en unos 30 segundos.Tiempo suficiente para
completar la reacción química y para que el material fundido se solidifique.

Conexión Exotérmica
Las conexiones eléctricas por soldado exotérmico es un proceso en el que se hace un empalme
eléctrico al verter una aleación súper calentada de cobre fundido en el interior de un recinto en el cual
se encuentran alojados los conductores a ser unidos. .
El metal fundido se crea por una reacción química entre el aluminio y el óxido de cobre. El proceso
usa partículas de aluminio finamente divididas a medida que el agente reductor con el óxido de cobre
produce la siguiente reacción química:
3Cu20 + 2A1--->6Cu + A1203 + CALOR (2537°C)
Esta reacción genera una excesiva cantidad de calor, por naturaleza los metales fundidos
generalmente alcanzan temperaturas de aproximadamente 2200 °C
¡RECUERDE! Estos materiales no son explosivos
https://www.youtube.com/watch?v=mZdDnf-zcA0

Ventajas de la Soldadura Exotérmica
VENTAJAS ECONOMICAS
1. Bajos costos en los materiales requeridos para una conexión exotérmica en comparación con otros
medios de conexión.
2. La reacción es realizada dentro de un molde de grafito, que generalmente permite la realización de
más de 50 conexiones.
3. Las conexiones exotérmicas proporcionan mayor seguridad por lo tanto menos supervisión.
4. No requieren de mantenimiento asociado al bajo costo del material utilizado.
5. El material utilizado para la realización de la conexión tiene una durabilidad igual o mayor a los
otros materiales conectados.
6. Las conexiones son permanentes debido a que son soldadas alcanzando que no se deterioren con
el tiempo
7. Se requiere un entrenamiento mínimo para hacer una conexión, lo que evita mano de obra
especializada.
8. Las herramientas y materiales para efectuar la conexión es ligera y portátil.
9. La calidad de las conexiones se puede revisar por simple inspección visual, sin requerir de ningún
instrumento.

Ventajas de la Soldadura Exotérmica
1. Las conexiones exotérmicas poseen “ampacidad” (capacidad de conducción de corriente) mayor o
igual a los conductores que la integran.
2. La capacidad de corriente de la conexión es equivalente a la del cable o conductor.
3. Las conexiones no son dañadas cuando se producen altas irrupciones o picos de corriente. (Pruebas
realizadas demostraron que corrientes elevadas como las de cortocircuito fundieron el conductor y
no la conexión exotérmica)
4. Las conexiones son permanentes debido a que son soldadas alcanzando que no se deterioren con
el tiempo.
5. Las conexiones exotérmicas no son afectadas por la corrosión de la misma forma que el cobre.
6. No se requiere de una fuente de energía externa o generación de calor para forjar la conexión.
7. La conexión no se puede aflojar o desajustar debido a que es una unión molecular permanente.
VENTAJASTECNICAS

Desventajas de la Soldadura Exotérmica
1. Las condiciones climáticas inciden directamente en la realización del proceso y pueden posponer el
trabajo en sitio durante días.
2. El calor excesivo generado durante la reacción requiere de supervisión debido a los riesgos
inherentes de seguridad para el personal.
3. Se requiere de aditamento de seguridad para los operarios, tales como: lentes de seguridad
guantes u otros accesorios de protección.
4. Los materiales deben almacenarse en lugares secos, ya que están sujetos a daños por humedad o
por calor.
5. Se requieren horas hombres adicionales para la preparación previa a una conexión, esto se debe a
la necesidad de limpieza, precalentamiento de moldes, etc.
6. Debido al recocido del conductor, las conexiones exotérmicas no se pueden usar en aplicaciones
bajo tracción.

Aplicaciones de la Soldadura Exotérmica
• Cable a cable
• Cable a barra copperweld para puesta a tierra
• Cable a barras rectangulares de cobre o
aluminio
• Cable a superficies metálicas
• Cable a cabillas utilizadas en la construcción
• Barra a barra rectangular de cobre o aluminio
• Barra copperweld a barra copperweld
• Barra rectangular a superficie metálica

Clase 15: Interferencia
Eléctrica

¿Qué es Interferencia Eléctrica?
La interferencia eléctrica es causado los problemas eléctricos de interferencia no ha sido hecho para ser una
fuente de energía de radio frecuencia. A menudo, la interferencia es el resultado de un defecto, fallo o
problema de mantenimiento que puede corregirse prontamente.Algunos tipos de equipo electrónico
simplemente tienden a generar la interferencia en el curso normal de funcionamiento.
Hay tres tipos básicos de interferencia eléctrica: el ruido del equipo eléctrico, el ruido generado por
los dispositivos electrónicos como las computadoras, y la interferencia de las fuentes naturales
como los relámpagos.

Problemas de Interferencia
Problemas de interferencia debido a conexiones sueltas:
La interferencia eléctrica puede ser causada por conexiones sueltas o cableado inadecuado
detrás de una pared, un panel o una salida. Pide a un electricista calificado que inspeccione el
sistema de cableado para identificar y eliminar las condiciones de interferencia.
Problemas de interferencias de causa externa:
Si ninguna de las medidas anteriores tienen éxito, lo más probable es que la interferencia
provenga del exterior. También puedes solicitar una investigación de interferencia eléctrica.

Tipos de acoplamiento
Acoplamiento resistivo:
Este acoplamiento se produce cuando existe una conexión eléctrica directa entre la fuente de la perturbación y el
circuito afectado, o a través de un medio resistivo (tal como el terreno). Las condiciones que provocan el
acoplamiento resistivo a través del suelo ya fueron revisadas en los capítulos 1, 2 y 7. Una condición de falla a tierra
puede provocar la elevación de potencial de un sistema de puesta a tierra. El voltaje que aparece en la pantalla del
cable que pasa cerca del sistema de puesta a tierra, se debe al acoplamiento resistivo (o galvánico o conductivo).
• disminuyendo las impedancia de puesta a tierra (Rx2 y Ry2)
• reduciendo la impedancia de la conexión entre X eY es decir
Lxy y Rxy
• reduciendo la impedancia de las conexiones del sistema de
tierra, sobre tierra, en X eY

Acoplamiento capacitivo:
Cualquier par de componentes metálicos conductivos que estén separados en un medio, tendrán entre
ellos una capacitancia. Si un componente se carga, entonces aparecerá una carga en el segundo. Este
mecanismo se usa beneficiosamente en ingeniería eléctrica y electrónica, pero cuando crea voltajes no
deseados, se llama interferencia. Este tipo de interferencia puede experimentar un conductor metálico
ruteado cerca de una línea aérea de alta tensión y se debe al campo eléctrico.
Los métodos disponibles para reducir esta
interferencia son:
• Reducir el paralelismo entre los componentes
(por ejemplo la distancia de paralelismo).
• Incrementar la separación entre ellos.

Acoplamiento inductivo:
Este es el tipo más común de interferencia, causada por acoplamiento electromagnético,
particularmente a frecuencia industrial (50/60 Hz). Se debe a los campos magnéticos.
los métodos para reducir este tipo de acoplamientos:
• Incrementar la separación entre los cables (X aY). Incrementar la
separación no siempre se puede hacer y puede significar gastos
considerables si no se consideran en la etapa inicial de construcción.
• Reducir el efecto de campo magnético en el circuitoY. Un método
para obtener esto es usar cables de par trenzado pero esto sólo
funciona para tipo de señalización diferencial balanceado.

Introducción
Los componentes de sistemas de puesta a tierra están instalados sobre y bajo el terreno y ambas
situaciones están expuestas a un amplio rango de ambientes. Como se mencionó previamente, el
sistema de puesta a tierra es una parte crítica del sistema de energía eléctrica y necesita comportarse
bien, normalmente en forma oculta, durante un período de tiempo considerable. La seguridad
requerida puede ser garantizada mediante una cuidadosa selección del material.

Tipos de corrosión
1) En aire:

Tipos de corrosión
2) Subterránea:
• Corrosión bimetálica • Corrosión química

Experiencia
de pruebas de
corrosión en
terreno

Casos Reales
 Pozo a tierra con Corrosión  Pozo a tierra sin Corrosión

Clase 17:Tipos de Cobre y
aplicaciones típicas

Cobre
El cobre tiene la más alta conductividad entre los metales
comerciales.Tiene buenas propiedades mecánicas tanto
a temperatura baja, como temperatura ambiente y
temperatura elevada y tiene excelente resistencia a la
corrosión.

Tipos de cobre
Hay tres tipos de cobre: de alta conductividad, fosforoso desoxidado y libre de oxígeno, cada uno de
ellos apropiado para aplicaciones de puesta a tierra.Además, existe amplia variedad de aleaciones de
cobre de alta conductividad, menos comunes, con propiedades mejoradas para aplicaciones especiales.

Cobre de alta conductividad
El cobre de alta conductividad (HC), con una conductividad nominal de 100% IACS (International
Annealed Copper Standard), es el primer material seleccionado para aplicaciones eléctricas tales como
cintas y alambres para puesta a tierra, barras colectoras, cables y enrollados para motores y
transformadores. Se designa ClOl en las Normas Británicas,Cu-ETP en las especificaciones BS EN y
CW003A y CW004A en las designaciones BS EN para computador. El cobre HC se puede trabajar muy
rápidamente en frío y en caliente. En su forma recocido, tiene excelente ductibilidad, lo cual significa que
puede moldearse (darle forma) fácilmente. Está disponible en todas las formas fabricadas.

Cobre desoxidado (desoxigenado)
El uso de desoxidantes en el cobre fundido asegura la remoción de exceso de oxígeno. Esto produce un
material que puede ser rápidamente soldado sin temor de convertirlo en frágil. El fósforo es el
desoxidante preferido; cuando se usa, la conductividad del cobre se reduce levemente. Este cobre,
llamadoC106 (Cu - DHPCW024A), algunas veces también llamado «Cobre DONA» se usa en tuberías
para servicios de agua fresca.

Cobre de alta conductividad libre de oxígeno
Este cobre, designadoC103, (Cu - OF CWO08A) se fabrica solo por fundición en una atmósfera
controlada. Posteriormente, puede ser trabajado exactamente como el cobre normal de alta
conductividad de sobre 100% IACS además que está libre de la posibilidad de fragilizar en atmósferas
reducidas. Puede ser soldado sin las precauciones especiales necesarias para el cobre de alta
conductividad, ClOl (Cu-ETP CWOO3A & CW004A). Hay un grado de mayor pureza aún, C110 (Cu-OFE,
CWOO9A) que sólo es requerido para aplicaciones electrónicas con alto vacío, tales como válvulas
transmisoras.

Aleaciones de cobre de alta conductividad
Para aplicaciones eléctricas, tales como electrodos de soldadura por resistencia donde el servicio es a
alta temperatura bajo esfuerzos pesados, se dispone de aleaciones especiales. La más popular de éstas
es cobre-cromo,CC1O1 (CW1O5C) que contiene hasta 1% de cromo y es totalmente tratable con calor;
las propiedades a la temperatura ambiente se mantienen cuando la temperatura de operación aumenta.

Designaciones normalizadas de cobre

Clase 18: Mantenimiento
de Puesta aTierra

 Medición del ohmiaje del pozo a tierra antes del mantenimiento.
 Retiro de aproximadamente 50 cm. de profundidad de tierra de la caja de
registro.
 Lijado de la sulfatación del electrodo de tierra de la parte expuesta con lija
metálica.
 Retiro de la sulfatación del cable con cepillo o corte si la demasía de cable
lo permite.
 Reemplazo del conector de bronce tipoAB varilla-cable.
 Aplicación de una dosis química de gel para pozos a tierra.
 Reincorporación de la tierra retirada y tamizada cada 10 cm.
 Medición del valor de ohmiaje del pozo a tierra después del
mantenimiento.
 A las 24 horas se entrega certificado de Protocolo de Pruebas del Pozo a
Tierra firmado por Ingeniero Electricista colegiado y habilitado.

1) ELEMENTOS DE SEGURIDAD
• Los EPP para peligros de electrocución incluyen:
 Cascos
 Guantes de hule o con aislamiento especificado para la capacidad de
riesgo eléctrico en el lugar de trabajo.
 Ropa de aislamiento
2) COBERTURA DE SEGUROS:
Trabajar obligatoriamente en este tipo de trabajos con un Seguro
Complementario deTrabajo de Riesgo

3) DOCUMENTACION A ENTREGAR

Clase 19: Introducción de
Pararrayos

Concepto de Rayo
El rayo es la reacción eléctrica causada por la saturación de cargas electroestáticas positivas y
negativas, que han sido generadas y acumuladas progresivamente durante la activación del
fenómeno eléctrico de una tormenta.
Tipos:
- 2 iniciados en las nubes
- 2 iniciados en tierra,
Dato: Los más comunes, siendo el 90 % de los rayos
detectados, son de una nube negativa hacia tierra.

Formación de Rayo
Sigue siendo un tema de debate.
• Las causas fundamentales, que van desde las
perturbaciones atmosféricas (viento, humedad y
presión) hasta los efectos del viento solar y a la
acumulación de partículas solares cargadas.
• Se cree que el hielo es el componente clave en el
desarrollo, propiciando una separación de las cargas
positivas y negativas dentro de la nube. Los rayos
pueden producirse en las nubes de cenizas de
erupciones volcánicas, o puede ser causado por
violentos incendios forestales que generen polvo capaz
de crear carga estática.

Guías Escalonadas & Descargas de Retorno
Guías escalonadas
provenientes de las
nubes.
(Descienden 50 a 70
metros )
Descargas de retorno
provenientes de la
tierra.
(Ascendentes con
diámetro 2.5 a 5 cm)
Esquematización del mecanismo de formación del rayo

¿En donde NO caen los Rayos?
En donde se producen
los rayos?
En zonas costeras y
zonas tropicales
(mas activos)
En donde NO se
producen los rayos?
En zonas blancas

Tipos e Impactos de Rayos
Tipos:
 Rayo nube a cielo o duendes
 Rayo de nube a tierra
 Rayo de tierra a nube
 Rayo de nube a nube

Tipos e Impactos de Rayos
Impactos:
 Térmicos
 Eléctricos
 Fisiológicos

Lugares o Actividades de Riesgo y como mantenerse
Seguro
Los 6 lugares mas peligrosos:
1. Estar de pies en un lugar abierto
2. Pasear en bote, pescar o nadar
3. Jugar golf (o deportes a campo abierto)
4. Trabajar en equipos viales o de agricultura
5. Hablar por teléfono
6. Reparar o utilizar artefactos eléctricos
REGLA DE ORO:
Ponte a cubierto en una jaula de Faraday

Clase 20: Características &
Conceptos de Pararrayos

Definición & Características de Pararrayos
Es un instrumento o dispositivo cuyo objetivo es atraer y canalizar al rayo junto con su
enorme carga eléctrica hacia la tierra o agua a través de conductores y que se coloca
sobre edificios, líneas de transmisión, buques para preservarlos de los efectos del rayo
Cable conductor
Barra de Hierro
(1 o 3 puntas)
Barra o placa al
suelo

Principios de Funcionamiento
El pararrayos no es más que un dispositivo que dirigen al rayo a través de un cable hasta la tierra
para que no cause desperfectos.
Compensación del
Potencial Eléctrico
Reduce la fuerza a
valores inferiores de
1000 v
Conducir el rayo hacia
la tierra

Componentes Principales
Sistemas de Dispositivos
terminales
Sistemas de Conductores
de bajada
Sistema de Puesta a
Tierra
• Terminales aéreos
• Mástiles
• Cables aéreos tendidos entre mástiles
• Partes metálicas estructurales del edificio
• Dispositivos terminales especiales
Conductores metálicos de descenso
(Principalmente el cobre)
• Configuración de Electrodos
• Quimicos
• Caja de registro
• Conductores

Tipos de Pararrayos
PASIVOS ACTIVOS
 Pararrayos de Franklin
 Pararrayos Jaula Faraday
 Pararrayos Radiactivo
 Pararrayos con Corona Solar
 Pararrayos con Dispositivo de Cebado

Normativas para Sistemas de Pararrayos
El objetivo de las normas actuales de protección del sistema de pararrayos es salvaguardar la
vida de las personas e instalaciones. Se remarca que en mayor o menor grado, debe aclararse
que no existe una protección absoluta contra el rayo, sino únicamente una protección adecuada.
IEC 62305: Norma internacional
NFC-17102 - UNE 21186: Norma internacional
• IEC 62305-1 Protección contra el rayo - Parte 1: Principios generales
• IEC 62305-2 Protección contra el rayo - Parte 2: Evaluación del riesgo
• IEC 62305-3 Protección contra el rayo - Parte 3: Daño físico a estructuras y riesgo humano
• IEC 62305 4 Sistema de puesta a tierra - Parte 4: Sistemas eléctricos y electrónicos en estructuras

Factores de protección de Pararrayos
• Un edificio puede tolerar hasta 100.000 V,
mientras que componentes electrónicos a
24V se dañarán con voltajes sostenidos de 48
voltios.
• La inductancia de los conductores de cobre
usados para tierras es de aproximadamente
de 1.64 micro Henrios por metro (uH/m).
• se recomiendan curvas con radio de unos 20
cm, y conductores múltiples conectados en
paralelo a tierra.

Sistema de Protección Contra el Rayo (SPCR)
A) Sistema Externo:
Comprende un dispositivo captor (terminal aéreo), las bajadas y
un sistema de puesta a tierra.
B) Sistema Interno:
Comprende todos los dispositivos complementarios al anterior
(A) con el objeto de reducir los efectos electromagnéticos
(voltajes inducidos) de la corriente de rayo dentro del espacio a
proteger.

Métodos de Protección Contra Descargas Atmosféricas
• Método de la esfera rodante
• Método de enmallado
• Método de ángulo de protección
• Método de cono de protección

Zonas de Protección
PRIMERA CLASE:
Requieren de poca o ninguna protección (deben estar conectados
a tierra).
Ejemplos:
a)Todas las estructuras metálicas que contengan materiales
inflamables.
b)Tanques de agua, silos y estructuras similares, construidas
mayormente de metal.
c) Mástiles de bandera construidas de algún material conductor.
SEGUNDA CLASE:
Esta clase consiste de edificios con cubierta conductora y
estructura no conductora, tal como edificios con cubierta
metálica. Este tipo requiere de conductores para conectar la
cubierta a electrodos en la tierra.
TERCERA CLASE:
Esta clase consiste de edificios con estructura metálica y
cubierta no conductora. Este tipo requiere de terminales aéreas
conectadas a la estructura y fuera de la cubierta para actuar
como terminales pararrayos.

Zonas de Protección
CUARTA CLASE:
Esta clase consiste de estructuras no metálicas, que requieren una
protección.
a) Edificios de madera, piedra, ladrillo u otros materiales no
conductores, sin elementos de refuerzo metálicos.
b) Chimeneas. Aún con elementos de refuerzo, éstas deben tener
una gran protección contra rayos, con terminales aéreas, cables de
bajada y electrodos de aterrizado.
QUINTA CLASE:
Consiste de aquellas cosas cuya pérdida puede ser de
consecuencias, y que normalmente recibe un tratamiento
pararrayos completo, incluyendo terminales aéreas, cables de
bajada y electrodos de aterrizado.
a) Edificios de gran valor estético, histórico o intrínseco.
b) Edificios conteniendo combustibles o materiales explosivos.
c) Estructuras conteniendo sustancias que pueden ser peligrosas
si se derraman como consecuencia de una descarga.
d) Tanques o conjuntos de tanques.
e) Plantas de energía y estaciones de bombeo.
f) Líneas de transmisión y Subestaciones eléctricas.

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