Normas

DISEÑO DE SISTEMAS DE TIERRA

Parte 8

Por Ing. Hernán Hernández

Como lo mencionamos en la edición anterior, hemos llegado al final de este interesante tema abordando el artículo 250 de la NOM-001-SEDE-2005, el cual nos indica el tipo de electrodo que es posible utilizar para el sistema de tierra.

Anteriormente mencionamos algunos tipos de electrodos que se encuentran en una construcción de manera natural o bien que se generan al momento de hacer la construcción de la vivienda.

Recordemos brevemente los electrodos mencionados en la edición anterior. La Norma Oficial Mexicana indica que se puedan usar uno o más de los electrodos especialmente construidos, como lo son:

a) De Varilla o de tubería

b) Electrodos de placa

c) Estructuras metálicas subterráneas

Electrodos de varilla o de tubería

De acuerdo con la NOM, los electrodos de varilla y tubo no deben tener menos de 2,40 m de largo y tienen que instalarse de tal modo que por lo menos 2,40 m de su longitud esté en contacto con la tierra. Las varillas de metales no ferrosos deben estar aprobadas y tener un diámetro no inferior a 13 mm de diámetro, y las de otros materiales por lo menos 16 mm. En tanto, las tuberías deben tener un diámetro no inferior a 19 mm, y si son de hierro tienen que contar con una protección contra corrosión en su superficie.

Cabe mencionar que la varilla de 5/8" comercial mide 14,7 mm de diámetro y que la varilla con protocolos de CFE 16 mm.

La varilla de acero con un recubrimiento de cobre conocida como copperweld de 10 milésimas, dura aproximadamente 35 años en un suelo promedio; si tiene un recubrimiento de 13 milésimas dura hasta 45 años. En cambio, una varilla de acero galvanizado tiene una vida estimada de 15 años.

Estos electrodos se aplican al suelo mediante percusión hasta que alcanzan la profundidad adecuada. En caso de terrenos rocosos o de tepetate, las varillas no pueden meterse de esa manera; se doblan o solamente no pueden entrar. Ocasionalmente se ha sabido de casos donde las varillas han sido regresadas hacia la superficie después de haber tratado de clavarlas en terrenos rocosos.

Cuando la roca está a menos de 2,40 m, estos electrodos pueden meterse en diagonal hasta con un ángulo de 45 grados de la vertical. Pero, si no es este el caso, se deben enterrar horizontales en una trinchera abierta para el caso a 800 mm de profundidad por lo menos.
 

Electrodos de placa

Los electrodos de placa no deben tener menos de 0,2 m2 de superficie en contacto con el suelo. Y las placas de acero o fierro tienen que contar por lo menos con 6,4 mm de espesor; si son de material no ferroso por lo menos 1,52 mm de espesor.

La NOM menciona la puesta a tierra mediante sistemas de tuberías o tanques enterrados, pero puede ser cualquier clase de estructura metálica subterránea.

Las normas americanas MIL-STD-1542B, MIL-HDBK-419 y MIL-STD-188-124 no recomiendan el uso de los ademes de pozos para lograr una baja impedancia a tierra. Las normas mencionadas hacen énfasis en que los ademes presentan muy baja resistencia a tierra en corriente directa, sin embargo no reducen la impedancia en corriente alterna, y, mencionan que si los ademes metálicos son utilizados como parte del sistema de tierras, no deben ser los únicos elementos en contacto con el suelo.
 

Estructuras metálicas subterráneas

La Norma Oficial Mexicana de instalaciones eléctricas requiere de un sistema enmallado de tierra con múltiples electrodos y conductores enterrados, cuando están involucradas tensiones y corrientes eléctricas muy altas, con el fin de minimizar los riesgos al personal en función de la tensión eléctrica de paso y de contacto.

La malla consta de una red de conductores enterrados a una profundidad que usualmente varía de 0,30 a 1,0 m, colocados paralela y perpendicularmente con un espaciamiento adecuado a la resistividad del terreno y preferentemente formando retículas cuadradas.

El cable que forma el perímetro exterior de la malla debe ser continuo de manera que encierre toda el área en que se encuentra el equipo eléctrico de la subestación o planta generadora.

Con ello, se evitan altas concentraciones de corriente y gradientes de potencial en el área y terminales cercanas.

En cada cruce de conductores de la malla, éstos deben conectarse rígidamente con soldadura exotérmica entre sí y en los puntos donde se conectan los equipos que pudieran presentar falla o, en las esquinas de la malla, los conductores deben conectarse a electrodos de varilla o tubo de 2,4 m de longitud mínima, clavados verticalmente.

Los cables que forman la malla tienen que colocarse preferentemente a lo largo de las hileras de estructuras o equipo para facilitar la conexión a los mismos, ya que es una práctica común de ingeniería aterrizar a dos cables diferentes todos los equipos.

Con esto damos por concluido nuestro tema. Recuerden que la finalidad del sistema de tierra es evitar accidentes al brindar un camino seguro a la corriente, cuando se tiene un riesgo de cortocircuito o choque eléctrico, los cuales se pueden presentar en nuestro hogar o centro de trabajo.

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