Arquitectura Estructural

INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL

Centro de Estudios Científicos y Tecnológicos No. 3

“ESTANISLAO RAMÍREZ RUIZ”

SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA PARA EDIFICIOS INTELIGENTES

SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA

ECATEPEC DE MORELOS, JUNIO 2003

ÍNDICE

RESUMEN 4

INTRODUCCIÓN 6

CAPITULO 1

CONCEPTOS GENERALES 8

CAPITULO 2

SISTEMAS DE TIERRA 10

Diferencia entre neutro y tierra 10

Concepto y objetivo de un sistema a tierra 10

Importancia de los sistemas de puesta a tierra en los

edificios inteligentes 11

Conexión a tierra de sistemas y circuitos para edificios inteligentes 12

Elementos de un sistema de puesta a tierra 12

Efectos fisiológicos de la corriente eléctrica 13

Factores que intervienen el accidente eléctrico 15

Valor de la resistencia ohmica del cuerpo 15

Tiempo de paso de la corriente eléctrica 16

Causas de accidentes eléctricos 16

CAPITULO 3

RESISTIVIDAD DEL TERRENO 17

Definición de resistividad del terreno 17

Factores que afectan la resistividad del terreno 17

Naturaleza del terreno 17

Humedad 17

Temperatura 17

Salinidad 18

Estratigrafía 18

Compactación 18

Variaciones estacionales 18

CAPITULO 4

RESISTENCIA A TIERRA 20

Definición de resistencia a tierra 20

Resistencia del electrodo a tierra 20

Variación de la resistencia según el área de los conductores 23

Conexión a tierra de instalaciones interiores a baja tensión 24

CAPITULO 5

ELECTRODOS DE PUESTA A TIERRA 26

Tipos y configuraciones de electrodos de tierra 26

Tipos de electrodos 26

Naturaleza de los electrodos 30

Constitución de los electrodos artificiales 30

Constitución de los electrodos naturales 31

Configuraciones de electrodos 32

Anillo de tierra 33

Mallas 33

Electrodos para puesta a tierra en radio frecuencia (no en NOM) 34

Compuestos químicos 35

Conectores 37

Registros 38

CAPITULO 6

MEDICIÓN DE LA RESISTEIVIDAD DEL TERRENO Y LA RESISTENCIA DE TIERRA 39

Mediciones 39

Principio de funcionamiento del medidor de resistencia a tierra 39

Medición de tierra 40

Medición de la resistencia de tierra por el método de

los tres puntos 42

Medición de la resistencia de tierra por el método de

los dos puntos 43

Medición de la resistencia de tierra por el método de la caída de tensión 43

Medición de la resistividad por el método de los cuatro puntos 44

Medición de la resistividad utilizando muestras de suelo 45

Recomendaciones para efectuar las mediciones 45

CAPITULO 7

DIFERENTES ESQUEMAS Y DISPOSICIONES DE CONEXIÓN A

TIERRA 47

Esquema convencional 47

Esquema de tierra aislada 47

Esquema de tierra aislada total 48

Esquema de malla de referencia 48

CAPITULO 8

DETERMINACIÓN DEL CALIBRE DE LOS CONDUCTORES DEL SISTEMA DE TIERRA 50

8.1 Conductor del electrodo de puesta a tierra 50

CONCLUSIONES 59

BIBLIOGRAFÍA 61

RESUMEN

Un sistema de puesta a tierra consiste en la conexión de equipos eléctricos y electrónicos a tierra, para evitar que se dañen nuestros equipos en caso de una corriente transitoria peligrosa.

El objetivo de un sistema de puesta a tierra es:

El de brindar seguridad a las personas.

Proteger las instalaciones, equipos y bienes en general, al facilitar y garantizar la correcta operación de los dispositivos de protección.

Establecer la permanencia, de un potencial de referencia, al estabilizar la tensión eléctrica a tierra, bajo condiciones normales de operación.

La importancia de realizar una conexión a tierra en un edificio inteligente es mucha, ya que en estos edificios hay una gran cantidad de equipos electrónicos y una corriente indeseable o sobré tensión podría causar una pérdida muy costosa en estos equipos.

Los fenómenos fisiológicos que produce la corriente eléctrica en el organismo humano dependen del valor de la intensidad de la corriente, tiempo de duración del contacto, callosidad, sexo, estado de epidermis, peso, altura, estado de animo, estado del punto de contacto a tierra.

La resistividad del terreno se define como la resistencia que presenta 1 m3 de tierra, y resulta de un interés importante para determinar en donde se puede construir un sistema de puesta a tierra.

En la resistividad del terreno influyen varios factores que pueden variarla, entre los mas importantes se encuentran: Naturaleza del Terreno, Humedad, Temperatura, Salinidad, Estratigrafía, Compactación y las Variaciones estaciónales.

Es la resistencia que nos ofrece el terreno hacia la corriente en un sistema de puesta a tierra, esta resistencia depende de la resistividad del terreno y área de los conductores

Para realizar un sistema de puesta a tierra se necesitan electrodos de tierra, los cuales existen de muchos tipos, algunos mejores que otros en ciertas características como el costo, entre otras.

Los electrodos pueden ser artificiales o naturales. Se entiende por electrodos artificiales los establecidos con el exclusivo objeto de obtener la puesta a tierra, y por electrodos naturales las masas metálicas que puedan existir enterradas.

De acuerdo con la norma oficial mexicana NOM-001-SEDE-1999 (250-81), el sistema de electrodos de puesta a tierra se forma interconectando los siguientes tipos de electrodos:

Tubería metálica de agua enterrada.

Estructura metálica del inmueble.

Electrodo empotrado en concreto.

Anillo de tierra.

Algunos de los métodos que se pueden utilizar para realizar la medición de la resistencia a tierra son los siguientes: método de los dos puntos, método del 62 %, método de caída de potencial, método de los cuatro puntos, etc.

Para medir la resistencia se utiliza un instrumento denominado telurómetro.

Este aparato se basa en el método de compensación y funciona con un generador magneto de c.a., que lleva un transformador en serie de relación exacta, es decir, que la intensidad por el primario es siempre igual a la del secundario.

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 de prueba.

Por la importancia que

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