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SISTEMA DE PUESTA A TIERRA
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OBJETO DE LA PUESTA A TIERRA
El objeto primordial de la puesta a tierra en una edificación es el de la protección de los circuitos eléctricos, y de los usuarios de estos circuitos consiguiendo los siguientes fines:
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Canalizar las corrientes de fuga o derivación ocurridas fortuitamente en las líneas, receptores, carcasas, postes conductores próximos a los puntos de tensión y que pueden producir descargas a los usuarios de esos receptores eléctricos o de esas líneas.
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Disipar la sobretensión de maniobra o bien de origen atmosférico.
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PUESTA O CONEXIÓN A TIERRA. DEFINICIÓN
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La puesta o conexión a tierra es la unión eléctrica directa, sin fusibles ni protección alguna, de una parte del circuito eléctrico o de una parte conductora no perteneciente al mismo mediante una toma de tierra con un electrodo o grupos de electrodos enterrados en el suelo. Mediante la instalación de puesta a tierra se deberá conseguir que en el conjunto de instalaciones, edificios y superficie próxima del terreno no aparezcan diferencias de potencial peligrosas y que, al mismo tiempo, permita el paso a tierra de las corrientes de defecto o las de descarga de origen atmosférico.
Así pues poner a tierra es sinónimo de «unir» a tierra un punto de una instalación a través de un dispositivo apropiado a cada caso concreto.
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CARACTERISTICAS DE LOS TERRENOS
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El factor físico, que preside todo el tema de la instalación de tierras, es la «Resistividad» del terreno que así como en los metales es una característica constante, en los terrenos es muy variable ya que depende de los siguientes factores:
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Naturaleza geológica: Terrenos diferentes presentan resistividades diferentes (Ver tabla VI-1).
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Humedad: El estado higrométrico del terreno tiene una gran influencia; al aumentar la humedad disminuye la resistividad.
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Temperatura: La temperatura del terreno tiene también una gran influencia en la resistividad del terreno, ya que al aumentar la temperatura, la resistividad disminuye.
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Salinidad del terreno: Al aumentar la salinidad disminuye la resistividad.
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Profundidad del terreno: Cuanto mayor sea la profundidad, generalmente, la resistividad es menor, sin que esto sea realmente aplicable a todos los terrenos. (El grado de humedad suele ser más constante cuanto mayor es la profundidad).
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ELECTRODOS DE PUESTA A TIERRA
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Electrodos naturales.
Electrodos artificiales
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Electrodos naturales
Son las masas metálicas que pueden existir enterradas, las cuales deben cumplir los requisitos necesarios, como son:
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Resistencia mecánica adecuada.
Soportar la corrosión.
Buena conductibilidad
Electrodos artificiales
Son los establecidos con el exclusivo fin de obtener la puesta a tierra. Para las puestas a tierra se emplearán principalmente electrodos artificiales y estarán constituidos por:
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Electrodos simples: picas, conductor enterrado, placas u otros perfiles.
Anillos o mallas metálicas, constituidos por elementos indicados anteriormente o por combinaciones de ellos.
Picas verticales
Las picas utilizadas pueden ser de:
Barras de cobre o de acero de 14 mm de diámetro y 200, cm de longitud. Las barras de acero tienen que estar recubiertas de una capa protectora de cobre de 2 mm de espesor
Las longitudes mínimas de estos electrodos no serán inferiores a 2m. Si son necesarias dos picas conectadas en paralelo, la distancia entre ellas será, como mínimo, igual a la longitud enterrada. Si son necesarias más de dos, se aumentará esta distancia.
Cuando el subsuelo no puede ser penetrado o presenta una resistividad superior a la superficial, se puede disminuir la resistencia clavando dos o más picas en paralelo.
Cuando se empleen picas de tierra en paralelo se unirán con soldadura aluminotérmica y sus campos de acción no deberán interferirse, por lo cual es preciso mantener una cierta distancia entre ellas.
BORNES DE PUESTA A TIERRA
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En toda instalación de puesta a tierra debe preverse un borne principal de tierra, al cual deben unirse los conductores siguientes:
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– Los conductores de tierra,
– Los conductores de protección.
– Los conductores de unión equipotencial principal.
– Los conductores de puesta a tierra funcional, si son necesarios.
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INSTALACIÓN DE LA PUESTA A TIERRA
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La instalación de puesta a tierra de un edificio consta de las siguientes partes:
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1 Electrodo, que es la parte del sistema que está en contacto con la tierra. Para obtener una buena toma de tierra, se recomienda la realización de una red de forma de anillo en la base de la cimentación, conectando o uniendo las partes metálicas de las zapatas o pilares.
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2 Línea de enlace con tierra que está formada por los conductores que unen el Electrodo, o conjunto de electrodos con el punto de puesta a tierra.
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3 Punto de puesta a tierra: punto situado fuera del suelo, que sirve de unión entre la línea de enlace con tierra y la línea principal de tierra.
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4 Línea principal de tierra: es a la que sé conectan los conductores de protección.
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5 Derivaciones de líneas principales con tierra
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6 Conductores de protección: son los que unen las diferentes masas con la línea principal de tierra.
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Deberán conectarse a tierra:
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• Los hierros de construcción.
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• Los conductores de protección de las instalaciones interiores.
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• Las guías metálicas de ascensores, montacargas, etc.
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• Las tuberías metálicas que penetren en el edificio, tales como las de agua, gas, etc.
• Los depósitos metálicos colectivos: gas‑oil etc.
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• Los pararrayos (tendrán puntos de puesta a tierra exclusivos para ellos).
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• Las antenas colectivas de TV, FM, etc.
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• Cualquier masa metálica importante que sea accesible, como las calderas, etc
SOLDADURA ALUMINIOTERMICA
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En el proceso de la soldadura aluminotérmica se aprovecha la alta temperatura que se desarrolla en la reacción provocada por la reducción del óxido de cobre por el aluminio. La reacción tiene lugar en el interior de un molde crisol de grafito, en el que previamente se han introducido las piezas a soldar; el metal resultante de la reacción aluminotérmica en estado de fusión, fluye sobre ellas fundiendo las bornas a soldar y formando una masa compacta y homogénea.
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La reacción es muy rápida y por tanto las piezas a soldar adquieren, en la zona que rodea al punto de soldadura, una temperatura muy inferior a la que se obtiene empleando los procedimientos habituales, factor muy importante cuando se trata de proteger el aislamiento del cable o las características físicas de los materiales a soldar.
Las herramientas son ligeras y portátiles no necesitan ninguna fuente de energía exterior y es por tanto idóneo para su empleo sobre el terreno; no requiriendo ninguna especialización del personal para tener óptimas conexiones eléctricas y de gran cálida mecánica, en un tiempo muy breve.
El equipo necesario lo describiremos a continuación, indicando los diferentes elementos que necesitaremos para realizar las soldaduras.
Molde: es la pieza principal con la que daremos la soldadura aluminotérmica, en la imagen se describen las diferentes zonas que componen el molde, existiendo diferentes tipos de moldes para según el tipo de uniones que vayamos a realizar
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Cartucho:
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Las capacidades varían según el color de la tapa superior.
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Tenazas de soporte:
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Existen diferentes tipos de tenazas para según que moldes se vayan a utilizar
Rascador de moldes:
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Se recomienda su utilización para eliminar, después de cada soldadura, los restos de escoria del molde.
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Pistola de ignición:
Deberá utilizarse para conseguir un rápido encendido del polvo de ignición.
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Carda: se utiliza para la limpieza de los cables, antes de la soldadura.
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Tenaza para cables picas:
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Deberá utilizarse cuando los cables a soldar estén bajo tensión y evitar su desplazamiento, en el interior del molde, al producirse la fusión. La tenaza está equipada con un soporte para mantener el molde en posición
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INSTRUCCIONES PARA LA EJECUCIÓN DE CONEXIONES.
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Para conseguir una perfecta soldadura el cable deberá estar perfectamente limpio, seco y conformado.
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El extremo de la pica, sobre el que se realice la soldadura, deberá estar perfectamente limpio, seco y exento de deformaciones al igual que lo indicado para los cables.
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Las superficies deberán estar libres de óxido y perfectamente secas y plana.
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La humedad en el molde acarreara una soldadura porosa, por tanto deberá estar perfectamente seco en el momento de realizar cualquier soldadura.
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Con objeto de conseguir esto, antes de realizar la primera soldadura, se calentará el molde, hasta que su temperatura no pueda soportarse al tacto, con una lamparilla de soldar, o quemando un cartucho (en este caso conviene no tener montada la tenaza para evitar su deterioro).
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Para las soldaduras sucesivas, el calor desarrollado mantendrá el molde a la temperatura correcta. Si el intervalo entre ellas provocase el descenso de esta temperatura, deberá reiniciarse el proceso.
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Situar los elementos a soldar en el interior del molde marcando los mismos en la posición correcta, para comprobar antes del encendido si ésta posición se mantiene.
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Cerrar el molde con la tenaza de tal modo que el compartimiento sea perfecto, para evitar fugas de metal fundido. Colocar el disco metálico para octubre Haro la torera de bajada hacia la cámara de soldadura.
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Vaciar en el molde el polvo alumno y no térmico contenido en el cartucho, asegurando se ve que el tamaño de éste coincida con el indicado en la placa de características del molde cubrir uniformemente el polvo alumno y no térmico con el polvo de inhibición depositado bajo la tapa negra.
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Depositar una parte del polvo de ignición sobre el borde del molde, bajo la abertura de la tapa, para facilitar el encendido.
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Cerrar la tapa y provocar la ignición con la “PISTOLA DE IGNICIÓN”. Abrir el molde y eliminar totalmente la escoria antes de realizar las siguientes soldaduras.
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En el momento de extraer la soldadura del molde, deberá mantenerse este perfectamente abierto y no hacer movimientos bruscos que, debido a la fragilidad de grafito, puedan provocar la rotura de las aristas interiores con la consiguiente pérdida de metal fundido en sucesivas soldaduras.
MEDICIÓN DE RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA
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Equipo necesario
Un telurómetro o medidor de tierra (dada la gran variedad de modelos en el mercado no se especifica características técnicas). Consultar instrucciones de uso propias.
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Dos piquetas de acero o de 30 cm. de longitud y 14 mm de diámetro.
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Adicionalmente a los cables que lleva el telurómetro de origen, 2 cables flexibles y aislados de las mismas características que los correspondientes a los testigos de tensión e intensidad de una longitud de 100 metros y 150 metros respectivamente, en carretes independientes para enrollar y transportar.
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Grapas de conexión, pinzas de cocodrilo u otro sistema que asegure la perfecta conexión de picas y testigos a sus respectivos cables del medidor.
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Maza para clavar las piquetas, cinta métrica, herramientas y útiles de uso general.
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Medida de resistencia de puesta a tierra
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aspectos previos:
Se deberá comprobar en todos los casos la ausencia de tensión en tierra a medir. Si se observa presencia de tensión en tierra, NO MEDIR y reparar la avería.
Tampoco bebe de medirse en caso de tormenta o precipitación atmosférica.
A. Desconectar la toma de tierra del punto de puesta a tierra (regleta, borne etc.).
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B. Conectar la toma de tierra al telurómetro.
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C. Situar las sondas de tensión y de corriente en línea recta. Partiendo del punto de puesta a tierra, primero se coloca la de tensión y la más alejada la de corriente.
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Se colocará la de tensión a 25 m del punto de puesta a tierra (seccionamiento) y la de corriente a 15 m adicionales (es decir a 40 m del punto de puesta a tierra).
Se efectuará la medición y se anotará el valor. Una vez obtenido este valor, se acerca la sonda de tensión 1 m respecto al punto anterior y se vuelve a medir.
Se repite la operación anterior pero esta vez alejándose 1 m respecto al punto anterior y se vuelve a medir. Si los dos nuevos valores son idénticos al inicial, o la diferencia es menos de( -3 %) o (+3 %) respectivamente, la medición se dará por correcta, puesto que estaríamos en zona lineal y se anotará en el informe del instalador como valor de resistencia de tierra (también se anotará la distancia de la sonda de tensión, en este caso 25 m).
Si las variaciones son mayores de las expresadas, alejaremos más ambas sondas. Así colocaremos la de tensión a 50 m y la de corriente a 30 m adicionales (es decir a 80 m del punto de puesta a tierra). Como puede verse las distancias son el doble que las anteriores. Como en el caso anterior se tomará la medición en este punto y las correspondientes al movimiento de alejamiento y acercamiento de la sonda de tensión de 1 m. Si por los valores obtenidos vemos que ya estamos en zona lineal daremos la medición por correcta. Si no es así colocaremos los testigos a 75 m y 45 m (120 m) respectivamente y repetiremos el procedimiento.
Medida de puesta a tierra en emplazamientos urbanos
Cuando por las circunstancias del emplazamiento de la toma de tierra no puedan introducir en el terreno las sondas de tensión y de intensidad
(emplazamientos urbanos, zonas con hormigón, rocas compactas sin tierra superficial), se procederá de forma análoga a la indicada en el punto 5, pero en vez de hincado de sondas, éstas se envolverán en bayetas húmedas, colocándolas sobre el terreno (procurando un contacto amplio y homogéneo) y regándolas abundantemente con agua.
La casa de Rafael 