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El probador de puesta a tierra de tenazas ejecuta una prueba “sin electrodos o picas”, que es una prueba de resistencia a tierra ejecutada sin desconectar la tierra. Basado en la ley de Ohm (R=V/I), este método “sin electrodos” induce un voltaje conocido en un circuito de bucle que incluye la tierra, midiendo el flujo de corriente resultante, y calcula la resistencia de bucle del circuito.

Hoy en el mercado existen probadores de 4 polos que también ejecutan una prueba "sin electrodos", donde ellos usan dos tenazas -voltaje (V CLAMP) y corriente (I CLAMP)-, manteniéndolas separadas para evitar que exista interacción entre las dos. El operador debe tener la certeza de que la tierra está incluida en el bucle de retorno y estar consciente de que el probador mide la resistencia completa del camino (resistencia del bucle).

Todos los elementos del bucle o lazo son medidos en serie.

Medición de puesta a tierra con probador tipo Tenaza

La Figura 1 muestra la metodología básica de la prueba "sin electrodos". El probador está sobre Rx (la tierra a ser medida). Toda la corriente de prueba viaja a través de Rx y se divide entre las restantes resistencias paralelas (R1 a Rn). En un sistema de tierras múltiples, el circuito puede ser considerado como un bucle consistente del electrodo individual, un camino de retorno vía los demás electrodos y la masa de la tierra misma. El electrodo individual tendrá una resistencia más alta que el resto de las tierras conectadas en paralelo.

La Figura 2 muestra un ejemplo práctico donde el método de pinzas es muy efectivo, debido a la baja resistencia del camino de retorno del bucle o lazo. La aplicación es una tierra paralela interconectada, como una cadena de iluminación. Importante: La tierra forma parte del lazo.


La resistencia medida a tierra en R6 es:

Rlazo = Vlazo/Ilazo = R6 + (1/(1/R1+1/R2+1/R3+1/R4+1/R5))
 

Figura 1. Metodología de prueba básica del método de tenazas.
 

Figura 2. Aplicación en tierra paralela interconectada.
 

Para 6 electrodos similares con una resistencia de 10 ?, la resistencia del lazo medida cuando se está probando cada electrodo debiera ser:

Rlazo = 10 + 2 = 12

Para 60 electrodos similares con una resistencia de 10?, la resistencia del lazo medida cuando se está probando cada electrodo debiera ser:

Rlazo = 10 + 0,17 = 10,17

Si uno de los 6 electrodos tiene una resistencia de 100?, y el resto tiene una resistencia de 10?, la resistencia de lazo medida cuando se esté probando con el electrodo de alta resistencia debería ser:

Rlazo = 10 + 2,4 = 12,4

A mayor número de retornos en paralelo, menor es la resistencia del bucle o lazo de retorno. Por lo tanto, más cercano es el resultado que daría con una prueba clásica de caída de potencial. Una tierra de alta resistencia entre muchos retornos de baja resistencia aparecerá como una alta resistencia.

Es importante que el operador entienda las limitaciones de la prueba "sin electrodos", de modo que no abuse del instrumento creyendo que sirve en todos los casos, pues, probablemente, se obtengan lecturas erróneas y engañosas.
 

Ventajas de la prueba "sin electrodos"

La primera ventaja del método de pinzas es que es rápido y fácil de usar, ya que no requiere enterrar electrodos y, muy importante, no se necesita desconectar barras de tierra del sistema. Un ejemplo del ahorro de tiempo que puede significar este método es la aplicación en un gran parque industrial para aterrizamiento de protección de pararrayos, donde las pruebas de caída de potencial en cientos de puntos tomarían varios días. Con el probador tipo pinzas, estas pruebas tomarían sólo varias horas. Hay también ejemplos en subestaciones o torres de celulares donde la desconexión del sistema de puesta a tierra no es posible y el método de pinzas sin electrodos es lo único que se puede realizar.

El probador tipo pinza puede ser usado para medir cualquier resistencia de lazo y la aplicación, tal como una placa de tierras en una estructura con múltiples conductores conectados, siempre que el usuario tenga presente el hecho que está midiendo la resistencia total del bucle.

Muchos instrumentos de pinzas incluyen una tenaza de medición de corriente destinada a medir la corriente fluyendo en un bucle de tierra, en el rango desde menos de 1 mA hasta 35A CA. Una medición de corriente es una útil verificación que permitirá identificar tierras que no deben ser desconectadas, porque puedan causar chispas. Debería efectuarse medición de corriente si se piensa que una frecuencia de potencia de 50 ó 60 Hz (o cualquier otra frecuencia de potencia) está interfiriendo con la lectura de resistencia de tierra del medidor tipo pinza.

Los instrumentos de medición tipo tenaza operan a frecuencias más altas (típicamente entre 1,5 y 3,5 kHz) que los medidores de 2, 3 ó 4 polos (48 a 128 Hz) a fin de reducir el tamaño del núcleo, lo que facilita el acceso a los cables de tierra y reduce el peso del medidor. Lo negativo es que esta manera es menos representativa de una falla a la frecuencia de la red de potencia que la prueba tradicional de tierra, pero las frecuencias más altas rechazan las reactancias inductivas, lo que es ventajoso para las tierras de torres de transmisión, pararrayos y sitios similares.