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  CONTAMINACIÓN Y VIDA ÚTIL DE LOS ELECTRODOS

La vida útil de los electrodos  de tierra y cables de tierra se acorta con cada fuga de corriente industrial o descarga de rayos y sufren una pérdida de material a causa del brusco intercambio de iones en cada proceso de transferencia de energía. 

(Foto, electrodo de cobre en forma de estrella que se utiliza para la construcción de una toma de tierra de pararrayos en punta o electrónico después de 4 años).

Cuando se genera una fuga de corriente, ésta  pasa a tierra por medio del cable de cobre al  electrodo de tierra  para disiparse en  la tierra física, en ese momento la corriente crea un intercambio de iones o  electrolisis natural entre el material del electrodo y la tierra física, el intercambio iónico brutal o instantáneo reacciona con el entorno, creando una cristalización del  la tierra física y degradación y oxidación de los electrodos metálicos.

Cada fuga de corriente o descarga de rayo, evapora el agua que contiene la tierra a su alrededor en función de la intensidad, modificando la resistencia propia de la toma de tierra y aumentando

 el riesgo de aparición de tensiones en la próxima descarga.

Con el tiempo los electrodos que se utilizan como puesta a tierra, llegan a desaparecer,  ya  en su primer año de vida, pierden contacto físico con la tierra y su capacidad de transferencia disminuye  peligrosamente a causa de la oxidación.

Se tiene que tener en consideración que todos los materiales o puntos de contacto a tierra tienen diferentes valores de comportamiento eléctrico, su propia resistencia como conductor eléctrico puede variar considerablemente en función de las condiciones  que lo rodean (humedad, temperatura, contaminación química, etc.).

TIPOS DE TERRENOS

Podemos encontrar terrenos de diferente compuesto mineral,  la resistencia dieléctrica del terreno en un mismo punto, varía enormemente según la estación del año, pasando de valores de 10 Ohmios a valores de 100 Ohmios en invierno a causa del hielo y en pleno verano a causa de la evaporación del agua.

Valores de referencia en Ω en función del tipo de terreno

·         Terrenos cultivables y fértiles, terraplenes compactos y húmedos               50

·         Terrenos cultivables poco fértiles, terraplenes compactos y secos              500

·         Suelos pedregosos desnudos, arenas secas permeables                           3.000

Valores  en  Ω  según el su composición

·         Turba húmeda.                                                 5 a 100

·         Humus                                                            10 a 150

·         Limo                                                               20 a 100

·         Margas del jurasico                                          30 a 40

·         Arcilla plástica                                                 30 a 50

·         Pizarra                                                            50 a 300

·         Arena arcillosa                                                 50 a 500

·         Margas y arcilla compacta                               100 a 200

·         Arena silícea                                                   200 a 300

·         Granito, gres y alterados                                 100 a 600

·         Caliza compacta                                          1.000 a 5.000

·         Suelo pedregoso desnudo                             1.500 a 3.000

Qué Que función tiene la toma de tierra:

Todas las instalaciones eléctricas de Alta o Baja tensión y de pararrayos dependen de una toma de tierra,  están regularizadas por el Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión donde el objetivo prioritario es facilitar la fuga a tierra de cualquier índole para proteger a las personas y reducir averías en los equipos eléctricos y electrónicos.

Una toma de tierra nos tiene que:

 ·         Evitar tensiones de paso peligrosas.

·         Evitar tensiones de contacto peligrosas.

·         Facilitar la tensión de fuga a tierra.

·         Disipar rápidamente la transferencia de energía a la tierra física.

·         Filtrar y atenuar retornos de corriente procedentes de rayos o sobretensiones indirectas externas.

·         Mantener la conductividad eléctrica del terreno.

De qué está compuesta una toma de tierra,

La componen un conjunto de elementos, y se puede resumir en:

·         Pozo de tierra, compuesto de electrodo y tierras orgánicas con o sin humidificación construido cerca de la instalación eléctrica principal.

·         Toma de tierra, compuesta por una barra de cobre para unión mecánica de equipos o masas metálicas.

·         Anillo o anillos equipotenciales, compuestos de platinas o cables perimetrales internos o externos a las instalaciones.

·         Cables de tierra para unir la toma de tierra con el pozo de tierra y anillos equipotenciales o pararrayos.

Construcción de un Pozo de tierra o puesta a tierra en función del tipo de terreno.

Cual es el tipo de terreno

Revisando la tabla de resistencias en función del tipo de terreno, podremos ver si realmente si necesitamos un diferencial importante en ohmios, o no, y en cada caso determinaremos construir un pozo  de 1m x 1m x 2 m de profundidad para alojar los electrodos  cubriéndolos de tierras orgánicas o  escoger unas arquetas de PVC y clavar las piquetas dentro de ellas. En un caso u otro, es importante señalar, en plano, la situación del pozo o arqueta para proceder a su mantenimiento periódico.

Aprovechamiento de las zonas húmedas

Si no tenemos agua en la zona, miraremos de poder aprovechar zonas húmedas naturales, no inundadas, en otros casos podemos canalizar bajantes de pluviales que descarguen a un depósito y de éste un tubo poroso que dosifique durante el año una constante de humedad a la zona de terreno donde se determine colocar el pozo de tierra.

Valoración del emplazamiento

Una vez mirado el emplazamiento, verificaremos si realmente el terreno tiene una buena conductividad eléctrica. Para ello utilizaremos un medidor de  tierras que esté homologado y calibrado. (Meter) Colocar pilas nuevas o verificar su carga a más del 50%.

Cada fabricante tiene su procedimiento de medición, en este caso utilizaremos uno fiable marca KYORITSU modelo 4105A. Este modelo trabaja con dos tipos de configuraciones, 2 o 3 electrodos, utilizaremos el de 3 electrodos, un electrodo de referencia (cable verde) y 2 electrodos de lectura (cable rojo y amarillo),

Podemos efectuar separaciones de electrodos de 5 y 10 metros, utilizaremos en esta demo  la separación de 10 metros entre electrodos.

Para proceder al análisis del terreno, tomaremos como referencia el punto donde queremos colocar la toma de tierra y clavaremos una piqueta de cobre de 1 metros a 50cm, ésta será nuestro electrodo de tierra de referencia (E).

Contaremos 20 metros en línea recta y clavaremos la primera piqueta de referencia (P), contaremos 20 metros en línea recta  y clavaremos la segunda piqueta de referencia (C).

Procederemos a conectar el medidor (M), el cable verde al electrodo de referencia (E), el cable amarillo al electrodo de referencia (P) y el cabe rojo al electrodo de referencia (C).

En caso de que el fabricante del equipo de medida no suministre los electrodos de referencia, podéis utilizar piquetas de cobre de 50 cm. para clavar por lo menos 30 cm.

Esquema en sección

Vista Superior

Para efectuar una valoración correcta y conocer la resistencia en ohmios teórica del terreno, efectuaremos por lo menos 5 medidas perimetrales utilizando siempre el electrodo (E)  de referencia como  posible emplazamiento y cambiaremos de posición los dos electrodos  (P y C) y sacaremos la media.