Cálculo
de Sistemas de Tierras
(1a. PARTE - RESISTENCIA
A TIERRA)
INTRODUCCION
En el diseño de los
Sistemas de Tierras se debe tomar en cuenta la normatividad vigente. Por
ejemplo, en la Norma Oficial Mexicana NOM-001-SEDE-1999 se mencionan los
valores máximos de resistencia a tierra de los electrodos a emplearse
en las instalaciones eléctricas.
Pero, por el lado de Ingeniería,
nos preocupa que con el paso de los años, los libros sobre instalaciones
eléctricas han dejado de incluir el cálculo de la resistencia
a tierra, y, que por otro lado, la tecnología electrónica
cada vez requiere de más sistemas de tierras de baja resistencia
a tierra. Para subsanar ese vacío de información, en la Universidad
DeLaSalle Bajío, campus Campestre (León, Gto.), se elaboró
el formulario anexo con las ecuaciones más conocidas.
LA RESISTENCIA A TIERRA
REQUERIDA POR LA NOM-001-SEDE-1999
En la NOM-001-SEDE-1999, las
siguientes secciones hablan de la resistencia a tierra:
ARTICULO 250 - PUESTA
A TIERRA
H. Sistema
de Electrodos de Puesta a Tierra
250-84. Resistencia
de los electrodos fabricados. Un electrodo único que consista
en una varilla, tubería o placa y que no tenga una resistencia a
tierra de 25 ohms o menos, se debe complementar con un electrodo
adicional de cualquiera de los tipos especificados en 250-81 o 250-83.
Cuando se instalen varios electrodos de barras, tubos o placas para cumplir
con los requisitos de esta Sección se deben colocar a una distancia
mínima de 1,83 m entre sí, y deben estar efectivamente conectados
entre sí.
ARTICULO 921 - PUESTA
A TIERRA
A. Disposiciones
Generales
921-18 Resistencia
a tierra de electrodos. Disposiciones generales. El sistema de tierras
debe consistir de uno o más electrodos conectados entre sí.
Este sistema debe tener una resistencia a tierra suficientemente baja para
minimizar los riesgos al personal en función de la tensión
eléctrica de paso y de contacto (se considera aceptable un valor
de 10 ohms; en terrenos con alta resistividad este valor puede llegar
a ser hasta de 25 ohms. Si la resistividad es mayor a 3000 ohms/m
se permiten 50 ohms) para permitir la operación de los dispositivos
de protección.
a) Plantas generadoras
y subestaciones. Cuando están involucradas tensiones y corrientes
eléctricas muy altas, se requiere de un sistema enmallado de tierra
con múltiples electrodos y conductores enterrados y otros medios
de protección.
b) Sistemas de
un solo electrodo. Los sistemas de un solo electrodo deben utilizarse
cuando el valor de la resistencia a tierra no exceda de 25 ohms
en las condiciones más críticas. Para instalaciones subterráneas
el valor recomendado de resistencia a tierra es 5 ohms.
D. Subestaciones
921-25 Características
del sistema de tierra.
...
b) Resistencia
a tierra del sistema. La resistencia eléctrica total del sistema
a tierra incluyendo todos los elementos que lo forman, debe conservarse
en un valor menor a lo indicado en la tabla siguiente:
Resistencia (ohms)
Tensión Eléctrica Máxima (kV)
Capacidad Máxima (kVA)
5
mayor a 34,5
mayor a 250
10
34,5
mayor a 250
25
34,5
250
Excepción:
Para terrenos con resistividad eléctrica mayor a 3000 ohm-metro,
se permite que los valores anteriores de resistencia de tierra sean el
doble para cada caso.
EL CALCULO DE LA RESISTENCIA
A TIERRA REQUERIDO LEGALMENTE.
El Procedimiento para la Evaluación
de la Conformidad (PEC) de la Norma Oficial Mexicana NOM-001-SEDE-1999,
Instalaciones Eléctricas (utilización), apareció en
el Diario Oficial de la Federación el martes 11 de abril de
2000, y sobre las memorias de cálculo menciona lo siguiente:
5. Aspectos Técnicos
Específicos del Proyecto a Verificar
5.1
Para llevar a cabo la verificación, el usuario debe presentar a
la Unidad de Verificación dibujos del proyecto de las instalaciones
y una memoria técnica descriptiva, los cuales deberán
contener la información necesaria que permita determinar el grado
de cumplimiento de las disposiciones indicadas en las normas mexicanas
aplicable.
....
5.3 La visita
de verificación a las instalaciones debe realizarse basada en el
proyecto presentado por el usuario y verificado su cumplimiento con la
NOM. La verificación documental y física, podrá
incluir, pero no limitarse, a los siguientes conceptos:
....
5.3.5 Locales
de Subestaciones
a) Espacios de Seguridad
b) Accesos
c) Equipo de Seguridad
d) Puesta a Tierra
e) Red de tierras
f) Iluminación
Ecuaciones para el Cálculo
de la Resistencia a Tierra
Las ecuaciones empíricas
que se han empleado en las últimas décadas para el cálculo
de la Resistencia a Tierra de diferentes configuraciones de electrodos,
han sido recopiladas en un formulario escrito como libro electrónico.
Este formulario ha sido grabado como archivo PDF y puesto a disposición
en: http://www.ruelsa.com/notas/tierras/peA0c.PDF
(54kB) que requiere para su lectura del programa Adobe Acrobat.
En caso de necesitarlo, existe un Acrobat Reader en versión
gratuita en: http://www.adobe.com/products/acrobat/readstep.html
LA
INGENIERIA MECANICA, ELÉCTRICA Y ELECTRÓNICA PARA EL PROGRESO
DE MÉXICO.
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Versión 040408
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