Sistemas de puesta a tierra. Parte 2

Abstract

Estos apuntes trata sobre el diseño de mallas para puesta a tierra, con preferencia para aquellas infraestructuras cuyas acometidas sean en baja tensión. Existen normas tanto nacionales como internacionales que dedican su contenido o parte de ellas, al diseño de mallas de puesta a tierra; ejemplo de esto tenemos la sección 250 del Código Eléctrico Nacional o la norma NFPA 70 de los Estados Unidos. Se presentan en los apuntes numerosas fórmulas, publicadas por diversos autores, para calcular la resistencia de puesta a tierra en arreglos que emplean electrodos cilíndricos como barras y contrapesos. Comentario aparte merece el capítulo dedicado a la recomendación 80 de la IEEE Guide for Safety in AC Substation Grounding (4), donde se trata con bastante detenimiento el tema, haciendo énfasis en el problema de reducir en lo posible el choque eléctrico que puede sufrir una persona al momento de ocurrir una falla en una subestación eléctrica, estas tensiones de choque son conocidas en la literatura como tensiones de toque y tensiones de paso. Aunque la recomendación de la IEEE establece claramente los valores de tensiones límites de toque y de paso que puede sufrir una persona durante un choque eléctrico, hay que tener presente que estos valores fueron determinados para personas adultas, cuyo peso corporal sea de 50kg o más; por lo tanto, no pueden servir de referencia para el caso de un choque eléctrico que pueda sufrir, como por ejemplo, un niño. Dado lo anterior, el Código Eléctrico Nacional, que es una norma concebida especialmente para redes de baja tensión, y que también se trata en otro capítulo, no establece los valores límites de las tensiones de toque y de paso que puede soportar una persona; pero en su lugar, la norma es muy estricta, en aplicar el concepto de equipotencialidad para todas las cubiertas metálicas de equipos, canalizaciones metálicas y estructuras metálicas, no destinadas a conducir corriente, y de esta forma se minimizan los choques eléctricos que pueda sufrir una persona por tensiones de toque. Otro aspecto importante que obliga el Código Eléctrico Nacional, y que ayuda a reducir en buena medida los choques eléctricos ante fallas a tierra, es la puesta a tierra del conductor de neutro, aspecto que se trata también en estos apuntes. Sin embargo, siempre es conveniente evaluar la exposición ante choques eléctricos, sobre todo en infraestructuras que necesiten ser alimentadas en media y baja tensión. Un añadido que tiene estos apuntes, es que se contempla el diseño de redes de puestas a tierra en lugares donde la superficie del suelo es limitada, como ocurre en las ciudades; por lo general, para obtener el valor de resistencia de puesta a tierra requerido, se recurre a instalar más electrodos, ocupando más superficie del suelo, hasta obtener el valor de resistencia necesario. En cuanto a la herramienta matemática necesarias para este curso, en algunos casos se requiere de algún software para invertir matrices como Excel, MathCad, MathLab, o también se puede emplear cualquiera de las aplicaciones gratuitas que existen en la net para invertir matrices.