Cálculo de la resistencia de puesta a tierra del electrodo de barra

Abstract

Nada es tan común o disponible en abundancia en el orbe como la tierra. Resistencia de tierra significa la resistencia de la tierra al paso de la corriente eléctrica. La tierra no es un buen conductor de la electricidad y en comparación con los conductores convencionales, como los metales por ejemplo, su conductividad es muy baja. Lo que sucede es que la sección cuadrada de la trayectoria de la corriente es tan grande que, a pesar de la baja conductividad del terreno, la resistencia de este puede llegar a ser baja. Existen numerosos casos en que es necesario saber que, es lo que yace debajo de la superficie del terreno y se han desarrollado métodos por los cuales dicha investigación se puede llevar a cabo desde la superficie. Estos métodos generalmente están basa dos en la medición de una de las propiedades físicas del terreno, y una de estas es la resistencia eléctrica del mismo. Esta resistencia se expresa en términos de resistividad, variando con el tipo de terreno y particularmente con el contenido de humedad, y esta información se puede hallar con mediciones hechas desde la superficie, de cuyos resultados se pueden hacer deducciones acerca de la naturaleza del terreno subterráneo adyacente a la superficie. Además, se puede usar, por ejemplo, en ingeniería civil para determinar la profundidad de la capa de roca o para determinar la profundidad de la capa de agua cuando se encuentran lugares convenientes para perforar. En sistemas de potencia, es práctica común conectar a tierra algunos puntos convenientes del sistema. Por eso es necesario que una buena puesta a tierra posea una baja resistencia, a tierra. Desde los primeros días de la transmisión de potencia, la tierra fue usada como conductor de la electricidad. En algunos casos se usó deliberadamente como conductor de retorno, pero esta práctica fue llevada a cabo raras veces, ya que la tierra tenía fallas como conductor eléctrico. Por algún tiempo se pensó que siendo grandes las dimensiones que tendría que recorrer la corriente en la tierra, el valor de la resistencia de cualquier trayectoria entonces sería despreciable. El punto que se descuidaba era que la corriente tenía que entrar y salir de la tierra y esto se hacía por medio de placas, barras, tuberías, etc., lo cual hacía que la resistencia al paso de la corriente tuviera un va­lor definido. El principal uso de la tierra en lo que concierne a la electricidad, está ligado íntimamente a la seguridad del sistema. Las. propiedades eléctricas del terreno son de por si motivo de gran interés e importancia, particularmente la resistencia específica o resistividad. Este es uno de los factores que determinan la resistencia de cualquier electrodo de tierra y también es de importancia en conexión con los problemas de interferencia entre las líneas de transmisión y las de comunicaciones. Pocos trabajos se han realizado basados en la teoría del flujo de corriente a través de un conductor semi-infinito como es la tierra y el interés mostrado en ellos ha sido motivo de la presente obra, en la cual nos dedicamos a analizar la forma más común de ejecutar las puestas a tierra por medio de la barra de tierra. En primer lugar, analizamos el electrodo esférico que es, matemáticamente, ideal y a partir de él deducimos la fórmula de la resistencia de la barra de tierra y las combinaciones en paralelo de las barras. A continuación, detallamos los diferentes arreglos de medición de la resistencia a tierra concluyendo con la forma más exacta y común de ellos que es el método de caída de potencial. Seguidamente determinamos la forma de medir la resistividad del terreno y deducir la fórmula matemática. Continuamos con los medidores de resistencia a tierra, indicando los puentes de medición para finalizar con las mediciones efectuadas y las conclusiones sacadas.