Midiendo la puesta a tierra Conozca los principales métodos para medir el valor de la puesta a tierra así como instrumentos adecuados a este fin. por departamento técnico de Compel SRL La intención de éste artículo es aclarar las cuestiones relativas a la medición del valor de la puesta tierra de una instalación eléctrica, y proveer información útil al ingeniero y técnico al momento de diseñar instalaciones. Configuración de mallas La principal función de sistema de una puesta a tierra es proporcionar un camino de baja impedancia hacia tierra, a las descargas eléctricas, sean ellas de origen atmosféricas o no.Básicamente todas las normas internacionales de instalaciones eléctricas dan recomendaciones acerca de distintas disposiciones y dimensionamiento de jabalinas de forma de lograr distintos tipos de configuraciones. La regla básica es formar polígonos con las jabalinas hasta lograr un valor de resistencia correcto, establecido en menos de 5 ohm para equipamientos de tecnología de información (computadoras, servidores, etc). La figura 1 muestra algunas disposiciones básicas y una malla para una subestación.

  figura 1: topologías básicas para instalaciones de potencia   Técnicas de análisis de la puesta a tierra. Cabe recordar al lector que en este artículo no buscamos desarrollar en que consisten los sistemas de aterramiento eléctrico, sino más bien las técnicas para su medición y análisis. Existen tres principales técnicas de análisis que son las siguientes: método de Caída de Potencial (con un telurímetro), pinza telurímetro, e inyección de alta corriente. En este artículo vamos a recordar el método de de caída de potencial y el de la pinza telurímetro. 

Método de la Caída de Potencial El método “Caída de potencial” (o “Método del 62%”), de la figura 2, se basa en la generación de una tensión  alterna, con amplitud próxima los 200 VCA y de una frecuencia que entre 400 Hz y 1 kHz. El instrumento clásico que se utiliza con este método es el telurímetro.Dos electrodos de referencia (“picas”) son hincados a una distancia determinada del electrodo (o punto de referencia) al cual vamos a medir el valor de la puesta a tierra, tal como se muestra en la figura. Entre C1 y C2 se hace circular una corriente. Las líneas de potencial se propagan por la tierra y generan una diferencia de tensión proporcional a la resistencia de la puesta tierra. El electrodo P2 mide dicha diferencia de potencial que hay en el suelo circundante alrededor de C1. Esta será leída por el telurímetro y convertida en un valor óhmico R (valor de la puesta a tierra), dado que el aparato conoce el valor de la corriente que está circulando por el terreno.  

   figura 2: esquema de conexión para el método de caída de potencial 

La distancia entre jabalinas no debe permitir la sobreexposición (interferencia) de los campos de potencial individuales, ni tampoco exceder los límites del instrumento. En la práctica, y para el caso de jabalinas, esto se logra cuando la distancia entre C1 y C2 es mayor al doble del largo del electrodo bajo prueba. En este caso, la medida correcta de la puesta a tierra buscada se logra cuando P2 está al 62% de la distancia C1-C2 (de aquí el nombre alternativo del método). Usted debería comprobarlo si al medir un poco antes y un poco después de esa distancia (tal como la figura) la medida del telurímetro varía en menos de un 3%.   Ventajas y desventajas del telurímetro Ventajas: es muy fácil de operar pues generalmente alcanzaron presionar un solo pulsador para la prueba.  Desventajas: se hace necesario usar las picas auxiliares y encontrar lugares donde clavar las mismas, cosa que es un tanto difícil en sótanos de edificios. Además hay que desconectar las conexiones a tierra de la instalación existente. Esto se puede hacer durante las tareas de mantenimiento programado, momento en el cual se puedan detener las máquinas de instalación eléctrica. En caso que esto no pueda ser hecho de la realizarse una puesta tierra a auxiliar para poder liberar la puesta tierra a analizar. Telurímetro Minipa  La figura 3 muestra el telurímetro modelo MTR 1520 de Minipa, marca líder en Brasil. Este instrumento digital portátil de sólo 800 gr de peso, posee un display LCD de 3 1/2 dígitos, con un seguridad categoría III (seg{un IEC-348 e EN61010 ) y una precisión básica de 1%+2D.   

  figura 3: Telurímetro Minipa, modelo MTR 1520  Es un instrumento ideal para el electricista e instalador que trabaja directamente en la obra. Método con pinza telurímetro Una de las maneras más prácticas de medir el valor del aterramiento es a través de la pinza telurímetro. La figura 4 muestra el modelo MS 2301 de MASTECH. Ella se parece a una pinza amperimétrica (función que también puede desempeñar, así como medir corrientes de fugas desde 1 mA y corriente de neutro hasta 30 A) El principio de funcionamiento de este dispositivo es por inducción electromagnética. Internamente  está constituida por dos bobinas; una genera un campo electromagnético y la otra lee la corriente resultante de ese campo originada por el “loop de tierra” de la instalación.Sin duda, una óptima solución para medir el aterramiento en locales donde es imposible clavar picas de referencia. Un cuidado, sin embargo, debe ser tomado. Este sistema mide todo el sistema de aterramiento, y no apenas un punto en particular. Es lo que llamamos análisis de sistemas multi-aterrados. En caso de que la tierra esté abierta, o sea, sin ninguna conexión con la máquina, el instrumento no realizará ninguna lectura.  

 figura 4: pinza telurímeto Ambientes ruidosos (alta EMI) influencian la medida. Atención entonces para esto también.En caso que la interferencia sea muy grande, aparecerá en el display “NOISE” y un bip sonará. En esta situación, la fuente de ruido debe ser eliminada, o no será posible efectuar la medición. Después de encenderlo, el instrumento demora algunos segundos para estabilizarse. Entonces, antes de utilizarlo, se recomiendo hacer la prueba de exploración.  Ventajas y desventajas de este método  Ventajas: No necesita de picas de referencia, manejo simple, robusto, y es multifunción: puede, por ejemplo, ser utilizado para verificar corriente de fuga en las instalaciones eléctricas Desventajas: generalmente, un poco más caro que los demás telurímetros y no es capaz de evaluar una tierra aisladamente. Es decir, es ideal para tareas de mantenimiento. En conclusión deseamos haber podido recordar, en forma resumida y muy sencillamente, 2 conocidos métodos de medición de una puesta a tierra.