La resistividad es la resistencia eléctrica específica de un determinado material. Se designa por la letra griega rho minúscula (p) y se mide en ohm-metro en donde es la resistencia en ohms, la sección transversal en m2 y la longitud en m. Su valor describe el comportamiento de un material frente al paso de corriente eléctrica: un valor alto de resistividad indica que el material es mal conductor mientras que un valor bajo indica que es un buen conductor.
Como ejemplo, un material de 1 m de largo por 1 m de ancho por Swipeto vie» next pase 1 m de altura que te (resistencia específic Generalmente la resi emperatura, mientr disminuye ante el au 2 ue la idad ndrá una resistividad dad) de 1 . [2] umenta con la los semiconductores * La resistencia de un con uc or epen e en forma directa del tipo de material y de su longitud, ademas depende en forma inversa de su seccion transversal. Osea que mientras mayor conductividad, mayor resistencia, a mayor longitud, mayor resistencia y a mayor seccion transversal, menor resistencia.
De alli que la formula para la resistencia es : R=ro. l/A Donde : ro = es la resistividad del material I = lungitud del conductor A = seccion transversal. scribd. scribd. scrbd. scribd. cribd. scribd. scrbd. scribd. scribd. scribd. scribd. scribd. scribd. scribd. Página 1 de 20 NORMAS TÉCNICAS MEDIDA DE RESISTIVIDAD ELÉCTRICA DEL SUELO RA6-014 PRIMERA EDICION: MAYO-1984 ULTIMA PUBLICACION: MAYO-2008 ELABORO: AREA INGENIERIA DISTRIBUCION REVISÓ: ÁREA INGENIERÍA DISTRIBUCIÓN AUTORIZO: SUBGERENCIA REDES DISTRIBUCION 1.
OBJETO Servir como documento de referencia para la medición, análisis y modelamiento de la resistividad del suelo en el área donde será ubicada la puesta a tierra. Conocer los aspectos básicos de los diferentes accesorios que componen el equipo de medida. Orientar el cumplimiento de los requisitos técnicos estipulados por el Reglamento técnico de Instalaciones Eléctricas, RETIE. 2. ALCANCE Establece los criterios básicos para la medición, análisis y modelamiento de la resistividad del terreno para el diseño de puestas a tierra que serán instaladas en el sistema de distribución de energía de las Empresas Públicas de Medellín.
Esta norma cubre la evaluación de la resistividad del suelo para el diseño de la puesta a tierra de los dispositivos de maniobra y protección de las redes de distribución de energía en media y baja tensión, sí como de las mallas de puestas a tierra para subestaciones industriales, comerciales y residenciales alimentadas de la red de las epm 3. DEFINICIONES 2 2 a Tierra (SPT) (Grounding System): Conjunto de elementos conductores de un sistema eléctrico específico, sin interrupciones ni fusibles, que unen los equipos eléctricos con el suelo o terreno.
Comprende la puesta a tierra y todos los elementos puestos a tierra. Suelo: Sistema natural, resultado de procesos físicos, químicos y biológicos, con componentes principalmente minerales y sólidos inertes que le dan estabilidad, en conjunto con líquidos y gases, ue definen su comportamiento eléctrico. Electrodo de Puesta a Tierra (Grounding Electrode): Conductor o grupo de ellos en intimo contacto con el suelo, para proporcionar una conexión eléctrica con el terreno. Puede ser una varilla, tubo, placa, cinta, cable o malla de conductores.
Puesta a tierra (Grounding): Grupo de elementos conductores equipotenciales, en contacto eléctrico con el suelo o una masa metálica de referencia común, que distribuyen las corrientes eléctricas de falla en el suelo o en la masa. Comprende: Electrodos, conexiones y cables enterrados. También se le conoce como toma de tierra o conexión a tierra. Página 2 de 20 NORMAS TECNICAS MEDIDA DE RESISTIVIDAD ELECTRICA DEL PRIMERA EDICIÓN: MAYO-1984 ÚLTIMA PUBLICACIÓN: REVISO: 32 SUBGERENCIA REDES DIST puesta a tierra.
Se aplica a todo equipo o parte de una instalación eléctrica (neutro, centro de estrella de transformadores o generadores, carcazas, incluso una fase para sistemas en delta, entre otros), que posee una conexión intencional o accidental con un elemento considerado como puesta a tierra. Tierra (Ground o Earth): Para sistemas eléctricos, es una expresión que generaliza todo o referente a sistemas de puesta a tierra.
En temas eléctricos se asocia a suelo, terreno, tierra, masa, chasis, carcasa, armazón, estructura o tubería de agua. El término «masa» solo debe utilizarse para aquellos casos en que no es el suelo, como en los aviones, los barcos, los carros y otros. Conductor del Electrodo de Puesta Tierra (Grounding Electrode Conductor): Conductor que es intencionalmente conectado a una puesta a tierra, sólidamente para distribuir la tierra a diferentes sitios de una instalación.
Resistividad del Suelo: Representa la resistencia específica del suelo a cierta rofundidad, o de un estrato del suelo; se obtiene indirectamente al procesar un grupo de medidas de campo; su magnitud se expresa en (Qm) o (Ocm), es inversa a la conductividad. La resistividad eléctrica (p): Es la relación entre la diferencia de potencial en un material y la densidad de corriente que resulta en el mismo. Es la resistencia específica de una sustancia.
Numéricamente es la resistencia ofrecida por un cubo de lm x lm x 1 m, medida entre dos caras opuestas. Resistividad Aparente: Es la resistividad obtenida con una medida directa en el suelo natural, bajo el esquema geométrico 4 2 esistividad obtenida con una medida directa en el suelo natural, bajo el esquema geométrico especificado por el método de cuatro (4) electrodos, aplicado con circuitos independientes de corriente y potencial, sólo es representativo para un punto de la característica del suelo estratificado.
Resistencia Mutua de Electrodos: Fenómeno resistivo que aparece entre electrodos de puesta a tierra o puntos próximos en el suelo, mediante el cual, la corriente que se dispersa a través de uno de ellos, modifica el potencial del otro. Su unidad es el (Ohm). Potencial Eléctrico: Diferencia de potencial entre el punto y alguna superficie quipotencial, usualmente la superficie del suelo, a la cual arbitrariamente se le asigna potencial cero (tierra remota).
Tierra Remota: Es una zona lo suficientemente alejada con respecto a la puesta tierra considerada, en la cual se puede asumir que su potencial es cero y que no cambia aun habiendo inyección de corriente en la puesta a tierra bajo estudio. Acero inoxidable martensítico: Aceros al cromo (1 1. 5% a 18%) con alto contenido de carbón (0. 15% a Presentan elevada dureza y resistencia mecánica, se endurecen por tratamiento térmico y son magnéticos. página 3 de 20 MAYO-2008 ELABORÓ: ?REA INGENIERÍA DISTRIB 2 Austenístico : Aceros al cromo-níquel (16% a 30% Cr y 6% a 22% Ni) con bajo contenido de carbón (0. 0% máximo). Presentan elevada resistencia a la corrosión, ductilidad y gran facilidad de limpieza; se endurecen por trabajo en frio y no son magnéticos. 4. ASPECTOS TÉCNICOS 4. 1 Generalidades El suelo es de naturaleza heterogénea; varía por su composición y según las condiciones del medio. Aunque se pueden clasificar de diversas formas los suelos, por ejemplo en arcilloso, arenoso y rocoso, no se puede atribuir una resistividad específica a un ipo de suelo, y si se realizan mediciones se pueden encontrar diversos valores de resistividad.
Se puede definir la resistividad del suelo p como la resistencia eléctrica entre las caras opuestas de un cubo de dimensiones unitarias (aristas = 1 m) llenado con este suelo. Sus unidades serán Qm. Varios factores influencian la resistividad del suelo. Entre ellos podemos destacar: • Tipo de suelo. • Mezcla de diversos tipos de suelos. • Suelos con capas estratificadas a profundidades y materiales diferentes. • Contenido de humedad. • Temperatura. • Compactación y presión. ?? Composición concentración de sales disueltas. La combinación de los anteriores factores da como resultado suelos con características diferentes y consecuentemente, con valores de resistividad distinta. La conductividad del suelo es esencialmente electrolítica. por esta razón la resistividad de la mayoría de los suelos aumenta abruptamente cuando el contenido de humedad es menor al 15%, como se observa en la figura 2, cun,’a 2. El contenido de humedad, adicio 6 2 humedad es menor al 15%, como se observa en la figura 2, curv’a 2.
El contenido de humedad, adicionalmente, depende del tamaño del grano y compactación. Por otra parte, la resistividad varía con la frecuencia (figura 1), aspecto que adquiere gran relevancia en presencia de fenómenos eléctricos muy rápidos, como los rayos. Página 4 de 20 SUBGERENCIA REDES DISTRIBUCIÓN 0 100 200 300 400 500 600 700 800 9008 10 12 14 16 18 20 22 Humedad RsvdO m] 60 HZ 100 HZ 1000 HZ IVIHZ Figura 1. Variación de la resistividad del suelo con respecto a la humedad a diferentes frecuencias.
El efecto de la temperatura en la resistividad del suelo es despreciable para temperaturas por encima del punto de enfriamiento. En O grados el agua en el suelo comienza a congelar dad se incrementa 7 OF32 rápidamente, como puede la figura 2 (curva 3). RESISTIVIDAD ELECTRICA DEL SUELO PRIMERA EDICION. MAYO-1984 ULTIMA PUBLICACION: AUTORIZÓ: 5. 1 . MÉTODOS PARA LA MEDICIÓN DE LA RESISTIVIDAD DEL Estimaciones basadas en la clasificación del suelo conducen sólo a valores gruesamente aproximados de la resistividad.
Por tanto, es necesario tomar mediciones directamente en el sitio donde quedará ubicada la puesta a tierra. Las técnicas para medir la resistividad del suelo son esencialmente las mismas cualquiera sea el propósito de la medida. Sin embargo la interpretación e los datos recolectados puede variar considerablemente y especialmente donde se encuentren suelos con resistividades no uniformes. Típicamente, los suelos poseen varias capas horizontales superpuestas, cada una teniendo diferente resistividad.
A menudo se presentan también cambios laterales de resistividad pero más graduales a menos que se configuren fallas geológicas. por tanto, las mediciones de resistividad deben ser realizadas para determinar si hay alguna variación importante de la resistividad con la profundidad. Las diferentes técnicas de medida son descritas en detalle en la IEEE Std 81-1983 «IEEE Guide for measuring earth resistivity, ground impedance, and earth surface potencial of a ground system» Para efectos de esta norma, se asume como adecuado el método de Wenner o método de los cuatro puntos.
En caso de ser muy difícil su aplicación, podrá apelarse a otro método referenciado por la IEEE St 8 2 dificil su aplicación, podrá apelarse a otro método referenciado por la IEEE Std 81-1983. 5. 1. 1. Método de Wenner El método de los cuatro puntos de Wenner es el método más preciso y popular. Son razones para esto que: el método obtiene la resistividad del suelo para capas profundas sin enterrar los lectrodos a dichas profundidades; no es necesario un equipo pesado para realizar las medidas; los resultados no son afectados por la resistencia de los electrodos auxiliares o los huecos creados para hincarlos en el terreno.
El método consiste en enterrar pequeños electrodos tipo varilla, en cuatro huecos en el suelo, a una profundidad «b» y espaciados (en línea recta) una distancia «a» como se ilustra en la figura 4. Página 6 de 20 Figura 4 Método de Medición Una corriente «l» se inyecta entre los dos electrodos externos y el potencial «V» entre los dos electrodos internos es medido por el instrumento. El instrumento mide la esistencia R (=V/I) del volumen de suelo cilíndrico de radio «a» encerrado entre los electrodos internos.
La resistividad aparente 2 la distancia «a» es mucho mayor que la profundidad de enterramiento «b», la ecuación se simplifica de la siguiente manera: 2 Ra rp Para determinar el cambio de la resistividad del suelo con la profundidad, el espaciamiento entre electrodos se varía desde unos pocos metros hasta un espaciamiento igual o mayor que la máxima dimensión esperada del sistema de puesta a tierra (por ejemplo, la mayor distancia posible entre 2 puntos de una malla, o la profundidad de las varillas).
El espaciamiento «a» del electrodo se interpreta como la profundidad aproximada a la cual se lee la resistividad del suelo. Para caracterizar la variación de la resistividad del suelo dentro de un área especifica, se deben realizar varios grupos de medidas (perfiles) en diferentes direcciones. Diferentes lecturas tomadas con varios espaciamientos alineados dan un grupo de resistividades (perfil), que cuando son graficadas contra el espaciamiento, indican si hay capas diferentes de suelo y dan una idea de su respectiva profundidad y resistividad. La figura 5 ilustra este concepto. página 7 de 20 0 DF 32
