Puesta a Tierra en Edificios

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Puesta a Tierra en Edificios

• Compatibilidad Electromagnética
• Grupo Nº 2
• García Yohana
• Gudiño Susan
• Villarreal Elizabeth
• Mérida, Octubre 2003

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Puesta a Tierra en Edificios de nueva construcción
3
1. Electrodo de tierra.
2. Líneas de enlace con tierra.
3. Puntos de puesta a tierra.
4. Líneas principales de tierra.
5. Derivaciones de líneas principales con
tierra.
6. Conductores de protección.
Esquema de un sistema de puesta a tierra en un
edificio destinado principalmente a viviendas
4
Esquema de la toma de tierra
5
Punto de puesta a tierra y línea de enlace con
tierra
6
Tabla 1. Conductor del electrodo de puesta a
tierra para sistemas de corriente alterna
Calibre del conductor mayor de entrada de
acometida o su equivalente para conductores en
paralelo.
Calibre del conductor del electrodo de puesta a
tierra.
Aluminio o aluminio con recubrimiento de cobre
Cobre
Aluminio o aluminio con recibrimiento de cobre
Cobre
2 o menor 1 o 1/0 2/0 o 3 Mayor de 3/0 a
350 Mayor de 350 a 600 Mayor de 600 a 1000 Mayor
de1100
6 4 2 1/0 3/0 4/0 250
8 6 4 2 1/0 2/0 3/0
1/0 o menor 2/0 o 3/0 4/0 o 250 Mayor de 250 a
500 Mayor de 500 a 900 Mayor de 900 1750 Mayor de
1750
7
Puntos de puesta a tierra
8
Punto de puesta a tierra en una central de
medidores
9
Puesta a tierra de una caja general de protección
tipo BTV
Puesta a tierra de una caja general de protección
10
1.3.- Las nubes de tormenta. Corrientes de rayo
Corrientes de aire
11
Corrientes de aire
12

13
Campo Elécrtrico
14
Campo Elécrtrico
15

16
Pulso generado por un rayo
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Tabla 2. Características eléctricas del rayo
Duración total



Probabilidad de sobrepasar
Número de descargas
Cresta
Carga
Pendiente
P
I(KA)
Q(Coulombios)
KA/us
s
n
48 74 97
0,09 0,56 2,7
1,8 5 12
50 10 1
26 73 180
6 69 330
0,54 1,9 35
18
Curva de distribución de amplitudes de corriente
de rayo
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Aspectos que se deben considerar cuando se
proyecta la protección contra descargas de rayos

• Se deben examinar las estructuras y las partes
  más expuestas a la caída del rayo deben ser
  tomadas en cuenta.

• Los conductores deben instalarse de manera que
  ofrezca la menor impedancia.

• El recorrido más directo es el mejor.

• La construcción mecánica debe ser fuerte.

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Mapa mundial con la distribución de la frecuencia
tormentosa
21
Indice de Riesgo
Ir A B C D E F G
Este ídice debe ser interpretado de la forma
siguiente

• 0 - 30 Sistema de protección opcional.
• 31- 60 Se recomienda una protección.
• Más de 60 La protección es indispensable.

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Tabla 3.1. Índice de riesgo A
USO AL QUE SE DESTINA LA ESTRUCTURA VALOR DEL ÍNDICE A
Casas y otras construcciones de tamaño similar. 2
Casas y otras construcciones de tamaño similar con antenas exteriores. 4
Industrias, talleres y laboratorios. 6
Edificios de oficina, hoteles, edificios de apartamentos. 7
Lugares de reunión, como iglesias, auditorios, teatros, museos, salas de exposición, tiendas por departamentos, oficinas de correos, estaciones, aeropuertos y estadios. 8
Escuelas, hospitales, guarderías infantiles y ancianatos. 10
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Tabla 3.2. Índice de riesgo B
TIPO DE CONSTRUCCIÓN VALOR DEL ÍNDICE B
Estructura de acero con techo no metálico. 1
Concreto forzado con techo no metálico 2
Ladrillo, concreto liso o albañilería, con techo no metálico de material incombustible. 4
Estructura de acero o concreto armado con techo metálico. 5
Estructura de madera o con revestimiento de madera con techo no metálico de material incombustible. 7
Ladrillo, concreto liso, albañilería, estructura de madera con techo metálico. 8
Cualquier construcción con techo de material combustible. 10
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Tabla 3.3. Índice de riesgo C
CONTENIDO O TIPO DEL INMUEBLE VALOR DEL ÍNDICE C
Inmuebles residenciales oficinas, industrias y talleres con contenido de poco valor, no vulnerable al fuego. 2
Construcciones industriales o agrícolas que contienen material vulnerable al fuego. 5
Plantas y subestaciones eléctricas y de gas, centrales telefónicas y estaciones de radio y televisión. 6
Plantas inductriales importantes, monumentos y edificios históricos, museos, galerías de arte y construcciones que contengan objetos de especial valor. 8
Escuelas, hospitales, guarderías y lugares de reunión. 10
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Tabla 3.4. Índice de riesgo D
GRADO DE AISLAMIENTO VALOR DEL ÍNDICE D
Inmuebles localizados en un área de inmuebles o árboles de la misma altura, en una gran ciudad o bosque. 2
Inmuebles localizados en un área con pocos inmuebles de la misma altura. 5
Inmueble comlpletamente aislado que excede al menos dos veces la altura de las estructuras o árboles vecinos. 10
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Tabla 3.5. Índice de riesgo E
TIPO DE TERRENO VALOR DEL ÍNDICE E
Llanura a cualquier altura sobre el nivel del mar. 2
Zona de colinas. 6
Zona montañosa entre 300 y 1000 m. 8
Zona montañosa por encima de 1000 m. 10
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Tabla 3.6. Índice de riesgo F
ALTURA DE LA ESTRUCTURA VALOR DEL ÍNDICE F
Hasta 9 m. 2
de 9 m a 15 m. 4
de 15 m a 18 m. 5
de 18 m a 24 m. 8
de 24 m a 30 m. 11
de 30 m a 38 m. 16
de 38 m a 46 m. 22
de 46 m a 53 m. 30
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Tabla 3.7. Índice de riesgo G
NÚMERO DE DÍAS DE TORMENTAS POR AÑO VALOR DEL ÍNDICE G
Hasta 3. 2
de 3 a 6. 5
de 6 a 9. 8
de 9 a 12. 11
de 12 a 15. 14
de 15 a 18. 17
de 18 a 21. 20
más de 21. 21
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Ejemplo práctico para obtener el índice de
riesgo Un edificio residencial de 10 pisos, de
32m de altura, ubicado en Mérida (1600m sobre el
nivel del mar), con estructura de concreto,
paredes de bloque y arcilla frisado con
mampostería, ubicado en un área donde hay pocos
inmuebles de su tamaño.
30
Según las tablas anteriormente expuestas se
obtiene lo siguiente A 7 para edificio
residencial. B 2 para edificio de concreto,
paredes de bloque de arcilla. C 2 para edificio
residencial. D 5 para área con pocos inmuebles
de su tamaño. E 10 para altura sobre el nivel
del mar meyor a 1000m. F 16 para altura del
edificio entre 30 y 38m. G 11 para los días de
tormenta en el año, 12 estimados. Ir 53.
Resultando entre 30 y 60. Por consiguiente es
recomendado instalar protección con pararrayos.
31
Pararrayos de puntas. Descripción e instalación.
32
Cobertura de protección del pararrayos de puntas
33
Dispositivos de pararrayos en forma de malla
(máxima abertura de 10x20m) y derivados situados
a distancia unos de otros de 20m como máximo
34
Conductores pararrayos dispuestos en edificios de
más de 30m de altura
35
En edificios con alturas superiores a 43m
Chimeneas de fábricas
Depósitos de hidrocarburos
36
Depósitos de gases líquidos
37
Iglesias
38
Redes equipotenciales de cuartos de baños y aseo.

• Elementos fundamentales para la protección de las
  personas en cuartos de baño y aseo.
• Volumen de prohibición
• Volumen de protección
• Redes equipotenciales

39
Redes equipotenciales de cuartos de baño y aseo
40
Puestas a tierra de antenas de TV.

• Daños ocasionados por caídas de rayos sobre
  antenas mal instaladas.

41
Caída de un rayo sobre una antena de T.V exterior
42
Instalación de antenas.

• Situación de antena de TV dentro del campo de
  protección del pararrayo

43
Equipo De Captación U-V-F-M
44
Detalle de la conexión a la red de puesta a
tierra del edificio
45
Embarrado de protección de la centralización de
contadores

• Unidades fundamentales de una centralización.
• Unidad funcional de medida
• Unidad funcional de entrada y fusibles
• Unidad funcional de salida y protección.

46
Embarrado de protección de una centralización de
contadores
47
Cálculo de la puesta a tierra de edificios de
nueva construcción

• Parámetros de interés
• Resistencia de puesta a tierra del edificio en
  conjunto.
• Valores máximos que nos garantizan la seguridad
  de las personas en caso de corrientes de defecto.

Tipo de instalación Resistencia (ohm)
Principalmente vivienda 80 máx
Con pararrayo 15 máx
De máxima seguridad 2 a 5
De ordenadores 1 a 2
48
Cálculo de la longitud en planta de la conducción
enterrada
49
Cálculo para la puesta a tierra de un edificio de
nueva construcción según la NTE IEP

• Parámetros de interés
• Longitud en planta de la conducción enterrada en
  metros.
• Naturaleza del terreno.
• Si el edificio lleva o no pararrayos.

50
Cálculo de la toma de tierra adecuada
51
Puesta a tierra en instalaciones eléctricas de
obra

• Partes de la puesta a tierra de una obra.
• Acometida.
• Armario de protección y salida.
• Cuadro general de mando y protección.
• Circuitos internos.
• Instalación de puesta a tierra

52

• Elemento a conectar en la Instalación de puesta a
  tierra provisional.
• Grúa torre.
• Armario de protección y salida.
• Cuadro general de mando y protecció
• Circuitos internos.
• Instalación de puesta a tierra

53
Esquema de puesta a tierra de una grúa y una
hormigonera
54
Puesta a tierra en edificios existentes

• Electrodos
• Caja General de Protección
• Derivaciones Individuales
• Red de Tierra
• Puesta a Tierra

55
Posibles soluciones para la Puesta a Tierra de
Edificios Existentes

• Electrodos Artificiales
• Picas
• Placas
• Cables enterrados
• Elementos de Construcción
• Tomas de Tierra de Hecho
• Tomas de Tierra con Cimentaciones de Hormigón
  Armado
• Puesta a tierra con vigas metálicas

56
Soldadura entre si de las varillas metalicasde
los pilares o las cimentaciones
57
Métodos de medida y control de las instalaciones
de tierra
58
Objetivos

• No existan peligrosas diferencias de potencial.
• Se permita el paso a tierra de las corrientes de
  falla (o de defecto) y/o de las descargas de
  origen atmosférico.

59
Conocimientos previos al cálculo de la
resistencia de tierra

• Resistividad (?)
• Método de Wenner
• Sistema simétrico

60
El Concepto de Resistencia a Tierra

61
Método de medida sencillo para R

• Conocido ?a

• Se reduce a
• K.r?
• K1.rR

62
Tabla Nº 1. Cálculo sencillo de ? y R
Intervalo a m Profundidad h m Lectura rV/I Resistividad Resistividad Resistencia Resistencia
Intervalo a m Profundidad h m Lectura rV/I Coeficiente K2na ?r.K ?.m Coeficiente K1 Rr.K1 ?
2 1,5 12,58 7,49
4 3 25,16 8,44
6 4,5 37,75 8,98
8 6 50,20 9,36
10 7,5 62,90 9,65
12 9 75,40 9,89
14 10,5 88,00 10,10
16 12 100,60 10,30
18 13,5 113,50 10,45
20 15 125,66 10,57
22 16,5 138,23 10,70
24 18 150,80 10,80
63
Métodos de medida de resistencia a tierra
64
Método del electrodo auxiliar de resistencia
despreciable
65
Método de los dos electrodos auxiliares
66
Método de la caída de tensión
67
Método de la caída de tensión
Curvas para calcular la resistencia de tierra de
un electrodo
68
Método de la caída de tensión
69
Método de la caída de tensión
La resistencia medida será

el valor verdadero de la resistencia en E
70
Método de la caída de tensión
Regla del 61,8


Si los electrodos P y C están alineados se cumple
que d ? x y
Despejando y y sustituyendo se obtiene
Ecuación que tiene como solución x 0,618.d y x
-1,618.d
71
Método de la caída de tensión
Perfil de voltaje en la medición
zona de influencia del SCT
zona de mínima pendiente


72
Telurómetro
Equipos de medición de resistencia a tierra
73
Medición con picas auxiliares envueltos en
bayetas húmedas
74
Comprobador de tierras Megger
75
Comprobador de tierras Megger
76
Comprobador de tierras Megger en el laboratorio
de máquinas
77
Equipos para mediciones eléctricas comerciales

• Otros equipos de medición
• Controladores de tierra
• Verificador de atadura a tierra

78
Consejos prácticos para la instalación y
mantenimiento de una buena toma de tierra en
edificios de nueva construcción o edificios
existentes
79
Consejos para el emplazamiento de los electrodos

• Conductividad máxima
• Difusión de las posibles corrientes de fuga
• Evitar que circulen gradientes de potencial
  elevados
• No dejar al aire los electrodos
• Muros, rocas, etc. mayor de 3m

80
Consejos para el emplazamiento de los electrodos

• Evitar corrientes parásitas
• Debajo de la cimentación del edificio
• Soldadura aluminotérmica
• Aislar los conductores de protección con igual
  sección que los de fase.

81
Consejos para el emplazamiento de los electrodos

• Un sistema con una pobre puesta a tierra es lo
  mismo que no tener protección alguna

82
Consejos prácticos para el mantenimiento de la
resistencia de puesta a tierra de una toma de
tierra

• Métodos más utilizados

• Tratamientos con sales (2 años máx)
• Tratamientos con geles (6 a 8 años)
• Tratamientos por abonado electrolítico del
  terreno (10 a 15 años)

83
Esquemas de Puesta a Tierra
84
Esquema global de p.a.t en edificios
85
Partes que comprenden un sistema de p.a.t
Elementos de una puesta a tierra
86
Esquema global de p.a.t
87
Ejemplo de un sistema de p.a.t (vista en planta)
88
Esquema de un sistema de p.a.t (vista en alzado)
89
Detalle de un punto de p.a.t
90
Ejemplos de sistemas de p.a.t
91
Ejemplos de sistemas de p.a.t
92
Ejemplos de sistemas de p.a.t