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MEDICIONES DE RESISTENCIA
DE TOMA A TIERRA Y
RESISTIVIDAD DE LOS
SUELOS
Autor: Ing. Mercedes Rosado.
INTRODUCCIÓN
Dada la importancia que para el diseño y
la explotación exitosa de una malla
electrotécnica representa conocer el valor
de resistividad de los suelos y el de
resistencia de toma a tierra; la presente
conferencia tiene como objetivo brindar
algunos conocimientos básicos
imprescindibles para abordar el tema.
MEDICION DE LA RESISTIVIDAD
DE LOS SUELOS
La resistividad de los suelos o rocas puede medirse
directamente por diversos métodos. Tales determinaciones
experimentales pueden efectuarse de tres modos
diferentes:
•Por medio de mediciones Geoeléctricas realizadas
en la superficie del terreno. Sondeos Eléctricos
Verticales (SEV), sondeos magneto telúricos, etc.
La medición estudia un volumen grande de suelo en
su estado natural.
•Por mediciones efectuadas en el interior de
sondeos mecánicos. El suelo se estudia en su
estado natural, con mejor detalle pero mas local
(menos volumen de suelo).
•Por laboratorio en muestras extraídas de
afloramientos, sondeos mecánicos, etc. Abarca un
volumen pequeño de suelo el cual es alterado y
puede no ser representativo.
Mediciones Geoeléctricas. Sondeos Eléctricos
Verticales. Particularidades de método.
Los Sondeos Eléctricos Verticales (SEV), son
dispositivos de cuatro electrodos AMNB en línea
recta y simétricos respecto a un centro O. Los
electrodos A y B son electrodos de corriente y
M y N de potencial
Los métodos más utilizados son el
Schlumberger y el Weneer. La diferencia entre
ambos radica en la configuración geométrica de
los electrodos AMNB.
Métodos de medición
Wenner
Para cada abertura a se obtiene un valor de ρa (ρ aparente).
Métodos de medición
Schlumberger
Para cada abertura de los
electrodos de corriente A
y B se obtiene un valor de
ρa
Resistividad de los suelos
Los datos obtenidos de estas mediciones son
procesados obteniendo gráficos que
posteriormente son interpretados mediante
nomogramas (Álbum de curvas teóricas) de
diferentes autores (Orellanas-Money, Pilaef,
etc.) o programas de computación. Los
resultados obtenidos difieren según la
distribución geoeléctrica del suelo.
MEDICIONES DE
RESISTENCIA DE TOMA A
TIERRA POR EL METODO DE
CAIDA DE POTENCIAL
Existen varios métodos de
medición de resistencia de toma
a tierra.
Uno de los mas utilizados es el
de caída de potencial o de los
tres puntos, pues es aplicable a
todo tipo de sistema de tierra .
Principios del método
• Este método consiste en hacer circular una
corriente eléctrica a través del sistema de tierra
objeto de estudio, midiendo al mismo tiempo los
valores de caída de potencial que el paso de
esta corriente provoca entre el sistema y un
electrodo de potencial utilizado como referencia
para la medición. Además del electrodo de
potencial el circuito está constituido por un
electrodo de corriente cuya finalidad es cerrar el
circuito que permite circular la corriente por el
sistema a medir.
Principios del método
Esquema de medición por el método de caída de potencial
I
V
E
P
C
x
d
Resistencia aparente
Resistencia real
E
x
C
Curva de resistencia aparente para las diferentes posiciones del electrodo de potencial.
Curva de potencial
Electrodo de corriente
La ubicación del electrodo de corriente
(C), estará en función de las dimensiones
del sistema de tierra a medir, de forma tal
que se considere en el infinito. Un criterio
empírico presupone una distancia mínima
de partida igual a 5 veces la diagonal
mayor del sistema a medir.
Electrodo de potencial
La distancia del electrodo de potencial
estará en función de la ubicación del
electrodo de corriente.
Si se tiene en cuenta la interacción mutua
malla – electrodo de potencial – electrodo
de corriente, su ubicación mas factible
desde el punto de vista teórico es 0.62 la
distancia del electrodo de corriente.
Curva de potencial
Si realizamos mediciones, ubicando el electrodo
de potencial en diferentes posiciones entre la
malla y el electrodo de corriente, obtendremos una
curva de potencial o resistencia aparente. La
meseta o zona estable de la curva nos indica la
resistencia real del sistema a medir.
Esta meseta debe cumplir con la condición de que
tres puntos contiguos de la misma no presenten
una diferencia mayor de un 10 %.
Principios del método
Meseta o curva de potencial
Distancia del electrodo
de Potencial al
punto de
medición
Distancia del electrodo
de Corriente al
punto de
medición
Resistencia
Metros
Ohms
Metros
360,00
0,60
1800,00
540,00
0,60
2,00
1,80
1,60
1,40
720,00
0,61
900,00
0,62
Ohms
1,20
1,00
0,80
0,60
0,40
0,20
1080,00
0,62
1260,00
0,62
1440,00
0,63
0,00
0,00
500,00
1000,00 1500,00
Distancia en metros
2000,00
Correcciones
• Por la interacción mutua entre las áreas
diferentes de los elementos del sistema.
• Por impedancia mutua entre los
conductores del dispositivo de medición.
Correcciones
• Por interacción mutua.
Re = ρ
2π
⎡
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢
⎢⎣
1
2
2
C 1 P 1 − 2 C 1 P 1 cos Φ 1
− 1 −
C1
⎤
⎥
⎥
1 ⎥
P 1 ⎥⎥
⎥
⎥⎦
Donde:
ρ=
C1 =
P1 =
Φ=
Resistividad del suelo (Ω/m)
Distancia del electrodo de Corriente C en (metros).
Distancia del electrodo de Potencial P en (metros).
Angulo entre el electrodo de Corriente y el electrodo de potencial.
ANSI/IEEE Std 81-83. IEEE Guide for Measurement of Impedance and Safety Characteristics of
Large, extended or Interconnected Grounding Systems,
Correcciones
• Por impedancia mutua entre los conductores del
dispositivo de medición.
Para ser valida ésta corrección debe cumplirse la condición:
C< d
y P< d
d = 503 . 292
ρ
f
en metros
Donde:
ρ = Resistividad del suelo (Ω/m)
d = Profundidad skin
f = Frecuencia de medición
De proceder estas correcciones, las ecuaciones a utilizar
estarán en función de las dimensiones y geometría del
dispositivo de medición
RECOMENDACIONES
• Realizar siempre que sea posible las
mediciones de resistividad de los suelos in situ.
• En medios estratificados tomar como valor de ρ
para el calculo, el del horizonte donde se prevé
dar soluciones.
• En las mediciones de tierra, ubicar, siempre que
sea posible, el electrodo de corriente a una
distancia no menor que 6 veces la diagonal
mayor de una malla.
• Establecer como metodología de trabajo en las
mediciones de tierra la curva de potencial