I
R1
Falla a tierra
I
R0
R5/2
RH
Figura N° 5.4 Tensión de contacto
La máxima tensión de contacto a que puede quedar sometida una persona se determina
mediante la ecuación (5.17).
t
R
V
p
c
*
058
.
0
116
(5.17)
Donde:
t
:
Tiempo de duración del contacto (seg.)
R
p
:
Resistencia de contacto de un pie con el terreno
Una aproximación aceptada para la tensión de contacto queda determinada por la
siguiente ecuación (5.18). La tensión de contacto aproximada deberá ser menor al valor máximo
admisible.
t
R
L
I
K
K
p
i
m
*
058
.
0
116
*
*
*
(5.18)
El valor de K
m
y Ki se puede hallar mediante las siguientes ecuaciones
os
ter
n
d
h
D
K
m
min
2
.....
*
8
7
*
6
5
*
3
2
ln
1
*
*
16
ln
2
1
2
(5.19)
n
K
i
*
172
.
0
65
.
0
(5.20)
Donde:
D
:
Distancia entre conductores paralelos (m)
h
:
Profundidad de la malla (m)
d
:
Diámetro del conductor de la malla (m)
n
:
Numero de conductores del lado mayor de la malla
5.3.5.2.- Tensión de paso.
La tensión de paso (figura Nº 5.5) corresponde a la elevación de potencial debido a la
corriente de cortocircuito que circula desde la malla al terreno, y aunque a su vez forzara a que
circule una corriente por el cuerpo de una persona que se encuentre parada sobre la malla. La
tensión de paso se determina para una distancia entre puntos a considerar con separación de 1
metro.
R1
I
Falla a tierra
I
R2
R3
R0
R5
RH
Figura N° 5.5 Tensión de paso.
La tensión de paso máxima a que puede quedar sometida una persona se indica en la
siguiente ecuación (5.21).
t
R
V
p
p
*
232
.
0
116
(5.21)
La tensión de paso deberá ser menor al valor máximo permisible, estas expresiones
quedan determinadas de la siguiente ecuación (5.22)
t
R
L
I
K
K
p
i
s
*
232
.
0
116
*
*
*
(5.22)
Donde:
K
s
:
Factor de proporcionalidad debido a la geometría de la malla
K
m
:
Factor de proporcionalidad debido a la geometría de la malla
K
i
:
Factor de proporcionalidad del terreno en donde se instala la malla
?
:
Resistividad del terreno
I
:
Corriente dispersada por la malla de tierra
L
:
Longitud total equivalente de los elementos que conforman la malla,
considerando conductores y mallas
t
:
Tiempo de operación de las protecciones
La resistencia de contacto entre un pie y el terreno, es la del calzado de la persona, mas la
resistencia de contacto de éste con el terreno. La primera de ellas, se acostumbra suponerla igual
a cero, considerando posibles condiciones de humedad. La resistencia de contacto de un pie en el
terreno se puede determinar aproximadamente aceptando su equivalencia con una plancha
circular de un radio de 8 cm.
Laurent y Heppe han propuesto para esta situación, expresiones que permiten determinar
aproximadamente la resistencia de un electrodo de pequeña dimensiones en comparación con el
espesor del estrato superior. Los valores calculados con estas expresiones son muy similares,
siendo mas simple el cálculo con la de Laurent (5.23).
s
t
s
s
s
p
Ln
h
r
R
2
*
1
1
*
4
(5.23)
Donde:
r
:
0.08 metros
?
s
:
Resistividad del material artificial que cubre el área de la puesta a tierra.
h
s
:
Espesor, normalmente entre 0.10 y 0.15 metros.
?
t
:
Resistividad superior del primer estrato natural del terreno.
En la figura N° 5.6 se indica, para h
s
= 0.10 y 0.15 metros, los valores de resistencia R
p
de
contacto de un pie con el terreno. De ella se desprende que el valor de resistencia de un pie en el
terreno varia, dependiendo de la resistividad del estrato superior del terreno natural, entre 1.5 y 3
veces ?
s
, para h
s
= 0.10 metros; y entre 2 y 3 veces ?
s
, para h
s
= 0.15 metros. Esto difiere del valor
constante 3 ?
s
, tradicionalmente utilizado al no considerar el efecto del terreno bajo la capa de
materia artificial.
Figura N° 5.6 Resistencia R
p
de contacto de un pie en el terreno
5.4.- MEDICION DE RESISTIVIDAD DE TERRENO (NCH Elec. 4/2003, Apéndice 7
párrafo 7.2).
Finalidad: conocer las propiedades magnéticas o dieléctricas (perfil eléctrico)
representativos de la calidad del terreno, que permitan un adecuado diseño de la puesta a tierra.
Metodología, la medición se debe efectuar en la zona del terreno en que se construirá la
puesta a tierra, de no ser ello posible por falta de espacio, por la presencia obstáculos u otras
razones atendibles, la medición se debe efectuar en otra área lo mas próxima posible a dicha
zona.
Son aceptadas como métodos normales de medición, las configuraciones tetraelectródicas
conocidas como Schlumberger o Wenner, las cuales pueden aplicarse indistintamente, pero una
sola de ellas en cada oportunidad.
Los electrodos de medida se disponen sobre una línea recta, con separación de hasta 100
m. De no ser posible la disposición en recta, se debe disponer sobre una misma línea de nivel, si
la medición se esta efectuando en un cerro o lomaje, o bien si algún obstáculo sobre un terreno
llano, impide cumplir esta condición, la medición puede hacerse sobre dos rectas que formen un
ángulo no mayor a 15º, con vértice en el centro de la medición. Si estas condiciones no pueden
ser cumplidas, la medición se debe efectuar en otra zona próxima que permita cumplirlas.
Si no se dispone de terreno como para obtener un ala de 100 metros son aceptables
mediciones con alas de 50 metros. Excepcionalmente, por condiciones extremas, se aceptan alas
de hasta 30 metros.
Instrumentos empleados: se utilizaran geohmetros de cuatro terminales con una escala de
1O, con una resoluci
ón no mayor de 0.01
O y una escala m
áxima no inferior a 100
O.
Calificación de resultados: no procede en este caso la calificación de resultados, dado que
la medición es la representación objetiva de las características naturales del terreno medido.
El método de Schlumberger, cuya configuración se muestra en la figura N° 5.7, consiste
en hacer circular una corriente entre los terminales C1 a C2 y por consecuencia aparece una
diferencia de potencial entre los terminales P1 y P2.
Amperimetro
Voltimetro
C1
A
L
P1
Superficie del Terreno
Punto Medio
V
Fuente de Corriente
Fte
L
P2
C2
A
Figura N° 5.7 Método de Schlumberger
Pasos a seguir en la medición de resistividad del terreno:
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