CALCULO SISTEMA PUESTA A TIERRA OBRA PROYECTO PROPIETARIO UBICACIÓN FECHA : : : : : ESCUELA F-96 LOS LIBERTADORES Instalación Eléctrica y Fuerza CMDS Av. Argentina n°2060 NOVIEMBRE 2012 1. -Descripción: Se proyecta una malla a tierra en el lado de baja tensión de protección para resguardar la integridad física de las personas y los equipos asociados al sistema eléctrico y así evitar la permanencia de tensiones de contacto en las piezas conductoras, la malla a tierra de acuerdo a datos teóricos y de diseño cumple con las especificaciones de SEC, 2. -Criterios de Diseño Para el criterio de la malla se considera que esta deberá tener un valor de resistencia inferior a 5 (Ω) valor máximo que debe tener una malla en baja tensión, según norma eléctrica vigente. Se deberá realizar un tratamiento químico del suelo, respetando las indicaciones de aplicación dadas por el fabricante. El tamaño del conductor para la puesta a tierra deberá estar dimensionado considerando las magnitudes máximas de duración esperada frente a una falla de corriente. 3.- Calculo de la resistividad del terreno Procedimiento: De acuerdo al procedimiento de obtención de la resistividad del terreno se mide el terreno con el siguiente instrumento equipo, modelo Fluke 1625 f 50/60 HZ, 100-240 V y los valores obtenidos son los siguientes: 4..- Medición de la resistividad del terreno: Se utilizó el método de Medición Wenner para las mediciones de distancia, valores de Resistencia y se obtuvieron los siguientes datos: Distancia Entre sondas Profundidad Lectura Resistividad h (m) del equipo Del terreno a (m) 0,500 1,000 1,500 2,000 2,500 3,000 3,500 4,000 4,500 5,000 5,500 (3/4)a (m) R (Ω) ρ (Ω*m) 0,375 0,750 1,125 1,500 1,875 2,250 2,625 3,000 3,375 3,750 4,125 4,000 1,520 1,160 1,650 1,390 1,242 1,140 1,000 0,940 0,890 0,820 12,560 9,546 10,927 20,724 21,823 23,399 25,057 25,120 26,564 27,946 28,323 6,000 7,000 8,000 4,500 5,250 6,000 0,750 0,620 0,520 28,260 27,255 26,125 De acuerdo al método de inspección de la grafica se dispone de curvas patrón para diferentes combinaciones obtenemos la siguiente curva tipo K-9. Aplicando el método de comparación de curvas obtenemos que ρ1<ρ2>ρ3 ρ1 > ρ3 Curva TIPO K valor n=10. Luego se obtienen los siguientes valores de resistividades: ρ1 = 8.65 (Ωm). ρ2 = 70.67 (Ωm). ρ3 = 0.89 (Ωm). H1 = 0.83 (m). H2= 4.26 (m). TITTLE Curva de Resistividad Aparente v/s Distancia METHOD------------->TOL------->ITER---->MINTHICK-> WENNER 1.0E-2 1000. 0.1 AB/2----->RHO------> 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5 5.0 5.5 6.0 7.0 8.0 12.560 9.546 10.927 20.724 21.823 23.399 25.057 25.120 26.564 27.946 28.323 28.260 27.255 26.125 -1.0 -1.0 END METHOD: WENNER TOL : TOLERANCE IN ITERATIVE CALCULATION. DEFAULT: 1.0E-6 ITER : MAXIMUM NUMBER OF ITERATIONS. DEFAULT: 1000 MINTHICK: MINIMUM THICKNESS OF LAYER TO BE TAKEN IN ACCOUNT (M) DEFAULT: 0.0 AB/2 : SEPARATION OF ELECTRODES (M) 0.1 < AB/2 <= 1000.0 RHO : APPARENT RESISTIVITY (OHM.M) El programa genera la siguiente curva de resistividad y datos para obtener la resistividad equivalente. De estos datos se obtuvo la siguiente curva que representada y con una superposición en las curvas patrones de Orellana-Mooney se obtiene la curva K-9. Resistiv. 1 = 8.65 Espesor 1 = 0.83 ohm-m m Resistiv. 2 = 70.67 ohm-m Espesor 2 = 4.26 m Resistiv. 3 = 0.89 Espesor 3 = inf. Malla Proyectada Ancho = 5 mts. Largo = 5 mts. C.menor = 1 mts. C.mayor = 1 mts. Superf. = 25 mts2 Largo = 60 mts ohm-m m Los datos obtenidos en terreno se graficaron en una hoja by logarítmica para luego superponerlos en una de las curvas patrones de Orellana-Mooney que nos dio como resultado la curva K-9. La curva es de tres estratos y posee diferentes valores de resistividades por lo tanto para llegar al valor de la resistividad final aplicamos las siguientes ecuaciones de estratificación del suelo de BurgsdorfYakobs. Calculo de ρeq mediante las ecuaciones de estratificación: 2 r0 Vi 2 r b = r. ( r 2 g0 2 = b) N = 2 4 . r0 . g0 Mi = r0 2 = Mi 2 g0 Mi 2 2 hi 2 2 N 2 = Fi Se obtiene 1 Vi 2 r0 2 el siguiente ρ equivalente aplicando la siguiente fórmula: ρ eq ( 1 .. n ) = 1 Fi Fi 1 ρi Utilizando el método de Burgsdorf-Yakobs obtenemos la resistividad Aparente (r0)2 b := 0.6 2 = a (g0) 2 = 2 a := r − b 2 a = 7.598 mt c := r ⋅ ( r + b) c c = 9.65 N := 4 ⋅ a ⋅ c N = 293.283 M1 = (r0)2 + (g0)2 + (h1) 2 (h1) 2 = ( d) M2 = (r0)2 + (g0)2 + (h2) 2 (h2) 2 = ( e) 2 f := a + c + d 2 g := a + c + e M1 = f M2 = g 2 2 d := 0.83 e := 4.26 f = 17.937 ( Vi ) 2 g = 35.396 ( Mi ) 2 − N Mi − = ( V 1) 2 = h ( V 2) 2 = i 2 i := 2 f − h := (f ) − N 2 2 g− ( g) − N 2 h = 6.301 i = 2.209 ( Vi) 2 1− ( r 0) 2 = Fi j := 1− k := 1− j = 0.413 h F1 = j F2 = k a i ρ1 = o a ρ2 = p ρ3 = q k = 0.842 o := 8.65 Ρ := p := 70.67 q := 0.89 1 (j ) + (k − j ) + 1 − k o p q Ρ = 4.325 ( Ω ⋅ m) entonces obtenemos la resistividad aparente como: ρ equ = 4.325 ( Ω ⋅ m) Se obtiene el siguiente valor de la resistividad del terreno de 4.325 (Ω⋅m) real de acuerdo a los datos obtenidos en terreno y el método aplicado junto con las curvas de Orellana y Mooney 4.- Malla a tierra protección y servicio Se diseño una malla a tierra de 5 x 5 mts. Con cable de cobre desnudo Nº 2/0 AWG, 67.49 mm² con retículos cada 1 metros respectivamente como muestra la figura, con dos barras Cooperweld de 1,5m x 5/8” para tierra de protección. Con una profundidad de enterramiento de 0,6 mts de la malla. Se realiza además un mejoramiento del terreno con producto aditivo más tierra vegetal, las uniones se realizaron con sistema de termo fusión. 5 mts 5 mts Fig1. Reticulado de la malla Protección 5.- Calculo de malla tierra protección y servicio Se diseño una malla de tierra para el edificio. Para lo cual se obtuvo una resistividad del terreno de ρ=4.325 (Ω⋅m) medida en terreno, para así obtener un valor de resistencia Rm=0.455 (Ω) para la tierra de protección y servicio, utilizando un conductor Cu Desnudo 2/0 AWG El terreno se mejora con aditivo. Justificación. Utilizando el método de Laurent ρ := 4.325 ( Ω ⋅ mt ) radio A := 25 r := r = 2.821 (mt2) L := 60 ( mt ) A π ( mt ) Entonces Rm := ρ + ρ 4⋅ r L Rm = 0.455 ( Ω ⋅ mt ) En consecuencia como el valor de la resistencia del sistema de puesta a tierra es inferior a 5 (Ω), Pero de acuerdo al uso del aditivo este reduce a un mas en un 95% el valor teórico quedando bastante aceptable a los valores de la normativa SEC. Rodrigo Michea Madariaga Instalador Eléctrico Clase ‘‘A’’ Registro S.E.C. 9.515.552 - 9