Cuatro métodos para realizar pruebas de puesta a tierra
La prueba de puesta a tierra se realiza para medir la resistencia de puesta a tierra entre un electrodo de puesta a tierra y el terreno. Instrumentos especializados, como el medidores de tierra, la Fluke 1630-2 FC Earth Ground Clamp y el Fluke 1625-2 GEO Earth Ground Tester, facilitan la medición y el diagnóstico del sistema. Según la situación y el sistema de puesta a tierra que se vaya a comprobar, existen cuatro métodos principales para medir la resistencia a tierra.
1. Prueba de puesta a tierra sin estacas
La prueba sin estacas utiliza dos pinzas, una como generador de señal y otra como receptor, o una sola pinza como la 1630-2 FC, para realizar la medición. Este método elimina por completo la necesidad de instalar estacas temporales y resulta muy útil cuando no es posible clavarlas en el suelo. Además, evita el proceso peligroso y lento de desconectar tierras en paralelo y encontrar un lugar seguro donde clavar las estacas.
El método sin estacas es el preferido cuando existen puestas a tierra en paralelo y sería difícil utilizar estacas temporales. Puede realizarse con una sola herramienta: la pinza de tierra 1630-2 Earth Ground Clamp. Basta con sujetarla y comenzar a medir. Puede utilizarse tanto como generador de tensión como pinza amperimétrica en una sola mordaza. Además, permite medir simultáneamente la corriente de fuga baja en un edificio.
También puede utilizarse este método con dos pinzas conectadas a un instrumento 1625-2. La primera pinza se coloca alrededor del conductor de tierra y genera una tensión. La segunda pinza mide la corriente que fluye como resultado de la tensión generada por la primera.
2. Prueba selectiva de puesta a tierra
El método de prueba selectivo utiliza una pinza y dos estacas. Permite medir la resistencia de tierra en puntos específicos de una instalación, aislando el sistema para comprobar o referenciar lo que está instalado.
El método de prueba selectivo utiliza una pinza de corriente mientras el electrodo de interés sigue bajo prueba. La pinza amperimétrica, como la Fluke 1625-2, se utiliza para aislar la corriente de prueba inyectada en el electrodo bajo prueba.
Dos estacas de tierra se colocan en el suelo en línea recta alejándose del electrodo de interés; generalmente una separación de 20 metros es suficiente. La pinza amperimétrica se conecta al electrodo y la pinza medidora de tierra se coloca alrededor del electrodo para eliminar los efectos de las resistencias en paralelo del sistema de puesta a tierra. Esto permite medir únicamente el electrodo de tierra de interés.
3. Prueba de resistividad del suelo
El método de medición de resistividad del suelo utiliza cuatro estacas y suele realizarse antes de instalar un sistema de puesta a tierra. La composición del suelo, el contenido de humedad y la temperatura afectan a las mediciones de resistencia, por lo que esta prueba es necesaria para determinar el diseño al instalar un nuevo sistema de puesta a tierra. Conviene realizar estos pasos para evaluar el emplazamiento antes de planificar la distribución o iniciar la construcción. Lo ideal es encontrar una ubicación con la resistencia más baja posible. También se utiliza para reevaluar un entorno después de, por ejemplo, una sequía.
Para probar la resistividad del suelo, conecte el Fluke 1625-2 a cuatro estacas clavadas en el suelo. El tester de tierra generará una corriente conocida a través de las dos estacas exteriores y las dos interiores medirán cualquier caída de potencial de tensión. A continuación, el instrumento calculará automáticamente la resistencia del suelo mediante la ley de Ohm.
4. Prueba de caída de potencial
La medición de caída de potencial utiliza dos estacas y el electrodo bajo prueba para verificar la correcta instalación de un sistema, comprobar el sistema de puesta a tierra ya instalado antes de la construcción, o puede utilizarse como parte de un programa de gestión de mantenimiento continuo.
Para realizar una prueba con este método, primero hay que asegurarse de que el electrodo de tierra de interés está desconectado del emplazamiento. Una vez hecho esto, se colocan dos estacas de tierra en el suelo en línea recta, alineadas alejándose del electrodo de tierra de interés; generalmente una separación de 20 metros es suficiente.
El 1625-2 generará una corriente conocida entre la estaca exterior y el electrodo de tierra, mientras la estaca interior mide cualquier caída de potencial de tensión.
Requisitos para la prueba de tierra
Idealmente, la resistencia a tierra de un sistema debería ser de cero ohmios, aunque en la práctica no siempre es posible. Tanto la National Fire Protection Association (NFPA) como el IEEE recomiendan un valor de resistencia a tierra de 5,0 ohmios o menos. Sin embargo, si se consulta más a fondo el National Electric Code (NEC), la sección 250.56 indica que el sistema a tierra debe ser de 25,0 ohmios o menos. En instalaciones con equipos sensibles, el valor recomendado es de 5,0 ohmios o menos. El objetivo es alcanzar la menor resistencia de tierra posible dentro de unos límites físicos y económicos razonables.
El NEC también exige una longitud mínima del electrodo de 2,5 metros (8 pies) en contacto con el suelo para disponer de un sistema de puesta a tierra. Además, existen cuatro variables que afectan a la resistencia de tierra:
- Longitud / Profundidad del electrodo de puesta a tierra: al doblar la longitud, la resistencia a tierra se reduce hasta un 40%
- Diámetro del electrodo de puesta a tierra: al doblar el diámetro, la resistencia a tierra se reduce solo un 10%
- Número de electrodos de puesta a tierra: para mayor eficacia, espacie los electrodos adicionales al menos una distancia igual a la profundidad de los electrodos de puesta a tierra
- Diseño del sistema de puesta a tierra: desde una varilla de tierra única hasta una placa de tierra
Cada electrodo debe estar a la distancia adecuada de los demás para reducir o eliminar sus esferas de influencia. Esto variará según el tamaño y la forma del material conductor. La distancia correcta entre ellos garantiza que las estacas de prueba no se influyan mutuamente ni influyan sobre el sistema de tierra bajo prueba.