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Materiales & Técnicas para
Elaborar una
Puesta a Tierra
Todo depende de su puesta a tierra;
su puesta a tierra depende de sus
materiales de elaboración
Conexiones Mecánicas
– Conexiones y empalmes que
utilizan una conexión
mecánica (tornillos y pernos)
para conductores de
vinculación y los electrodos.
– Sujeto a falla debido a
elementos, (congelación y
descongelación), las
vibraciones de las máquinas,
la humedad (cañería de agua)
y envejecimiento.
Ejemplos De Conexiones Mecánicas
Porqué no recomendamos conectores
mecánicos enterrados
− Instalaciones eléctricas deben durar 30-50 años
o más
− Son casi siempre fabricados de dos (o tres)
metales no iguales: corrosión galvánica
− Conectores mecánicos no son conocidos por
durar tanto tiempo: oxidación y la penetración de
humedad al conector
− En lugares de congelamiento se puede acelerar
el cambio de calidad de conexión con tiempo
Un ejemplo de conector mecánico enterrado
Sistema de Conectores de Alta
Compresión
Conexión Tipo Compresión
Ejemplos de Conexión
Tipo Compresión
Herramiento Hidráulica Tipo Y750
Especificaciones
Fuerza desarrollada: 12 toneladas
Operación de presión: 10,000PSI
Peso (solo herramienta): 16 lbs.
Longitud total: 25.56”
Ancho de la cabeza: 4.43”
Abertura de mandíbula: 1.65”
Ejemplo de Instalación
de Conexión Compresión
Soldadura Exotérmica
Soldadura Exotérmica
Soldadura Exotérmica
Conexión Exotérmica
Cuidado: Soldadura “Esotérica”
Aterramiento al Pie de Torre
Pie de Torre
Conductor enterrado
Exotérmica
Aterramiento al Pie de Torre
Pie de Torre
Conductor a aterramiento
enterrado / incrustado
Terminal de Compresión
Conductor de Compresión
Conector
de CompresiónConector
de Compresión
Contrapeso
Enterrado
¿Como garantizar la calidad de
material para elaborar aterramiento?
− El aterramiento es fundamental para el
funcionamiento y protección de su inversión
− Hay normas de calidad para material /
componentes de aterramiento & pararrayos
− Las normas más reconocidas son de Europa
(CE y otras) y Norteamérica (UL)
− Debido al valor de vida y maquinaria que
estamos protegiendo, siempre recomendamos
material & componentes con marca UL o
equivalente de Europa
UL: Underwriter’s Laboratories
− Consumidores de aparatos eléctricos &
electrónicos reconocen el sello en sus
productos: computadores, electrodomésticos
− Sin embargo, UL tiene un programa de certificación de
calidad de material para instalaciones eléctricas
incluyendo puesta a tierra y pararrayos
− Los fabricantes de material pagan al UL para la
certificación de calidad. Nosotros desfrutamos del
mismo.
− Se puede buscar en su “Online Certification Directory” si
tal producto de tal fabricante es enlistado
− ¡Tenga cuidado! Hay engañadores que ponen el sello
sin autorización. Muchos más carecen de certificación.
Como proteger & mejorar el
rendimiento de cobre enterrado
Aunque menos activo químicamente, cobre puede sufrir
de corrosión también
Recomendamos el uso de bentonita de calidad conocida
para enterrar jabalinas, tubos y cables horizontales de
cobre
Bentonita, un tipo de arcilla, mantiene contacto con el
suelo cuando la tierra encoge al secar en la temporada
seca. Arcilla mantiene su plasticidad al secarse.
Así bentonita reduce la resistencia del sistema de
aterramiento al rodear jabalinas y cables horizontales
Bentonita con aditivos especiales puede proteger el
cobre por décadas: se forma una barrera contra
contaminación
El efecto de agregar químicas al
pozo de aterramiento Sabemos que sales reducen la resistencia a la tierra
Hay dos problemas con el uso de sales: Las sales van a filtrar con tiempo y va a perder su beneficio
Al filtrar del pozo de aterramiento, las sales pueden contaminar
pozos de agua potable. Por esta razón no se permita echar
sales o químicas en pozos en mucho del mundo.
El uso de carbón para mejorar la resistencia a la tierra
es común. Pero carbón es un veneno para acero &
cobre. “Carbón” nunca es puro carbón (el elemento) sino tiene otros
químicas. Los más dañinos son sulfatos: combinan con
humedad para formar ácidos
Los ácidos aceleran la corrosión del metales
NUNCA recomendamos poner carbón en el pozo de
aterramiento, especialmente con jabalinas de acero
Productos para Mejorar Resistencia
basados en Carbón
− Tales productos como Geogel, Torgel, GEM (Ground
Enhancement Material) y otros son eficientes para bajar
la resistencia. Muchos tienen aditivos para tardar la
corrosión de metales.
− Sin embargo, productos con carbón van a combinar con
acero / cobre para corroerlos a largo plazo.
− Entonces recomendamos reemplazar jabalinas en pozos
con sales/carbón cada 5-6 años.
− Mejor es el uso de una buena calidad de bentonita.
Bentonita
− Bentonita es una arcilla. Como arcilla absorba agua.
Después de haber absorbido forma una barrera
impermeable. Hay tres clasificaciones generales: calcio,
sodio, potasio. La bentonita de sodio es el tipo usado
para puestas a tierra, pozos petroleros.
− La pregunta que surge es ¿de que calidad es la
bentonita que se encuentra?
Su pH ? Cuál laboratorio hizo la prueba?
Pureza; contaminación? Uniformidad de bolsa a bolsa?
Es posible que agregaron “algo” en la bolsa?
− Lynconite II (bentonita) tiene unos aditivos para a)
mejorar la resistencia; b) mantener la humedad; c)
proteger cobre / acero; d) ofrecer garantía de 30 años
Todo depende de su puesta
a tierra:
Su puesta a tierra depende
de sus materiales de
elaboración.
Escoge bien
Corrosión• Las instalaciones eléctricas bajo techo son
permanentes. Cuando son elaboradas con materiales
de alta calidad van a durar décadas.
• Sin embargo la puesta a tierra no va a durar décadas
usando materiales y técnicas de instalación “normales”:
uso de sal, carbón & material orgánico.
• La corrosión es un proceso normal. Dependiendo de
muchos factores no vamos a lograr una vida confiable
de más que 5-10 años en condiciones normales debido
a corrosión.
• Hay productos y prácticas de instalación que pueden
garantizar una vida útil de electrodos de 30 años o más.
Factores Favoreciendo Corrosión
Agua de lluvia. Al caer las gotas llevan CO2 del aire formando
un ácido débil. Tal ácido va a atacar todo tipo de metal. El pH
de lluvia es de 5.5-6.0 antes de llegar a la superficie.
Oxígeno. La lluvia lleva oxígeno al caerse, otro factor en la
corrosión.
Sales. El cloruro de sodio, que se encuentran en casi todas
partes, aumenta la conductividad del suelo y también
aumenta el proceso de corrosión en casi la misma proporción
a su concentración.
Microorganismos. Tanto las bacterias y los hongos se pueden
deteriorar de metal. Algunos se desprenden los ácidos en el
agua atrapada o cuando mueren y se descomponen en
ácidos.
Tipos de Corrosión
Grabado uniforme. Un ataque químico directo a partir de
sales, la orina y ácidos. Si se permite que continúe, una
superficie pulida se opaca y luego tomar una apariencia
áspera o helado.
Picaduras. Minúsculos agujeros de alfiler o un ataque químico
localizado galvánica.
Galvánica. El clásico de dos metales diferentes con un puente
de electrolitos del agua es el más básico de los problemas
de corrosión.
Concentración de la celda. Como la cantidad de oxígeno que
llega al electrolito varía, la tasa de corrosión puede variar en
consecuencia. Zonas de alta concentración de oxígeno tienen
altos niveles de corrosión.
Celdas Galvánicas
Una celda galvánica se forma con:
Metal #1
Metal #2
Puente de sal
Dos Metales-Celda Clásica
Dos Metales-Celda Clásica
“Las Consecuencias”
Celdas Galvánicas: Compactación del
Suelo
Una celda galvánica también se forma con: Metal (cobre) en su entorno propio #1 (suelo aireado)
Metal (cobre) en su entorno propio #2 (suelo no perturbado)
Puente de sal
Celdas Galvánicas: Mejoramiento del
Suelo
Una celda galvánica también se forma con: Metal (cobre) en su entorno propio #1 (cobre en contacto con tierra)
Metal (cobre) en su entorno propio #2 (conductor empotrado en material
de mejoramiento de la conductividad: GEM? TorGel? Etc.)
Puente de sal
Celdas Galvánicas: Concreto Conductivo
Una celda galvánica también se forma con: Metal (cobre) en su entorno propio #1 (cobre en contacto con tierra)
Metal (cobre) en su entorno propio #2 (conductor empotrado concreto
conductivo.)
Puente de sal
Solamente podemos tardar la
corrosión
En el caso de concreto conductivo se
recomienden aislante sobre el conductor de
conexión al electrodo empotrado
Corrosión: Dos Factores Claves
Hay dos aspectos que deben considerarse en
relación con la corrosión
La compatibilidad con el propio suelo
Los posibles efectos galvánicos cuando está
conectado eléctricamente posibles elementos de
una celda galvánica.
Este último tiene más probabilidades de ocurrir
cuando el sistema de puesta a tierra se une a los
componentes de metales enterrados.
Suelos Agresivos
Los factores asociados con la corrosión de los metales en
contacto con el suelo tienen que ver con la naturaleza
química de los suelos, en particular, la acidez,
el contenido de sal, el diferencial de aireación, y
la presencia de bacterias anaerobias.
Una imagen general de la agresividad de los suelos está
dada por la siguiente lista, que coloca a los distintos
tipos de suelos en orden creciente de la agresividad:
* Suelos con grava
* Suelos arenosos
* Suelos limosos o franco limosos
* Arcillas
* Turba y otras suelos orgánicos
* Suelos que contienen cenizasLo Peor
Acción Galvánica
Tenemos pocas herramientas contra un proceso
electro-químico. Sin embargo podemos:
NO poner sal alrededor de los electrodos y
conductores del sistema de puesta a tierra.
Tratar de aislar los elementos que forman una celda
galvánica. Ejemplo: cable con aislante cerca a
concreto conductivo.
Separar los dos componentes de una celda. Ejemplo:
mantener 60cm (o más) entre la jabalina de PAT de
los tensores y la ancla de una torre.
Estar consciente del proceso galvánico en TODO la
instalación de lo metálico: torre, conductores, valla,
caseta, fierros de construcción, etc.
Materiales Compatibles / Incompatibles
Co
bre
Bro
nce
/
Lató
n
Ace
ro
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Esta
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o
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o
Zin
c,
Zin
cad
o
Cobre ●●● ●●● ●● ● ● NO NO NO
Bronce / Latón ●●● ●●● ●● ●● ● NO NO NO
Acero
Inoxidable●● ●● ●●● ●●● ●● ● NO NO
Estañado ● ●● ●●● ●●● ●● ● NO NO
Acero ● ● ●● ●● ●●● ●●● ● ●
Aluminio NO NO ● ● ●●● ●●● ● ●
Acero
GalvanizadoNO NO NO NO ● ●● ●●● ●●●
Zinc, Zincado NO NO NO NO ● ● ●●● ●●●
NO No adecuado. Habrá corrosión fuerte.
● Adecuado bajo techo sin humedad
●● Bajo techo
●●● Expuesto al exterior Fuente: FAA 019e
Recomendación Motorola R56 para
la PAT de los tensores de una torre
Ejemplo de Control de Corrosión:
Los Electrodos Electrolíticos XPT®
Uso de una arcilla (bentonita) como relleno no-
agresivo alrededor del tubo de cobre
La bentonita actúa como aislante de los suelos
alrededor del tubo
El uso de una mezcla de sales para modificar la
conductividad & absorción de humedad
El escape de la solución de sales es muy lento y
controlado por unos orificios
La profundidad del los orificios: aislamiento por
distancia entre “celdas” superiores / inferiores
Sistema de Puesta a Tierra XPT (Tubo Recto)eXcelente Puesta a Tierra
Cuadro de la cubierta ranurada
Cámara de Inspección
Conexión de Prueba U-bolt
4/0 conductor de cobre (o #6 hasta 2/0)
Sales electrolíticos no peligrosas
Orificios de Drenaje
Raices Electroliticas
Tubos de cobre o acero inoxidable
Tubo electrolítico
Conexión Exotérmica
Material de relleno : Lynconite II (bentonita)
Agujeros de respiración
Resumen de Corrosión
− Es parte de la naturaleza.
− Se puede tardar pero nunca eliminar la corrosión.
− Sales, material orgánico y carbón vegetal son
acelerantes de corrosión. Sin embargo son de uso
común……
− Por esta razón recomendamos NO echarlos en el pozo
de aterramiento.
− La elaboración del sistema de puesta a tierra tiene que
comprender la corrosión a lo largo de la vida útil al
diseñar el sitio tomando en cuenta TODO lo metálico en
una forma integral.
