Puesta a Tierra de Instalaciones Eléctricas-conceptos Teóricos

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  • 7/21/2019 Puesta a Tierra de Instalaciones Elctricas-conceptos Tericos

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    Captulo I Instalaciones de puesta a tierra

    Rogelio Garca Mrquez La Puesta A Tierra de Instalaciones Elctricas7

    Instalaciones de puesta a tierra [1] y[2]

    La temtica de la puesta a tierra permite enfoques muy variados. El que se ha elegido en estapublicacin pretende ir introduciendo al lector, de forma paulatina y natural, en esa materia, tratandode arrancar desde el origen de la "madeja".

    No ha de sorprender, por tanto, que el orden seguido en la exposicin no concuerde con el presentadoen la ITC MIE RAT 13 que, al margen de ser, bsicamente, un documento legislativo, estestructurada pensando que el destinatario es un especialista en esa problemtica o, al menos, queposee todos los conocimientos previos que su comprensin requiere.

    No obstante y pese a que se ha seguido el planteamiento expuesto, confiriendo a cada captulo uncarcter casi monogrfico, en alguna ocasin y debido a las interrelaciones existentes, debernhacerse inevitables referencias a conceptos que se desarrollan en partes ms avanzadas del libro outilizar resultados que se obtienen posteriormente.

    QUE ES UNA INSTALACIN DE PUESTA A TIERRA?

    La unin elctrica, con la tierra, de una parte de un circuito elctrico o de una parte conductora no

    perteneciente al mismo, se efecta mediante una instalacin depuesta a tierra que, segn puedeleerse en la ITC MIE RAT 01, Terminologa, es "el conjunto formado por electrodos y lneas de tierrade una instalacin elctrica" y, tambin, en el apartado 3 de la propia RAT 13:

    "Las instalaciones de puesta a tierra estarn constituidas por uno o varios electrodos enterrados y porlas lneas de tierra que conecten dichos electrodos a los elementos que deban quedar puestos atierra".

    Otros elementos menos significativos de la instalacin de puesta a tierra, tales como:

    - los puntos de puesta a tierra y- las lneas de enlace con el electrodo de tierra tambin deberan considerarse, si se desea

    tener una visin completa de la red de puesta a tierra, conforme se muestra, de manera

    esquemtica, en la figura 1.

    Sobre el primer elemento, el mismo apartado de la RAT 13 aade que: "En las lneas de tierradebern existir los suficientes puntos de puesta a tierra que faciliten las medidas de comprobacionesdel estado de los electrodos y la conexin a tierra de la instalacin".Las definiciones de todas las partes integrantes, tal como las recoge la mencionada RAT 01, sereproducen al fina de la pgina.

    Obsrvese que, segn que est aislada o no del terreno, la parte de la lnea de tierra comprendidaentre un punto de puesta a tierra y el electrodo de puesta a tierra, constituir la lnea de enlace opasar a formar parte del mismo.

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    Captulo I Instalaciones de puesta a tierra

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    FUNCIONES Y OBJETIVOS BSICOS DE UNA INSTALACIN DE PUESTA ATIERRA

    La funcin de la puesta a tierra (p.a.t) de una instalacin elctrica es la de forzar la derivacin, alterreno, de las intensidades de corriente, de cualquier naturaleza que se puedan originar, ya se tratede corrientes de defecto, bajo frecuencia industrial, o debidas a descargas atmosfricas, de carcterimpulsional.

    Con ello, se logra:

    - Limitar la diferencia de potencial que, en un momento dado, puede presentarse entreestructuras metlicas y tierra,

    - Posibilitar la deteccin de defectos a tierra y asegurar la actuacin y coordinacin de lasprotecciones, eliminando o disminuyendo, as, el riesgo que supone una avera para elmaterial utilizado y las personas.

    - Limitaras sobretensiones internas (de maniobra -transitorias- y temporales) que puedan

    aparecer en la red elctrica, en determinadas condiciones de explotacin.- Evitar que las tensiones de frente escarpado que originan las descargas de los rayosprovoquen "cebados inversos", en el caso de instalaciones de exterior y, particularmente, enlneas areas.

    La circulacin de las intensidades mencionadas por la instalacin de puesta a tierra puede originar laaparicin de diferencias de potencial entre ciertos puntos, por ejemplo, entre la instalacin de p.a.t. yel terreno que la rodea o entre dos puntos del mismo, como se ver en el captulo siguiente, por cuyarazn debe concebirse la instalacin de puesta a tierra para que, incluso con la aparicin de lasdiferencias de potencial aludidas se cubran los siguientes objetivos:

    Seguridad de las personas.

    Proteccin de las instalaciones.

    Electrodo de (puesta a) tierra

    Conductor o conjunto de conductores enterrado(s), que sirven para establecer unaconexin con tierra. Los conductores no aislados, colocados en contacto con tierra,para la conexin al electrodo, se considerarn parte de ste.

    Lnea de tierra

    Es el conductor o conjunto de conductores que une(n) el electrodo de tierra con unaparte de la instalacin que se haya de poner a tierra, siempre y cuando losconductores estn fuera del terreno o colocados enl pero aislados del mismo.

    Punto de puesta a tierra

    Es un punto, situado generalmente fuera del terreno, quesirve de unin de las lneasde tierra con el electrodo, directamente o a travs de lneas de enlace con l.

    Lnea de enlace con el electrodo de (puesta a) tierra

    Cuando existiera punto de puesta a tierra, se denomina lnea de enlace con elelectrodo de tierra a la parte de la lnea de tierra comprendida entre el punto de

    puesta a tierra y el electrodo, siempre que el conductor est fuera del terreno ocolocado aislado del mismo.

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    Captulo I Instalaciones de puesta a tierra

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    Mejora de la calidad de servicio.

    Establecimiento y permanecia de un potencial de referencia.

    Debe hacerse especial nfasis en que la seguridad de las personas es lo que verdaderamentepreocupa y se constituye en el fin primordial de la instalacin de puesta a tierra, lo que no significa quese deje de reconocer la importancia de los otros tres objetivos.

    Figura 1. Esquema de unainstalacin de puesta a tierra y

    partes que comprende.1. electrodo de (puesta a) tierra.2. lnea de tierra. 3. punto de

    puesta a tierra. 4. lnea de enlacecon el electrodo de (puesta a)tierra.

    Coincide lo expuesto con la interpretacin del legislador, que iniciaba la versin inicial de la MIE RAT13 de esta manera: "Toda instalacin elctrica deber disponer de una proteccin o instalacin detierra diseada en forma tal que, en ningn punto normalmente accesible del interior o exterior de lamisma donde las personas puedan circular o permanecer, exista el riesgo de que puedan estar

    sometidas a una tensin peligrosa durante cualquier defecto de la instalacin elctrica o en la redunida a ella".

    Ello induce, equvocamente, a pensar en la posibilidad de una seguridad absoluta.

    A este respecto, es oportuno recoger la afirmacin que, sobre el riesgo, contiene la IEEE Std.80. Sutraduccin dice as:

    "Un somero anlisis mostrar que es absolutamente imposible, a menos que se abandone totalmentela distribucin de energa elctrica, prevenir en todo momento, en todo lugar y bajo todas lascircunstancias, la presencia de tensiones peligrosas. Sin embargo, este hecho no releva al ingenierode la responsabilidad de intentar disminuir esa probabilidad tanto como razonablemente se pueda.

    Afortunadamente, en la mayora de los casos, mediante un diseo cuidadoso e inteligente esa

    probabilidad puede reducirse a un valor extremadamente bajo".

    En relacin con la seguridad de las personas, no se derivar ningn peligro para las mismas en unainstalacin de alta tensin cuando nunca puedan llegara "puentear" con su cuerpo dos puntos con unadiferencia de potencial capaz de establecer la circulacin de una intensidad de corriente con unaduracin tal que determine efectos fisiolgicos peligrosos.

    Al hacer referencia a la accin del "puenteo" de dos puntos con el cuerpo, se est pensando en elcomportamiento profesional del personal actuante sobre la instalacin y en el que se podra llamarsecomportamiento normal de las personas ajenas a la instalacin o a su explotacin.

    En este punto conviene, pues, remarcar que las puestas a tierra no garantizan la inocuidad de lasinstalaciones elctricas ante las incalculables conductas, reacciones anmalas, imprudencias y, an,

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    Captulo I Instalaciones de puesta a tierra

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    despropsitos que las personas pueden llevar a cabo con respecto a una instalacin de alta tensin yque, por otro lado, incluso sern elementos coadyuvantes a aumentar la gravedad en caso deaccidentes por contactos directos.

    Por todo ello, debe valorarse en su justa extensin la referencia del texto de la RAT a "ningn puntonormalmente accesible del interior o exterior" de la instalacin y hacer uso de ese criterio al disearlas medidas preventivas, no debiendo esperar de una instalacin elctrica que resulte segura, frente acualquier actuacin sino, solamente, ante las normales de las personas.

    En vista de lo que antecede, queda justificado el texto que, con las mnimas modificaciones delprimitivo, publica la Orden de 27 de Noviembre de 1987, ajustndose ms a la realidad de los hechos:"Toda instalacin elctrica deber disponer de una proteccin o instalacin de tierra diseada enforma tal que, en cualquier punto normalmente accesible del interior o exterior de la misma, donde laspersonas puedan circular o permanecer, estas queden sometidas, como mximo, a las tensiones depaso contacto (durante cualquier defecto en la instalacin elctrica o en la reunida a ella) que resultende la aplicacin de las frmulas que se recogen a continuacin".

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    Captulo II Resistividad del Terreno

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    Resistividad del terreno[3], [4], [5] y [6]

    Se responde al primer interrogante que, posiblemente, pueda apuntarse sobre qu es lo quecaracteriza una puesta a tierra elctrica, esto es, la naturaleza de la resistencia de los electrodos quela establecen, razonndose sobre la dependencia que, en grado sumo, tiene la resistividad del terrenoen la resistencia que presentan los mismos y la fuerte influencia que, sobre la resistividad, ejercen unaserie de factores.

    NATURALEZA DE LA RESISTENCIA DE LOS ELECTRODOS DE PUESTA ATIERRA

    En general, la resistencia total que presenta una instalacin de puesta a tierra est constituida por lasuma de las siguientes partes:

    la resistencia del conductor (lnea de tierra y lnea de enlace con el electrodo) que conecta elelectrodo de tierra al sistema que debe ponerse a tierra,

    la resistencia de contacto entre la superficie del electrodo y el terreno, la resistencia del suelo en el que est enterrado el electrodo.

    La resistencia del conductor se puede determinar perfectamente por los procedimientos usuales. La

    de contacto con el terreno es despreciable por su escaso valor y la parte ms significativa es lacorrespondiente al terreno que rodea al electrodo.

    A este respecto, debe sealarse la escasa importancia de la baja resistividad de los materialesutilizados como electrodos frente a la que posee el terreno. En efecto, si se trata de cobre, presentauna resistividad de:

    m

    mm

    58

    1Cu

    2

    20o

    m

    m

    1058

    1

    mm10

    1m

    m

    mm

    58

    1 2

    626

    22

    mientras que para un terreno excelente, en circunstancias favorables, rara vez podr alcanzarse una

    terreno= 1 m2/m es decir que, en el mejor de los casos, posee una resistividad 58 millones de veces

    mayor que la del cobre, circunstancia a veces no tenida en cuenta y por cuya razn poco importa,desde el punto de vista de la resistividad, el metal utilizado como electrodo.

    En cuanto a la resistencia que presenta el terreno es funcin de la resistividad del mismo y de lasdimensiones y forma del electrodo y aunque, pese a ello, se considere la tierra como un conductor deilimitada conductancia, por sus grandes dimensiones, no puede asumirse, por extensin, que Ias

    conexiones que a ella se efecten mediante electrodos conseguidas de una forma bien distinta dela que es habitual entre conductores, al faltar aqu la presin externa entre los dos medios a

    interconectar tenga esa misma propiedad, ya que cualquiera que sea la forma que presenten,

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    Captulo II Resistividad del Terreno

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    ofrecern una resistencia definida al paso de la corriente y, en muchos casos, resultar difcil obteneruna puesta a tierra de baja resistencia.

    Nota:

    En relacin con las dimensiones de la resistividad del suelo, debe tenerse presente que es prctica

    usual "simplificar" sus unidades (m2/m) e indicarla como m.

    En ocasiones, tambin se utiliza el cm (en realidad, cm2/cm), siendo la equivalencia entre ambas:

    1 m=1000 cm

    Expresada la resistividad del terreno, , en m, equivale a la resistencia que ofrece al paso de lacorriente un cubo de terreno de 1 m de arista, como se muestra en la figura 2.

    Figura 2. La resistividad del

    terreno, , expresada en mequivale a la resistencia de uncubo de terreno, de 1 metrode arista.

    La expresin general de la resistencia es:

    s

    lR

    Para el caso de la figura, ser:

    2m1m1 R

    De donde:

    mm

    m2

    RR

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    Captulo II Resistividad del Terreno

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    SU DEPENDENCIA DE LAS CARACTERSTICAS ELCTRICAS DEL TERRENO

    Como se ha dicho, el valor de la resistencia de puesta a tierra -y tambin, como se ver ms adelante,

    el reparto de potencial en el suelo cuando el sistema de puesta a tierra est recorrido por unaintensidad de defecto -tienen, fundamentalmente, como factor proporcional determinante la resistenciaespecfica o resistividad del terreno y del subsuelo en el que est enterrada. Es por esta razn que laconcepcin de una red de puesta a tierra requiere, inicialmente, el anlisis de la naturaleza del suelosobre el que vaya a realizarse y, en esa lnea, indica el Apdo. 2 de la RAT 13 la necesidad de talestudio como primer paso para realizar el proyecto de una instalacin de tierra.

    Puede parecer que la investigacin de la naturaleza y de la estructura geolgica, para determinar lavariacin de la resistividad en funcin de la profundidad es ms propia de la geofsica pero no es as,pues si bien para calcular la resistencia de una toma de tierra puntual es suficiente el conocimiento delperfil de la resistividad aparente de un terreno, no sucede lo mismo en el caso de una malla de granextensin, como la de una subestacin, por ejemplo.

    Una de las bases necesarias para determinar la configuracin de una red mallada que abarque unagran superficie es el conocimiento de la resistividad a diversas profundidades. En efecto, si bien lapresencia de filones profundos muy resistentes o muy conductores puede tener escasa influenciasobre la resistividad aparente del terreno, esas particularidades pueden ser capaces, no obstante, devariar notablemente la resistencia de la red de tierra que se establezca ms a flor de la superficie porla deformacin que provocan sobre los filetes de corriente. Sin embargo, las resistividades del terrenoen la superficie o en profundidad, raramente se conocen antes del establecimiento de las obras y esfrecuente que la realizacin de las redes de tierra sean las que aporten las primeras indicacionessobre la calidad de los terrenos cuando, en buena lgica, debera ser el proceso inverso el queprevaleciera.

    FACTORES QUE INFLUYEN EN LA RESISTIVIDAD DEL TERRENO

    Si bien los componentes ms importantes del terreno son, en estado seco, aislante (la slice, el xidode aluminio, etc.), su resistividad disminuye rpidamente en presencia de sales solubles y de lahumedad.

    Por otro lado, la composicin de la tierra, incluso en un lugar determinado, es muy heterognea,presentndose capas, bolsas, depsitos, etc., tanto horizontal como verticalmente.

    Las zonas superficiales en que se instalan las tomas de tierra tampoco son uniformes y, adems,estn afectadas fuertemente por los cambios climticos, lluvias y heladas.

    Todo ello hace que la resistividad sea muy variable de un lugar a otro y pueda resumirse en que lamodifican, de manera muy notable, los siguientes factores del terreno:

    La composicin. Las sales solubles y su concentracin. El estado higromtrico. La temperatura. La granulometra. La compacidad. La estratigrafa.

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    Tabla 1

    Composicin del terreno

    La variacin de la resistividad segn la composicin del terreno es muy acusada, tropezndose con ladificultad de que las diferentes clases de terreno no estn delimitadas como para saber, de antemano,el valor de la resistividad en el punto elegido para efectuar la toma de tierra.

    Sucede, incluso, que para una misma clase de terreno, situada en distintos parajes, la resistividadpuede ser sensiblemente diferente.

    Los valores extremos que se encuentran en la prctica pueden variar de algunas decenas de a.m,para terrenos orgnicos y hmedos a una decena de miles de Sim para granitos secos.

    La tabla 1, recogida de la ITC MI BT 039 muestra valores tpicos medios, mientras que la tabla 2,sacada de la MIE RAT 13, proporciona valores orientativos.

    Tabla 2

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    Sales solubles y su concentracin

    Al ser aislantes los principales componentes del terreno, la conductividad del suelo es, esencialmente

    de naturaleza electroltica, esto es, la conduccin de corriente tiene lugar, principalmente, a travs delelectrlito formado por las sales y el agua habitualmente contenida en el terreno.

    En la figura 3 se refleja cmo la cantidad de sales disueltas afectan la resistividad, y en la 4 losdistintos efectos de sales diferentes.

    Figura 3. La conductividad del sueloes funcin, principalmente, de laconcentracin del electrolito queconstituyen las sales al disolverse enel agua ocluida en el terreno. Puedeapreciarse cmo el porcentaje desales disueltas modifica su inversa,la resistividad.

    Figura 4. A una temperaturadeterminada, la mayor o menorsolubilidad, as como el grado dedisociacin del electrlito dependede los tipos de sales disueltas, que,en consecuencia, afectarn tambina la resistividad del terreno.

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    Estado higromtrico del terreno

    El contenido de agua o grado de humedad del terreno influye, de forma apreciable sobre su

    resistividad. Su valor no es constante, ya que vara con el clima, poca del ao, naturaleza delsubsuelo, la profundidad considerada y la situacin del nivel fretico pero rara vez es nulo, incluso alreferirse a zonas desrticas.

    A medida que el grado de humedad aumenta -cuyo principal efecto es disolver las sales solubles-, laresistividad disminuye con rapidez pero, a partir de cifras del orden del 15 % en peso, estadisminucin es mucho menos acusada, a causa de la prctica saturacin del terreno, tal como puedeverse en la figura 5.

    Figura 5. El porcentaje dehumedad modifica laresistividad del suelo porque,en definitiva, es el agua y lassales en ella disueltas quienesfacilitan la conduccinelctrica. No obstante, suincidencia es mucho menosacusada al alcanzarse la

    prctica saturacin del terreno,lo que sucede en torno a

    porcentajes del orden de un15 %, en peso.

    En relacin con este factor, se dice en el punto 4.3 de la RAT 13, transcripcin que no necesita deningn comentario:

    "Cuando la humedad del terreno vare considerablemente de unas pocas del ao a otras, se tendr

    en cuenta esta circunstancia al dimensionar y establecer el sistema de tierra. Se podrn usarrecubrimientos de gravas como ayuda para conservar la humedad del suelo".

    Temperatura

    La resistividad del terreno aumenta a medida que desciende la temperatura y ese aumento se acusamucho al alcanzarse los 0C, hasta el punto que, a medida que es mayor la cantidad de agua enestado de congelacin, se va reduciendo el movimiento de los electrlitos -que, como se ha visto,influyen decisivamente en la resistividad del terreno-, elevndose ostensiblemente la misma, tal comose aprecia en la figura 6. Sobre este agente, se indica en la RAT 13 (4.4):

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    "AIalcanzar el suelo temperaturas inferiores a los 0 C aumenta mucho su resistividad. Por ello, enzonas con peligro de heladas los electrodos se enterrarn a una profundidad que no alcance esatemperatura o se tendr en cuenta esta circunstancia en el clculo.

    y en el punto 3.5, relativo a la instalacin de electrodos:

    "Se deber tener presente la influencia de las heladas para determinar la profundidad de lainstalacin".

    Figura 6. La temperatura, engeneral, incrementa la solubilidadde las sales en el a agua, porcuya razn disminuir laresistividad. Su descenso pordebajo de los 0 C, aparte dereducir la solubilidad, origina la

    congelacin de electrlito,dificultando notablemente laconduccin elctrica yocasionando un importanteincremento de la resistividad.

    Granulometra

    Es un elemento importante que influye, a la vez, sobre la porosidad y el poder retenedor de humedady tambin sobre la calidad del contacto con los electrodos, incrementndose la resistividad con elmayor tamao de los granos. Esta es la razn de que el valor de la resistividad de la grava seasuperior al correspondiente a la arena y que el de sta supere al de la arcilla.

    Los suelos de grano grueso (gravas, guijarros, etc.) se prestan mal al establecimiento de buenas

    redes de tierra, circunstancia que se puede paliar rodeando la superficie de los electrodos de un ciertoespesor de tierra fina o de otro material relativamente conductor.

    Compacidad

    La resistividad se ve tambin afectada por el grado de compactacin del terreno, disminuyendo alaumentar ste.

    En el punto 3.5, Instalacin de electrodos, de la MIE RAT 13 puede leerse:

    "Se procurar utilizar las capas de tierra ms conductoras, hacindose la colocacin de electrodos conel mayor cuidado posible en cuanto a la compactacin del terreno".

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    Estratigrafa

    La resistividad total de un terreno es la resultante de las correspondientes a las diversas capas que lo

    constituyan. Puede suceder que una sola capa presente una resistividad tan baja que la influencia delas dems sea imperceptible, tal como cuando se alcanzan zonas de agua o el nivel fretico.

    Queda, pues, justificado que la resistividad de las capas superficiales de un terreno presentevariaciones estacionales bajo el efecto del hielo y de la sequedad (que la aumentan) o de la humedad(que la disminuye). Esta accin puede hacerse notar hasta una profundidad de varios metros, encondiciones climticas extremas y prolongadas.

    Ser, por tanto, prudente tener en cuenta estas variaciones de resistividad en el establecimiento deuna red de tierras enterrada a una profundidad del orden de 1 metro.

    Puede concluirse en que claramente se v que la resistividad del terreno es una magnitud variable yque el nico camino aceptable para conocer su valor consistir en medirla, lo que permitir establecersu magnitud en las condiciones existentes en cada caso.

    OTROS FACTORES

    La resistividad del suelo es, en ausencia de efectos secundarios, prcticamente independiente de laintensidad de la corriente que lo recorre, propiedad de la que se har uso ms adelante, en el captuloreferente a Mediciones, para de la utilizacin de intensidades dbiles en las comprobaciones de lastensiones de seguridad y extrapolar esos resultados a regmenes de corriente mucho msimportantes.

    Existen, sin embargo, otros factores distintos de los ya enumerados que son susceptibles de modificarapreciablemente la resistividad del terreno pero que, por su naturaleza elctrica, slo pueden surgirposteriormente al establecimiento de la red de tierra, tales como:

    a) El efecto de gradientes de potencial elevados.b) EI calentamiento del suelo a consecuencia de la circulacin de corrientes de puesta a tierra

    elevadas o de forma prolongada.

    a) Gradientes de potencial elevados

    Cuando el contacto entre un electrodo y el terreno es mediocre, pueden establecerse -en condicionesde circulacin de corriente de defecto y a partir de un cierto valor- pequeas descargas que,franqueando Ias delgadas capas aislantes que separen los dos medios, contribuyan a igualar lospotenciales de amos. La resistencia del sistema de puesta a tierra arrojara, en estas condiciones,valores inferiores a los que se hubieran obtenido cuando no se produca el fenmeno, acusndoseprincipalmente esta reduccin en instalaciones de puesta a tierra de pequeas dimensiones.

    Para magnitudes de la corriente de puesta a tierra muy importantes, el gradiente de potencial puedellegar, en las proximidades inmediatas de los electrodos, a alcanzar valores que provoquen laperforacin del terreno, dando lugar a la formacin de uno o varios arcos que, a partir de puntos delelectrodo, se propaguen a travs del suelo en diversas direcciones y con eventuales ramificaciones,hasta que se deje de verificar la superacin del nivel de tensin crtico (algunos kV/cm).

    Prescindiendo de la cada de tensin en los arcos, la traduccin de este efecto -que slo serapreciable en el caso de electrodos de pequeas dimensiones- es prolongar, de alguna manera, lasdimensiones de los mismos, que se comportarn como si fueran de mayor tamao o bien se hubierareducido la resistividad del terreno pero, por diseo, debe evitarse el establecimiento de talesdescargas porque deterioran rpidamente los electrodos.

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    Tampoco, desde el punto de vista de las descargas atmosfricas, es posible beneficiarse de loanterior porque la velocidad de propagacin de los arcos en el suelo es muy lenta para ser tenida encuenta durante la breve duracin del abrupto frente de la descarga del rayo.

    b) Calentamiento del suelo por la circulacin de corrientes elevadas

    El calentamiento del suelo tiende a aumentar su conductividad mientras no vaya acompaado dedesecacin. La resistividad de una capa de terreno puede disminuir en una relacin de 2 a 1 paratemperaturas entre algunos grados y 20 a 25 C, y en una relacin del mismo orden entre 20 y 80 C.

    La cantidad de calor que se genera en un electrodo puede considerarse que se divide en dos partes:la acumulada en el volumen de terreno en contacto directo con el mismo, (terreno que presenta uncalor especfico medio, y, de 1,75.10 ws/m

    3C) y otra parte que la absorben las capas circundantes

    ms fras, circulando a travs del terreno (que tiene una conductividad calorfica, A, del orden de

    1,2 WmC).

    El efecto inicial de una circulacin prolongada de corriente por una toma de tierra es disminuir suresistencia, con una importancia que depende de la contribucin al valor total de la misma de lascapas de terreno prximas, pero que no es apreciable ms que para las tomas de tierra dedimensiones pequeas.

    Sin embargo, las corrientes que se presentan normalmente en las instalaciones de puesta a tierra sonde corta duracin, aunque a veces sean de gran magnitud, as que la influencia de la conductividadcalorfica del terreno es, prcticamente, despreciable y slo el calor especfico determina la energaque puede disiparse en una toma de tierra, siendo la elevacin de temperatura proporcional al tiempo.

    La temperatura es mxima en la proximidad inmediata del electrodo, convirtindose las condicionesen crticas cuando se acerca a 100C, al provocarse la evaporizacin rpida del agua ocluida y dejaraal electrodo en contacto con una capa deshidratada muy resistente e, incluso, llegar a producir lacalcinacin del terreno a su alrededor. La toma de tierra pierde entonces su poder de evacuacin y

    tiende a subir su potencial hasta la tensin simple de la red, situacin evidentemente peligrosa. Puedeevitarse que se produzca la desecacin si las protecciones de la red eliminan la corriente de defectoinicial en un tiempo, t, tal que limiten la corriente, i, evacuada por metro, al valor aproximado de:

    A/m10156,4101075,1 4

    26

    t

    d

    td

    tdi

    Expresin en que des el dimetro, en metros, del electrodo. Sobre este particular, en el punto 1.2 dela RAT, Prescripciones en relacin con el dimensionado, se dice:

    "Se tendrn en cuenta las variaciones posibles de las caractersticas del suelo en pocas secas ydespus de haber sufrido corrientes de defecto elevadas".