ACTIVIDAD N: 5FECHA ENVIO:30/05/2014FECHA ENTREGA:05/06/2014

TEMA:Puesta Tierra para proteccin de equipos elctricos y electrnicos

UNIDAD N 1:Fundamentos de las redes elctricas

OBJETIVO: Comprender la importancia de la puesta tierra. Medidas de precaucin de la puesta tierra.

PROBLEMA:Resolver las interrogantes que tienen los estudiantes acerca sobre la puesta tierra, as mismo conozcan la importancia de la misma.

INDICADOR DE EVALUACION:

CALIFICACIN

CRITERIOS DE EVALUACIN: A criterio del docente de acuerdo al indicador de evaluacin del Syllabus (algunos ejemplos:)Siempre(100%)A veces(75%)Nunca(10%)

CAPACIDAD DE COMUNICACIN. EN EXPOSICIONES Responde claramente a las preguntas que se le realizan. Demuestra seguridad en el tratamiento de los temas. Toma en cuenta los elementos vocales y verbales (mantiene: tono, nfasis, claridad durante la presentacin). Mantiene el mismo tono de voz durante la exposicin. Habla con claridad y en forma coherente durante la exposicin. Resalta aspectos importantes del tema Toman en cuenta los elementos visuales, (postura, viste de acuerdo a la ocasin, accesorios, gestos, ademanes). Sostiene una postura adecuada durante la exposicin. Utiliza un vestuario adecuado para hacer la presentacinEN IMPRESOS Entrega documentacin impresa y digital. (Siguiendo las normas y convenciones para la escritura y sin falta de ortografa). La redaccin del documento debe ser clara. Debe incluir todas las fuentes de donde tom la informacin. Cumple con el formato, normas y estructura para la elaboracin del documento.

APLICACIN DE VALORES. Puntualidad. Entrega de trabajo a tiempo Responsabilidad tica. El trabajo es indito y respeta la propiedad intelectual Responsabilidad profesional. Cumple con las normas tcnicas.

USO DE RECURSOS: Recursos bibliogrficos fidedignos y con validez cientfica Recursos tecnolgicos adecuados

CAPACIDAD DE REFLEXIN. Incluye ejemplos claros que permiten un mejor entendimiento del tema.

CONOCIMIENTO TCNICO. Destreza con las herramientas informticas.

TIPO DE ACTIVIDAD

LUGARALCANCEFORMA

Intraclase x ExtraclaseIndividual X GrupalTaller Sntesis, esquemasCaso de estudioX InvestigativaVinculacin con la colectividadPrctica en laboratorioPrctica en claseResolucin de problemas, ejerciciosx Ensayo, artculox Informe de exposicin

ROLES Y RESPONSABILIDADES DE LOS PARTICIPANTES EN LA TAREA:

NOMBRE ESTUDIANTEROLDESCRIPCIN

Castillo Crespn Jimmy Franco Maldonado Roberto

INTRODUCCINLos sistemas de puesta a tierra, contribuyen de forma importante a la proteccin y el buen funcionamiento de los sistemas de energa elctrica. La red de puesta a tierra tiene la funcin de garantizar una referencia de potencial y permitir la circulacin de corrientes no equilibradas. Prcticamente todos los equipos elctricos y electrnicos necesitan estar conectados a una red de tierra. Las torres que sostienen las lneas de transporte estn conectadas a tierra. Las subestaciones elctricas requieren de una importante red de puesta a tierra que garantice el buen funcionamiento del sistema y la seguridad de las personas, animales y bienes que se encuentran en las cercanas. Las normas y recomendaciones nacionales e internacionales recogen una serie de criterios relativos a la seguridad de las personas y a los materiales que deben utilizarse en la construccin de las redes de puesta a tierra. En general las normas recomiendan las mximas tensiones tolerables de paso y contacto, as como la revisin de los potenciales transferidos en una subestacin o entre una subestacin y el medio externo. La red de puesta a tierra debe ser capaz de tolerar corrientes de cortocircuito durante el tiempo transcurrido entre la produccin del fallo y la actuacin de las protecciones e interruptores que eliminan la falta, sin deteriorar sus propiedades mecnicas ni elctricas. Tambin debe ser capaz de drenar corrientes inyectadas a tierra, provenientes de descargas atmosfricas o por actuacin de los pararrayos frente a sobretensiones, sin producir diferencias de potencial significativas que puedan ocasionar el deterioro prematuro de equipos importantes en la subestacin, plantas industriales, edificaciones o lneas de transporte En la actualidad la red de puesta a tierra de un sistema juega un papel muy importante en el apantallamiento de los sistemas de comunicaciones y control. Los ordenadores, los autmatas industriales y otros equipos electrnicos requieren condiciones muy concretas en lo referente a la puesta a tierra para su buen funcionamiento. Las redes de comunicacin telefnicas convencionales dependen en gran medida del sistema de puesta a tierra, tanto para la reduccin de interferencias como para la proteccin contra las fuerzas electromotrices inducidas

MARCO TERICOSistema de puesta TierraUn sistema de puesta a tierra consiste en la conexin de equipos elctricos y electrnicos a tierra, para evitar que se daen los equipos en caso de una corriente transitoria peligrosa, o tambin que por falta de aislamiento en uno de los conductores y al quedar en contacto con las placas de los contactos y ser tocados por alguna persona pudiera ocasionarle lesiones o incluso la muerte.Objetivos Brindar seguridad y proteccin a los seres humanos Proteger los equipos, instalaciones, garantizando estabilidad y correcta operacin Establecer la permanencia, de un potencial de referencia, al estabilizar la tensin elctrica a tierra, bajo condiciones normales de operacin. Disipar la corriente asociada a descargas elctricas producidas por fenmenos meteorolgicos y limitar las sobre tensiones generadas. Dispersar las cargas estticas a tierra.Elementos de un sistema de puesta a tierra Electrodos de puesta a tierra. Barrajes o conductores equipotenciales. Conductores de enlace. Puentes de conexin equipotencial. Conectores y/o soldaduras.Electrodos de puesta a tierraLos electrodos son elementos metlicos que permanecen en contacto directo con el terreno. Estos estarn construidos con materiales inalterables a lahumedady a la accin qumica del terreno. Por ello, se suelen usan materiales tales como elCobre, elAcero galvanizadoy elhierro zincado.Para realizar un sistema de puesta a tierra se necesitan electrodos de tierra, los cuales existen de muchos tipos, algunos mejores que otros en ciertas caractersticas como el costo, entre otras.Los electrodos pueden ser artificiales o naturales. Se entiende por electrodos artificiales los establecidos con el exclusivo objeto de obtener la puesta a tierra, y por electrodos naturales las masas metlicas que puedan existir enterradas.Electrodo natural.- columnas, tubera de aguaElectrodo Artificial.- Varilla de cobre.

INSTALACIONES QUE DEBEN SER CONECTADAS A UN SPAT (sistema puesta a tierra)Al sistema de puesta a tierra que corresponda segn su clasificacin se conectarn, Los tomacorrientes y las masas metlicas de una instalacin elctrica del cualquiera sea su tipo. Las estructuras metlicas y las armaduras de columnas y muros de hormign. Las instalaciones interiores ejecutadas con conducciones metlicas correspondientes a los servicios de agua y calefaccin as como calderas, depsitos, instalaciones de ascensores y montacargas, y en general toda estructura metlica sea de ndole fija, mvil o provisoria que pueda quedar accidentalmente bajo tensin. Las instalaciones de pararrayos Las instalaciones de radioelctricas en general. Diferencia entre neutro y tierraLa diferencia de estos dos elementos es que el neutro lo usamos como regreso de nuestra lnea de alimentacin o en otras palabras es por donde pasa la corriente de regreso a los postes de suministro elctrico.Por otro lado la conexin a tierra, es la conexin que usamos para que circule la corriente no deseada o descargas elctricas hacia tierra para evitar que daen a equipos elctricos, electrnicos e incluso a personas, explicado de otra forma es la conexin que usamos para la proteccin personal y de equipos contra sobre tensiones o descargas elctricas de cualquier tipo.Qu instrumento se utiliza para medir la resistencia?Para medir la resistencia se utiliza un instrumento denominado telurmetro.

Este aparato se basa en el mtodo de compensacin y funciona con un generador magneto de c.a., que lleva un transformador en serie de relacin exacta, es decir, que la intensidad por el primario es siempre igual a la del secundario.Medicin de la resistividad del terreno

Resistividad del terreno.- es la propiedad que tiene ste, para conducir electricidad, es conocida adems como la resistencia especfica del terreno.

Por qu determinar la resistividad del terreno?Conocer la resistividad del terreno es especialmente necesario para determinar el diseo de la conexin a tierra de instalaciones nuevas (aplicaciones en campo abierto) para poder satisfacer las necesidades de resistencia de tierra. Lo ideal sera que encontrase un lugar con la menor resistencia posible. Pero, como hemos dicho anteriormente, las malas condiciones del terreno pueden superarse con sistemas de conexin a tierra ms elaborados.La composicin, el contenido en humedad y la temperatura influyen en la resistividad del terreno. El terreno es rara vez homogneo y, la resistividad del mismo vara geogrficamente y a diversas profundidades.El contenido en humedad cambia segn la estacin del ao, vara en funcin de la naturaleza de las subcapas de la tierra y la profundidad del nivel de agua subterrnea permanente. Dado que el terreno y el agua generalmente son ms estables en estratos ms profundos, se recomienda que las varillas de toma de tierra se coloquen lo ms profundo posible en la tierra, en el nivel de agua subterrnea si fuera posible. Asimismo, las varillas de toma de tierra se deben instalar en un lugar donde haya temperatura estable, por ejemplo, por debajo de la profundidad de la helada.Para que un sistema de conexin a tierra sea eficaz, debe estar diseado para soportar las peores condiciones posibles.Cmo se calcula la resistividad del terreno de forma analtica?El procedimiento de medicin que se describe a continuacin emplea el mtodo Wenner aceptado universalmente y desarrollado por el Dr. Frank Wenner, miembro de la agencia de estndares de EE.UU., en 1915. (F. Wenner, A Method of Measuring Earth Resistivity; Bull, National Bureau of Standards, Bull 12(4) 258, p. 478-496; 1915/16.)La frmula es:Dividir Ohmios-centmetros entre 100 para convertirlos en Ohmios-metros. Observe sus unidades.

Ejemplo:Ha decidido instalar varillas de toma de corriente de tres metros de longitud en su sistema de conexin a tierra. Para medir la resistividad del terreno a tres metros de profundidad ya se explic que es necesario dejar una separacin entre los electrodos, que en este caso sera de tres metros.Para medir la resistividad del terreno, inicie el comprobador Fluke 1625 y lea el valor de la resistencia en Ohmios. Supongamos que en este caso el valor de resistencia es de 100 Ohmios. De acuerdo a esto, en este ejemplo sabemos que:A = 3 metros y,R = 100 OhmiosPor tanto, la resistividad del terreno sera:r= 2 xpx A x Rr= 2 x 3.1416 x 3 metros x 100 Ohmiosr= 1885 m

Cmo se mide la resistividad del terreno con fluke 1625?Para medir la resistividad del terreno, conecte el comprobador de resistencia de tierra (fluke 1625) tal y como se muestra ms abajo.

Como puede ver, se colocan en el terreno cuatro picas en lnea recta equidistantes entre ellas. La distancia entre las picas debe ser al menos el triple que el valor de profundidad de la pica. Por lo tanto, si la profundidad de cada pica es de 30 cm, asegrese de que la distancia entre las picas es como mnimo de 91 cm. El Fluke 1625 genera una corriente conocida a travs de las dos picas exteriores y se mide la cada en el potencial de tensin entre las dos picas interiores. Mediante la Ley de Ohm (V = IR), el comprobador Fluke calcula de forma automtica la resistividad del terreno.Dado que elementos como piezas de metal enterradas o acuferos subterrneos distorsionan e invalidan a menudo los resultados de la medicin, siempre se recomienda realizar mediciones adicionales en las que los ejes de las picas se hayan girado 90 grados. Al cambiar la profundidad y la distancia varias veces, se produce un perfil que puede determinar un sistema de resistividad del terreno adecuado.Las mediciones de resistividad del terreno a menudo se ven distorsionadas por la existencia de corrientes de tierra y sus armnicos. Para impedir que esto ocurra, el Fluke 1625 emplea un sistema de control automtico de frecuencia, el cual selecciona automticamente la frecuencia de medicin con la mnima cantidad de ruido que le permita obtener una lectura clara.

METODOS DE MEDICIONES DE TIERRASEl mtodo de WennerConsiste en medir la resistividad del suelo, para esto se insertarn 4 electrodos en el suelo. Los cuatro electrodos se colocan en lnea recta y a una misma profundidad de penetracin, las mediciones de resistividad dependern de la distancia entre electrodos y de la resistividad del terreno.Se disponen en lneas rectas y equidistantes, simtrica respecto al punto en el que se desea medir la resistividad de suelo, no siendo necesario que la profundidad de las piquetas, que para ello se utilizan, sobrepase los 30cm. El aparato de medida es un telurmetro clsico, siendo los dos electrodos extremos los de inyeccin de la corriente de medida, I, y los dos centrales, los electrodos de medida de potencial (igual a 3a en este).

Mtodo de los cuatro electrodos

Es el ms utilizado para determinar la resistividad del terreno. En este procedimiento, se establece la resistividad, en funcin de la profundidad en la vertical de un punto, haciendo circula una corriente, I, con ayuda de un generador, G entre dos electrodos puntuales, de pequeas dimensiones, hincados en el suelo A y B. En terreno homogneo, de resistividad P , el valor del campo elctrico, E, en el punto O, debido a la presencia de las cargas elctricas de signos contrarios procedente de A y B, tiene por valor

Si el Punto O est situado en la mitad de AB, de tal forma que AO= OB = x, queda

De donde se deduce la formula siguiente de la resistividad del suelo bajo el punto O:

Puesto que el suelo raramente es homogneo, realmente la formula expresa la resistividad aparentes de las capas existentes en el suelo bajo en punto O, justo hasta la profundidad alcanzada por el filete de intensidad de corriente media que circula entre los electrodos A y B.Prcticamente, el campo elctrico, E, se determina por el cociente entre la diferente de potencial Uc Ud que existen entre dos sondas de tierra, C y D dispuesta simtricamente con relacin a O y su separacin, L.

Expresando la diferencia de potencial en funcin de la distancia respectiva de los puntos C y D con respecto a las corrientes +I y I, se tiene:

Y, por tanto, la resistividad aparente , de las capas acumuladas del terreno debajo del punto O ser:

Que es la formula general para la medida de la resistividad aparente del terreno, cualquiera que sean las longitudes existentes entre los electrodos, despreciando la profundidad de enterramiento de las picas de medida.El termino (Uc Ud) / I es la resistencia R en ohmios, que proporcionan directamente los instrumentos de 4 bornes comnmente utilizados, cuyo circuito voltimtrico se conecta a las tomas C y D y el ampermetro a la A y B.En el caso de que el suelo sea homogneo la resistividad aparente es idntica a la resistividad real.

Mtodo De la Tierra conocidaEste mtodo consiste en encontrar la resistencia combinada entre el electrodo a probar y uno de resistencia despreciable.

Figura 1 Mtodo de la tierra conocidaRx+Ro

En este mtodo se hace circular una corriente entre las dos tomas de tierra, esta corriente se distribuye en forma similar a las lneas de fuerza entre polos magnticos. El inconveniente de este mtodo es encontrar los electrodos de resistencia conocida y los de resistencia despreciable.

Mtodo de los dos puntosEste mtodo resulta de una simplificacin del expuesto precedentemente. En este caso, se mide la resistencia total de la toma de tierra bajo ensayo y de otra toma auxiliar, cuya resistencia de tierra se presupone despreciable frente a la primera.Como es de esperar, el valor de resistencia que se obtiene de esta manera est sujeto a grandes errores cuando se usa para medir resistencias pequeas, pero en algunas ocasiones es muy prctico para los ensayos "por s o por no".

Mtodo de los tres puntos triangulacinConsiste en enterrar tres electrodos (A, B, X), se disponen en forma de tringulo, tal como se muestra en la figura 2, y medir la resistencia combinada de cada par: X+A, X+B, A+B, siendo X la resistencia de puesta a tierra buscada y A y B las resistencias de los otros dos electrodos conocidas.

Las resistencias en serie de cada par de puntos de la puesta a tierra en el tringulo ser determinada por la medida de voltaje y corriente a travs de la resistencia. As quedan determinadas las siguientes ecuaciones:Mtodo de la relacinEn este mtodo la resistencia a medir, es comparada con una resistencia conocida, comnmente usando la misma configuracin del electrodo como en el mtodo de la cada de potencial. Puesto que este es un mtodo de comparacin, las resistencias son independientes de la magnitud de corriente de prueba.La resistencia en serie R de la tierra bajo prueba y una punta de prueba, se mide por medio de un puente el cual opera bajo el principio de balance a cero.

Mtodos de medicin de la resistencia de tierra Algunos de estos medidores adems permiten realizar la medicin de la resistencia de tierra mediante un mtodo simplificado que en lugar utilizar como referencia las dos picas auxiliares se pueden utilizar una tubera de agua o el propio neutro.

METODOLOGA / DISEO DE INVESTIGACINLa metodologa utilizada en el desarrollo de esta investigacin ha sido debido a muchos libros y pginas web confiables como son http://www.fluke.com y la Puesta a tierra de instalaciones elctricas y el R.A.T..Dada la temtica de esta investigacin considero importante la utilizacin de una puesta tierra ya sea en el hogar o en un edificio o empresa, debido a los fallos elctricos que puedan ocurrir, para evitar daos a los artefactos elctricos y aun ms importantes, salvaguardar vidas humanas.Para el correcto desarrollo del informe se ha realizado una investigacin resumida y con palabras entendibles para la fcil comprensin de los lectores.

SOLUCIN O RESULTADOS

CRITERIOS PERSONALES 1. Qu lo llev a considerar estas respuestas cmo vlida, en qu se fundamenta?Se fundamenta en la profunda investigacin que se realiz de pginas web y libros confiables y de alta calidad informativa, lo cual nos ayud mucho aclarecer nuestras dudas debido a una fcil compresin por parte de los autores.

2. Qu problemas se presentaron al momento de elaborar la solucin?

El tema que nos toc realizar esta investigacin, es un tema con demasiada informacin, a lo que nos referimos es que encontramos libros con cientos de pginas, lo cual en parte nos ayud mucho porque es preferible tener un tema con mucha informacin a un tema que carezca de ella pero por otro lado no nos ayud mucho a la hora de elegir informacin debido a que el tema de puesta tierra es muy extenso y se nos complic mucho a la hora de elaborar nuestro informe y dar una exposicin no tan larga para que no se torne aburrida.

3. Qu se me hizo ms fcil resolver en este trabajo?

La elaboracin de los criterios personales.

4. Cmo te ayud este trabajo a aprender algo nuevo o a reforzar conocimientos anteriores?Ayud mucho porque a travs de esta investigacin aprendimos algo nuevo, lo cual nos ayudar mucho en nuestra carrera.5. Puedes describir algunas relaciones entre este trabajo, otras asignaturas que estas estudiando y la vida real?Este trabajo est estrechamente relacionado con nuestra carrera y cada uno de los aspectos de la vida real ya que nuestros equipos elctricos y electrnicos de nuestro hogar necesita de una puesta tierra para su proteccin y proteccin de la vida humana.6. Qu no he logrado comprender? Como dijimos antes, el tema de puesta tierra es muy extenso, por lo cual hay muchas cosas que no logramos comprender.7. Qu debo mejorar?Falta mejorar la capacidad investigativa y la eficiencia al momento de recabar informacin.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONESConclusinAl concluir con este proyecto investigativo se ha llegado a las siguientes conclusiones: Se logr obtener un claro conocimiento de la importancia de la puesta tierra en los hogares u edificios. Se logr conocer cmo se calcula la resistividad del terreno de forma analtica. Se afianzaron los conocimientos en el uso del comprobador de resistencia de tierra (fluke 1625).

Recomendacin Antes de utilizar cualquier componente elctrico se debe consultar e investigar el funcionamiento y el su correcto uso para evitar la prdida del mismo (Uso del fluke 1625). Se recomienda tener precaucin al momento de realizar una puesta tierra.

REFERENCIAS BIBLIOGRFICASRogelio Garca Mrquez, La Puesta a tierra de instalaciones elctricas y el R.A.T.http://books.google.com.ec/books?id=iQ8iYy7RT4gC&printsec=frontcover&dq=puesta+tierra&hl=es&sa=X&ei=ca6OU7eEHbPMsQSQs4LQBg&ved=0CDAQ6AEwAA#v=onepage&q=puesta%20tierra&f=false

Ospina, Jaime Alejandro Valencia Velsquez, Carlos Alberto Crdenas Agudelo, Walter Mauricio Villa Acevedo(2007) Fundamentos e ingeniera de las puestas a tierra: Respuestas ante fallas elctricas y rayos, Primera edicin

http://books.google.com.ec/books?id=0_lfdN3rHNsC&pg=PA3&dq=puesta+tierra&hl=es&sa=X&ei=ca6OU7eEHbPMsQSQs4LQBg&ved=0CDwQ6AEwAg#v=onepage&q=puesta%20tierra&f=false

MANUAL DE TECNICAS EN MEDICIONES DE SISTEMA DE PUESTA A TIERRA.- 2000- Tesis de grado. Universidad de la Salle, Santaf de Bogot.4