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miércoles, 25 de mayo de 2011

Interpretaciones Cálculos Mallas de Puesta a Tierra

Un ensayo y un poco de historia
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Los cálculos que me ha tocado realizar para las mallas de puesta a tierra han pasado desde leer la IEEE 80 y hacer hojas Excel para facilitar los cálculos. Tiempo después encontré varias en Internet. Pero no fue hasta un proyecto que estaba viendo y que finalmente fue construido donde midieron la malla y sorpresa: no dio el valor predicho en la memoria de cálculo. Estuve 2 días intentando esclarecer el enigma. Y el misterio no fue tal. Fue más bien sentido común.
Según los innumerables papers y métodos de cálculos para las mallas se tiene como punto de partida las mediciones de la resistividad del terreno, dato que, como después veremos puede no ser tan real como debería, según el modelo matemático explicado en la IEEE 80, la cual es limitada en su metodología.
Los terrenos, según sus composiciones pueden tener cualidades geoeléctricas más o menos definidas. La idea de una malla de puesta a tierra es disipar la corriente de cortocircuito monofásico a tierra que puede afectar a personas o equipos. Sobretodo proteger la vida de las personas ante este tipo de eventos, como contactos directos o indirectos con partes de equipos energizados. Por esta razón, al evaluar una memoria de cálculo de malla de puesta a tierra se debe tener esto en consideración: es la vida de personas las que se debe proteger.
Los conceptos involucrados y la serie de fórmulas que fácilmente pueden ser llevadas a una hoja excel, considerando todas las configuraciones posibles (mallas con cable solamente, con jabalinas y cables, etc.), resulta bastante árido, pero en la búsqueda de una correcta malla a proyectar, existen una serie de análisis que no lo hacen los métodos tradicionales...o no los he sabido interpretar.
Para empezar, existe poca información relacionada con las resistividades equivalentes de los distintos tipos de terreno, para nosotros los eléctricos. Claro, existe la geotecnia que analiza los distintos tipos de terrenos, sus componentes y puedes establecer un modelo donde explican sus características. Entre ellas está la resistividad eléctrica del terreno. Esto, asumiendo una serie de modelos, donde se puede extrapolar una serie infinita de capas de distintas características a unas pocas (por lo general 2 o 3 capas), que "representan" el terreno medido.
Ahora bien, según estos datos y las famosas curvas Orellana Mooney, queda completo el modelo. Es decir de una serie de medidas, llegamos a definir un terreno y su comportamiento geoeléctrico. Pero debemos asumir el riesgo de aplicar un modelo matemático.
Según un profesor, antiguamente para ver si una malla de puesta a tierra estaba bien calculada, paraban a una persona sobre ella. Y hacían un cortocircuito a tierra. Si la persona no sufría daño, la malla estaba bien. En caso contrario, ya saben. Con el tiempo cambiaron esta práctica.
Pero lo que me motivó a escribir este ensayo es la poca claridad de conceptos tras el cálculo de una malla de puesta a tierra. Y creo firmemente que la gran mayoría de Ingenieros eléctricos no comprenden el porqué realizar estos cálculos. O peor aún, no se cuestionan nada. Hay muchísimo material que se encuentra en la nube. Muchos procedimientos. Pero los conceptos tras los cálculos son lo que se ha perdido.
Un día estábamos con un colega y amigo y nos preguntamos porque en las redes de media tensión por lo general se ponía una resistencia a tierra en el neutro del trasformador...la duda surge porque en baja tensión el neutro se aterriza directamente a la malla de puesta a tierra, no obstante de tener corrientes de cortocircuito más grandes que las de media...¿y cuál fue la respuesta? A ver Ingenieros y colegas...Tal vez la respuesta es obvia. Pero muchos no la sabrán. Y nadie pregunta, solo se asume como una de las buenas prácticas.

4 comentarios:

Daniel Alejandro dijo...

Estimado
Es muy interesante tu blog, se encuentra muy buena información. Y respecto al estudio de mallas, creo que estas en lo correcto. Nosotros como eléctricos poseemos las formulas basicas para realizar este calculo. Creo yo que si se quiere calcular una malla con mucha exactitud, se debe realizar un calculo demasiado fino, cosa que en Chile no se paga (Salvo proyectos muy puntuales).
Mis saludos.

Daniel Flores M.

Anónimo dijo...

Excelente tu blog, he bajado mucha información que tu publicaste, te felicito por el aporte, si todos compartieran los conocimientos como tu este mundo seria mucho mejor

Saludos
fgalarce

Unknown dijo...

Excelente material. Se agradece. Saludos.

Hector 04 dijo...

Hola, te felicito por tu iniciativa, respecto al tema cuando el estudio no calza con las mediciones tengo una opinión muy técnica y es que las resistividades aparentes medidas en un pais de sismologia relativamente reciente presentan en muchos lugares sobre todo en el norte comportamientos no homogeneos y anisotropos que producen principalmente 2 efectos:
1.-las curvas son mas bruscas que las estudiadas en su tiempo por orellana y money y por lo tanto no clasifican en ninguna de ellas al tener estas como principio la homeneidad e isotropia
2.- La ecuaciones diferenciales no son exactas y por eso solo son aproximaciones con grados de certidumbre que parten sobre el 70%

la dificultad de esta materia no se condice con la importancia de ella, no es un tema facil y se evade con mucha facilidad y eso da cabida a nuevas y dudosas soluciones como las ya famosas tierras magnetoactivas, la nueva homeopatía electrica misteriosamente aprobada por el sec. Saludos