Calculo de mallas

DISEÑO Y CALCULO DE MALLAS A TIERRA Y PROTECCIONES
“REGISTRO FOTOGRAFICO Y ANALISIS DE CAMPO”

NOMBRES:
o
o
o
o
o
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


Aaron Ortiz
Isaac San Juan
Bastián González
Alan Miranda
José Arce
CARRERA: Ingeniería en Electricidad y Automatización
SECCION: 004V
PROFESOR: Juan Marambio
FECHA: 04/11/23
1
INDICE
INTRODUCCIÓN................................................................................. 3
DESCRIPCIÓN DEL LUGAR DE MUESTREO.................................... 4
PROCEDIMIENTOS DE SEGURIDAD ................................................ 5
PROTECCION PERSONAL ................................................................6|
ANALISIS SEGURO DE TRABAJO..................................................... 7
PASOS A SEGUIR PARA EL MUESTREO ......................................... 9
INSTRUMENTO A UTILIZAR .............................................................10
METODO A UTILIZAR .......................................................................11
EVIDENCIA FOTOGRAFIA DE MUESTREO .....................................12
Cálculos de Malla A Tierra..................................................................17
CURVAS ............................................................................................18
CALCULOS DE MALLA PROPUESTA ...............................................19
Obtener estructura del terreno .........................................................19
Resistividad de cada estrato ............................................................20
Profundidad de cada estrato ............................................................20
Interpretación.......................... Ошибка! Закладка не определена.
Obtención de la resistividad equivalente del terreno ............ Ошибка!
Закладка не определена.
CONCLUSION ...................................................................................25
BIBLIOGRAFÍA ..................................................................................26
2
INTRODUCCIÓN
La salida a terreno realizada en el marco del curso “Cálculo de Mallas a Tierra” se erige
como un componente esencial en nuestra formación al proporcionar una valiosa
oportunidad para aplicar los conocimientos teóricos adquiridos, ahora en un entorno
práctico y tangible. En este contexto, el objetivo principal de la experiencia radicó en el
uso del telurómetro, una herramienta crucial para evaluar la resistencia a tierra en
sistemas eléctricos, y su correspondiente procedimiento de medición.
El telurómetro, es un dispositivo de alta precisión, desempeña un papel central en la
determinación de la resistencia del terreno, factor de crucial importancia para asegurar la
seguridad y eficiencia de las instalaciones eléctricas. Esta jornada de campo permitió la
realización de mediciones detalladas en distintos puntos del terreno, ofreciendo una
comprensión profunda de la variabilidad de las condiciones del suelo y su directa
influencia en los valores de resistencia obtenidos. Asimismo, se abordaron aspectos
técnicos relativos a la correcta utilización del Instrumento, incluyendo su uso y manejo
preciso, garantizando así la exactitud de las mediciones realizadas. Esta experiencia
constituye un componente importante en nuestra formación técnica, al conectar de forma
tangible los conceptos teóricos con la práctica real y dotarnos con las habilidades
necesarias para abordar proyectos eléctricos con seguridad y eficiencia.
El objetivo del trabajo planteado es aplicar y validar el uso del telurómetro, así como
comprender el procedimiento de medición asociado, en el contexto del curso. Además de
realizar cálculos pertinentes para analizar si la malla propuesta cumple con las exigencias
del terreno medido en términos de resistencia a tierra.
3
DESCRIPCIÓN DEL LUGAR DE MUESTREO
El lugar de muestro utilizado para las mediciones se ubica en el corazón de la comuna de
San Bernardo, más precisamente entre las calles Francisco Miralles y Nicolás Guzmán,
sector sur de Santiago, se caracteriza por un ambiente húmedo la mayor parte del año.
Generalmente en una plaza común de barrio, el tipo de suelo suele ser una mezcla de
tierra, arena y posiblemente algunos elementos orgánicos. En términos simples se
clasificaría como suelo natural no tratado. En cuanto a la descripción técnica, se trataría de
un suelo heterogéneo, compuesto principalmente por partículas de diferentes tamaños,
incluyendo arena, limo y arcilla en diversas proporciones. La conductividad del suelo, que
es relevante para la eficacia de la malla a tierra, estaría sujeta a variaciones dependiendo
de factores como la humedad y la composición exacta del suelo en ese lugar específico.
Coordenada exacta del muestreo: -33.5994205, -70.7086227
4
PROCEDIMIENTOS DE SEGURIDAD
Antes de comenzar, cuando se realiza un análisis de suelo con un telurómetro para el
muestreo de una malla a tierra, es importante seguir procedimientos de seguridad para
proteger a las personas involucradas y asegurarse de obtener mediciones precisas y
confiables, teniendo siempre presente las reglas de oro, procedimientos y uso de elementos
de protecciones personal.
Procedimientos de Seguridad:
1. Evaluación del Sitio: Antes de comenzar, se debe realizar una evaluación del sitio
para identificar cualquier peligro potencial, como obstrucciones en el suelo, cables
eléctricos u otros riesgos.
2. Aseguramiento de la Zona: Asegúrate de que el área esté claramente marcada y
que no haya acceso no autorizado mientras se está realizando el análisis.
3. Apagar Fuentes de Energía: Si es posible, desconecta o apaga cualquier fuente
de energía cercana para reducir el riesgo de choque eléctrico.
4. Verificación de Condiciones del Suelo: Antes de realizar la medición, asegúrate
de que el suelo esté seco y limpio para obtener mediciones precisas.
5. Evitar Condiciones Meteorológicas Extremas: Evita realizar mediciones en
condiciones de lluvia intensa o tormentas eléctricas, ya que esto puede afectar los
resultados y aumentar los riesgos.
6. Mantener una Distancia Segura: Mantén una distancia segura de cualquier equipo
eléctrico o estructuras metálicas mientras se realiza la medición.
5
PROTECCION PERSONAL
Equipo de Protección Personal:
1. Guantes Aislantes: guantes aislantes para protegerte contra posibles corrientes de fuga
a través de tus manos.
2. Calzado Aislante: calzado con suela aislante para reducir el riesgo de corriente eléctrica
que pueda pasar a través del suelo.
3. Gafas de Protección: gafas de protección para proteger tus ojos de cualquier partícula
o salpicadura de suelo.
4. Casco de Seguridad: casco de seguridad para protegerte contra caídas de objetos o
golpes.
5. Ropa Adecuada: ropa resistente y apropiada para el entorno, evitando materiales
conductores.
6. Dispositivos de Advertencia: como se está trabajando en un entorno con tráfico o
movimiento de personas, se recomienda utilizar dispositivos de advertencia como chalecos
reflectantes y limitadores de espacio como barreras o cintas.
7. Kit de Primeros Auxilios: Es recomendable tener acceso a un kit de primeros auxilios
en caso de emergencia.
6
ANALISIS SEGURO DE TRABAJO
A continuación, se proporciona un AST tipo, según nuestras consideraciones para llevar a
cabo el análisis de suelo, garantizando la seguridad de los operadores y la precisión de
los resultados. Cada paso debe seguirse meticulosamente y se debe prestar especial
atención al uso del EPP recomendado.
Análisis de Suelo con Telurómetro - Procedimiento de Trabajo Seguro (AST)
Objetivo: Realizar un análisis de suelo utilizando un telurómetro para la toma de
muestra de una malla a tierra, garantizando la seguridad de los operadores y la
precisión de los resultados.
Pasos del Procedimiento
Verificación
1. Evaluación del Sitio: Identificar riesgos potenciales.
☐
2. Aseguramiento de la Zona: Marcar y asegurar el área.
☐
3. Desconexión de Fuentes de Energía: Desconectar/apagar fuentes de
energía.
☐
4. Verificación de Condiciones del Suelo: Suelo seco y limpio.
☐
7
Pasos del Procedimiento
Verificación
5. Colocación del Electrodo y Conexión del Telurómetro: Insertar
electrodo y conectar telurómetro.
☐
6. Uso de EPP: Guantes aislantes, calzado aislante, gafas, etc.
☐
7. Mantener Distancia Segura: De equipos eléctricos o metálicos.
☐
8. Realización de Mediciones: Usar telurómetro y registrar valores.
☐
9. Condiciones Meteorológicas Extremas: Evitar mediciones en clima
adverso.
☐
10. Finalización del Trabajo: Desconectar telurómetro y retirar electrodo.
☐
11. Almacenamiento del Equipo: Guardar equipos adecuadamente.
12. Informe y Registro: Registrar resultados.
☐
☐
8
PASOS A SEGUIR PARA EL MUESTREO
Para llevar a cabo una toma de muestra para una malla a tierra, se seguirían los siguientes
pasos:
1. Preparación del lugar y seguridad: Se elegiría un punto representativo en la plaza
donde se instalará la malla a tierra. Este punto debería estar lo suficientemente
cerca de la estructura que se va a proteger, se tomaran en cuenta las medidas de
protección y seguridad pertinentes.
2. Ubicación: Se debe proponer la distancia de inserción de los electrodos en
diferentes muestreos, para ello, previamente, se debe medir la distancia de inserción
donde irá cada electrodo.
3. Colocación del electrodo: Se insertaría los electrodos (usualmente de cobre) en
la superficie elegida y previamente medida. Este electrodo servirá como punto de
conexión para la malla a tierra.
4. Conexión al telurómetro: El telurómetro se conectará a los electrodos en el suelo
y como resultado de la medición, dará resistencia del terreno Esta medición
ayudaría a determinar la eficiencia de la malla a tierra.
5. Registro de datos: Los valores obtenidos del telurómetro se registrarían para su
posterior análisis.
9
INSTRUMENTO A UTILIZAR
El probador de aislamiento de tierra MI 2088 es un instrumento de prueba portátil,
multifuncional y altamente profesional diseñado para realizar mediciones de resistencia de
tierra, resistencia de aislamiento y continuidad de conductores de protección. El probador
de aislamiento de tierra permite el método de medición de resistencia de tierra de 4
cables, el método de resistencia de tierra de 4 cables en combinación con una
abrazadera, la medición de resistencia de tierra de dos abrazaderas, la medición de
resistencia de tierra específica de 4 cables y la medición de corriente TRMS. Además, el
instrumento puede comprobar la tensión de ruptura de los dispositivos de protección
contra sobretensiones, es necesario realizar sus calibración y mantenciones periódicas
para un correcto funcionamiento y resultado
10
METODO A UTILIZAR
Método que usar para la medición:
Para la toma de resistencia de puesta a tierra, se debe tener en cuenta el espacio en donde
se va a realizar la prueba y las condiciones, de manera que tenga la certeza del método
Método 1: Si el terreno es amplio y no se encuentran obstáculos más o menos a 20 metros
a la redonda, además la estructura está aterrizada con una varilla.
11
EVIDENCIA FOTOGRAFIA DE MUESTREO
Distancia de electrodos:
1.10m
Distancia de electrodos:
1.20m
Distancia de electrodos:
1.30m
12
Distancia de electrodos:
1.50m
Distancia de electrodos:
1.70m
Distancia de electrodos:
2.00m
13
Distancia de electrodos:
2.50m
Distancia de electrodos:
3.00m
Distancia de electrodos:
3.50m
14
Distancia de electrodos:
4.00m
Distancia de electrodos:
5.00m
Distancia de electrodos:
6.00
15
Distancia de electrodos:
8.00m
Distancia de electrodos:
10.00m
16
Cálculos de Malla A Tierra
Método
N° Orden
Separación
(mts) “L”
Separación
“a”
Resistencia “R
“(Ohm)
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
1,1
1,2
1,3
1,5
1,7
2
2,5
3
3,5
4
5
6
8
10
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
40,1
33,9
29,4
19,34
15,77
12,8
10,2
7,49
6,37
5,46
3,93
3,24
2,31
1,48
“n”
0,6
0,7
0,8
1
1,2
1,5
2
2,5
3
3,5
4,5
5,5
7,5
9,5
“n+1”
1,6
1,7
1,8
2
2,2
2,5
3
3,5
4
4,5
5,5
6,5
8,5
10,5
Resistividad
Aparente
“P” (Ohm/mts)
120,938
126,734
133,002121.516
121,516
130,793
150,796
192,265
205,892
240,143
270,161
305,574
363,890
462,638
463,793
Para poder obtener los valores de n y la resistividad del terreno P se utilizaron las
siguientes formulas:
Para obtener
n: � = 2� − � / 2xa =
Para obtener la resistividad del terreno
P: � = � × � × � × (� + 1) × �
17
CURVAS
GRAFICO CON CUATRO CAPAS
18
CALCULOS DE MALLA PROPUESTA
Este nos da un Espesor auxiliar de 0,3 Ohm/mt, y una Resistividad equivalente de
220 Ohm/mt.
Obtener estructura del terreno
Con los datos obtenidos en el punto anterior, se puede determinar la estructura de
los estratos del terreno. Datos obtenidos a partir de la curva analizada (HK-1)
���� = 220 �ℎ �/��
���� = 0,3 ��
����� Q
�1 = 0,3
�=1
� = O,2
�=1
d=0
19
Resistividad de cada estrato
�1 = � ∗ ����
�1 = 1 ∗ 220 = 220 Ω ∗ ��
�2 = � ∗ ����
�2 = 0,2 ∗ 220 = 44 Ω ∗ mt
�3 = � ∗ ����
�3 = 1 ∗ 220 = 220 Ω ∗ ��
�4 = d ∗ ����
�4 = 0 ∗ 220 = 0 Ω ∗ ��
Profundidad de cada estrato
�1 = �1 ∗ ����
�1 = 1 ∗ 0,3 = 0,3 �
�2 = �2 ∗ ����
�2 = 1 ∗ 0,3 = 0,3 �
�3 = �3 ∗ ����
�2 = 25 ∗ 0,3 = 7,5 �
�4 = ∞ = 1000 �
20
INTERPRETACION
Con los datos obtenidos, se puede describir la estructura de los estratos del
terreno medido.
E1
0,3mt
P1 = 220 Ω ∗ ��
E2
0,3mt
P2= 44 Ω ∗ mt
E3
7,5mt
P3= 220 Ω ∗ ��
E4
∞
P4= 0 Ω ∗ ��
21
OBTENCION DE LA RESISTIVIDAD DEL TERRENO
Una vez obtenida la estratificación del terreno, se debe obtener la resistividad
equivalente del terreno mediante el método de uso tradicional propuesto por
BurgsdorfYakobs, para reducir la n capas desde la superficie de un modelo de terreno
estratificado a uno más homogéneo, emplea los siguientes parámetros y expresiones:
Pi: Resistividad del estrato “i”, supuesto uniforme, en Ohm – metro.
Hi: Profundidad desde la superficie al término del estrato “i”, en metros.
S: Área que cubre el perímetro del electrodo de tierra, en metros cuadrados.
b: Máxima profundidad de conductor enterrado, medida desde la superficie, en metros;
incluye la profundidad de enterramiento de la malla y de las barras verticales si es el caso.
𝐿=𝑛×𝐴+𝑚×𝐵
He=0,6 M
S= 6,74 MM
𝑠 2 𝑥4
𝑑=√
= 0,00926
𝜋
144
𝜋
𝑟= √
= 6,77
𝑟𝑜 = √6,772 − 0,62 = 6,74
𝑞 = √2𝑥 𝜋(6,77 + 0,6) = 6,8
22
𝑦1 = 6,82 + (0,3)2 + 6,742 = 91,75
𝑦2 = 6,82 + (0,3 + 0,3)2 + 6,742 = 92,02
𝑦3 = 6,82 + (0,3 + 0,3 + 7,5)2 + 6,742 = 157,27
𝑦4 = 6,82 + (0,3 + 0,3 + 7,5 + 1000)2 + 6,742 = 1.016.357,27
1
𝑉1 = √ [91,95 − √(91,75)2 − (4𝑥 6,82 𝑥 6,742 )] = 6,62
2
1
𝑉2 = √ [92,02 − √(92,02)2 − (4𝑥 6,82 𝑥 6,742 )] = 6,47
2
1
𝑉3 = √ [157,27 − √(157,27)2 − (4𝑥 6,82 𝑥 6,742 )] = 3,83
2
1
𝑉4 = √ [1.016.357,27 − √(1.016.357,27)2 − (4𝑥 6,82 𝑥 6,742 )] = 0,045
2
𝐹1 = √1 −
6,622
= 0,187
6,742
23
𝐹2 = √1 −
𝐹3 = √1 −
𝐹4 = √1 −
𝑃𝑒𝑞 = 0,187−0
220
6,472
= 0,28
6,742
3,832
= 0,822
6,742
0,0452
= 0,999
6,742
0,999
0,28−0,187 0,822−0,28 0,999−0,822
+
+
+
44
220
1000
𝐾1 = 1,43 − (
2,3𝑥0,6
√144
) − [0,044 (
= 178,256
12
)] = 1,27
12
8𝑥0,6
0,6
12
𝐾2 = 5,5 + (
) + [(0,15 −
) 𝑋 ( )] = 6
12
√144
√144
𝑟𝑚𝑠 =
178,256
2𝑥168
1,27 − 168
)+(
) − 6] = 2,84 Ω
[ln (
𝜋 𝑋 168
√0,6 𝑋 0,00926
√144
24
CONCLUSION
Como equipo, consideramos que la experiencia de campo ha sido fundamental para aplicar y
comprender el uso del telurómetro y su procedimiento de medición. Durante esta salida, hemos
logrado un dominio efectivo de esta herramienta, la cual es crucial en el estudio de terreno y en la
evaluación de la resistencia a tierra en sistemas eléctricos. También hemos adquirido una
comprensión detallada de la variabilidad de las condiciones del suelo y su influencia en los valores
de resistencia obtenidos. De acuerdo a lo mencionado y a las técnicas aplicadas, se puede concluir
que, en las mediciones realizadas, a mayor distancia en la malla del terreno, menor es la
resistencia. Esto es fundamental para poder obtener un trabajo de calidad y confiable, lo que a su
vez permite garantizar una protección segura en un proyecto eléctrico.
Aunque no se llevó a cabo una calibración, se ha enfatizado la importancia de este procedimiento
para asegurar mediciones precisas en futuras aplicaciones. Esta experiencia ha fortalecido nuestra
habilidad para interpretar y aplicar los resultados de las mediciones en la toma de decisiones
informadas en el diseño y optimización de sistemas eléctricos.
En resumen, esta excursión ha enriquecido significativamente nuestra formación en ingeniería
eléctrica, preparándonos para abordar proyectos con un enfoque riguroso y orientado a la
seguridad. Al aplicar e incorporar nuevas técnicas de trabajo, estamos mejorando nuestras
habilidades y promoviendo buenas prácticas. Es fundamental comprender el "por qué" de lo que
se está construyendo, teniendo el fundamento y la certeza de lo que se propone a un cliente ante
cualquier proyecto. Siempre valoramos las mejoras propuestas, ya que contribuyen a una mejor
aplicación de los trabajos, un mayor desarrollo y una mayor seguridad tanto para los clientes como
para las instalaciones en las que estamos trabajando.
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BIBLIOGRAFÍA
 Obtención de detalles instrumento https://www.metrel.si/en/shop/EIS/single-functional-testers/mi2088.html
 Lectura complementaria - JOSÉ ROLDÁN VILORIA, "Protección
y seguridad en las instalaciones eléctricas de baja tensión",
Editorial Paraninfo, 2004
 Pliego Técnico Normativo RPTD N° 06 Puesta a tierra. – SEC
https://www.sec.cl/2020/09PDF
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