SISTEMAS DE PROTECCIÓN ELÉCTRICA PARA LAS AULAS DE INNOVACIÓN PEDAGÓGICA DEL PROYECTO HUASCARÁN

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1 SISTEMAS DE PROTECCIÓN ELÉCTRICA PARA LAS AULAS DE INNOVACIÓN PEDAGÓGICA DEL PROYECTO HUASCARÁN (Conceptos, Técnicas de Instalación, Materiales) Proyecto Huascarán - Ministerio de Educación Dirección de Informática y Comunicación Unidad de Operación y Mantenimiento - Sistemas de Energía Diseño y Elaboración: Ing. Luis Degregori Cadenillas. Ing. Julio Mera Casas. 1

2 1. Introducción Dentro del Programa Huascarán una de las labores de la Dirección de Informática y Comunicación es implementar a las aulas de innovación pedagógica con el Cableado Eléctrico y Sistemas de Protección Eléctrica.El equipo tecnológico es el responsable de diseñar y ejecutar dicha labor, para ello se han realizado las consideraciones técnicas necesarias, para las instalaciones de los sistemas de pararrayos y de las puestas a tierra. En el campo de las telecomunicaciones, es muy importante que el efecto causado por los rayos ó transitorios de voltaje sea minimizado o eliminado, para proteger en nuestro caso a: las instituciones educativas, institutos superiores tecnológicos y pedagógicos. Las estaciones satelitales VSAT, equipos de radio, equipos de cómputo (estaciones multimedia, servidores, switches; etc.) del aula de innovación pedagógica. Los docentes, alumnos y en general a la comunidad educativa que hicieran uso de estos servicios, sobre todo en zonas rurales o de gran actividad atmosférica como las que tenemos, en nuestro país, estarían expuestas a un inminente peligro de no contar con un adecuado sistema de protección contra los rayos y/o transitorios de voltaje. Este manual ha sido diseñado, gracias a la experiencia de campo de nuestro personal técnico y servirá como una herramienta de apoyo para los responsables de las aulas de innovación pedagógica al momento de dar un mantenimiento o si deseen realizar nuevas instalaciones en sus instituciones educativas. Figura 1.- Los rayos pueden dañar equipos como una computadora e inclusive a los seres humanos. 2

3 2. Concepto de rayo: El rayo es la unión violenta de las cargas positivas y negativas, constituyendo una descarga eléctrica a través de gases de baja conductividad. Las descargas pueden ocurrir de nube a nube o de nube a tierra. Estas últimas son a las que nos referiremos, por ser las que provocan daños tanto en tierra, como en el agua. Usualmente las nubes están cargadas negativamente en su base y positivamente en su parte superior. Por inducción electrostática la tierra resultará positiva inmediatamente debajo de tal nube. Se establece así una diferencia de potencial enorme, produciéndose el rayo cuando se vence la rigidez dieléctrica del medio (aire o vapor de agua). Simultáneamente con el rayo se produce la luz (relámpago) y sonido (trueno). Aproximadamente la mitad de los rayos constituyen descargas simples y la otra mitad corresponde a rayos compuestos por descargas múltiples de rápida sucesión. Así como en la nube se forman centros de carga, algo similar ocurre en la tierra, pues hay suelos más conductores que otros, teniéndose en cuenta que las cargas en la tierra se mueven según la inducción que impone la nube. Dado que la nube puede cubrir grandes superficies terrestres, su influencia electrostática será importante. Puede haber de este modo muchos centros de carga 2.1 El rayo incidirá sobre el elemento que le signifique mayor Conductividad y sea capaz de aportar más cargas al fenómeno. También pueden producirse descargas superficiales entre ellos al desaparecer la carga inductora como consecuencia de rayos de nube a nube. El inicio de la descarga en una primera instancia es invisible, en la cual varios pilotos se acercan a tierra, a modo de ramificaciones. Cuando el camino trazado por los pilotos queda ionizado, se inicia La descarga de retorno principal, originando las descargas visibles. Figura 2.- Imágenes contundentes que muestran la energía que puede liberar una descarga 3

4 Figura 3 - Distintos tipos de descargas atmosféricas 2.2. Efectos de los rayos: a Mecánicos: destrucción de elementos afectados. b Térmicos: incendios, volatilización de metales por fusión. c Fisiológicos: quemaduras, parálisis, y a menudo, la muerte. d Eléctricos: generación de tensiones de paso y de contacto, por circulación de corriente de descarga, producción de corrientes inducidas en conductores o piezas metálicas próximas y paralelas a la corriente de descarga. 3. Sistema de Pararrayos. Un sistema de protección contra descargas atmosféricas podría afirmar que básicamente se compone de tres partes: Un Electrodo (pararrayos); como parte de una terminación aérea, capaz de desviar la descarga eléctrica de alguna parte vulnerable de la estación de telecomunicaciones, etc. Figura 4.- Imagen que muestra un pararrayo franklin, ó conocido como tetrapuntal. 4

5 Un conductor apropiado a través del cual debe circular la descarga eléctrica hacia la tierra, sin el consecuente peligro de un calentamiento o descarga lateral o alguna posible electrificación de la estructura a ser protegida Un sistema de puesta a tierra con una baja impedancia dinámica, capaz de dispersar con rapidez y confiabilidad cualquier corriente de descarga (Ver Figura 5). Se debe tener en cuenta que cualquier ineficiencia de alguna de estas partes, determinara el mal funcionamiento del sistema de protección. Figura 5.- Esquemático que muestra un Sistema de distribución de tierra (ó simplemente Sistema de tierra) Pararrayos. Sobre los pararrayos a usarse, se tienen 2 tipos fundamentales: el que esta conformado fundamentalmente por estiletes, denominado pararrayo "FRANKLIN" (ver figura 6) como el de una punta ó el tetrapuntal. Figura 6.- Se pueden apreciar diferentes tipos de Pararrayos Franklin. 5

6 El campo de protección de un pararrayo "FRANKLIN", esta determinado por un cono, teniendo como vértice el punto mas alto del pararrayos y cuya generatriz forma un ángulo de 60 con relación al vértice. Ver figura 7. 60º h r = 3 x h h r LEYENDA Altura del Captor (mt) Captor Radio 2 2 Area Protegida 3 // h (en m ) Campo de Protección de un Captor FRANKLIN Figura 7 - Cono de protección de un pararrayos Correctamente instalado, un sistema de protección contra descargas atmosféricas puede brindar un ángulo de protección de aproximadamente 45 a 60 grados, dependiendo del tipo de elemento a instalar. El elemento receptor (punta del pararrayo) deberá estar dispuesto de tal forma que sobresalga por lo menos 15 cm con respecto a cualquier otro elemento que este montado. El otro tipo de pararrayos empleado es el RADIOACTIVO el cual usa un material radioactivo en el captor, el cual tiene la prioridad de ionizar la atmósfera, multiplicando en decenas y centenas de millones de veces su conductividad (Ver fig 8). Figura 8 Vista de un Pararrayo Radioactivo 6

7 Gracias a esta enorme capacidad de ionización de los pararrayos radioactivos, al ocurrir una descarga atmosférica esta necesariamente será encaminada hacia la cabeza radioactiva, ya que la descarga tendrá siempre a tomar el camino más baja resistencia eléctrica. Los radio isótopos más comunes que se emplean en los captores de estos pararrayos radioactivos son el Radio 226, el Americio 241, etc. Lo importante es que en todos los casos se garantice la no contaminación del medio ambiente. El campo de acción de un RADIOACTIVO, es mucho mayor que el de un FRANKLIN y se muestra en la figura 9. Lógicamente existe una buena diferencia de costos entre pararrayo Franklin y un Radioactivo; este último, ofrece mayores ventajas y cuesta mucho más. Por este motivo, en las zonas de poca altitud y de poca actividad atmosférica, se puede recomendar la instalación de pararrayos de tipo Franklin y en las zonas de mayor altitud donde se producen enormes campos electrónicos, dando origen a enormes y continuas descargas eléctricas, seria más conveniente usar pararrayos radioactivos. Figura 9 Campo de protección de un captor radioactivo 7

8 3.2. Cable (Conductor) de Bajada. Sobre el conductor de descarga, podemos indicar que tendrá por finalidad unir el pararrayos con el sistema de tierra. Tradicionalmente, este conductor consiste en un cable de calibre AWG N 2/0, instalado y apartado de la construcción sea un colegio, instituto tecnológico, estación de Telecomunicaciones en general se debe tomar en cuenta las siguientes precisiones adicionales: a. Conductividad La resistencia total desde el pararrayos hasta la placa será de menos de 0,03 ohms. b. Conexionado y disposición Las interconexiones deben ser mínimas; La trayectoria será lo más sencilla posible, evitando curvas pronunciadas y se detalla a continuación: ángulos rectos, según Figura 5: Diferentes formas de efectuar el tendido de la línea de bajada 8

9 CONSIDERACIONES TÉCNICAS PARA LA INSTALACIÓN DEL SISTEMA DE PARARRAYOS I.- REALIZACIÓN DE LA BASE DEL PARARRAYOS 1) INSTALACIÓN SOBRE EL SUELO La estructura de concreto que servirá como base para la fijación del pararrayos deberá ser de 60 cm. de lado y una profundidad mínima de 60 cm., y como máximo 1.0 m dependiendo de la consistencia del terreno, dejando unos 10 cm. por encima de la superficie y deberá ser terminado con cemento pulido. El sistema de pararrayos además cuenta con 2 torres de estructura metálica de 3 metros c/u, una de ellas está soldado una plancha de acero galvanizado de 40 cm. de lado con 4 agujeros en cada vértice y tiene una estructura de fierro de ½ en forma de equis soldado a 4 pernos en sus vértices,a esto se tendrá que soldar 4 varillas de fierro de construcción de 1/ 2 de una longitud 90 cm. en forma de una canastilla para dar mayor seguridad y fijación de la torre del pararrayos (ver figuras 1, 2 ) Si hubiese espacio y en donde no transiten los alumnos se colocarán los vientos a la torre del pararrayos anclados en ganchos de fierro de ½ sostenidos en cubos de concreto de 35x35x40 cm. (Ver figura 3). La instalación de la torre del pararrayos se posicionará para cubrir la antena VSAT y el laboratorio de cómputo.para esto la distancia de la torre del pararrayos hacia la antena VSAT, laboratorio de cómputo será a una distancia de 3 m como mínimo, y a una distancia menor a 1.73 veces la altura total del pararrayos como máximo.(ejemplo la torre del pararrayos de Huascarán mide 8.50 m,entonces ésta se posicionará a una distancia mayor o igual a 3 m y menor a 14.7 m,lo ideal será lo más cercano a la antena VSAT) El pararrayos se ubicará detrás de la antena parabólica VSAT, nunca delante de ésta, ya que podría interferir la señal hacia el satélite. 2) INSTALACIÓN SOBRE AZOTEA Si el pararrayos es instalado sobre el techo se podría utilizar sólo un cuerpo, buscando de preferencia una de las vigas del techo para amarrar la base del cuerpo de la torre y luego hacerle el encofrado de concreto de forma de dado de 50 cm. x 50 cm. y 40 cm. de alto de cemento pulido ( ver figura 4 ) Si deseamos tener mayor área de cobertura, entonces debemos elevar la altura de la torre del pararrayos; para ello debemos instalar los 2 cuerpos y el mástil.la instalación se hará como si se instalara sobre el suelo. 3) SISTEMA DE PUESTA A TIERRA DEL PARARRAYOS El cable de bajada del sistema de pararrayos será el cable forrado nº 1/0 AWG y se interconectará entre el terminal del pararrayo tretapuntal y el pozo a tierra del pararrayos y desde el terminal del pozo a tierra del pararrayos se interconectará con el cable de cobre desnudo nº 1/0 AWG hasta el pozo a tierra existente para los equipos (antena, computadoras, switch, módem,etc) El cable de bajada del pararrayos (cable forrado nº 1/0 AWG) y el cable de interconexión entre pozos a tierra (cable de cobre desnudo nº 1/0 AWG) no deberán cruzar los cables de RF de la antena parabólica VSAT hacia el laboratorio de cómputo,para evitar la inducción eléctrica) El cable de bajada del pararrayos (cable forrado nº 1/0 AWG) en todo su recorrido no deberá tener radios de curvatura menores a 20 cm. ni ángulos menores a 90 º (La trayectoria será lo más sencilla posible, evitando curvas pronunciadas y ángulos rectos) El sistema de puesta a tierra del pararrayos deberá tener una resistencia menor a 8 Ohmios La distancia entre los pozos a tierra del pararrayos y de equipos será como mínimo de 6 m y como máximo de 10 m. 9

10 4) MATERIALES PARA LA BASE DEL PARARRAYOS Los materiales que se necesitarán para realizar la base del pararrayos tendrán que ser proporcionados por la institución educativa. 2 bolsas de cemento 4 carretillas de arena gruesa 1 carretilla de piedra chancada o de río 1 varilla de fierro de construcción de 1/2 1/2Kg de alambre de fierro para construcción nº m de alambre galvanizado nº 10 (3 cortes de 8 m c/u para los vientos) 3 tubos de PVC SAP de 3/4 ( según sea el caso) Para el pozo a tierra se necesitará : - 60 carretillas de tierra de cultivo zarandeada en malla de 1/2-01 Pizón para compactar la tierra - 01 Balde de plástico de 20 litros de capacidad NOTA: Para el día de la instalación es necesario contar con un equipo de soldadura eléctrica o autógena, un albañil y personal de apoyo. II.- ANEXO. MATERIAL UNIDAD CANTIDAD Pararrayo Franklin,tetrapuntal pza 01 Mástil de fierro galvanizado de 2,10 m pza 01 Reducción Campana galvanizada de 11/4" a 1/2" pza 01 Torres de estructura metálica de 3,0 m, con base de acero galvanizado pza 02 Cable Forrado TW 1/0 AWG m 20 Juego de soportes y abrazaderas con aisladores ( 3 unidades c/u) cjto 01 Kit del pozo a Tierra Varilla de cobre de 3/4"x 2,40 mts unid 01 Dosis de sales químicas ( Thor Gel o similar) unid 02 Conector pico de loro de 3/4" unid 01 Cable de cobre desnudo nº 1/0 AWG m 20 10

11 INSTALACIÓN DE LA BASE DE CONCRETO EN EL SUELO Detalle de la estructura existente perno de 1/2 " Primer cuerpo ( 3 m ) Plancha galvanizada 40x agujeros estructura de fierro en forma de equis existente perno de 1/2 " SUPERFICIE DEL SUELO punto de soldadura 10 cm Estructura de fierro de 1/2 en forma de canastilla de 4 lados que se soldará a la estructura en forma de equis existente Bloque de concreto 0.60 min 1.0 m max 0.60 m PROGRAMA HUASCARÁN DIRECCION DE INFORMATICA Y COMUNICACIONES UNIDAD DE OPERACION Y MANTENIMIENTO - SISTEMAS DE ENERGIA DESCRIPCIÓN BASE DEL PARRARRAYO EN SUELO FECHA OCTUBRE

12 estructura existente de fierro de 1/2 " en forma de equis perno de 1/2 "soldado a la estructra en forma de equis 80 cm estructura en forma de canastilla de fierro de 1/2 ",que se soldará a la estructura existente en forma de equis 31 cm 10 cm 31 cm 31 cm 31 cm 10 cm 10 cm 10 cm Cajón de madera para el encofrado 60 cm 10 cm 60 cm PROGRAMA HUASCARÁN DIRECCIÓN DE INFORMÁTICA Y COMUNICACIONES UNIDAD DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO - SISTEMAS DE ENERGÍA DESCRIPCIÓN ESTRUCTURA DE FIERRO PARA LA BASE DE LA TORRE DEL PARARRAYOS SOBRE SUELO FECHA OCTUBRE

13 ANCLAJE 120 º viento (alambre galvanizado nº10) VIENTOS 8 m 8 m 3.5 m 3.5 m cimientación de anclaje para viento(35x35x40cm) PROGRAMA HUASCARÁN DIRECCIÓN DE INFORMÁTICA Y COMUNICACIONES UNIDAD DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO - SISTEMAS DE ENERGÍA DESCRIPCIÓN MONTAJE DEL SISTEMA DE PARARRAYOS EN SUELO CON VIENTOS FECHA OCTUBRE

14 Parrarayo tetrapuntal Mástil del parrayos de 2.10 m 2 º cuerpo de 3.0 m Si deseamos tener mayor área de cobertura,entonces debemos elevar la altura de la torre del pararrayos;para ello debemos instalar los 2 cuerpos y el mástil.la instalación se hará como si se instalará sobre el suelo Encofrado de concreto pulido 40 cm Viga del techo existente Varilla de fierro de construcción 50 cm PROGRAMA HUASCARÁN DIRECCION DE INFORMATICA Y COMUNICACIONES UNIDAD DE OPERACION Y MANTENIMIENTO - SISTEMAS DE ENERGIA DESCRIPCION BASE DE PARARRAYO EN AZOTEA FECHA OCTUBRE

15 PARARRAYO TETRAPUNTAL CONECTOR CAMPANA REDUCTURA ANGULO MAYOR A 90 º MÁSTIL TUBULAR DE ACERO GALVANIZADO DE 2.10 m AISLADOR DE PORCELANA CON SOPORTE Y ABRAZADERA 2do CUERPO DE TORRE 3.0m CABLE FORRADO TW Nº 1/0 AWG (cable de bajada) NOTAS : - LOS POZOS A TIERRA VERTICALES SE HARÁN DE 1 m DE DIÁMETRO POR 3 m DE PROFUNDIDAD. -EL CABLE DE BAJADA EN SU RECORRIDO SERÁ LO MÁS SENCILLA POSIBLE,EVITANDO CURVAS PRONUNCIADAS Y ÁNGULOS RECTOS. -EL CABLE DE BAJADA Y EL CABLE DE INTERCONEXIÓN (CABLE DE COBRE DESNUDO Nº 1/0 ) NO DEBERÁN CRUZAR LOS CABLES DE RF (DE LA ANTENA VSAT AL LABORATORIO DE CÓMPUTO),EVITAREMOS ASI LA INDUCCIÓN ELÉCTRICA. 1ER CUERPO DE TORRE 3.0m CABLE FORRADO TW Nº 1/0 AWG ( VA ENTERRADO ) INTERCONEXIÓN DE LOS POZOS A TIERRA BASE DE CONCRETO TUBO PVC SAP 3/4 SISTEMA DE PUESTA A TIERRA PARA EL PARARRAYOS CABLE DE COBRE DESNUDO Nº 1/ 0 AWG ( VA ENTERRADO 30 cm) SISTEMA DE PUESTA A TIERRA PARA LOS EQUIPOS EXISTENTE PROGRAMA HUASCARÁN DIRECCIÓN DE INFORMÁTICA Y COMUNICACIONES UNIDAD DE OPERACIÓN Y MANTENIMIENTO - SISTEMAS DE ENERGÍA DESCRIPCIÓN MONTAJE DEL SISTEMA DE PARARRAYOS SOBRE SUELO FECHA OCTUBRE

16 Manual de Instalación del Sistema de Protección Eléctrica III. FOTOS: PREPARACIÓN DE LA BASE DEL PARARRAYOS Foto Nº 1 Se observa la estructura de la base del pararrayos, que está soldado a la estructura de forma de equis que viene en el kid del pararrayos, que será cubierto por concreto. Foto Nº2 Se observa la base de concreto listo para colocar la torre del pararrayos. 16

17 Manual de Instalación del Sistema de Protección Eléctrica IV. FOTOS: MONTAJE DE LA TORRE DEL PARARRAYOS Foto Nº 3 Se observa el momento en que se está conectando el cable de bajada Nº 1/0 AWG color rojo al conector del pararrayos tetrapuntal,previamente se unió los 2 cuerpos de 3.0 m c/u de la torre del pararrayos y el mástil de 2.10 m. Foto Nº 4 Se observa el momento en que se acondiciona el cable de bajada a lo largo de la torre del pararrayos. 17

18 Manual de Instalación del Sistema de Protección Eléctrica Foto Nº 5 Se observa el momento en que se procede al montaje de la torre del pararrayos sobre la base de concreto, realizada anteriormente como se muestra en la foto Nº 2 V. FOTOS: INSTALACION DEL PARARRAYOS SOBRE SUELO Foto Nº 6 Se observa la instalación del pararrayos ya concluida en la Institución Educativa del Programa Huascarán. 18

19 Manual de Instalación del Sistema de Protección Eléctrica Foto Nº 7 Se observa la instalación del pararrayos ya concluida en la I.E José Gálvez Egúsquiza ( Acoria-Hvca) Foto Nº 8 Se observa la instalación del pararrayos ya concluida en la I.E San Martín ( Pangoa Satipo Junin ) 19

20 I.CONCEPTO SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA La puesta a tierra corresponde al conjunto de electrodos y partes conductoras que en contacto con tierra, permiten drenar hacia ésta, todas las corrientes de falla, peligrosas para la integridad de las personas y de los equipos electrónicos. La conexión a tierra eficaz conduce la electricidad indeseable hacia tierra alejando el peligro en forma segura. II. FINALIDAD DE LAS PUESTAS A TIERRA Obtener una resistencia eléctrica lo más baja posible para derivar a tierra Fenómenos Eléctricos Transitorios (FETs),corrientes de falla estáticas y parásitas Mantener los potenciales producidos por las corrientes de falla dentro de los límites de seguridad de modo que las tensiones de paso o de toque no sean peligrosas para los humanos Proporcionar un camino de derivación a tierra de descargas atmosféricas, transitorios y de sobretensiones internas del sistema. Ofrecer en todo momento y por un lapso prolongado baja resistencia eléctrica que permita el paso de las corrientes derivadas III. CARACTERÍSTICAS GEOELÉCTRICAS DEL SUELO Todo sistema de puesta a tierra, involucra el conjunto (electrodo suelo), es decir la efectividad de toda puesta a tierra será la resultante de las características geoeléctricas del terreno y de la configuración geométrica de los electrodos a tierra.los suelos están compuestos principalmente, por oxido de silicio y óxido de aluminio que son muy buenos aislantes, sin embargo, la presencia de sales y agua contenidas en ellos mejora notablemente la conductividad de los mismos. Los factores que determinan la resistividad de los suelos son: La naturaleza de los suelos La humedad La concentración de sales disueltas La temperatura NATURALEZA DEL TERRENO RESISTIVIDAD Ohms x mt Terrenos Pantanosos De algunas unidades a 30 Limo 20 a 100 Humus 10 a 150 Turba Húmeda 5 a 100 Arcilla Plástica 50 Arena Arcillosa 50 a 500 Arena Silicea 200 a 300 Suelo Pedregoso Cubierto de Césped 300 a 500 Suelo Pedregoso Desnudo 1500 a 3000 Calizas Blandas 100 a 300 Calizas Compactas 1000 a 5000 Calizas Agrietadas 500 a 1000 Pizarras 50 a 300 Roca de Mica y Cuarzo 500 Granito y Gres Procedente de Alteraciones 1500 a Roca Ígnea 5000 a

21 IV. PARTES QUE COMPRENDE LA PUESTA A TIERRA Caja de registro con tapa ( 40x40cm) Electrodo principal (varilla de cobre de 3/4 x 2.40 m) Conector desmontable ( conector pico de loro de 3/4 ) Conductor de conexión (cable Nº 6 AWG,color amarillo-verde) Electrodos auxiliares ( cable de cobre denudo de 50 mm2 ) Pozo vertical ( 1m de diámetro x 3m de profundidad) u horizontal Relleno conductor ( tierra de cultivo,cernida en malla de 1/ 2 ) Aditivo ( dosis química de Thorgel, Tierragel, Protegel,Laborgel o similar) Niveles de impregnación V. CONSIDERACIONES TÉCNICAS PARA SISTEMA DE PUESTA A TIERRA Se ha considerado la instalación de un pozo ó pozos de puesta a tierra (para los equipos y para el pararrayos ), para lograr la consistencia y seguridad necesaria para equipos de cómputo y éste deberá ser instalado de acuerdo a los siguientes argumentos : Es necesario contemplar la construcción de pozos ( o arreglos de pozos ) de tierra de electrodo vertical u horizontal con arreglo de electrodos auxiliares en forma de lazo sobre el electrodo principal (varilla de cobre) con la finalidad de soportar la totalidad de la red eléctrica para los equipos de cómputo de las instituciones educativas. El arreglo de pozos de tierra a construir en cada local deberá ser rellenado con tierra de cultivo previamente zarandeada en malla de 1/2 pulgada mezclada y tratada con dosis químicas del compuesto químico Thorgel,Laborgel ó similar. Los pozos deberán tener 3 metros de profundidad por 1 metro de diámetro.( pozo vertical). Se debe dejar caja(s) de registro de 40 X 40 cms. con tapa(s) para inspección y mantenimiento. Asimismo se debe considerar la elaboración de por lo menos 2 puntos de medición con sus respectivas tapas metálicas sobre piso de concreto La línea a tierra deberá ser llevada hasta el tablero eléctrico del laboratorio de cómputo con cable eléctrico 6 AWG color amarillo-verde, con el fin de efectuar posteriormente la distribución respectiva a los circuitos para finalmente llevar la línea a tierra hasta los tomacorrientes que se instalarán para las estaciones de trabajo. El valor óhmico del sistema de puesta a tierra debe ser menor a 8 ohmios. Debe existir un solo sistema de puesta a tierra.( 2 o más pozos interconectados con cable de cobre desnudo de 50 mm2 21

22 Manual de Instalación del Sistema de Protección Eléctrica VI. PREPARACIÓN DE LA PUESTA A TIERRA 1) POZO VERTICAL Son las que más se aplican por el mínimo de espacio que necesitan Primer Paso: Excavar un pozo de 1mt de diámetro por una profundidad de 3mt desechando todo material de alta resistencia, piedra, hormigón, cascajo, etc. Preparar el arreglo de la varilla de cobre con electrodo auxiliar ver figura 0.30 m 2.40 m 0.30 m 1.0m En esta foto se observa la excavación de un pozo vertical de 1m de diámetro y 3 m de profundidad 22

23 Manual de Instalación del Sistema de Protección Eléctrica 15cm conector pico de loro de 3/4" 20 cm 20 cm electrodo principal (Varilla de cobre de 3/4 " x 2.40 m) electrodo auxiliar (6m de cable de cobre desnudo de 50mm2) 20 cm 20 cm Fig.Arreglo con electrodos auxiliares En la foto observamos el arreglo con electrodo auxiliar (cable de cobre desnudo Nº 50 mm2,para obtener un bajo ohmiaje) Segundo Paso: Para rellenar el pozo se utilizará tierra de cultivo tamizada en malla de ½ llene los primeros 0.30 mts y compacte con un compactador y coloque la barra de cobre de ¾ de diámetro y de 2.40 mts de longitud ( con arreglo de electrodo auxiliar. Ver figura), llene los siguientes 0.20mt y vuelve a compactar, repita la operación no olvidando que la tierra debe estar húmeda hasta completar la mitad del pozo. 23

24 Manual de Instalación del Sistema de Protección Eléctrica 30 cm 15 cm 3m mitad del pozo "camita" con tierra de cultivo compactada En la foto observamos el llenado con tierra de cultivo compactado hasta la mitad del pozo 30 cm 1m En las fotos observamos el tamizado de la tierra de cultivo por parte del personal de apoyo, en la instalación del pozo a tierra en dos instituciones educativas diferentes. 24

25 Tercero Paso (Utilizando dosis química Thorgel) Disuelva el contenido de la bolsa azul de la primera caja de dosis de Thorgel en 20 Lts de agua y viértala en el pozo,espere que todo sea absorbido, luego disuelva el contenido de la bolsa crema de la dosis Thorgel en 20 Lts de agua,viértala sobre el pozo y espere que sea absorbido totalmente. NOTA: Cuando se utilice otros aditivos químicos como por ejemplo el compuesto químico Tierragel, se tendrá que mezclar una de las bolsas con tierra de cultivo totalmente zarandeada y las dos bolsas restantes se mezclarán con agua (ver instrucciones dentro de la caja del aditivo químico a emplear) Mezclar 20 lt de agua + contenido de bolsa azul Después de absorver el contenido de la bolsa azul,mezcalr 20 lt de agua + contenido de bolsa crema 30 cm En la figura observamos la forma como se preparan la mezcla del aditivo químico thorgel de la caja 1 con el agua, luego se vierten a la mitad del pozo, esperando que sea absorbido totalmente. 15 cm 3 m 1/2 del pozo "camita" con tierra de cultivo compactada 30 cm 1 m 25

26 Manual de Instalación del Sistema de Protección Eléctrica Cuarto Paso Repita la aplicación con la segunda caja de dosis de Thorgel, hasta culminar el pozo, coloque una caja de registro de concreto con tapa,por medio de la cual se realizarán las mediciones del pozo y facilitará el la mantenimiento periódico ( cada 2 o 4 años para la renovación del pozo ) y para la conservación del mismo (cada 4 o 6 meses echar al pozo 30 litros de agua) caja de registro de 40 x40 cm En la foto se observa la culminación de la puesta a tierra, vertido con la dosis de la caja 2 del aditivo químico Thorgel. Tapa de registro 40 x 40 cm 30 cm cable de descarga 6 AWG,en tubo de 1/2",va conectado a la platina de cobre del tablero eléctrico del laboratorio de cómputo 15 cm 3m "camita" con tierra de cultivo compactada 1m cm

27 2) POZO HORIZONTAL. Se aplican poco, sólo cuando el subsuelo es rocoso, o cuando exista la presencia de agua a menos de un metro de profundidad del terreno. Primer Paso Excavar un pozo de 1mt x 3mt de lado y a una profundidad de 1 mt, desechando todo material de alta resistencia, piedra, hormigón, cascajo, etc. Preparar el arreglo de la varilla de cobre con electrodo auxiliar tipo malla ( ver figuras ) 10 cm conector pico de loro de 3/4 " varilla de cobre de 3/4 " doblada en forma de " L " 55 cm 20 cm 20 cm malla realizado con cable de cobre desnudo de 50 mm2 amarrado a la varilla de cobre 1.85 m Fig. Arreglo con electrodos auxiliares tipo malla para pozo horizontal 15 cm 10 cm 55 cm 1.0 m camita de tierra de cultivo compactada 30 cm 20 cm 65 cm 1.85 m 50 cm 3.0 m Fig. Arreglo con electrodos auxiliares tipo malla para pozo horizontal 27

28 NOTA: Para la preparación del relleno del pozo se repite los mismos pasos que en el caso del pozo vertical. Cuando se utilice otros aditivos químicos como por ejemplo el compuesto químico Tierragel,se tendrá que mezclar una de las bolsas con tierra de cultivo totalmente cernida y las dos bolsas restantes mezcladas con agua ( ver instrucciones dentro de la caja del aditivo químico a emplear) VII. MEDICIÓN DE PUESTAS A TIERRA Nos permite verificar la capacidad de evacuación y dispersión de corriente a tierra en el sistema instalado ( una puesta a tierra será eficiente cuando su medición arroje valores pequeños,menores a 8 Ohmios) Para verificar las condiciones de resistencia de una puesta a tierra se debe tener presente los siguientes requerimientos: * La instalación debe estar desenergizada * Se deben retirar todas las conexiones de la puesta a tierra * La medición se efectúa por 2 métodos: Directo (utilizando el medidor de tierra) o Indirecto. PROCESO DE EJECUCIÓN: 1. Prepare el medidor de puesta a tierra,conectando los puntos de prueba en sus respectivos terminales 2. Verificar el estado de las baterías ( con el botón check battery del medidor de pozo a tierra) 3. Coloque las picas auxiliares, tratando que se encuentren en un mismo eje con la varilla de la puesta a tierra, colocando cada pica auxiliar a una distancia de 5 a 10 m una de otra. 4. Las picas auxiliares deberán quedar ajustadas de modo que hagan un buen contacto 5. Debe humedecerse el terreno donde se ha fijado las picas 6. Efectué la medición,seleccionando el rango adecuado ( R X1 ó RX10 ), y luego aprete el botón de medición 7. Observe y anote el valor indicado 8. Repita el procedimiento en otra dirección y anote la medición CABLE ROJO CABLE AMARILLO CABLE VERDE PICA AUXILIAR PICA AUXILIAR TERRENO varilla de cobre del pozo a tierra MEDIDOR DE PUESTA TIERRA " TERROMETRO" Fig. Medicion de la puesta a tierra 5 a 10 m 5 a 10 m En la figura observamos el modo de medir la puesta a tierra,con el Terrómetro 28