CIMENTACIONES DE CONCRETO COMO ELECTRODOS DE PUESTA A TIERRA. José A. Salazar.

Transcripción

1 CIMENTACIONES DE CONCRETO COMO ELECTRODOS DE PUESTA A TIERRA José A. Salazar

2 EXPERIENCIAS EN EL USO DE PILAS COMO ELECTRODOS DE P.A.T. EXPERIENCIAS POSITIVAS Y NEGATIVAS EN SU UTILIZACIÓN 2

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4 A PUESTA A TIERRA DE LAS LÍNEAS DE TRANSMISIÓN 1. Resistividad del terreno. 2. Suelos no homogéneos. 3. Variabilidad en la ruta. 4. Mediciones muestrales. 5. Tipificación. 6. Nivel ceráunico. 7. Diseño de puestas a tierra. 8. Ejecución del sistema. 9. Verificación del sistema. 10.Suelos críticos y medidas correctivas. 11. Mantenimiento y comportamiento. 4

5 A PUESTA A TIERRA DE LAS LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Resistividad del terreno: 1. Las mediciones se utilizan como dato de diseño. 2. En la etapa inicial y con el trazo preliminar no se tiene la ubicación cierta de las estructuras. 3. Las mediciones son muestrales para estimar el comportamiento genérico del suelo y realizar las tipificaciones La interpretación de las mediciones conduce a una estratificación del suelo.

6 A PUESTA A TIERRA DE LAS LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Variabilidad y Tipificación: 1. La uniformidad es la excepción en los resultados de la resistividad del suelo. 2. Las variaciones se muestran tanto puntuales como a lo largo de la ruta. 3. A pesar de este comportamiento es necesario realizar una tipificación. 4. La tipificación consiste en identificar tramos con comportamiento similar o bien el agrupamiento de características similares. 5. Concluir en soluciones tipicas. 6

7 Resistividad aparente Ω-m PUNTO 2 Separación electrodos (m)

8 A PUESTA A TIERRA DE LAS LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Diseño del sistema de puesta a tierra: 8 1. Existe un compromiso entre el aislamiento de la línea y el valor de resistencia que se obtendrá de la solución. 2. El diseño parte de una resistencia de puesta a tierra resultado de una solución a ese compromiso. 3. El resultado es una configuración de electrodos y conductores que satisfagan la resistencia objetivo. 4. Pueden resultar soluciones especiales según el tipo de suelo.

9 A PUESTA A TIERRA DE LAS LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Ejecución del sistema de puesta a tierra: 1. Los diseños se implementan conforme la tipificación. 2. Es opcional realizar nuevas mediciones de resistividad. 3. Podrán aparecer variaciones a lo supuesto. 4. El diseño puede prever estos casos si se incluye la gradualidad en las soluciones. 9

10 A PUESTA A TIERRA DE LAS LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Verificación del sistema de puesta a tierra: 1. La solución implementada debe verificarse mediante una medición de resistencia. 2. De resultar insuficiente el sistema debe migrarse a la solución siguiente. 3. Eventualmente será necesario el uso de contrapesos o el mejoramiento artificial mediante soluciones químicas especiales o arcillas de baja resistividad o bentonita. 10

11 A PUESTA A TIERRA DE LAS LÍNEAS DE TRANSMISIÓN Mantenimiento del sistema: 1. Identificar la variación estacional. 2. Realizar mediciones periódicas. 3. Verificación de la integridad. 11

12 ELECTRODOS DE CONCRETO Utilización de las estructuras con acero de refuerzo como puestas a tierra data desde 1942 (Herb Ufer). Se utilizan las propiedades conductivas del concreto el acero de refuerzo y el gran volumen enterrado. Principal objeción: Daños y destrucción ante altas corrientes (único medio de conducción). Solución: Diseño adecuado. 12

13 USO DE CIMENTACIONES DE CONCRETO COMO ELECTRODOS DE P.A.T 1. Método Ufer. 2. Propiedades higroscópicas del concreto. 3. Integración del acero de refuerzo. 4. Vandalismo. 5. Densidad de corriente. 6. Fallas en la utilizacion. 13

14 CONDICIONES DE CONDUCCIÓN El fenómeno de estabilización del contenido de humedad en la pila (higroscopia), requiere de un período de tiempo que está en función del medio circundante a la pila. El acero embebido en la pila debe estar interconectado entre sí y al stub por medios a compresión o exotérmicos a fin de aprovechar integralmente el volumen de concreto enterrado. Las puestas a tierra principales obviarían las eventuales violaciones a las densidades de corriente permisibles en los electrodos auxiliares, producto de fenómenos anormales. 14

15 BASES DE CONCRETO EN LÍNEAS DE TRANSMISIÓN PILA DE CONCRETO Y SU ARMADURA CARACTERÍSTICAS DE LA PILA 1. Gran volumen de concreto enterrado. 2. Importante acero de refuerzo. 3. Relativa buena profundidad. 4. Posibilidad de esconder el conductor de tierra para evitar el robo. 5. Accesibilidad del stub para mediciones. 15

16 MEDICIONES DE CAMPO RESISTENCIA DE PILAS FÓRMULAS 16

17 MEDICIONES DE CAMPO RESISTENCIA DE PILAS CARACTERÍSTICAS. Pata Resistencia (Ω) 1. Resistividad del suelo de 15 Ω-m. A 3.11 B 31.8 C Medición de cada pata independiente. 3. L = 4.3 m 4. D = 1.2 m D

18 18 DETALLE DE CONEXIONES

19 19 DETALLE DE CONEXIONES

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21 21 electrodos de P.A.T

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23 EFECTO DE LA CORRIENTE DE DRENAJE Densidad de corriente A/cm2 5 Efecto en las estructuras de concreto NINGUNO DAÑOS MEDIOS > 15 DAÑOS SEVEROS Descargas atmosféricas 1. El 90% de las descargas 10 a 15 ka. 2. Pilas típicas en kv, Ø = 0.6 a 1.2 m. 3. Densidad máx: 5.3 A/cm pilas 1.32 A/cm ka, caso extremo. 6. Ø = 1.1 m. 7. Electrodos auxiliares. 23

24 24 MICROPILOTES

25 EFECTO DEL CONCRETO Mediciones de resistencia en micropilotes de 14 m y 72 mm Ø. Suelo de dos capas: 170 Ω-m, 5 m y 75 Ω-m. R (Ω) 25

26 CIMENTACIONES DE CONCRETO COMO ELECTRODOS DE PUESTA A TIERRA José A. Salazar jsalazar@xpertec.net