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• Yael Balvin Montalvo

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MEDICION DE LA RESISTIVIDAD DEL TERRENO

I.

OBJETIVO:

Analizado la finalidad y la definición de la puesta a tierra, se puede observare que los elementos mas importantes que garantizan una puesta a tierra son los ligazones metálicas directa entre determinadas partes de una instalación, el electrodo o electrodos en contacto permanente con el terreno y una buena resistividad del terreno. Para conocer el comportamiento del terreno tendremos que estudiarlo desde el punto de vista eléctrico como elemento encargado de disipar las corrientes, de defectos que lleguen a través de los electrodos, es decir debemos conocer la resistividad. II.

FUNDAMENTO TEÓRICO:

La medición de la resistividad del terreno es la razón más importante para los electricistas al diseñar sistemas de puesta a tierra. La resistividad es un factor determinante en el valor de resistencia a tierra que pueda tener un electrodo enterrado, puede determinar a qué profundidad debe ser enterrado el mismo para obtener un valor de resistencia bajo. La resistividad puede variar ampliamente en terrenos que tengan las mismas características, su valor cambia con las estaciones. La misma es determinada grandemente por el contenido de electrolitos, el cual consiste de humedad, minerales y sales disueltas. Un suelo seco tiene un alto valor de resistividad si no contiene sales solubles. La resistividad es también influenciada por la temperatura. METODO DE WENNER Para la medición se disponen 4 electrodos en línea recta y equidistantes una distancia "a", simétricamente respecto al punto en el que se desea medir la resistividad del suelo, como se muestra posteriormente, el equipo de medida es un telurómetro de cuatro terminales, los electrodos externos son los de inyección de la corriente y los centrales los encargados de medir la caída de potencial (en función de la resistencia). El valor obtenido con la medición es sustituido en la expresión (1), obteniéndose un valor promedio de resistividad aparente a una profundidad equivalente a la distancia "a" entre los electrodos:

Dónde: : Distancia entre electrodos en metros b : Profundidad del electrodo en metros

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R : Valor de resistencia obtenido en la medición con el telurómetro Si a > 20b la expresión anterior se puede aproximar a: (con (con

en m ) en pies)

En relación a este método, deben tenerse presente los siguientes aspectos: La profundidad de sondeo es la comprendida entre la superficie del terreno y la profundidad a la cual la corriente se ha reducido a la mitad de su valor en la superficie, siendo esta profundidad de exploración aproximadamente de 0.75 " ". Elección de la profundidad de investigación: Cuanta mayor extensión vaya a ocupar el electrodo de tierra, mayor será la profundidad de exploración del suelo de cuyas características depende el SPT. Por otro lado, los potenciales en la superficie dependen principalmente de la resistividad de la capa superficial de terreno que se escoja, mientras que la resistencia de puesta a tierra no depende de ella.

Wenner, con un telurómetro clásico de cuatro terminales. Criterios prácticos a tener en cuenta al medir la resistividad del terreno: a. La profundidad de los electrodos no debe sobrepasar 30 cm. b. Es conveniente que se realicen mediciones en diferentes direcciones para un mismo sondeo, por ejemplo de Norte a Sur y de Este a Oeste, debido a las características de anisotropía de los suelos. c. Al elegir la profundidad de exploración no se recomiendan profundidades mayores a los 8 metros puesto que es muy difícil poder llegar con las tomas de tierra hasta esos niveles, esto implica separaciones interelectródicas hasta 11 metros. Laboratorio de Medidas Eléctricas II

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d. No es conveniente que las mediciones se realicen donde existan tomas de tierra o tuberías, puesto que las mismas provocan que la corriente que se inyecta en el terreno tome otra trayectoria no deseada perturbando así el resultado. e. Si se quiere conocer la resistividad existente en una puesta a tierra, es obligatorio realizar la medición en una zona cercana a la misma, con características similares y con la misma conformación geológica, a una separación igual o mayor a tres veces la separación de los electrodos. f. Al realizar las mediciones en las diferentes direcciones (Norte-Sur)(Este-Oeste), los valores de resistencia obtenidos para cada separación entre electrodos pueden ser promediados, no pueden ser promediados valores obtenidos con diferentes

METODO DE SCHLUMBERGER (METODO SIMETRICO)

Los cuatro electrodos, tipo barra corta, se ubican en línea recta, cada par (potencial y corriente) simétricamente ubicados con respecto al centro de medición elegido. Los electrodos se ubican a distancias relativamente grandes comparadas con la profundidad de enterramiento, de modo de suponerse a éstos como fuentes puntuales de corriente. Esta configuración conduce a la determinación de una «resistividad aparente», ρa, que se define como aquélla correspondiente a un terreno homogéneo en el cual, para la disposición dada de electrodos e igual magnitud de corriente inyectada al medio, se produce una misma elevación de potencial medida en el terreno no homogéneo. Siendo «s» la separación entre electrodos de potencial y «L» la distancia del centro de medición a cada electrodo de corriente, la resistividad aparente medida resulta: El comportamiento de ρa con la separación de los electrodos proporciona una guía para la determinación de las características de resistividad del terreno.

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III.     

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EQUIPOS Y/O INSTRUMENTOS

1 telurómetro 1 batería de 12 CC 1 silla o soporte 4 estacas. 4 cables (rojo y blanco). IV.

PROCEDIMIENTO

MÉTODO WEENNER 

Clave en le terreno las 4 jabalinas, bien alineadas y con una separación constante de “6 “metros entre si, en esta medición la distancia entre jabalina es critica porque interviene en el calculo de la resistividad.



Los bornes Px y Cx del telurómetro no deben estar cortocircuitados.



Las jabalinas exteriores (jabalinas de corriente) se van conectar a los bornes Cx y C del telurómetro.



Las jabalinas centrales (jabalinas de tensión) se conectan a los bornes Px y P del telurómetro.



Disminuir la distancia de separación de las 4 jabalinas de metro en metro.



Tomar las medidas obtenidas

MÉTODO SIMÉTRICO   

Clave en le terreno las 4 jabalinas, bien alineadas y con una separación constante de “6 “metros entre si, en esta medición la distancia entre jabalina es critica porque interviene en el calculo de la resistividad. Se procede de la misma manera que el método anterior, con todas las consideraciones antes mencionadas. La distancia a disminuir es de metro en metro pero manteniendo los centrales fijos y solo disminuyendo los extremos hasta que haya separación entre estos y los centrales de un metro.

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CUESTIONARIO

1) Presente los datos adecuados en el laboratorio Método de Wenner En este cuadro se pueden apreciar las distancias entre jabalinas y la lectura de resistencia correspondiente:

a 5 4 3 2

h 3.75 3 2.25 1.5

ρ 6188.937 9047.786 >37k 6911.503

R 197 360 >2K

550

40000 35000 30000 25000 ρ r 20000

Series1

15000

Series2

10000 5000 0 0

1

2

3

4

5

6

a

Método Simétrico

Disminuir de dos metro en dos metro solo los extremos

a 2 2 2 2

L 5 4 3 2

h 2.5 2 1.5 1

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R 211 261 364 550

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ρ 4295.927 4016.940 3616.190

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5000 4500 4000 3500 3000 R P 2500

R

2000

p

1500 1000 500 0 0

1

2

3

4

5

6

L

2) ¿Cuáles son los instrumentos que sirven para medir la resistividad del terreno? o o o o

Telurómetro (Megabras). 1 batería de 12cc. 4 Jabalinas de cobre. Cables con agarraderas.

3) Explique las diferencias entre el método Wenner y el método simétrico 

Ambos métodos se basan en la medida de la «Resistividad Aparente» del suelo natural, basado en la aplicación del principio de Caída Potencial.



La diferencia principal radica en que en el método wenner la disminución de la separación entre electrodos es constante pero afecta a todos los electrodos por igual, es decir si existe una separación inicial de 6 metros entre electrodo y electrodo, esta disminuirá por ejemplo 1 metro luego la nueva separación entre electrodo y electrodo es de 5 metros.



En el método simétrico se asemeja mucho al de Wenner solo que la disminución solo afecta a las jabalinas que se encuentran en el extremo es decir a las jabalinas de corriente manteniendo fijas las de la parte central, a medida que estas disminuyen se van acercando a las centrales hasta una distancia determinada.



El Método WENNER esta Normalizado (ASTM: G-57), y tiene la ventaja de ser sencillo y más preciso para fines de uso eléctrico que otros métodos basados en el mismo principio, dado que no exigen instrumentos de alta sensibilidad, son ideales para despliegues cortos (pequeña profundidad) tales como los que se

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necesitan para Puestas a Tierra y las variaciones laterales en este caso no le afectan; se aplican a todo tipo de suelos. 

La desventaja es que la distancia de medidas es corta ( a