- INTRODUCCIÓN.
- EL TERRENO.
- LA HUMEDAD.
- FUNCIONAMIENTO DE TERRAL.
- RESULTADOS EN PRUEBAS DE CAMPO :
- TERRAL FRENTE A PICA SIN TRATAR.
- TERRAL FRENTE A TRATAMIENTOS CON SALES SOLUBLES.
- TERRAL FRENTE A PRODUCTO DE LA COMPETENCIA.
- DESCENSOS DE RESISTENCIAS OBTENIDOS EN DISTINTOS TERRENOS.
- TERRAL Y LA PLANIFICACIÓN DE INSTALACIONES NUEVAS.
- MANTENIMIENTO DE TOMAS DE TIERRA.
- REGLAMENTO ELECTROTÉCNICO PARA BAJA TENSIÓN.
- DATOS DE SEGURIDAD Y ALMACENAMIENTO.
INTRODUCCIÓN
TERRAL nace de la necesidad de obtener adecuadas resistencias al paso de la corriente eléctrica en los sistemas de "tomas de tierra", para que con su buen funcionamiento cumplan con su principal objetivo, proteger a las personas y sus bienes.
Una adecuada resistencia en las tomas de tierra ayuda a eliminar las corrientes que con respecto a tierra pueden presentar las masas metálicas y asegura la adecuada actuación de los sistemas de protección por medio de los diferenciales.
La obligatoriedad de efectuar y mantener las tomas de tierra en el contexto de las instalaciones eléctricas y demás sistemas de seguridad (antenas, pararrayos, etc.) hace que tengamos que entrar en contacto con este elemento tan interesante, variable e impredecible dentro del mundo de las instalaciones eléctricas, como es la propia tierra. Ello hace que la resolución adecuada de la instalación requiera aplicar por parte del instalador toda su experiencia, creatividad y conocimientos.
En numerosas ocasiones nos vamos a encontrar con que no es factible la obtención de las prestaciones requeridas con los procedimientos más habituales; Las alternativas suelen ser no sólo más complejas, sino además mucho más caras. En estos casos TERRAL puede ser la elección idónea.
EL TERRENO
La característica esencial del terreno referente a la toma de tierra va a ser su resistividad r expresado en Ohm.m. y que representa la resistencia que presenta al paso de la corriente eléctrica un cubo de terreno de un metro de lado.
La resistividad del terreno esta influenciada por múltiples factores:
- Naturaleza del terreno.
- Salinidad.
- Estratigrafía.
- Temperatura.
- Humedad.
- Variaciones estacionales.
- Otros factores.
El conocer la naturaleza del terreno suele ser un buen punto de partida a la hora de tener una orientación aproximada de las resistencias del terreno con las que nos vamos a encontrar (ver tabla).
NATURALEZA DEL TERRENO
Resistividad en Ohm.m
Terrenos pantanosos
de algunas unidades a 30
Limo
20 a 100
Humus
10 a 150
Turba húmeda
5 a 100
Arcilla plástica
50
Margas y arcillas compactas
100 a 200
Margas del Jurásico
30 a 40
Arena arcillosa
50 a 500
Arena silícea
200 a 3.000
Suelo pedregoso cubierto de césped
300 a 500
Suelo pedregoso desnudo
1.500 a 3.000
Calizas blandas
100 a 300
Calizas compactas
1.000 a 5.000
Calizas agrietadas
500 a 1.000
Pizarras
50 a 300
Rocas de mica y cuarzo
800
Granitos y gres procedentes de alteración
1.500 a 10.000
Granitos y gres muy alterados
100 a 600
Es obvio que será siempre más complejo y costoso, efectuar una toma de tierra sobre un suelo pedregoso que sobre un terreno compuesto por estructuras arcillo-húmicas. Dentro ya de un terreno concreto, esté o no estratigrafía do y por ello con diferentes composiciones a lo largo de la profundidad en la que están instalados los electrodos de "toma de tierraÓ, el elemento que nos condicionará la conductividad del terreno va a ser la presencia de iónes libres, algo íntimamente relacionado con la salinidad del terreno alrededor de los electrodos de toma de tierra.
Así, en terrenos donde la salinidad sea baja, por facilidad de eliminación de las sales solubles por la lluvia, por proximidad a zonas muy lavadas por corrientes de agua, o porque el propio terreno es químicamente poco propenso a tener iónes débilmente unidos o en solución, nos vamos a encontrar con una resistividad alta, resistividad que sólo podemos hacer descender mediante tratamientos que conlleven la aportación de compuestos que, permaneciendo básicamente insolubles y estables en le suelo tratado, sean capaces de aportar de forma controlada los iónes necesarios para asegurar la conductividad requerida.
LA HUMEDAD DEL TERRENO
Merece la pena hacer una mención especial a la humedad del terreno.
La humedad presente en un terreno va a depender de la aportación de agua que recibe y de su tendencia a eliminarla. La aportación de agua puede ser natural (por ejemplo lluvia) o artificial (por ejemplo riego).
Cabe reseñar que se entiende que el agua, para actuar de soporte a la acción de los iones debe de estar en estado líquido, ya que como hemos indicado anteriormente, los iones deben de estar libres y móviles. Así, en caso de una bajada brusca de las temperaturas, que incluso el terreno, a la profundidad de los electrodos de "tomas de tierraÓ el agua esta congelada, la posibilidad de conducción (aún estando el terreno saturado de iones) se aminora drásticamente y ello conlleva el aumento incluso brusco de la resistencia que podemos medir.
Lo anterior hace que en general podamos notar un fenómeno de estacionabilidad tanto más acusado cuanto más extremado sea el clima en una zona concreta, y así periodos extremadamente calurosos y secos pueden conllevar un aumento neto de la resistencia medida respecto a periodos fríos y húmedos.
Así pues, en terrenos que por su naturaleza química o fisioquímica tienden a perder agua con facilidad, (en climas donde la aportación de agua por fenómenos atmosféricos es escasa, o las temperaturas tienden a ser altas y/o en épocas del año con bajas lluvias y temperaturas muy altas), podemos encontrarnos que aunque el terreno disponga de las sales necesarias, la resistencia tiende a subir.
La acción de compuestos químicos u otros modificadores del suelo, aumentan la capacidad de retención de agua por el terreno y así lo constatamos en suelos tratados con TERRAL, pero en casos o situaciones extremas podría ser conveniente como mantenimiento y para asegurar el buen funcionamiento del sistema la aportación artificial y esporádica de agua al terreno tratado.
FUNCIONAMIENTO DE TERRAL
TERRAL es un conjunto de compuestos de naturaleza básicamente soluble, y que son capaces cuando entran en contacto de reaccionar químicamente, generando una mezcla de geles y sales precipitantes que por su naturaleza fuertemente insolubles pueden permanecer en el terreno durante períodos muy prolongados.
Simultáneamente, se formarán como subproducto una cierta cantidad de sales solubles que contribuirán a mejorar la conductividad, que con el tiempo puede desaparecer por lavados (por ejemplo lluvias).
Los geles y sales precipitadas no solo constituirán una fuente constante de iones, sino que formarán una estructura extensa de permanente contacto del terreno con los electrodos de toma de tierra de manera que favorezca más la conductividad.
Como se ha mencionado anteriormente, los compuestos formados provocarán la retención del agua por parte del terreno que si bien no tan contundente como una aportación de iones, también esta propiedad ayudará a estabilizar el conjunto y aminorará, al menos en parte, los fenómenos de estacionalidad.
RESULTADOS EN PRUEBAS DE CAMPO
Exponemos a continuación los resultados obtenidos en la aplicación de TERRAL en diferentes experiencias reales de realización de tomas de tierra en la zona de Zaragoza y alrededores.
Como ya se ha comentado anteriormente los resultados finales así como su evolución va a depender de múltiples factores por lo que los datos siguientes sirven sólo como una aproximación a los resultados a obtener en cada caso.
RESULTADOS CON TERRAL FRENTE A PICA MACIZA SIN TRATAR.
Comparamos la resistencia que medimos con picas de 2 metros , habiendo sido una de ellas tratada con una dosis de TERRAL y la otra sin tratar.
Se estudia la evolución durante 32 meses (evolución durante un periodo cercano a los 3 años.)
De la gráfica anterior cabe destacar a nivel práctico:
PICA TRATADA CON TERRAL
1. Hay un fuerte descenso de resistencia del terreno tras la aplicación de TERRAL.
2. En los primeros meses puede producirse en la primera pica tratada con TERRAL un ligero aumento de la resistencia debido al lavado de algunos subproductos solubles A partir de ese momento hay una tendencia a la estabilidad de los resultados que se mantienen con el tiempo.
3. Hay una ligera variación estacional con los máximos de resistencia coincidiendo con la estación más seca del año.
4. Notar que el mantenimiento de las características de mejora del terreno se extiende a periodos muy prolongados de tiempo.
PICA SIN TRATAR
1. Presentó en todos los casos resistencias mayores que la pica tratada, siendo muy altas en épocas secas del año.
2. Presentó una fuerte estacionalidad con claras diferencias entre las resistencias máximas y mínimas.
COMPARACION DE TERRAL CON TRATAMIENTOS CON SALES SOLUBLES
Mostramos continuación los resultados obtenidos en una pica de 2 metros en el mismo terreno que las experiencias anteriores y habiendo sido tratada con una abundante mezcla de sales solubles (10 Kg.) disueltas en 50 litros de agua.
Comparando esta gráfica, con la gráfica número 1 y en particular con la línea correspondiente a la pica tratada con TERRAL podemos observar que:
1. Si bien en los primeros meses obtenemos rendimientos algo inferiores pero cercanos a los de TERRAL, con el paso del tiempo, la curva se asemeja más a la de la pica no tratada que a la pica tratada con TERRAL.
2. Los malos resultados observados con el paso del tiempo son debidos a que las sales solubles son arrastradas por disolución por la lluvia o cualquier corriente de agua en el terreno, lo cual conlleva a que transcurrido un tiempo la presencia de las sales aportadas sea escasa o nula.
COMPARACIÓN CON UN PRODUCTO DE LA COMPETENCIA
Hemos tratado en ese caso un electrodo de pica en condiciones análogas a las anteriores con un producto comercial no basado en sales solubles ni en la tecnología de TERRAL, habiendo obtenido los siguientes resultados:
Comparando de nuevo estos resultados con los de la pica tratada con TERRAL en gráfica 1, llegamos a las siguientes conclusiones :
1.- El resultado inicial en el momento del tratamiento es del mismo orden del obtenido con TERRAL.
2.- Rápidamente en pocos meses los resultados son mucho peores que con TERRAL.
3.- En un corto periodo de tiempo, el comportamiento se asemeja más al de la pica no tratada que al de la tratada con TERRAL.
DESCENSOS DE RESISTENCIAS OBTENIDOS EN DISTINTOS TERRENOS CON MUY DIFERENTES RESISTENCIAS INICIALES
Se muestran a continuación la resistencia inicial medida en picas únicas de 1,5 a 2 metros y su resistencia una vez efectuado el tratamiento con una dosis de TERRAL transcurrido uno o dos días después de efectuado.
RESISTENCIA INICIAL
% DESCENSO
1840 Ohm
198 Ohm
89 %
600 Ohm
29 Ohm
95 %
130 Ohm
35 Ohm
74 %
74 Ohm
52 Ohm
28 %
72 Ohm
32 Ohm
43 %
50 Ohm
19 Ohm
62 %
32 Ohm
24 Ohm
25 %
Así pues, hay grandes diferencias en los porcentajes de descenso observados, por lo que no será fácil predecir para una tierra dada el resultado que se obtendrá una vez tratada con TERRAL.
De todas maneras, habitualmente apreciaremos mayores descensos en aquellas picas con resistencia inicial alta o muy alta que en las que la tienen moderada o baja.
TERRAL Y LA PLANIFICACIÓN DE INSTALACIONES NUEVAS
Para planificar de forma adecuada una toma de tierra es necesario disponer de datos del comportamiento que va a expresar el terreno donde ésta va a ser instalada.
En el caso de instalaciones viejas que presentan resistencias no adecuadas y que es necesario modificar, este valor nos sirve como referencia adecuada.
En el emplazamiento de una nueva instalación sería necesario obtener datos previos por ejemplo:
- Midiendo la resistividad del terreno.
- Midiendo la resistencia del terreno tras la instalación de un electrodo.
- Con los datos anteriores ya podemos plantear distintas posibilidades:
- A-. Si la resistencia es baja y no tenemos problemas de espacio en el terreno , la solución más práctica puede ser la instalación de varios electrodos en paralelo. En esta situación, si bien TERRAL aportaría mejora en la conductividad del terreno, resulta más seguro resolverlo de manera natural con los procedimientos normales.
- B-. Si la resistencia es baja y hay problemas de espacio, que dificultan o impiden la instalación de mayor número de electrodos, TERRAL puede se la solución idónea.
- C-. En terrenos con resistencia muy alta, TERRAL puede significar la opción mas conveniente, ya que el número de electrodos a instalar en paralelo podría ser muy grande y costoso .
- D.- En terreno con resistencia intermedia TERRAL puede ser una elección muy adecuada, y será un estudio de capacidad operativa y de costes, el que en cada caso decida la opción de emplear mas número de electrodos o TERRAL.
Para ilustrar esta situación exponemos la experiencia siguiente:
La tierra estaba estratigrafiada de tal manera que la penetración de picas a profundidades superiores a 1.5 metros era muy dificultosa. Se clavaron 3 picas macizas cobreadas y se midió la resistencia en cada una de ellas por individual.
Númer de picas
Prufundidad en metros
Resistencia en Ohm
1 pica
1,5 m
55 Ohm
2 picas
1,0 m
94 Ohm
3 picas
1,5 m
74 Ohm
Tras unir todas las picas por un cable conductor y enterrar todo el sistema la resistencia medida fue de 25 Ohm.
Desenterramos la 3» pica, tratamos con TERRAL según instrucciones de uso y volvemos a tapar. Transcurrida una semana se mide la resistencia del conjunto obteniendo 13 W. valor que ya resultaba aceptable para ese tipo de instalación.
Indudablemente se podría haber resuelto con mayor numero de electrodos, pero resulto más práctico y mas económico la aplicación de TERRAL.
MANTENIMIENTO DE LAS TOMAS DE TIERRA
La importancia de la revisión periódica y mantenimiento de las tomas de tierra viene reflejado en el:" REGLAMENTO ELECTROTÉCNICO PARA BAJA TENSIÓN" MIE. BT 039 p 14.
10-. REVISIÓN DE TOMAS DE TIERRA.
"Por la importancia que ofrece , desde el punto de vista de la seguridad, cualquier instalación de toma de tierra, deberá ser obligatoriamente comprobada por los servicios oficiales en el momento de dar de alta la instalación para el funcionamiento.
Personal, técnicamente competente, efectuará esta comprobación anualmente en la época en que el terreno esté más seco . Para ello, se medirá la resistencia de tierra, reparando inmediatamente los defectos que se encuentren.
En los lugares en que el terreno no sea favorable a la buena conservación de los electrodos, éstos, así como también los conductores de enlace entre ellos hasta el punto de puesta a tierra, se pondrán al descubierto para su examen, al menos una vez cada cinco años".
A tenor de lo reglamentado, es pues preceptiva, la comprobación periódica de los elementos de la toma de tierra y su correspondiente mejora hasta obtener las resistencias necesarias.
Por sus especiales características, y por tratarse en la mayoría de los casos de obras ya realizadas, nos podemos encontrar con que :
- Es costoso descubrir toda la instalación.
- Se desconoce la ubicación de los electrodos.
Si tras una primera inspección y medición de resistencias presumimos que no hay un manifiesto deterioro de las instalaciones y que la alta resistencia no es debida a esta causa , el camino mas simple y económico será efectuar un tratamiento con TERRAL por la arqueta de registro si existe, o bien localizando un electrodo de la instalación donde podamos aplicar TERRAL según instrucciones de uso procediendo al día siguiente a comprobar si el resultado esta dentro de lo admisible para esta determinada instalación ).
En muchos casos este simple tratamiento nos va a permitir solucionar el problema planteado sin necesidad de acometer obras complicadas y costosas.
Si a pesar del primer tratamiento no se obtienen las resistencias deseadas se procederá:
- O bien hacemos una nueva instalación.
- O bien desenterramos la instalación preexistente.
En el caso de hacer una nueva procederemos como en el apartado anterior en cuanto al uso de Terral.En el caso de desenterrar la instalación vieja podemos ampliarla con más electrodos en paralelo o bien tratar electrodos adicionales (al de la arqueta) con Terral.
DATOS DE SEGURIDAD Y ALMACENAMIENTO
Como en toda manipulación de sustancias químicas, en el caso de TERRAL, se deben seguir las siguientes normas :
Xn
NOCIVO
Por ello, deben utilizarse los guantes que van en cada envase de TERRAL, sin que con ellos puestos podamos ponerlos en contacto con los ojos o mucosas, y en todo caso, lavarse la zona de contacto con abundante agua.
En caso de necesitar mas información ,solicitar la HOJA DE SEGURIDAD DE TERRAL.
Camino del Jardín de Ricla 17. 50058 Zaragoza. España. Tlfno/Fax: (34) 976 577198 Móvil: (34) 619 755503
