¿Qué son las Varillas de Tierra?

Las varillas de tierra son un componente crucial del sistema de puesta a tierra. Son barras metálicas altamente conductoras que se entierran profundamente en el suelo y desempeñan un papel significativo en la protección del sistema eléctrico contra sobrecorrientes y daños relacionados. Las varillas suelen ser de cobre sólido, acero revestido de cobre, acero inoxidable o acero galvanizado. El tipo de toma de tierra elegida depende de factores como el tipo de suelo y resistividad, así como del diseño de la puesta a tierra. Las tomas de tierra deben tener alta conductividad y resistencia a la corrosión.

Para comprobar la calidad de una toma de tierra, puedes buscar marcas en el extremo superior que indican que está listada y aprobada por una organización reconocida, como Underwriters Laboratories (UL). La norma UL aplicable a las tomas de tierra es la UL 467, titulada “Grounding and Bonding Equipment”. Esta norma cubre los requisitos para el equipamiento de puesta a tierra y conexión, incluyendo las tomas de tierra, utilizados en sistemas eléctricos. Especifica los materiales, diseño, construcción y requisitos de rendimiento para las tomas de tierra y otros equipos de puesta a tierra y conexión.

Las varillas de Copperbond se fabrican uniendo una capa de cobre a la superficie de una barra de acero. El núcleo de acero proporciona a la toma de tierra resistencia y durabilidad mecánicas, mientras que el revestimiento o revestimiento de cobre aumenta su conductividad eléctrica y resistencia a la corrosión. La alta resistencia mecánica del núcleo de las varillas permite que sean fácilmente clavadas en el suelo utilizando un martillo u otra herramienta. Esto elimina la necesidad de cavar un agujero o zanja, lo cual puede ser lento y requerir mucho esfuerzo.

Las varillas también están diseñadas para ser extensibles mediante acoplamientos para permitirles llegar al suelo de menor resistencia en profundidad. Esto ayuda a mejorar la efectividad del sistema de puesta a tierra al reducir la resistencia de la conexión a tierra. Las varillas de tierra extensibles también son útiles para los sistemas de puesta a tierra que requieren una toma de tierra más larga, como aquellos en edificios grandes o sistemas eléctricos complejos.

NFPA 780 para la Instalación de Tomas de Tierra

La NFPA 780 es una norma publicada por la Asociación Nacional de Protección contra Incendios (NFPA) y es la “Standard for the Installation of Lightning Protection Systems”. El Capítulo 7 de la NFPA 780 cubre los requisitos para las tomas de tierra y otros equipos de puesta a tierra y conexión utilizados en los sistemas de protección contra rayos.

Según la NFPA 780, las tomas de tierra deben ser instaladas de acuerdo con las instrucciones del fabricante y los requisitos del diseño de puesta a tierra. La toma de tierra debe ser clavada en el suelo a una profundidad suficiente para llegar al suelo de menor resistencia, normalmente 8 pies o más. La toma de tierra también debe estar espaciada a una distancia suficiente de la estructura para evitar interferencias con el sistema de protección contra rayos.

La NFPA 780 también especifica que las varillas de tierra deben estar hechas de materiales que sean adecuados para la aplicación prevista y las condiciones del suelo. Las varillas de cobre o acero revestido de cobre se utilizan normalmente en los sistemas de protección contra rayos porque tienen alta conductividad y resistencia a la corrosión. Las varillas también deben ser probadas para asegurar que cumplen con las especificaciones y normas requeridas, como la UL 467.

La norma ANSI/IEEE 80-2000, titulada “IEEE Guide for Safety in AC Substation Grounding”, es otra norma que proporciona pautas para la instalación de tomas de tierra en subestaciones eléctricas. Especifica los requisitos para los materiales de la toma de tierra, la profundidad de instalación, el espaciado y las pruebas para asegurar que las tomas de tierra son efectivas y seguras.

Precaución: Asegúrate de que todas las personas usen las herramientas, procedimientos y equipos de protección personal adecuados para garantizar la seguridad.

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Materiales requeridos

A) Varilla de tierra: Este es el componente principal del sistema de puesta a tierra.

B) Arquetas De Registro De Toma De Tierra: Este es un recinto protector que puede ser fijado a la toma de tierra para protegerla de factores externos o condiciones ambientales. Un pozo de inspección también facilita el mantenimiento e inspecciones futuras de la toma de tierra.

C) Abrazadera para la toma de tierra: Este es un dispositivo usado para asegurar la toma de tierra al pozo de inspección o cámara de inspección. La abrazadera para la toma de tierra normalmente está hecha de cobre u otro material conductor para asegurar que la toma de tierra esté correctamente conectada y tenga baja resistencia.

D) Compuesto mejorador de tierra: Esta es una sustancia utilizada para mejorar la resistencia y la conductividad del suelo. Los compuestos mejoradores de tierra se aplican normalmente al suelo alrededor de la toma de tierra para reducir la resistencia de la conexión a tierra y mejorar la eficacia del sistema de puesta a tierra.

E) Pala o excavador de postes: Estas son herramientas utilizadas para excavar un agujero en el suelo para la toma de tierra. Una pala o excavador de postes puede ser utilizado para cavar un agujero de las dimensiones adecuadas.

Además de estos elementos, es posible que necesites otros equipos y materiales, como un martillo para conducir la toma de tierra, y acoplamientos de alta conductividad para extender la toma de tierra. Es importante utilizar el equipo y los materiales adecuados para garantizar la seguridad y la eficacia de la instalación de la toma de tierra. Si tienes alguna pregunta o duda, lo mejor es consultar con expertos o fabricantes que puedan ofrecerte orientación y soporte.

Procedimiento de instalación para instalar una Toma de Tierra

Decidir la ubicación: Comienza eligiendo una ubicación para la toma de tierra que esté alejada de cualquier línea de servicios subterráneos. Es importante evitar dañar estas líneas durante el proceso de instalación. La ubicación para la instalación de la puesta a tierra debe ser identificada considerando estos y otros factores en el diseño de la puesta a tierra.
Resistividad del suelo: Considera los niveles de resistividad del suelo y el tratamiento del suelo. Dependiendo de la resistividad y las condiciones del sitio, la toma de tierra puede ser instalada directamente en el suelo o se puede utilizar un compuesto mejorador de tierra para mejorar la resistencia a tierra.
Excavar un agujero de las dimensiones requeridas: Utiliza una pala o un excavador de postes para cavar un agujero para la toma de tierra. El agujero debe ser lo suficientemente profundo como para permitir que la barra sea instalada al menos a 8 pies en el suelo. Por lo general, se necesita un agujero de 120 a 150mm de diámetro y 2.4m de profundidad para clavar la toma de tierra en el suelo. Esto puede variar dependiendo de la dimensión de la toma de tierra.
Colocación de la Toma de Tierra: Coloca la toma de tierra en el agujero y utiliza un martillo o mazo para clavarla en el suelo. La barra debe ser clavada de forma recta y nivelada para asegurar una correcta puesta a tierra. Asegúrate de quitar todo el material de embalaje de la barra. Asegúrate de que el extremo puntiagudo es el que va a entrar en el suelo. Una vez que la toma de tierra esté en su lugar, conecta un cable de puesta a tierra a la parte superior de la barra utilizando una abrazadera de puesta a tierra. El cable de puesta a tierra debe ser lo suficientemente largo como para llegar al panel eléctrico u otros puntos de puesta a tierra.
Uso de la Abrazadera de Puesta a Tierra: Conduce el cable de puesta a tierra hasta el panel eléctrico u otro punto de puesta a tierra y fíjalo de manera segura utilizando la abrazadera de puesta a tierra apropiada.
Uso de las Grapas: Las grapas debe convertirse en una suspensión (mezcla semilíquida) utilizando agua según lo definido por el fabricante. Vierte la suspensión en el agujero y llénalo completamente hasta la parte superior. Para asegurarte de que la suspensión llena completamente el agujero, agita la barra mientras viertes la suspensión.
Rellenar el agujero: Si hay algún espacio vacío después de rellenar el agujero con el compuesto mejorador de tierra, rellénalo con tierra.
Arquetas de tierra: Por último, después de la instalación de la toma de tierra, es esencial realizar una prueba de resistencia a tierra para asegurar que la instalación es efectiva. Esto se puede hacer utilizando un Arquetas de tierra.

Recuerda que estos procedimientos están sujetos a las normas y regulaciones locales y deben ser realizados por un electricista certificado. Para una instalación segura y efectiva, siempre se recomienda obtener ayuda de profesionales.

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