Universidad Nacional del Nordeste - Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura

23 de Abril de 2012 | 5 ′ 4 ′′


Equipos de seguridad para baja y alta tensión



Medir la resistencia de la puesta a tierra (PAT) de manera simple y efectiva para distintos tipos de instalaciones que pueden incluir sistemas de alta tensión, y con ello resguardar la seguridad de seres humanos o animales, fue el objetivo de un grupo de investigadores de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales y Agrimensura. Para ello elaboraron un “telurímetro” basado en un microcontrolador.

“El desarrollo es un pequeño computador que efectúa las operaciones necesarias para medir la tierra e indicarla numéricamente”, explicó el ingeniero Felipe Marder a InfoUniversidades, al tiempo que señaló que el equipo creado es técnicamente satisfactorio y tiene un valor económico mucho menor a lo que se puede hallar en el mercado.

Se llama PAT a toda unión eléctrica directa entre una instalación o una parte de ella y la tierra. En este contexto se pueden diferenciar tres partes: a) el suelo propiamente dicho, b) la parte que está en íntimo contacto con él, que es la jabalina o la malla, y c) los conductores que hacen el contacto entre la instalación y los dispersores enterrados.

La función de la PAT (jabalina) en una instalación consiste en derivar hacia el terreno las intensidades de corriente de cualquier naturaleza, ya sea producto de una falla, por inducción o de descargas atmosféricas. Se pretende, con este sistema, eliminar las diferencias de potencial respecto de tierra de las instalaciones, estructuras o equipos asociados por cuestiones de seguridad e interferencias.

Y, por último, los conductores. “Se define como electrodo de puesta a tierra a todo material conductor metálico, en contacto con el terreno, capaz de canalizar los excesos de corriente proveniente de un sistema de protección. La resistencia de la puesta a tierra depende de varios factores y cada uno realiza un aporte en la magnitud e importancia relativa. La determinación de cada uno de ellos no es una tarea fácil, ya que hay parámetros que dependen de la composición química del terreno, de la humedad relativa, de la granulometría, de la compactación, etc. La resistencia de tierra depende de los factores resistividad del terreno y la estructura del electrodo”, enumeraron los investigadores.

“El equipo diseñado mide la resistencia entre la tierra y la jabalina, que es un cilindro macizo de metal, cobre, caño galvanizado o de acero inoxidable que actúa como un buen conductor de la tensión”, comentó Marder junto a los miembros del departamento de Ingeniería Eléctrica, donde se desarrolló la investigación. “El proyecto consistió en el diseño e implementación de un instrumento medidor de la resistencia de puesta a tierra, también denominado telurímetro (Tellus, del latín tierra; y metria: medición). La técnica de medición está basada en el método de Behrend o de tres jabalinas. Para este proyecto se utilizó un microcontrolador que genera una señal de onda cuadrada, la cual excita un sistema de inyección de corriente efectiva constante de 40mA”.

La diferencia de potencial que aparece en la jabalina bajo medición es proporcional al valor de la resistencia de tierra que se desea medir. Los resultados obtenidos de una serie de 20 mediciones son promediados y presentados en un display numérico, como lectura directa. A fin de fundamentar el método de medida, se realizaron diversas mediciones en distintos terrenos con el objetivo de ajustar un modelo, empleando el programa SciLab.

Antecedentes

La técnica del diseño y la implementación de la puesta a tierra constituye una de las disciplinas de la ingeniería eléctrica que no se han ponderado suficientemente; pero los inconvenientes que se presentaron a la hora de las aplicaciones prácticas en el área de las instalaciones eléctricas con manejo de potencia o de las comunicaciones, hizo que se volviera un tema relevante, sin dejar de lado la importancia intrínseca que tienen los sistemas eléctricos en cuanto a la seguridad y protección.

Sin embargo, no todo está solucionado con la PAT ya que siempre habrá factores imprevisibles que no permiten garantizar una seguridad absoluta. Ahora bien, según la naturaleza de las corrientes que debe dispersar, la PAT se puede clasificar en dos tipos: a) de frecuencia industrial y b) de corrientes impulsivas.

Mediante el diseño e implementación de este telurímetro basado en un microcontrolador, los ingenieros proponen un instrumento que permitiría medir la PAT de manera simple y rápida que, de establecerse en valores normalizados, podría garantizar la seguridad de quienes manipulan equipos de baja y alta tensión. Además el equipo resulta de bajo costo, ya que en el mercado este tipo de presentaciones son onerosas.

Intervinieron también en el desarrollo los ingenieros Víctor Marder, Oscar Lombardero, Víctor Toranzos, Carlos Aquino y Manuel Cáceres.


Laura Duarte Galarza


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