Sin lugar a dudas es el factor más importante, del cual depende
la buena predisposición del suelo para dispersar las corrientes de defecto que
pudieran aparecer en un circuito eléctrico de una instalación o sus partes.
Debido al ser el terreno, heterogéneo en su composición, la
resistividad depende de diversos factores a saber:
SALINIDAD.
La conductibilidad del suelo es fundamentalmente electrolítica,
porque los principales componentes del suelo son aislantes, la conducción de
corriente tiene lugar principalmente a través del electrolito formado por las
sales, los minerales y el agua contenida habitualmente en el terreno.
HUMEDAD.
El agregado de humedad en el suelo influye en forma
considerable sobre su resistividad. Su valor no es constante, ya que varía con
el clima, época del año, naturaleza del subsuelo, la profundidad considerada, y
la situación del nivel freático, pero rara vez es nula, incluso al referirse a
zonas desérticas. A medida que el grado de humedad aumenta (disolviendo las
sales solubles), la resistividad disminuye, por concentración del
electrolito, hasta un nivel de saturación, cuyo efecto es menos pronunciado.
Nota: El
agua disocia las sales en iones y cationes que se encargan de transportar los
electrones por el terreno (comportamiento electrolítico). El agua destilada es
aislante y aunque introduzcamos un par de electrodos en el interior de un
recipiente conectados a una pila no circulará corriente eléctrica a través de
ella. Si al agua le incorporamos sal común, comenzará una circulación de
corriente que aumentará de acuerdo a la concentración en peso de la sal,
haciéndose muy notorio el efecto hasta un 15% en peso de concentración.
TEMPERATURA.
La resistividad del terreno aumenta a medida que desciende
la temperatura, y ese aumento se nota enormemente al llegar a los 0°C, puesto
que el agua en estado de congelación reduce el movimiento de los electrolitos.
En tales condiciones de temperatura extremadamente bajas, se deberá profundizar
mucho más los electrodos dispersores, para no aumentar la Resistencia Puesta .a
Tierra. En forma considerable.
GRANULOMETRÍA.
Es un elemento importante que influye sobre la porosidad,
el poder de retención de la humedad y también sobre la calidad de contacto de
los electrodos, incrementándose la resistividad con el mayor tamaño de los
granos. En terreno de granos grueso, gravas, etc., es conveniente rodear a los
electrodos con cierto espesor de tierra fina o de otro compuesto conductor.
COMPACTICIDAD.
La
resistividad también se ve afectada por el grado de compactación del terreno,
disminuyendo al aumentar este. Al encontrarse el suelo no compactado, hace que existan
pequeños huecos llenos de aire, contra la superficie de los electrodos
dispersores, malogrando la descarga de la corriente de falla al aumentar la resistencia.
ESTRATIGRAFÍA.
La resistividad total de un terreno, es la resultante de las
correspondientes resistividades de las diversas capas que lo constituyen.
Al ser la resistividad del suelo una magnitud variable, y
que el único camino aceptable para conocer su valor consistirá en medirla, lo
que permitirá conocer dicho valor en las condiciones existentes en cada caso.
Bajo ningún punto de vista se puede extrapolar el resultado
de las capas superficiales, pues la variación de la composición del terreno en
les capas inferiores pueden dar sorpresas. Si las instalaciones y el terreno lo
permiten, se debe aconsejar la instalación de electrodos en profundidad.
Siempre se deberá primero analizar técnicamente por mediciones
en campo las resistividades propias de los suelos y no sobrestimar los datos
aportados por tablas, o mapas, datos que son a título meramente indicativos, y
no constituyen elementos determinantes, en la correcta instalación de un Sistema
de Puesta a Tierra.
VARIACIONES
ESTACIONALES.
A lo largo del año se presentan variaciones estaciónales,
cuyos efectos en un sistema de toma de tierra son más acentuados cuanto más
acentuados cuanto más próximo a la superficie del terreno se encuentran los
electrodos dispersores. A medida que más enterramos los electrodos, o los
coloquemos debajo de las cimentaciones del edificio, aumentarán las garantías
de mantener estable el valor de la resistividad.
NOTA: Las
revisiones periódicas de las instalaciones de Puesta a Tierra. Deben efectuarse
en las épocas más desfavorables para el terreno.
FACTORES
SEGUNDARIOS.
La resistividad del terreno es en ausencia de efectos secundarios,
prácticamente independiente de la intensidad de corriente que lo recorre. Existen
sin embargo, otros factores, distintos a los ya enumerados, que son
susceptibles de modificar apreciablemente la resistividad del terreno, pero que
por su naturaleza, solo pueden surgir posteriormente al establecimiento de la
red de tierra, tales como:
- El efecto de gradientes de
potencial elevados.
- El calentamiento del suelo a
consecuencia de la circulación de las corrientes de falla, de frecuencia industrial,
elevadas, o de forma prolongada, o de origen atmosférico.
GRADIENTES
DE POTENCIAL ELEVADOS.
Cuando el contacto entre un electrodo dispersor y el terreno
es mediocre, pueden establecerse (en condiciones de circulación de corrientes
de defecto) y a partir de un cierto valor, pequeñas descargas que, franqueando
las delgadas capas aislantes que separan los dos medios, contribuyen a igualar
los potenciales de ambos. La resistencia de un Sistema de Puesta a Tierra.
Arrojaría en estas condiciones valores inferiores a los que se hubieran
obtenido cuando no se producía el fenómeno, notándose principalmente esta
reducción en instalaciones de Puesta a Tierra. De pequeñas dimensiones.
Para magnitudes muy importantes de la corriente de falla
a tierra, el gradiente de potencial puede llegar, en las proximidades
inmediatas de los electrodos, a alcanzar valores que provoquen la perforación
del terreno. Dando lugar de este modo a la formación de uno o varios arcos que
a partir de determinados puntos del electrodo, se propaguen a través del suelo en
diversas direcciones, y con eventuales ramificaciones, hasta que se deje de
verificar la superación del nivel de tensión crítico (algunos KV/cm). El
efecto se hace más apreciable en electrodos de pequeñas dimensiones y la
aparición de tales descargas deteriora rápidamente a los mismos.
CALENTAMIENTO DEL SUELO POR CORRIENTES
ELEVADAS.
El calentamiento del suelo tiende aumentar su conductividad,
mientras no vaya acompañado de desecación. La resistividad de una capa de
terreno puede disminuir en una relación de 2 a 1 para temperaturas entre
algunos grados y 20 a 25°C y en una relación del mismo órden entre 20 y 80°C.- El
efecto inicial de una circulación prolongada de corriente por una toma de
tierra es disminuir su resistencia, es su contribución al valor total de las capas
próximas de terreno, pero solo es apreciable en tomas de tierra de pequeñas
dimensiones.
La
temperatura es máxima en la proximidad inmediata del electrodo, convirtiéndose
en crítica cuando se acerca a 100°C, al provocar la evaporación rápida del agua
ocluida y dejar el electrodo en contacto con una capa deshidratada muy
resistente incluso llegar a producir la calcinación del terreno circundante. La
toma de tierra pierde entonces su poder de evacuación y tiende a subir su
potencial hasta la tensión simple de red, situación ésta por demás peligrosa.
TRATAMIENTO DEL TERRENO.
Como ya se ha visto la resistividad del terreno, depende
de su contenido en electrolitos, que a su vez dependerá de su naturaleza
mineralógica, y del contenido de humedad, variable según la porosidad y el
clima. Cuando el terreno es mal conductor, debe tratarse alrededor de los
electrodos, para disminuir artificialmente la resistividad del mismo afectando
a un volumen importante de terreno. Esto puede lograrse realizando:
- Tratamiento con sales.
- Tratamiento con geles.
- Tratamiento por abonado
electrolítico del terreno.
TRATAMIENTO
CON SALES.
Se realiza una excavación poco profunda alrededor del
electrodo, (a unos 0,5 m del electrodo) con una profundidad de surco de
0,3 a 0,4 m, se depositan las sales (cloruro sódico, sulfato de cobre,
carbonato de calcio, etc.), se recubre la superficie del surco con tierra y
se riega. En caso de jabalinas, la cantidad de compuesto puede oscilar entre 25
y 45 Kg. Si la instalación es intemperie, en períodos de lluvias el arrastre de
la sal (lavado del terreno por infiltración), obliga a realizar nuevamente
el tratamiento.
TRATAMIENTO
CON GELES.
Consiste en tratar al terreno con dos soluciones, en forma
simultánea cuya combinación forma un gel. En este caso el arrastre del
compuesto por lluvias se hace más lento, manteniendo su eficacia por un lapso
de 6 a 8 años.
TRATAMIENTO
POR ABONADO ELECTROLÍTICO.
Consiste en aumentar la cantidad de electrolitos en disolución
en el agua del terreno, aumentando el poder de retención del agua. Se utilizan
para ello electrolitos a base de sulfato cálcico convenientemente tratado y
estabilizado, cuya solubilidad es muy pequeña, pero que son considerablemente
la conductibilidad del terreno. Esta conductividad será tanto mayor cuanto
mayor sea la resistividad inicial del terreno.
El tratamiento consiste en extender en la superficie del terreno
de 6 a 8 Kg de mezcla por m². El agua de lluvia o riego, disuelve el
electrolito y lo retiene por absorción en la superficie de los granos rocosos. Se
ha comprobado que el período de eficacia de este tratamiento alcanza de 10 a 15
años, según la naturaleza del terreno. Si el terreno es muy poroso, se agregan productos
que aumenten la retención de la humedad.
