Sondeos Eléctricos Verticales del suelo (SEV)

Al ser el suelo el elemento encargado de disipar las corrientes a tierra, ya sean de falla, de descargas atmosféricas y otras no deseables, su comportamiento interesa desde el punto de vista eléctrico.

La corriente pasa al terreno repartiéndose por todos los puntos de la superficie del electrodo en contacto con la tierra, por tanto, en todas las direcciones a partir del mismo. En la figura N. 3 se representa este paso en el caso de una pica vertical. Una vez ya en el terreno, la corriente se va difundiendo por el mismo. Con terrenos de resistividad homogénea puede idealizarse este paso suponiendo el terreno formado por capas concéntricas alrededor del electrodo, todas del mismo espesor L. La corriente va pasando sucesivamente de una capa a la siguiente. Cada

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vez la superficie de paso es mayor, y por tanto la resistencia R de cada capa va siendo cada vez menor, hasta llegar a ser despreciable.

Fig. N. 3

Fuente:http://www.infoindustriaperu.com/articulos_pdf/medioambiente/028.pdf

Los suelos son malos conductores de la electricidad pero sin embargo por su gran superficie son utilizados para dispersar las corrientes de falla y de descargas atmosféricas.

Los terrenos donde se realizan las obras eléctricas y en donde se realizan las puestas a tierra y construcción de mallas, tienen distintas resistividades (ρ) según sea su naturaleza y contenido de humedad, el rango de variación se encuentra dentro de rangos muy amplios, por lo que se menciona que la tierra es mala conductora.

El valor de la resistividad de un terreno se expresa en ohmios-metro (Ω-m) y corresponde a la resistencia entre dos caras opuestas de un cubo con 1 metro de arista.

Fig. N. 4 : Resistividad del suelo

Fuente: MARTINEZ, Juan: Puesta a Tierra en Edificios y en instalaciones eléctricas.

Existen dos parámetros importantes en una puesta a tierra: La resistividad del suelo y la resistencia de tierra (electrodo o malla).

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Resistencia y resistividad tienen dos significados diferentes. La resistencia es una medida de que tan bien puede un electrodo disipar la corriente eléctrica en el suelo circundante. La resistencia es medida en ohmios Las propiedades eléctricas de un terreno son descritas en términos de resistividad (ρ).

La resistencia a tierra de los electrodos de tierra depende no solamente de la profundidad y el área de superficie de estas, sino también de la resistividad del suelo.

R= resistividad*longitud/área

La resistividad del suelo determina cual será la resistencia de un electrodo y la profundidad a la que debe ser enterrado y depende de la humedad del terreno, de la temperatura y la resistencia de cualquier sistema de electrodos varia a lo largo del año.

Alrededor del electrodo, la resistencia del suelo está dada por todas las capas de diferente valor que tiene el suelo. Las capas más cercanas a la superficie del electrodo tiene la circunferencia más pequeña y por lo tanto la más alta resistencia, no así las capas más lejanas, que tienen mayor superficie y por ende menor resistencia. Así pues la resistencia decrece inversamente con la distancia hacia la superficie del electrodo.

Al ser la resistividad del suelo el parámetro más importante dentro de la determinación de la resistencia de puesta a tierra de una pica o malla, es necesario conocer los mecanismos para determinar esta resistividad, ya que de no conocerla y suponerla, los valores a determinarse en un proyecto no serán los verdaderos. Lo manifestado acarrea que las obras construidas y recibidas por la Empresa Distribuidora de energía no se encuentren dentro los valores establecidos por las Distribuidoras de Energía y por tanto no recibidas por el Departamento de Fiscalización; además al no cumplir con los valores el contratista debe modificar y corregir su diseño, lo que ocasiona que los gastos para obtener valores establecidos, los asuma la empresa o persona que contrató al diseñador y constructor de redes eléctricas.

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La resistividad del terreno es de importancia decisiva en el proyecto de una puesta a tierra y la única forma de conocerla con exactitud es mediante medidas directas de campo. De forma general, la medida se efectúa según una cierta disposición de electrodos de corriente y de potencial.

El objetivo de las mediciones o Sondeos Eléctricos Verticales (SEV) es conocer la resistividad y espesor de cada una de las capas constituyentes a obtenerse para un modelo de suelo a partir de los valores de campo.

Sin embargo, las diversas configuraciones básicas de electrodos posibles suponen para cada medida la existencia de un medio homogéneo, lo cual conduce a la determinación de una "resistividad aparente", que depende de las distancias particulares a las que se ubican los electrodos. La resistividad aparente puede definirse como aquélla correspondiente a un terreno homogéneo.

Todas las técnicas geofísicas intentan distinguir o reconocer las formaciones geológicas que se encuentran en profundidad mediante algún parámetro físico, como la prospección eléctrica para la determinación de la resistividad.

Existen diversas técnicas geofísicas eléctricas o electromagnéticas que determinan la resistividad de los materiales. Algunas de estas técnicas son modernas y bastantes precisas, pero ocasionan la utilización de equipo sofisticado y caro. La prospección eléctrica o Sondeos Eléctricos Verticales (SEV), siguen constituyéndose por su sencillez y economía en los más utilizados dentro de la geología para la determinación de los modelos de un suelo estratificado. A la parte eléctrica le interesa este aporte de la geología para conocer el modelo del suelo dentro de los fines eléctricos.

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La resistividad aparente, o resistividad del terreno homogéneo equivalente, no corresponde necesariamente a ninguno de los valores de resistividad presentes en el terreno no homogéneo, pero sí depende de las características de éste.

El comportamiento de la resistividad aparente con la separación de los electrodos proporcionará una guía para la determinación de las características de resistividad del terreno.

Las configuraciones básicas de electrodos usualmente empleadas pueden clasificarse en configuraciones de cuatro electrodos.

La resistividad del terreno es la parte decisiva en el diseño de una puesta a tierra o malla eléctrica y la única forma de conocerla con exactitud es mediante medidas directas de campo. Se considera al terreno formado por capas o estratos homogéneos, de resistividad uniforme y espesor fijo.

Fig. N. 5: terreno estratificado

Fuente:http://www.procobre.org/archivos/peru/mallas_detierra_en_edificaciones.pdf

Al realizar un sondeo eléctrico vertical lo que se persigue es modelar al suelo en dos o tres capas con sus respectivas resistividades y espesores, para el efecto las técnicas realizadas y que son base para todo análisis son las desarrolladas por Orellana y Moondey.