Sistema de Puesta a Tierra

Las corrientes telúricas o de tierra son las corrientes eléctricas que se propagan a través de la tierra; pueden ser distinguidas, según su naturaleza eléctrica como sigue:

1) Estacionarias (corriente continua)

2) Casi estacionarias o alternas (corriente alterna de 50 60 Hz

3) Alternas rápidas o de alta frecuencia (utilizadas en las telecomunicaciones)

4) Corrientes que se propagan como onda electromagnética de impulso (corriente de rayo).

Las corrientes telúricas pueden ser causadas por fenómenos naturales, o bien, por el funcionamiento de ciertos sistemas técnicos creados por el hombre. Dentro de las primeras se tiene, por ejemplo, a las corrientes que son originadas por campos variables en el tiempo, las causadas por fenómenos meteorológicos transitorios así como las excitadas de manera natural dentro de la tierra.

Dentro de este amplio campo de acción intervienen sistemas de puesta a tierra en Líneas de corriente débil (información, comunicación, hospitales, etc).

Técnica para la protección contra rayos 

Esta técnica cuyos objetivos son proteger a edificaciones de diversas clases, a las instalaciones electrotécnicas a arboles valiosos, así como personas de los efectos de las corrientes de rayo, requiere también del apoyo de la técnica de la puesta a tierra, la cual plantea problemas interesantes debido por una parte a la naturaleza eléctrica de las corrientes de rayo (ondas de impulso) y a su origen (fenómeno transitorio ante nubes y tierra) y, por otra parte a que los medios utilizados para conseguir la protección deseada deben instalarse dentro del ámbito de las instalaciones de suministro de energía eléctrica en edificaciones de muy diversas clases.

  Instalaciones de puesta a Tierra 

Una instalación de puesta a tierra es aquella instalación que tiene como misión derivar hacia la tierra o bien, establecer contacto con ella; las corrientes involucradas pueden ser de naturaleza estacionaria, casi estacionaria, de alta frecuencia o electromagnética en forma de impulsos, corrientes que pueden ser originadas durante el funcionamiento de un sistema técnico hecho por el hombre o causado por el fenómeno natural.

Elementos de una instalación de puesta a tierra 

—Electrodo elemental de pica
—Conectores
—Conductor de tierra

La puesta a tierra puede hacerse por medio de este único electrodo, con la forma geométrica mas conveniente es decir, la que ofrezca mejor eficiencia y requiera un menor gasto, sin embargo cuando, por el contrario, la corriente a tierra sea muy elevada y todos los medios de servicio y elementos por conectar a tierra estén muy desparramados sobre una superficie más o menos extensa se necesita utilizar varios electrodos (dos, tres…cuarenta, etc) y conectarlos de manera que trabajen en paralelo integrándose de esta manera los llamados electrodos múltiples.

Uno de los factores decisivos para el dimensionamiento y comportamiento de un sistema de tierra es la condición del terreno a través del cual van a circular las líneas de corriente; ello involucra entonces no solo al volumen de terreno sobre el cual este emplazada la instalación de tierra, sino también el de sus alrededores.

El cálculo de la resistencia a la propagación de todo electrodo (sencillo o múltiple) se realiza con base en cierto valor de conductividad (o de su inversa, la resistividad) del terreno, la cual es variable en un amplio rango, según sus condiciones geológicas y geofísicas.

MALLAS DE TIERRA
La malla de tierra es un conjunto de conductores desnudos que permiten

conectar los equipos que componen una instalación a un medio de referencia, en este caso la tierra. Tres componentes constituyen la resistencia de la malla de tierra:

• La resistencia del conductor que conecta los equipos a la malla de tierra.

• La resistencia de contacto entre la malla y el terreno.

• La resistencia del terreno donde se ubica la malla.

Una malla de tierra puede estar formada por distintos elementos: 

• Una o más barras enterradas.

• Conductores instalados horizontalmente formando diversas configuraciones.

•Un reticulado instalado en forma horizontal que puede tener o no barras conectadas en forma vertical en algunos puntos de ella.

—Las barras verticales utilizadas en la construcción de las mallas de tierra reciben el nombre de barras Copperweld y están construidas con alma de acero revestidas en cobre. El valor de la resistencia de una malla de tierra depende entre otros parámetros de la resistividad del terreno. El método más usado para determinar la resistividad del terreno es el de Schlumberger, el cual permite determinar las capas que componen el terreno, como también la profundidad y la resistividad de cada uno de ellos.

MEDICIÓN DE LA RESISTIVIDAD DEL SUELO

—La resistividad del terreno se mide fundamentalmente para encontrar la profundidad y grueso de la roca en estudios geofísicos, así como para encontrar los puntos óptimos para localizar la red de tierras de una subestación, sistema electrónico, planta generadora o transmisora de radiofrecuencia. Asimismo puede ser empleada para indicar el grado de corrosión de tuberías subterráneas.
—En general, los lugares con resistividad baja tienden a incrementar la corrosión. 

MÉTODO DE SCHLUMBERGER

El método de Schlumberger es una modificación del método de Wenner, ya que también emplea 4 electrodos, pero en este caso la separación entre los electrodos centrales o de potencial (a) se mantiene constante, y las mediciones se realizan variando la distancia de los electrodos exteriores a partir de los electrodos interiores, a distancia múltiplos (na) de la separación base de los electrodos internos (a).

La configuración, así como la expresión de la resistividad correspondiente a este método.

—El método de Schlumberger es de gran utilidad cuando se requieren conocer las resistividades de capas más profundas, sin necesidad de realizar muchas mediciones como con el método Wenner. Se utiliza también cuando los aparatos de medición son poco inteligentes. Solamente se recomienda hacer mediciones a 90 grados para que no resulten afectadas las lecturas por estructuras subterráneas. 

Tipos de mallas.

Se deben distinguir dos tipos de mallas en una instalación eléctrica que son:

• Mallas de alta tensión.

• Mallas de baja tensión.

Ambas mallas deben estar separadas de modo que la inducción de voltajes de la malla de alta en la de baja sea £ a 125 V, a menos que la resistencia de cada una de ellas, en forma separada, sea inferior a 1 W , en este caso pueden las mallas conectarse entre sí.

La resistencia de una malla de baja tensión, según la norma editada por la Superintendencia de Servicios Eléctricos y Combustibles (SEC) queda limitada como se muestra en la expresión.



Donde:

65V : valor de tensión máximo a que puede quedar sometida una persona cuando sucede un cortocircuito a tierra.

I : valor máximo de la corriente de falla monofásica, definida por la corriente de operación de las protecciones.

Zonas Especiales

En aquellos dispositivos cuyo funcionamiento no puede interrumpirse debido a su importancia para la vida del paciente, resulta imprescindible mantener un suministro continuo de fluido eléctrico. Para ello suelen existir sistemas de alimentación aislados, formados por un transformador de aislamiento para usos médicos sin ninguna conexión física con tierra y sin dispositivos de corte que pudieran abrir el circuito como resultado de una corriente de fuga a tierra. Este sistema se completa con un sistema de vigilancia de un posible fallo a tierra que avise con antelación al primer fallo en el aislamiento. 

QUIRÓFANOS

En quirófanos la tensión de seguridad debe ser 24 V como máximo. El circuito de utilización no estará puesto a tierra



SALAS DE RAYOS X

En los aparatos de rayos X se utilizan tensiones de hasta 150 kV y corrientes superiores a 100 A. Debido a ello, en las salas de rayos X, con equipos eléctricos colocados cerca del corazón, es importante que todos los conductores de protección de los aparatos conduzcan a un único punto común de toma de tierra y se ramifiquen en forma de árbol, de manera que no se formen lazadas. La conexión entre las ramificaciones significa la formación de lazos, en los cuales pueden producirse fácilmente corrientes de fuga que causan interferencias en los circuitos electrónicos.

Todas las partes expuestas de un equipo radiológico deben estar conectadas a tierra. Los conductores protectores deben ser de cobre, de 10 mm2 de sección mínima (sin embargo, los conectores cortos y protegidos pueden tener una sección mínima de 4 mm2). Partes expuestas significan aquí, por ejemplo, la envoltura protectora del equipo radiológico con la envoltura metálica de la mesa de control, la carcasa del generador de alta tensión, las conducciones y soportes metálicos de los conductores de alta tensión, etc.

Sistema de comunicaciones


En los hospitales, para el uso de pacientes es importante la implementación de comunicaciones para el llamado de enfermeras, el cual debe ir asilado de cualquier otro sistema eléctrico, la puesta a tierra de este sistema de comunicaciones

Equipos e instrumentos de baja tensión

Es necesario que los equipos que tengan como fin ser conectados, de una u otra forma, al paciente, tengan una tensión nominal menor o igual a 10 voltios, tener un doble aislamiento y resistir a la humedad. Se conocen en esta sección de la tesis, los medios a los cuales deben ser conectados estos equipos de baja tensión, entre otras recomendaciones practicas de la instalación para dichos elementos.

Sistema Eléctrico Esencial

Se quieren mostrar los diferentes ramales que componen el sistema eléctrico del hospital, es decir, las configuraciones eléctricas que permitan al sistema una respuesta rápida y eficiente en caso de fallas y que dependiendo de la cantidad de cargas y en general necesidades del proyecto, pueden variar dichas configuraciones



Lugares de inhalación de gases anestésicos

Los lugares donde pueda haber presencia de gases inflamables como pueden ser los gases anestésicos son clasificados como Clase I División hasta 1.5m sobre el nivel del suelo. Tener en cuenta las clasificaciones de las zonas peligrosas y no peligrosas, el uso de diferentes cables dependiendo el lugar, entre otras consideraciones es la base de esta sección, que permitirá como gran objetivo de la guía para el diseño de instalaciones eléctricas hospitalarias, disminuir al máximo el riesgo de explosión y en general cualquier accidente3 Sistemas de fuerza puestos a tierra en lugares de anestesia Similar al anterior busca la protección de las áreas peligrosas con puestas a tierra debidamente instaladas, se ve específicamente alambrado de circuitos ramales y circuitos ramales fijos de alumbrado.