En este artículo se explica que es un pozo a tierra, su función principal es bajar la resistencia a tierra de la subestación, con el objetivo de dispersar las cargas no deseadas.
Un pozo de tierra, también conocido como sistema de puesta a tierra, es esencial para el correcto funcionamiento de los apartarrayos. Este sistema asegura que la energía de las sobretensiones se descargue de manera eficiente y segura al suelo, evitando que el apartarrayos se dañe.
Introducción
Un pozo de tierra es un componente esencial en los sistemas de puesta a tierra. Su principal función es dispersar energía eléctrica no deseada, como corrientes inducidas por rayos o sobrecorrientes, hacia el suelo de manera segura y eficiente. En subestaciones eléctricas, los pozos de tierra son vitales para proteger los equipos y garantizar la continuidad del servicio eléctrico.
¿Qué es un pozo a tierra?
Un pozo de tierra es un componente clave en los sistemas de puesta a tierra, utilizado para dispersar energía eléctrica no deseada hacia el suelo, como las corrientes provenientes de rayos o fallas en el sistema.
Su diseño y mantenimiento adecuados son esenciales para garantizar una protección efectiva.
Consiste en una varilla metálica, generalmente de acero recubierto de cobre (copperweld), enterrada en el suelo para garantizar una conexión eléctrica directa con la tierra. Este sistema está diseñado para ofrecer una baja resistencia al flujo de corriente, permitiendo que la energía eléctrica no deseada sea disipada de manera rápida y segura.
Rol del pozo de tierra:
- Baja resistencia a tierra: Un pozo de tierra con baja resistencia permite que la corriente de sobretensión fluya fácilmente hacia el suelo. Si la resistencia es alta, el apartarrayos puede soportar una corriente excesiva durante más tiempo, lo que podría sobrecalentarlo o incluso quemarlo.
- Disipación eficiente de energía: Al disipar rápidamente la energía de la sobretensión, el pozo de tierra protege no solo al apartarrayos, sino también a otros equipos conectados.
- Evita acumulación de tensión residual: Una conexión a tierra deficiente podría provocar que parte de la tensión permanezca en el apartarrayos, aumentando el riesgo de falla.
Diseño del pozo de tierra:
- El pozo debe estar diseñado con materiales conductores de alta calidad, como cobre o acero galvanizado.
- Es importante mantener una baja resistencia de puesta a tierra (< 5 ohmios, idealmente).
- El sistema debe inspeccionarse y mantenerse regularmente para garantizar su eficiencia.
Construcción de un pozo de tierra
- Preparación del agujero:
- Se cava un agujero de aproximadamente 1.5 metros de profundidad para alojar la varilla.
- Se agrega un compuesto mejorador de conductividad conocido como GEM (Ground Enhancing Material), que reduce la resistencia del suelo.
- Instalación de la varilla:
- Se utiliza una varilla de acero recubierta de cobre.
- En algunos casos, se enrolla una espiral de cobre alrededor de la varilla para aumentar el área de contacto con el suelo.
- Relleno y compactación:
- Después de colocar la varilla y el compuesto GEM, el agujero se rellena y compacta cuidadosamente.
- Se agrega abundante agua para mejorar la conductividad inicial del sistema.
- Conexión al sistema de tierras:
- La varilla se conecta al sistema de puesta a tierra de la instalación mediante cables conductores de cobre o acero galvanizado.
Configuración en delta
Una configuración típica incluye tres varillas de tierra enterradas en forma de triángulo (delta). Estas varillas se conectan entre sí para formar un sistema robusto y redundante que garantiza la eficiencia en la disipación de corrientes.
Conexión al sistema de tierras: La varilla se conecta al sistema de puesta a tierra de la instalación, que suele estar compuesto por una red de conductores que garantiza la disipación uniforme de la corriente.
Ventajas de un pozo de tierra bien instalado
- Protección de equipos eléctricos:
- Disipa las sobretensiones generadas por descargas atmosféricas o maniobras en el sistema, evitando daños en transformadores, interruptores y otros equipos.
- Seguridad:
- Reduce el riesgo de descargas eléctricas para el personal y los usuarios finales.
- Eficiencia:
- Un pozo de tierra con baja resistencia garantiza que las corrientes no deseadas se dirijan al suelo y no a los equipos sensibles.
- Durabilidad del sistema:
- Extiende la vida útil de los apartarrayos y otros dispositivos de protección.
Importancia en subestaciones eléctricas
En las subestaciones, los pozos de tierra desempeñan un papel crucial en la protección de la infraestructura crítica. Cuando ocurre una sobretensión, los sistemas de puesta a tierra aseguran que la energía sea desviada hacia el suelo, evitando que afecte los equipos. Además:
- Facilitan la operación segura de apartarrayos, evitando que se quemen por sobrecorrientes prolongadas.
- Ayudan a mantener la estabilidad del sistema eléctrico al minimizar los riesgos de fallas catastróficas.
Conclusión
Un pozo de tierra bien diseñado y mantenido es indispensable para garantizar la seguridad y el rendimiento de las subestaciones eléctricas. Su correcta instalación, utilizando materiales de calidad y configuraciones eficientes como la delta, asegura la protección de los equipos, el personal y la red en general. Invertir en un sistema de puesta a tierra adecuado es fundamental para la operación confiable de cualquier sistema eléctrico.
Para más artículos sobre electricidad ve a este enlace.
Algunos temas que te pueden interesar: