INFORME DE MEDICIÓN

SISTEMAS
DE PUESTA A TIERRA BT
ESAM LTDA

Obra : Planta Reciclaje Mundo Sur

Ciudad : Puerto Montt

Preparó : Esteban Ibarra

Fecha : 05 Agosto de 2021

 ANTECEDENTES

En el cálculo de la malla de tierra para B.T. de Protección Servicio, para la instalación eléctrica, Ubicada en
calle José Miguel Carrera 177, comuna de Puerto Montt – Región Los Lagos. Se han considerado los
antecedentes que se indican a continuación:

 Medición de Resistividad de terreno y cálculo de puesta a tierra, realizada por el Ingeniero

calculista. Según lo exigido por la SEC, cuyo informe técnico se inserta en esta memoria.

 Posibilidad real de construir un sistema de puesta a tierra, en el terreno disponible.

 Valor de Resistencia de la puesta a tierra inferior a 80 Ohms. Los valores de resistencia de las
tierras de protección y de servicio están definidos en los puntos 9.2.7.4, de la norma NCh Elec.
4/2003, complementado con las exigencias señaladas en los puntos 10.1.6.3. Y 10.1.6.2 de la
referida norma.

 El tamaño del conductor para la puesta a tierra deberá estar dimensionado considerando las
magnitudes máximas de duración esperada frente a una falla de corriente.
MARCA MEGABRAS
TIPO MEDIDOR DE PUESTA A TIERRA
MODELO MTD-20KWe
METODO DE MEDICION WENNER

ESTADO DEL TIEMPO DESPEJADO

TEMPERATURA 20°C

El telurómetro digital MTD-20KWe permite

medir resistencias de puesta a tierra (PAT),
resistividad del terreno por el método de
Wenner y las tensiones espurias provocadas
por las corrientes parásitas en el suelo.
 NORMA Y ESTÁNDARES

NCH ELEC. 4/2003 Instalaciones de consumo en Baja Tensión (CHILE).

NSEG 5 E.n. 71 Superintendencia de Electricidad y Combustibles (CHILE).
INN Instituto Nacional de Normalización (CHILE).
IEEE 80 Guía de Seguridad para Puesta a Tierra de Subestaciones de
Corriente Alterna (USA).
IEEE Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (USA).
IEEE 81 Mediciones de Puestas a Tierra (USA).

DESCRIPCIÓN DEL MÉTODO EMPLEADO

Se empleó método de los cuatro (4) electrodos, en configuración de WENNER. En esta

configuración, los cuatro electrodos ubicados sobre una línea recta, están separados a una misma
distancia “A” entre ellos.

Ecuación para obtener resistividad aparente del terreno:

𝜌𝐴𝑊 = 𝟐 𝒙 𝝅 𝒙 𝑹 𝒙 𝑨

Donde:
𝜌𝐴𝑊 : Resistividad aparente del terreno en un punto específico
R : Valor de la resistencia indicada por el instrumento de medición
A : Separación utilizada entre electrodos de medición (m).
 Tabla de Valores Obtenidos WENNER

Nº a R Ro
Lecturas Medidas Calculados
1 0,2 134,2 168,6
2 0,3 129,5 244,1
3 0,4 127 319,18
4 0,5 104 326,72
5 0,8 58,8 295,56
6 1 49,7 312,27
7 1,5 34,4 324,21
8 2 29,8 374,47
(Tabla N°1 “Tabla de Valores”)

CURVA DE TERRENO

400

350

300

250
Ro (ohm/m)

200

150

100

50

0
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 1,9 2 2,1
Distancia (m)

El grafico hace un análisis de la curva que tenemos en el terreno, de acuerdo a la tabla N°1.
 INTERPRETACIÓN DE LA CURVA GEOLECTRICA

Del análisis comparativo entre las Curvas Patrones de MOONEY-ORELLANA y curva de terreno
se obtiene como resultado la siguiente configuración Geo-eléctrica.
La curva indicada corresponde a un terreno compuesto de cuatro capas.

Tipo KH: P1 < P2 > P3 < P4

Familia Patrón: KH-3
Resistividad Aux: 110 (Ωm)
Espesor Aux: 0,12 mt

Razón de Resistividad:
a)1
b)5
c)0,4
d)infi

Parámetros espesor: F. 2-3

CALCULO RESISTIVIDAD Y ESPESORES DEL TERRENO SONDEADO

𝜌1=(a)*Paux= 1*130=130(Ωm) E1=Eaux= 0,12mt

𝜌2=(b)*Paux= 10*130= 1300(Ωm) E2=(n1)*Eaux= 2*0,12= 0,24mt
𝜌3=(C)*Paux= 0.2*110= 26(Ωm) E3=(n2)*Eaux= 3*0,12= 0,36mt
𝜌4=(D)*Paux= Inf E4=Inf
GRÁFICO DE COMPARACIÓN ENTRE CURVA PATRÓN Y DE TERRENO
CURVA MOONEY – ORELLANA
 MALLA DE TIERRA EN BT

Malla Calculada

Dadas las condiciones del terreno, se propone construir una malla rectangular reticulada de 3m x
2m. Enterrada a 0,5m. de profundidad, de las siguientes características:

CALCULO DE LA SECCION MINIMA DEL CONDUCTOR

El IEEE Std. 80-1976, Guide for Safety in Substation Grounding, la norma aceptada por
la industria eléctrica, usa la ecuación de Onderdonk como base para seleccionar el mínimo tamaño
del conductor que se funda bajo condiciones de falla.

Para conductores de cobre esta ecuación es:

IF
S MIN 
 1083  TA 
Log10  1
 234  TA 
1973 
33  Top

Esta ecuación se transforma en la siguiente expresión, la que se evalúa dependiendo

del tipo de unión a utilizar para la construcción de la malla, la que permite determinar la sección
mínima que debería tener el conductor:

K  I F  Top
S min 
1973

𝐼𝐹 : Corriente de falla a tierra monofásica. (A)

𝑇𝑜𝑝 : Tiempo de despeje de la falla (seg.)
 El factor de conexión K varia a causa de la máxima temperatura admisible para los varios
tipos de conexiones.
Tipo de unión T° máxima admisible ( °C ) Valor de K
Conductor solo 1083 6,96
Conexión autofusión 1083 6,96
Conexión soldada 450 9,12
Conexión apernada 250 11,54

Reemplazando en la ecuación anterior, se tiene que:

9,12 ∗ 5692 ∗ √0.4

𝑆𝑚𝑖𝑛 = = 16,6 𝑚𝑚2
1973

Mínima sección S/ mm2

Diámetro del conductor = 0,00519 m

SECCION MINIMA DEL CONDUCTOR

Considerando eventuales problemas de corte accidental por esfuerzo mecánico ante fallas; la
sección mínima que se deberá utilizarse es la inmediatamente superior, o sea: 21,2mm2 – Cu # 4
AWG

Profundidad de enterramiento = 0,6 m.

Superficie de la malla = 6 m2
Largo del conductor = 17 m.
Tipo de Unión SOLDADA
Cantidad de Barras = 1 un.
Tiempo mínimo de operación = 0,4 seg.
De la protección
Lado mayor de la malla (A) = 3 m.
Lado menor de la malla (B) = 2 m.
m.
Relación A/B = 1
 CÁLCULO DEL R0 – EQUIVALENTE

Radio equivalente de la malla:

𝑆 6
𝑟 = √ = √ = 1,38
𝜋 𝜋
Donde:
- r: Radio medio o equivalente de la malla (m).
- s: Superficie de la puesta a tierra (m2)

Variable auxiliar “ro”:

𝑟𝑜 = √𝑟 2 − ℎ𝑒 2 = √1,382 − 0,62 = 1,24

Donde:
ℎ𝑒 : Profundidad de enterramiento de la puesta a tierra (m)

Variable auxiliar “q”:

q = √2 ∗ 𝑟 ∗ (𝑟 + ℎ𝑒 ) = √2 ∗ 1,38 ∗ (1,38 + 0,6) = 2,337

Variables auxiliares “Vi” (adimensional)

1 2
𝑣𝐼 = √ [𝑞 2 + ℎ𝑖 2 + 𝑟0 2 − √(𝑞 2 + ℎ𝑖 2 + 𝑟0 2 ) − (4 ∗ 𝑞 2 + 𝑟0 2 )]
2

Donde:
Hi: Profundidad de la capa “i” (m)
 1
𝑣1 = √ [2,3372 + 0,122 + 1,242 − √(2,3372 + 0,122 + 1,242 )2 − (4 ∗ 2,3372 + 1,242 )] = 0,983
2

1
𝑣2 = √ [2,3372 + 0,242 + 1,242 − √(2,3372 + 0,242 + 1,242 )2 − (4 ∗ 2,3372 + 1,242 )] = 0,979
2
1
𝑣3 = √ [2,3372 + 0,362 + 1,242 − √(2,3372 + 0,362 + 1,242 )2 − (4 ∗ 2,3372 + 1,242 )] = 0,972
2

1
𝑣4 = √ [1,9742 + 𝑖𝑛𝑓 2 + 0,9552 − √(1,9742 + 𝑖𝑛𝑓 2 + 0,9552 )2 − (4 ∗ 1,9742 + 0,9552 )] = 0
2

El valor de la resistividad equivalente, se determinará utilizando el método de Burgsdorf-Yacobs,

el cual establece que el valor de la resistividad equivalente de un terreno (𝜌𝑒𝑞 ) está dado por la
siguiente expresión:
𝑭𝟒
𝝆𝒆𝒒 =
𝑭𝟏 − 𝑭𝟎 𝑭𝟐 − 𝑭𝟏 𝑭𝟑 − 𝑭𝟐 𝑭𝟒 − 𝑭𝟑
𝝆𝟏 + 𝝆𝟐 + 𝝆𝟑 + 𝝆𝟒
Donde:

√ 𝑉1 2 0,983 2
√
𝐹1 = 1 − ( ) = 1 − ( ) = 0,6095
𝑟0 1,24

𝑉2 2 0,979 2
√ √
𝐹2 = 1 − ( ) = 1 − ( ) = 0,6137
𝑟0 1,24

𝑉3 2 0,972 2
√ √
𝐹3 = 1 − ( ) = 1 − ( ) = 0,6209
𝑟0 1,24

𝑉4 2 0 2
√ √
𝐹4 = 1 − ( ) = 1 − ( ) =1
𝑟0 1,24

𝟏
𝝆𝒆𝒒 = = 𝟐𝟐𝟐, 𝟖𝟎 (Ω𝒎)
𝟎, 𝟔𝟎𝟗𝟓 𝟎, 𝟔𝟏𝟑𝟕 − 𝟎, 𝟔𝟎𝟗𝟓 𝟎, 𝟔𝟐𝟎𝟗 − 𝟎, 𝟔𝟏𝟑𝟕 𝟏 − 𝟎, 𝟔𝟐𝟎𝟗
𝟏𝟒𝟎 + 𝟕𝟎𝟎 + + 𝟎
𝟓𝟔
 CÁLCULO DE RPT, MÉTODO SCHWARZ

Resistencia de la Malla por el Método de Schwarz. para el cálculo de la resistencia de la malla

se establece que la resistencia de una malla rectangular (reticulada) se obtiene mediante las
siguientes expresiones:

𝝆𝒆𝒒 𝟐 ∗ 𝑳𝒎 𝑲𝟏∗ 𝑳𝒎
𝑹𝑴𝑺 = ∗ [𝑳𝒏 ( )+( ) − 𝑲𝟐 ]
𝝅 ∗ 𝑳𝒎 √𝒉𝒆 ∗ 𝒅 √𝑺

Coeficientes de Irregularidad:

𝟐, 𝟑 ∗ 𝒉𝒆 𝑨
𝑲𝟏 = 𝟏, 𝟒𝟑 − ( ) − [𝟎, 𝟎𝟒𝟒 ∗ ( )]
√𝑺 𝑩

𝟖 ∗ 𝒉𝒆 𝒉𝒆 𝑨
𝑲𝟐 = 𝟓, 𝟓 − ( ) + [(𝟎, 𝟏𝟓 − ) ∗ ( )]
√𝑺 √𝑺 𝑩

Donde:
- ρe Resistividad equivalente del terreno (Ωm).
- L Largo total del conductor de la malla (m)
- h Profundidad de enterramiento de la malla (m)
- S Área total de la malla (m2)
- A Lado mayor del reticulado (m)
- B Lado menor del reticulado (m)

Se calcula:

𝟐, 𝟑 ∗ 𝟎, 𝟔 𝟑
𝑲𝟏 = 𝟏, 𝟒𝟑 − ( ) − [𝟎, 𝟎𝟒𝟒 ∗ ( )] = 𝟎, 𝟖
√𝟔 𝟐
𝟖 ∗ 𝟎, 𝟔 𝟎, 𝟔 𝟑
𝑲𝟐 = 𝟓, 𝟓 − ( ) + [(𝟎, 𝟏𝟓 − ) ∗ ( )] = 𝟑, 𝟑𝟗𝟕𝟗
√𝟔 √𝟔 𝟐

𝟐𝟐𝟐, 𝟖 𝟐 ∗ 𝟏𝟕 𝟎, 𝟖 ∗ 𝟏𝟕
𝑹𝑴𝑺 = ∗ [𝑳𝒏 ( )+( ) − 𝟑, 𝟑𝟗𝟕𝟗]
𝝅 ∗ 𝟏𝟕 √𝟎, 𝟔 ∗ 𝟎, 𝟎𝟎𝟓𝟏𝟗 √𝟔

Rms = 35,7373 ohm

TOMA DE TIERRA

La toma de tierra para el sistema de Malla B.T. se ejecutará en ducto y conductores, de acuerdo
a la norma vigente, además se dejará camarilla de inspección.

NOTA:

 Estos valores son teóricos en terreno pueden variar, por lo tanto, se recomienda efectuar
la malla de la forma indicada sin modificaciones de tamaño ni sección. Además, se debe
realizar una Medición de Resistencia para verificar el valor obtenido.

CONCLUSIÓN

Se determina, el análisis realizado a través de los cálculos interpretados en este informe, nos
indica que el valor de resistencia del sistema de puesta a tierra propuesto es inferior al máximo
permitido (80 Ohms); por lo tanto, el diseño de la malla y su sección cumple con las condiciones
exigidas por la normativa vigente NCHElec4/2003. Instalaciones de consumos en baja tensión.
Preparó:
ESTEBAN IBARRA
INSTALADOR ELÉCTRICO AUTORIZADO
Reg. SEC