Informe - de Instalaciones Electricas Pozo A Tierra

 

ÍNDICE

OBJETIVOS. .............................................................. ................................................................................................................................. ................................................................... 2 OBJETIVO GENERAL. ................................................................................................................. ................................................................................................................. 3 OBJETIVO ESPECÍFICO. ............................................................................................................. 3 ................................................................................................................................. ................................................................... 4 CAPITULO 1.............................................................. ............................................................................................................................. 4 Marco teórico .............................................................................................................................

1.1. 

Definición: ................................................................................................................... .................................................................................................................. 4

1.2. 

Partes que comprenden la puesta a tierra. .......................................................... 4

1.3. 

........................................................................................................ ............................................. 5 Tomas de Tierra............................................................

CAPITULO 2 ............................................................................................................................... .............................................................................................................................. 5

................................................................... ........... 5 TIPOS DE SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA ........................................................

2.1. 

Puesta a tierra para sistemas eléctricos. .............................................................. 6

................................................................................................................................. ................................................................... 8 CAPITULO 3.............................................................. CONDUCTORES DE TIERRA ................................................................................................. ................................................................................................ 8

3.1. 

Conductores de conexión y conductores de protección .................................... 8

3.2. 

Conductor de protección de circuito ..................................................................... 8

3.3. 

........................................................................................ 9 Conductores de conexión .........................................................................................

3.4. 

Constitución del terreno .......................................................................................... 9

3.5. 

Medición de la resistividad del terreno. ............................................................. 11

3.6. 

............................................................ 13 Características geo-eléctricas del suelo. .............................................................

............................................................................................................................... ................................................................. 14 CAPITULO 4.............................................................. PROCESO CONSTRUCTIVO. ............................................................................................... .............................................................................................. 14

4.1. Métodos de puesta a tierra según el código nacional de electricidad  ............... 14 ................................................................................ 18 4.2. Ubicación de la puesta a tierra. ................................................................................. 4.3. Materiales a emplear para la construcción de un pozo a tierra vertical .......... 18

CAPITULO 5.............................................................. ............................................................................................................................... ................................................................. 21 5.1   5.1

Métodos de enlace equipotencial ............................................................................. ............................................................................ 21

............................................................................................................................... ................................................................. 23 CAPITULO 6.............................................................. PROCESO PARA LA ELABORACIÓN DE UN POZO A TIERRA .................................. 23

6.1. MATERIALES. ................................................................................................................ ................................................................................................................ 23 ........................................................................................................................ 33 CONCLUSIONES ........................................................................................................................ ............................................................................................................... 34 RECOMENDACIONES ...............................................................................................................

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................................................................... 35 ..................................................................................................................................... 36  ANEXOS ...................................................................................................................................... INSTALACIONES ELECTRICAS 

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RESUMEN. El objetivo del presente trabajo es, explicar la protección de las instalaciones eléctr eléctricas icas por medio de la puesta a tierra, lo cual conllevo a la identificación de la importancia del pozo a tierra en las instalaciones eléctricas y la descripción de su proceso constructivo de una manera tecnifica en alusión a los materiales e insumos necesarios para la construcción de un pozo a tierra o puesta a tierra, en concordancia con el código nacional de electricidadutilización, sección 060. El pozo a tierra es un elemento de protección en una instalación eléctrica. Sirve para conectar partes metálicas de equipos al terreno, para evitar que su usuario reciba una descarga eléctrica en caso de falla o accidente de ese equipo. La finalidad e importancia de una puesta a tierra radica en que concibe el concepto de seguridad en una vivienda u edificación, ya que logra limitar las sobretensiones eléctricas debidas a descargas atmosféricas, transitorios en la red o contacto accidental con líneas de alta tensión, y para estabilizar la tensión eléctrica a tierra durante su funcionamiento normal. La puesta a tierra comúnmente se realiza en pozo vertical, por el mínimo espacio que necesitan para su aplicación. Los principales materiales que se usan para una puesta a tierra son la barra de cobre, cables (cable libre de halógeno, cable de aterramiento, cable desnudo), caja de registro, conectores y el tratado de tierra (sacos de sal, sacos de bentonita sódica). El proceso constructivo constructivo de un pozo a tierra consiste en excavar un pozo de 1m de diámetro y 2.5 m de profundidad, el material que se extrae debe ser separado mediante el cernidor separando la tierra fina de las piedras, luego se procederá a realizar el relleno del pozo que consistirá en la inserción de soluciones soluciones como mezcla de sal y agua, sal industrial, mezcl mezclaa uniforme en seco de bentonita y tierra, y agua corriente de vez en cuanto, en el transcurso de este relleno se coloca la varilla de cobre, terminado el relleno el técnico mide la resistividad del relleno y del suelo con un equipo llamado telurómetro, terminada la medición se coloca la caja de registro de concreto, en seguida se conecta el conductor de cobre y el conector se instala a la barra de cobre del tablero eléctrico, para finalmente rellenar el pozo con tierra y colocar la tapa de la caja de registro. Cabe recalcar que el mantenimiento de un pozo a tierra se realiza cada 6 meses.

OBJETIVOS. INSTALACIONES ELECTRICAS 

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OBJETIVO GENERAL. Conocer la importancia de la instalación de la puesta a tierra en las edificaciones. OBJETIVO ESPECÍFICO. Según el código nacional de electricidad e lectricidad CNE: 060-002 La puesta a tierra y el enlace equipotencial deben ser hechos de tal manera que sirvan para los siguientes propósitos: a)  Proteger y cuidar la vida e integridad física de las personas de las consecuencias que puede ocasionar una descarga eléctrica, y evitar daños a la propiedad, enlazando a tierra las partes metálicas normalment normalmentee no energizadas de las instalaciones, equipos, artefactos, etc. b)  Limitar las tensiones en los circuitos cuando queden expuestos a tensiones superiores a las que han sido diseñados. c)  En general, para limitar la tensión de fase a tierra a 250 V, o menos, en aquellos circuitos de corriente alterna que alimentan a sistemas de alambrado interior; y d)  Limitar las sobretensiones debidas a descargas atmosférica atmosféricass en aquellos circuitos que están expuestos a estos fenómenos. e)  Facilitar la operación de equipos y sistemas eléctricos. Marco legal. CNE: 060-000 1.  Esta sección cubre la protección de las instalaciones eléctricas por medio de la puesta a tierra y del enlace equipotenc equipotencial ial o conductor de protección. 2.  Se acepta como medidas que proveen una protección adicional a la puesta atierra como alternativa a las mismas, cuando el código lo permita, a las siguientes: Aislamiento eléctrico, separación física de los circuitos y barreras mecánicas

contra contacto accidental.

INSTALACIONES ELECTRICAS 

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CAPITULO 1 Marco teórico 1.1. 

Definición: Podemos definir la puesta o conexión a tierra como la conexión eléctrica

directa de todas las partes metálicas de una instalación, sin fusibles ni otros sistemas de protección, de sección adecuada y uno o varios electrodos enterrados en el suelo, con objeto de conseguir que en el conjunto de iinstalaciones, nstalaciones, edificios y superficies próximas al terreno, no existan diferencias de potencial peligrosas y que, al mismo tiempo, permita el paso a tierra de las corrientes de defecto o la de descarga de origen atmosférico. 1.2. 

Partes que comprenden la puesta a tierra.

Todo el sistema de puesta a tierra constará de las siguientes partes: partes: • Tomas a tierra. • Líneas principales de tierra.  • Derivaciones de las líneas principales de tierra.   • Conductores de protección. 

El conjunto de conductores, así como sus derivaciones y empalmes, que forman las diferentes partes de las puestas a tierra, constituyen el circuito de puesta a tierra. Con carácter general, respecto a los materiales que se emplean en la realización de Las puestas a tierra, se deberá tener especial cuidado de que sean capaces de soportar las condiciones más severas con respecto a materiales metálicos, corrosión galvánica intergranular, corrosión galvánica por contacto entre diferentes metales y aleaciones, oxidación etc., materiales sintéticos, rayos solares, elevación brusca de temperatura, congelamiento, congelamient o, dilatación o contracciones por envejecimiento y fragilidad. En la figura 1 se representa un esquema orientativo de un sistema de puesta a tierra.  tierra. 

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Imagen 1. Seguridad eléctrica en el interior de una vivienda

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1.3. 

Tomas de Tierra.

Las tomas de tierra estarán constituidas por los elementos siguientes: 1.3.1.  Electrodo. Electrodo.   Es una masa metálica, permanentemente en buen contacto con el terreno, para facilitar el paso a éste de las corrientes de defecto que puedan presentarse o la carga eléctrica que tenga o pueda tener.

Imagen2. Electrodo de cobre

1.3.2.  Línea de enlace con tierra. tierra . Está formada por los conductores que unen el electrodo, o conjunto de electrodos, con el punto de puesta a tierra. 1.3.3.  Punto de puesta a tierra. tierra. Es un punto situado fuera del suelo que sirve de unión entre la línea de enlace con tierra y la línea principal de tierra. Las instalaciones que lo precisen, dispondrán de un número suficiente de puntos de puesta a tierra, convenientemente distribuidos, que estarán conectados al mismo electrodo o conjunto de electrodos. El punto de puesta a tierra estará constituido por un dispositivo de conexión (regleta, placa, borne, etc.) que permita la unión entre losconductores de las líneas de enlace y principal de tierra, de forma que pueda, mediante útiles apropiados , separarse éstas, con el fin de poder realizar la medida de la resistencia de tierra. CAPITULO 2 TIPOS DE SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA

De acuerdo a su aplicación los sistemas de puesta a tierra son: INSTALACIONES ELECTRICAS 

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2.1. 

Puesta a tierra para sistemas eléctricos.

El propósito de aterrar los sistemas eléctricos es limitar cualquier voltaje elevado que pueda resultar de rayos, fenómenos de inducción o de contactos no intencionales con cables de voltajes más altos. Esto se realiza mediante un conductor apropiado a la corriente de falla a tierra total del sistema, como parte del sistema eléctrico conectado al planeta tierra.

Imagen 3. Protección contra accidente eléctrico

2.1.1.  Puesta a tierra de los equipos eléctricos. Su propósito es eliminar los potenciales de toque que pudieran poner en peligro la vida y las propiedades, de forma que operen las protecciones por sobrecorriente de los equipos. Generalmente la resistencia a tierra en cualquier punto del sistema, no debe ser mayor a 10 Ohm. Para la conexión a tierra de los equipos, se instalan en los edificios, una barra de cobre electrolítico de dimensiones adecuadas, instaladas a unos 60 cm sobre el nivel de piso con una leyenda indicativa, que es de uso exclusivo para el sistema de fuerza en las concentraciones de tableros de cada piso.

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Imagen 4. Puesta a tierra

2.1.2.  Puesta a tierra en señales electrónicas. Para evitar la contaminación con señales en frecuencias diferentes a la deseada. Se logra mediante blindajes de todo tipo conectados a una referencia cero o a tierra. 2.1.3.  Puesta a tierra de protección electrónica. Para evitar la destrucc destrucción ión de los elementos semiconductores por sobre voltajes, se colocan dispositivos de protección de forma de limitar los picos de sobré tensión conectados entre los conductores activos y tierra. La puesta a tierra de los equipos electrónicos y de control, consta de una serie de electrodos instalados instalados remotamente al edificio. En el interior se instala una barra de cobre electrolítico de dimensiones adecuadas montada a 2.60 metros sobre nivel de piso terminado con una leyenda indicativa, que es de uso exclusivo para el sistema de electrónica. La resistencia a tierra máxima en este sistema debe ser de unos 2 Ohms, cuando no se alcanza la resistencia deseada, se instala algún elemento químico para reducir la resistividad del terreno y alcanzar así, la resistencia a tierra requerida.

2.1.4.  Puesta a tierra de protección atmosférica. INSTALACIONES ELECTRICAS 

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Como su nombre lo indica, se destina para drenar a tierra las corrientes producidas por descargas atmosféricas (RAYOS) sin mayores daños a personas y propiedades. Se logra con una malla metálica igualadora de potencial conectada al planeta tierra que cubre los equipos o edificios a proteger o se conforma con electrodos tipo copperweld y cable tipo pararrayos de cobre Clase 1 de 27 hilos. La distancia del edificio con respecto al sitio donde se entierre el electrodo, no debe ser inferior a 2,50 metros y debe quedar totalmente aislado de los sistemas

Imagen 5. Protección contra descargas atmosféricas

de tierras para fuerza y para electrónica. CAPITULO 3 CONDUCTORES DE TIERRA 3.1. 

Conductores de conexión y conductores de protección

En las reglamentaciones, se han planteado diversas definiciones para describir los diferentes tipos de conductores de tierra usados. La aplicación práctica de estos conductores conductores en instalaciones eléctricas se discutirá nuevamente nuevamente y son: 3.2. 

Conductor de protección de circuito

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Este es un conductor separado instalado con cada circuito y está presente para asegurar que parte o toda la corriente de falla regrese a la fuente a través de él. Puede ser un conductor individual, la cubierta metálica exterior de un cable o la estructura de un ducto metálico. 3.3. 

Conductores de conexión

Estos conductores aseguran que las partes conductivas expuestas (tales como carcasas metálicas) permanezcan aproximadamente al mismo potencial durante condiciones de falla eléctrica. Las dos formas de conductores de conexión son: Conductores de conexión equipotencial principales, que conectan entre sí y a tierra, partes conductivas expuestas que normalmente no llevan corriente, pero podrían hacerlo bajo una condición de falla. Estas conexiones normalmenteunen al sistema de puesta a tierra tuberías metálicas de gas y agua expuestas que ingresan a la instalación, estructurametálica del edificio y servicios principales. En el interior de instalaciones, estas conexiones deben ser de uncierto tamaño mínimo (al menos 6 mm2) y generalmente no necesitan ser mayor que 25 mm2 en cobre.

Imagen 6. Conexión de los cables en un tomacorriente

3.4. 

Constitución del terreno

La química del terreno, la cantidad y la calidad de las sales minerales en el contenido pueden influir de modo notable en su resistividad. Los terrenos lluviosos o arcillosos con acentuadas capas de humos, son aquellos que presentan las resistividades más bajas y adicionalmente las menores variaciones en el tiempo.

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Los terrenos arenosos, pedregosos y rocosos presentan resistividad muy elevada y varían sus características en el tiempo, según la temperatura y la humedad, en límites muy amplios. En la tabla 1 siguiente están expuestos los valores de la resistividad de los materiales más importantes que construyen los terrenos. Resistividad de algunos materiales interesantes a las instalaciones eléctricas

3.4.1. LA TIERRA Y LA RESISTIVIDAD DEL TERRENO Como hemos comentado previamente él término “resistividad de tierra” expresado en

centímetros ohm es una variable básica que afecta la resistencia a tierra de un sistema de electrodos. Pero se encontró que el valor real de la resistividad de la tierra no necesita medirse para verificar la resistencia de tierra del electrodo. Las mediciones de resistividad de tierra pueden emplearse convenientemente para prospecto geofísico. Las mediciones también pueden emplearse para determinar la profundidad de la roca. Las mediciones de la resistividad de la tierra también son útiles para encontrar la mejor ubicación y profundida profundidad d para electrodos de baja resistencia. Tales estudios se realizan, cuando se van a construir unidades eléctricas nuevas tales como: estación generadora, subestación, torre de transmisión y central telefónica. Finalmente, se puede utilizar la resistividad de la tierra para indicar el grado de corrosión que se espera en tuberías subterráneas de agua, petróleo, gas, etc. 3.4.2. Tipo de prueba. Existen dos métodos de prueba básica. 3.4.2.1. Método de caída de potencial o de Tres Puntos, también denominado 62%. INSTALACIONES ELECTRICAS 

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Imagen 7 forma de medición de de la resistividad de la tierra

3.4.2.2. Método Directo o de Dos Puntos. 

3.5. 

Medición de la resistividad del terreno.

Técnica que requiere conocer aparte del método demedición, algunos factores que afectan los resultados delas mediciones, y que son: s on: 3.5.1.  El tipo de prueba. empleado.. 3.5.2.  El tipo de aparato empleado No todos los aparatos de medición de resistencia a tierra trabajan de la misma manera. Existen diferencias muy marcadas en el tipo de corriente empleada. A manera de ilustrar estas diferencias, los aparatos más utilizados en nuestro medio son el Vibroground y el Megger de tierras. Ambos emplean corriente alterna para la medición pero el primero a una frecuencia de 25 Hz, el último a 133 Hz. Y los voltajes encircuito abierto son respectivamente respectivamente de 120 y 22 Volts. Cuando se calibran estos instrumentos contra resistencias patrón, ambos dan la misma lectura. En campo, las lecturas pueden variar por la impedancia del terreno a esas distintas frecuencias. En el mercado también existen aparatos de medición de tipo gancho como se se aprecian en la figura a continuación. INSTALACIONES ELECTRICAS 

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Imagen 9.Medidor de tierra tipo gancho

3.5.3.  El lugar físico de las puntas o electrodos de prueba. Los electrodos de los instrumentos de medición pueden ser colocadas en todas direcciones como a una inmensidad de distancias entre ellas. Aunque es el mismo punto de medida, las lecturas no son idénticas; a veces ni en terrenos vírgenes debido a la presencia de corrientes de agua o de capas de distinta resistividad. En los terrenos industriales es aún mayor la diferencia debido a la presencia de objetos metálicos enterrados como tuberías, cabillas de construcción, canalizaciones eléctricas, etc.

RESUMEN DE LOS MÉTODOS DE MEDIDA DE LA RESISTNECIA DE LA TIERRA

CAIDA DE POTENCIAL

MÉTODO SELECTIVO

ventajas ampliamente aceptado la medida es correcta cuando puede realizarse la curva característica No es necesario desconectar el electrodo ampliamente aceptado la medida es correcta cuando puede realizarse la curva característica

desventajas es necesario desconectar la tierra. puede ser difícil clavar las picas Puede que no exista espacio alrededor del electrodo de puesta a tierra para clavar las picas

puede ser difícil clavar las picas

puede que no exista espacio alrededor del electrodo para clavar las picas

asume una ruta paralela de baja impedancia

MÉTODO SIN PICAS

Comodidad

posibilidad de obtener lecturas muy bajas al medir por error un lazo cableado INSTALACIONES ELECTRICAS 

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MÉTODO BIPOLAR

Comodidad

imposible juzgar la integridad del "electrodo auxiliar" No se puede estar seguro de encontrarse fuera del área de influencia

VALORES ORIENTATIVOS DE LA RESISTIVIDAD

3.6. 

Características geo-eléctricas del suelo.

Todo sistema de puesta a tierra, involucra el conjunto (electrodo –suelo), es decir la efectividad de toda puesta a tierra será la resultan resultante te de las características geo-eléctricas del terreno y de la configuración geométrica de los electrodos a tierra. Los suelos están compuestos principalmente, por oxido de silicio y óxido de aluminio que son muy buenos aislantes, sin embargo, la presencia de sales y agua contenidas en ellos mejora notablemente la conductividad de los mismos. Los factores que determinan la resistividad de los suelos son: La naturaleza de los suelos, la humedad, la concentración de sales disueltas, y la temperatura.

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   Naturaleza  Natural eza del terreno en relacio relacionn con su resisti resistivi vidad dad  NATURALEZA DEL TERRENO RESISTIVIDAD Ohms Ohms x mt mt Terrenos Terre nos Pa Pantanosos ntanosos De algunas algunas unidades unidades a 30 Limo 20 a 100 Humus 10 a 150 Turba Húmeda 5 a 100 Arcilla P lástica 50 Arena Are na Arcil Arc illosa losa 50 a 500 Arena Are na Silicea Silicea 200 a 300 Sueloo Pedregoso Suel Pe dregoso Cubierto Cubierto de Césped 300 a 500 Suelo Pe Pedregoso dregoso Desnudo Des nudo 1500 a 3000 Calizas Blandas 100 a 300 Calizas Compactas Compacta s 1000 a 5000 Calizas Agrietadas Agrieta das 500 a 1000 Pizarras 50 a 300 Roca de Mica Mica y Cuarzo 500 Granito Grani to y Gres Procedente Proce dente de Alteraciones Alteraciones 150 15000 a 10000 10000 Roca Ígnea 5000 a 15000

 

 Fuente: Pro yecto Hu asca ascarán rán (2007) (200 7)

CAPITULO 4 PROCESO CONSTRUCTIVO.

 

4.1.Métodos de puesta a tierra según el código nacional de electricidad 4.1.1. 060-500. Puesta a Tierra Efectiva El camino a tierra de los circuitos, equipos o cubiertas de conductores debe ser permanente y continuo, y debe tener suficiente capacidad para conducir con seguridad cualquier corriente probable que se produzca, y debe tener una impedancia suficientemente baja para limitar la tensión a tierra y para facilitar la operación de los dispositivos de sobre-corriente en el circuito. 4.1.2. 060-502. Conductor Común de Puesta a Tierra El conductor de puesta a tierra para circuitos puede ser utilizado como conductor de puesta a tierra para equipos, tubería metálica y otras canalizaciones metálicas o cubiertas de conductores, incluyendo la tubería metálica de la acometida o cubierta del cable y accesorios de la acometida. 4.1.3. 060-504. Electrodo Común de Puesta a Tierra Cuando un sistema de corriente alterna es conectado a un electrodo de puesta a tierra en una edificación, como se establece en las Reglas 060-204 y 060-208, el mismo electrodo puede ser usado para el conductor de puesta a tierra de las cubiertas y equipos del edificio.

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4.1.4. 060-506. Acometida Subterránea (1) Cuando un cable de acometida subterráne subterráneaa no puesto a tierra, es alimentado desde un sistema continuo de cables subterráneos con blindaje metálico no puesto a tierra, y si la cubierta o armadura del cable de acometida es conectado al sistema subterráneo no puesto a tierra, la cubierta o armadura del cable de acometida no requiere ser conectada a tierra en el edificio, si está aislada de la tubería metálica o sistema de tuberías interior del edificio. (2) Cuando un cable de acometida con cubierta metálica es alimentado desde un sistema continuo de cables subterráneos con cubierta metálica, si está enlazado al sistema subterráneo y está dentro de un ducto metálico subterráneo de acometida no puesto a tierra, el ducto no requiere ser conectado a tierra en el edificio, si está aislado de la tubería metálica o sistema de tuberías interior del edificio. 4.1.5. 060-508. Tramos Cortos de Canalizaciones Tramos cortos y aislados de canalización metálica o cable armado, que requieran ser enlazados a tierra, preferentemente deben hacerlo conectándose a otras canalizaciones o armadura de cable, pero se permite que el enlace a tierra sea de acuerdo con la Regla 060510. 4.1.6. 060-510. Equipo Fijo (1) Los equipos de instalación fija como los especificados en las Reglas 060-400 y 060-402 060-402,, en cumplimiento de lo indicado en la Regla 060-804, deben ser enlazados a tierra de una de las siguientes si guientes maneras: (a) Una conexión efectiva metálica a canalizaciones metálicas o blindaje de cables puestos a tierra, excepto: (i) Armaduras, como se especifican en las Subreglas (2) y (3); y/o (ii) Cubierta de cable con aislamiento mineral, cuando la cubierta es de acero inoxidable, como se especifica en la Subregla (4); o (iii) Cuando la canalización o cable son subterráneo subterráneoss y están en ubicaciones que corresponden a los alcances de la Sección 130, o están sujeto a la corrosión; o

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(b) Un conductor de enlace a tierra que va con los conductores de los circuitos como parte de un cable, que puede carecer de aislamiento. Pero si está provisto con una cubierta individual debe tener un acabado en color verde o combinación de verde con amarillo; o (c) Un conductor de enlace a tierra separado, instalado el mismo como un conductor de enlace para tubería metálica y otros similares; u (d) Otros medios donde se permitan excepciones por la Regla 020-030. (2) Los blindajes de los cables armados que incorporan un conductor de enlace no deben ser considerados, pues cumplen plenamente los requerimientos de conductor de enlace para los fines de esta Regla, y el conductor de enlace en estos cables debe cumplir con lo establecido en el párrafo (1)(b). (3) No debe considerarse que la armadura de una tubería metálica flexible y la tubería metálica flexible a prueba de líquidos, cumplen plenamente los requerimientos de conductor de enlace para los propósitos de esta Regla. Un conductor de enlace separado debe ser instalado dentro de la tubería. (4) No debe considerarse tampoco que la cubierta de acero inoxidable de los cables con aislamiento mineral, cumple completamente los requisitos de un conductor de enlace. Éste debe hacerse por alguno de los métodos especificados en los párrafos (1)(b), (1)(c)o (1)(d). 4.1.7. 060-512 Equipos Portátiles Donde las partes metálicas normalmente no energizadas de los equipos portátiles requieran ser enlazados a tierra, el enlace a tierra debe hacerse: (a) Conectando los equipos a un tomacorriente provisto de un medio para puesta a tierra, como se establece en la Regla 060-510 para equipos de montaje fijo; y (b) Usando alguno de los siguientes medios para obtener continuidad entre las partes metálicas normalmente no energizadas de los equipos y el medio de puesta a tierra permanente: (i) La cubierta metálica de los conductores que alimentan a los equipos; o (ii) Un conductor desnudo o un conductor con cubierta de verde o combinación de verde y amarillo, instalado con los conductores de los circuitos en cordones flexibles o en cables de suministro de energía; y INSTALACIONES ELECTRICAS 

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(c) Utilizando enchufes en los cuales la puesta a tierra se establece automáticamente.

4.1.8. 060-514 Equipos Colgantes (1) Donde las partes metálicas normalmente no energizadas de equipos colgantes requieran ser enlazadas a tierra, la puesta a tierra puede obtenerse: (a) Conectando el equipo a un tomacorriente fijo provisto con un medio de puesta a tierra, como se establece en la Regla 060-510 para equipos fijos; y (b) Utilizando alguno de los siguientes medios para obtener continuidad entre partes metálicas normalmente no energizadas del equipo y los medios de puesta permanente a tierra: (i) La cubierta metálica de los conductores que alimentan al equipo; o (ii) Un conductor desnudo o un conductor de color amarillo, instalado con la alimentación del circuito mediante cordones flexibles o cables de suministro de energía. (2) La cadena que soporta al equipo eléctrico nunca debe utilizarse como un medio para la puesta a tierra. 4.1.9. 060-516. Equipo de Puesta a Tierra para los Conductores (1) El conductor del circuito puesto a tierra o conductor neutro, en el lado de la carga no debe ser usado para enlazar a tierra los equipos, blindajes de cables o canalizaciones metálicas, excepto donde sea permitido de acuerdo con lo establecido en la Regla 020-030. (2) Se permite que el conductor puesto a tierra de la acometida, en el lado de la alimentación del medio de desconexión de los metálicos de montaje del medidor y otros equipos de conexión; y donde el conductor puesto a tierra de la acometida pase a través del dispositivo de montaje del medidor, debe enlazarse a dicho dispositivo de montaje. (3) No obstante la Sub-regla (2), no se permite el enlace del dispositivo de montaje del medidor con el conductor puesto a tierra de la acometida en edificios, cuando un dispositivo es instalado en el conductor puesto a tierra como lo es permitido por las Reglas 060-204(1)(b) y 060-806(1). INSTALACIONES ELECTRICAS 

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4.1.10. 060-518 Calentadores de Agua Tipo Electrolítico (Únicamente en  Aplicaciones Industriales). Pueden utilizarse calentadores de agua tipo electrolítico conectado a un circuito de corriente alterno monofásico puesto a tierra, siempre que: (a) Se instale un conductor de cobre de sección, pero en ningún caso menor de 4 mm2, para conectar la estructura es tructura del calentador al conductor de puesta a tierra del circuito en la caja de conexión o caja de toma; y (b) El conductor no puesto a tierra del circuito sea conectado al sistema de puesta a tierra en la caja de conexión. 4.2. Ubicación de la puesta a tierra.  

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Con áreas disponibles En planos de instalac instalaciones iones eléctrica eléctricass generalm generalmente ente se indica el espacio designado para la puesta a tierra si no e dispone de planos se elegirá un espacio libre próximo al tablero eléctrico

 

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Sin áreas libres disponibles Se procede como en el caso anterior. En condominios con una puesta a tierra inoperante, se le renovará o reubicará próximo al muro de medidores

4.3. Materiales a emplear para la construcción de un pozo a tierra vertical 4.3.1. Electrodo Vertical (Jabalinas o Picas) Son para instalación vertical mediante clavado o enterramiento en pozo. La varilla de Cobre de tamaño comercial, tiene una longitud de 2,5 m. y un diámetro de 0,013 m a 0,019 m. 4.3.2. Pozo El pozo debe tener una profundidad de 2,5 m a 2,8 m. y un diámetro de 1,0 m (promedio)

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Figura 10. Varilla de cobre y pozo, para la construcción del sistema pozo a tierra.

4.3.3. Relleno conductor Tierra de cultivo o tierra extraída al momento de cavar, totalmente tamizada en malla de 1/ 2”) y tratado de tierra (Sacos de sal industrial y Sacos de bentonita sódica)

 Figura 11. Relleno conductor para el relleno del pozo.

4.3.4. Caja de registro con tapa Cajas de registro de concreto de la medida estándar de 40 x 40 cm

Figura 12. Caja de registro INSTALACIONES ELECTRICAS 

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4.3.5. Conductor de Conexión al Tablero De Cobre Electrolítico, aislamiento TW. - Por lo menos de 10 mm2 (N°8 AWG) de sección recta o mayor, según lo recomendado por la norma. La longitud del conductor será la que haya desde el pozo a tierra hasta el tablero eléctrico de distribución.

Imagen 13 Cable libre de halógeno 2.5 mm2 verde amarillo (B) y Cable desnudo.

4.4. Accesorios de Conexión (Conector de cobre tipo AB) De bronce, desmontables, presión por rosca, empalmes permanentes, con manguito extensible y soldadura de estaño duro.

Figura 14. Conector cubierto de cobre de ¾” y 5/8”  

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CAPITULO 5 5.1  MÉTODOS DE ENLACE EQUIPOTENCIAL 5.1.1 060-600 Superficies Limpias Donde un revestimiento protector no conductivo, tal como pintura o esmalte, sea utilizado en equipos, tuberías, acoplamientos o empalmes, debe ser removido de tornillos, roscas, mordazas y cualquier otra superficie de contacto, a fin de asegurar una buena conexión eléctrica. 5.1.2 060-602 Metales Diferentes Donde no pueda evitarse utilizar metales diferentes en las conexiones de un enlace, tal como se indica en la Regla 020-112(2), las conexiones deben hacerse utilizando métodos o materiales que minimicen el deterioro por la acción galvánica. 060-604 Enlace Equipotencial del Equipo de Conexión Debe asegurarse la continuidad eléctrica del circuito de puesta a tierra en el equipo de conexión, por alguno de los métodos dados en la Regla 060-606 para los siguientes equipos y cubiertas si son de metal: (a) Canalizaciones de acometida y/o blindajes o cubiertas de cables de acometida; y (b) Todas las cubiertas de los equipos de conexión que contienen cable de acometida, medidores, empalmes, cajas y similares, interpuestos en la canalización o blindaje de la acometida; y (c) Cualquier tubería metálica o blindaje que sea parte del conductor de puesta a tierra para la canalización de la acometida. 5.1.3 060-606 Medios para Asegurar la Continuidad en el Equipo de Conexión (1) La continuidad eléctrica en los equipos de conexión debe asegurarse mediante: (a) El uso de conductores de enlace o acoplamientos roscados y bocinas roscadas en las cubiertas con uniones estancas, donde se utiliza tubos metálicos pesados; o (b) El uso de conductores de enlace o acoplamientos no roscados estancos, donde se utiliza tubería metálica eléctrica; o INSTALACIONES ELECTRICAS 

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(c) El uso de conductores de enlace o puentes de enlace que cumplan con los requerimientos de las Reglas 060- 616 y 060-906; u (d) Otros medios (que no sean contratuercas o manguitos metálicos estándar), tales como manguitos metálicos de tierra con puentes de enlace, que cumplan con lo requerido por la Regla 060-616 (2) No obstante lo establecido en el párrafo (1)(d), se pueden usar conectores de cajas con contratuercas estándar para enlazar a tierra la armadura de aquellos tipos de cables,cuyo ensamble tiene incorporado un conductor de enlace a tierra cuando no se permite que la armadura sea utilizadacomo un medio de enlace equipotencial. 5.1.4 060-608 Armadura o Cinta Metálica del Cable de Acometida Cuando el cable de acometida tiene un conductor puesto a tierra sin aislamiento, en contacto eléctrico continuo con su armadura o cinta metálica, debe considerarse que la cubierta metálica está adecuadamente conectada a tierra. 5.1.5 060-610 Enlace Equipotencial de Otros Equipos Diferentes a los de la Conexión La continuidad eléctrica de canalizaciones metálicas, armaduras o cubiertas metálicas de cables, debe asegurarse por alguno de los métodos especificados en la Regla 060-606(1)(a), (b), (c), y (d) o utilizando: (a) Uniones no roscadas, estancas, con tubería metálica pesada o cables armados; o (b) Dos contratuercas, una colocada dentro y otra fuera de cajas y gabinetes; o (c) Una contratuerca y un manguito metálico, siempre y cuando el manguito pueda ser instalado de tal modo que esté asegurado mecánicamente y haga contacto efectivo con la superficie interior de la caja o el gabinete. 5.1.6 060-612 Canalizaciones Metálicas con Juntas de Expansión o Telescópicas T elescópicas (1) Las juntas de expansión y telescópicas de canalizaciones deben hacerse eléctricamente continuas, y si se usa puentes de enlace, éstos deben cumplir con la Regla 060-616. (2) Las canalizaciones con canaletas metálicas usadas en conexión con equipos de grabación y reproducción de sonido, construidas por secciones, deben tener un conductor de puesta a tierra al cual debe enlazarse cada Sección. 5.1.7 060-614 Lugares Peligrosos En lugares peligrosos y en lugares no peligrosos, alimentados desde lugares peligrosos, la continuidad eléctrica de las canalizaciones metálicas, cajas y otros similares debe asegurarse por uno de los métodos especificados en la Regla 060-606(1)(a), INSTALACIONES ELECTRICAS 

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(c) y (d). 5.1.8 060-616 Puentes de Enlace (1) Los puentes de enlace equipotencial deben ser: (a) De cobre u otro material resistente a la corrosión; y (b) De sección suficiente con capacidad de corriente no menor que la requerida para el conductor de enlace correspondiente, excepto para las canalizaciones de acometida cuya capacidad puede ser determinada en base a: (i) La Tabla 41, donde el camino de circulación c irculación de corriente está complementado con: A) El uso de dos contratuercas y un manguito de puesta a tierra; o B) El uso de un conector de cable o de tubería metálica pesada con un soporte incorporado, complementado con una contratuerca y un manguito de puesta a tierra. (ii) El tamaño máximo que el terminal del manguito de puesta a tierra pueda recibir cuando se utilizan cables unipolares blindados, y las cubiertas son conectadas a una placa metálica de puesta a tierra mediante conectores, cada uno fijado con una contratuerca y un manguito de puesta a tierra. (c) Fijados a los gabinetes y equipos similares en la forma especificada en la Regla 060-906, 060 -906, y (d) Fijados de la manera especificada en la Regla 060908, cuando son usados entre los electrodos de puesta a tierra o alrededor de medidores de agua y similares. (2) Cuando son usados flejes metálicos para enlazar las partes metálicas normalmente no energizadas, éstos deben tener no menos de 19 mm de ancho y 1,4 mm de grosor, si son de acero, y no menos de 1,2 mm de grosor si son de aluminio o de cobre.

CAPITULO 6 TIERRA   PROCESO PARA LA ELABORACIÓN DE UN POZO A TIERRA  6.1. MATERIALES. Para empezar a hacer un pozo a tierra aremos una lista de materiales  

1 barra de cobre de 5/8 X 2.40metros. 2.40metros.

 

4 metros de cable de cobre pelado Nro. 8 AWG para la bobina helicoidal paralelo a la barra.

 

2 conectores para asegurar la bobina helicoidal a la barra, en ambos extremos

 

5 sacos de 50 kilos de sal industrial.

 

5 sacos de bentonita de 30 kilos.

 

2 cajas de thor gel

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5 metros de cable a tierra Nro. 12 AWG (para la conexión al tablero principal).

 

1 caja de registro, para dar mejor acabado al trabajo.

 

3 metros cúbicos de tierra de cultivo (tierra orgánica).

 

Arena gruesa para el acabado.

 

Cemento.

 

Algunos pedazos de fierro.

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6.1.1 Primer paso Después de tener todo esto y el hueco listo, procedemos a echar uno de los costales de sal

Imagen 14. Pozo para el llenado de los diferentes materiales   materiales

industrial y uno d dee benton bentonita. ita.

Lo regamos uniformemente al fondo del pozo, tal como se muestra en la imagen 15 si el terreno es seco aplicamos unos 20 litros de agua, si el terreno es húmedo, no será

Imagen 15. Colocación de sal al ´pozo  ´pozo 

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necesario.

6.1.2Segundo Segundo paso. 6.1.2

A continuación colocamos la barra de cobre y procedemos a fijarlo, este debe estar colocado en el centro mismo del hueco para que haya una mejor distribución de las descargas eléctricas. Si

vemos

detenidame detenidamente nte

la

barra

de

cobre,

podemos

apreciar la

bobina

helicoidal alrededor del mismo.

Imagen 16 colocación del alambre helicoidal a la varilla de cobre  cobre 

Para preparar nuestro material de relleno mezclamos 1 metro cúbico de tierra de cultivo con 1 bolsa de sal industrial (50 kilos) y 1 bolsa de bentonita (30 kilos), si desean más conductividad solo es cuestión de aumentar la cantidad de estos productos, puede ser 2 bolsas por metro cúbico, eso queda a criterio. Para tener una buena preparación del terreno mezclamos bien nuestro material… no

olvidar de retirar todas las piedras, cascajo, residuos, de la tierra que se usa. En las siguientes imágenes podemos ver dos flechas las cuales nos indican los dos productos aplicados: sal y bentonita, ambos de diferente color.

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Imagen 17. Bolsas de bentonita  bentonita  

Imagen 18. Colocación de la bentonita a la tierra orgánica

Imagen 19 mezclado de la tierra con la bentonita y la sal  

Imagen 20. Bentonita, Bentonita, sal y tierra orgánica INSTALACIONES ELECTRICAS 

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6.1.3  Tercer paso.

Después de mezclar adecuadamente nuestro material procedemos a echar dentro del hueco (si el terreno es seco y aplicamos agua, tenemos que esperar hasta que absorba el agua para poder echar la tierra). No olvidar que según se va echando la tierra al hueco, se debe ir aplanado, podemos usar cualquier material para ese propósito… incluso una madera de unos 2 metros,grueso… En la imagen mi colaborador está usando un mazo. Esto

lo debemos hacer con el primer metro cúbico, el aplanado debe ser uniforme y no debe

Imagen 21. Aseguramiento y compactación de la mezcla   mezcla

quedar fofo.  fofo. 

Imagen 22. Colocación de la mezcla al pozo  pozo  

Procedemos preparando preparando el químico THOR GEL… 

Es muy importante usar un balde o recipiente plástico y de tamaño regular, que sobrepase la cantidad del producto que vamos a diluir. No olvidar que, si el suelo es seco, aplicar agua en cada tramo que se va compactando la tierra.

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Primero disolvemos la bolsa azul, para ello echamos 20 litros de agua en el recipiente, seguido echamos el producto y lo diluimos en su totalidad. Nunca se debe mezclar los dos productos de paquete a la vez.

Imagen 23. Preparación de Thor gel.  gel.  

Después de disolver la bolsa azul, lo echamos al pozo pozo,, debemos esperar hasta que el producto sea absorbido en su totalidad por la tierra para seguir con la segunda bolsa del producto…

es

muy

importante

que

Imagen 24. Colocación de agua al pozo pozo  

el

producto

sea

absorbido totalmente. totalmente.  

Imagen 25. Colocación del Thor gel al pozo  pozo  

6.1.4  Cuarto paso.

Como vemos en las siguientes imágenes, para disolver el otro producto usamos otro depósito plástico del mismo tamaño que el anterior. Realizamos la misma operación en disolver de manera uniforme este segundo producto.

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Imagen 26. Preparación de Thor gel  

6.1.5  Quinto paso. Después de aplicar el primer paquete de químicos, continuamos con la mezcla del segundo metro cúbico de tierra de cultivo con la sal industrial y bentonita. Esta segunda mezcla lo hacemos uniforme como lo hicimos con la primera, usamos un recipiente pequeño para ir echando la tierra y nuestro colaborador va compactando con la ayuda de un mazo, madera. En este segundo metro cúbico echamos 1 bolsa de sal industrial (50 kilos), y 1 bolsa de bentonita (30 kilos), como les dije en la  la primera parte si deseamos que sea más conductivo podemos aplicar 2 bolsas de cada producto, pero como estamos usando Thor Gel solo usamos 1 de cada 1.  1.  

Imagen 27. Preparación de sal industrial y bentonita   INSTALACIONES ELECTRICAS 

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Imagen 28. Colocación de la bentonita y sal alpozo 

6.1.6  Sexto paso. Después de echar toda la tierra y compactarla procedemos procedemos a verificar que toda el agua con el químico haya sido absorbida y procedemos procedemos a disolver la segunda bolsa en la misma cantidad de agua (20 litros). No olvidar que estos productos no se deben mezclar porque si no se hará gel y no podrá ser absorbida por la tierra.

Imagen 29. Colocación de agua al pozo pozo  

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Imagen 30. Disolución de la sal en agua a gua  

Cuando todo el producto es absorbido, procedemos a aplicar el resto del material que vendría a ser como 0.8 metros cúbicos, este último material le echamos 2 bolsas de sal industrial y 2 de bentonita, hacemos esto porque ya no aplicaremos Thor Gel. En esta última parte echamos 40 litros de agua para acondicionar mejor el terreno. Compactamos esta última parte de nuestro pozo de la misma manera como hicimos con las dos primeras. Colocamos nuestra caja de registro, necesitamos un nivel para que quede adecuadamente… (En esta última parte no tengo imágenes del final, debido que, deje

terminar el trabajo a mi colaborador porque todo estaba listo). Los fierros que menciono en la primera parte, específicamente en los materiales, usamos para colocarlos alrededor de la caja de registro, esto servirá para que cuando se aplique el cemento, el fierro sirve como refuerzo y este a la vez sostiene la caja, no olvidar que la tierra sede con la humedad y la caja queda al aire, cuando se pisa la caja y no tiene fierros se puede hundir.

Imagen 31. Conexión del alambre a la caja de registro  registro 

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Hacemos la conexión del cable que va hacia el tablero de llaves térmicas y la distribución general de la casa, los motores etc. En esta última imagen tenemos nuestro pozo a tierra terminado. Se hizo la medición, la cual nos da 4.2ohmios (lamentablemente (lamentablemente no tengo las imágenes de la medición porque no me encontraba en ese momento y la persona que hace mis mediciones llegó más temprano… este es un Ing. Que se dedica a certificar todo tipo de trabajos y es el que firma

las constancias).

Imagen 32. Caja de registro  registro  

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CONCLUSIONES El pozo a tierra es un elemento de protección en una instalación eléctrica. Sirve para conectar partes metálicas de equipos al terreno, para evitar que su usuario reciba una descarga eléctrica en caso de falla o accidente de ese equipo.

 

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La finalidad e importancia de una puesta a tierra radica en que concibe el concepto de seguridad en una vivienda u edificación, ya que logra limitar las sobretensiones eléctricas debidas a descargas atmosféricas, transitorios en la red o contacto accidental con líneas de alta tensión, y para estabilizar la tensión eléctrica a tierra durante su funcionamiento normal.

 

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La puesta a tierra comúnmente se realiza en pozo vertical, por el mínimo espacio que necesitan para su aplicación.

 

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Los principales materiales que se usan para una puesta a tierra son la barra de cobre, cables (cable libre de halógeno, cable de aterramiento, cable desnudo), caja de registro, conectores conectores y el tratado de tierra (sacos de sal, sacos de bentonita sódica).

 

El proceso constructivo de un pozo a tierra consiste en excavar un pozo de 1m de

 

diámetro y 2.5 m de profundidad, el cual se rellena con soluciones y tierra mejorada. El mantenimiento de un pozo a tierra se realiza cada 6 meses.

 

En la estimación del presupuesto necesario para la construcción de un pozo a tierra

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puede estar entre 500 y 750 soles.  

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Es vital tener conocimientos acerca de los fines de un pozo a tierra, su procedimiento constructivoo y los materiales e insumos necesarios para su realización. constructiv

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RECOMENDACIONES Al determinar recomendaciones podemos establecer recomendaciones en el proceso constructivo de un pozo a tierra, estas para mejor sustento se encuentran referenciadas por Tapahuasco (2007):  

No se deben realizar trabajos eléctricos en lugares donde hay almacenado material

 

inflamable. Todo trabajo eléctrico debe realizarse cumpliendo las normas de seguridad, como

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el código nacional de electricidad.  

Se debe tener especial cuidado en la realización de las excavacione excavacioness

 

La instalación eléctrica debe ser realizada por un especialista.

 

Se debe medir la resistividad del suelo y del relleno del pozo antes de realizar la

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instalación.  

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El mantenimiento del pozo a tierra debe ser periódico.

En cuanto a las recomendaciones para la realización de un trabajo informativo acerca de un pozo a tierra, se recomienda lo siguiente:   Tomar en cuenta el código nacional de electricidad para la realización del trabajo 

de esta manera la información tendrá un mayor sustento teórico.  

Revisar distintos libros para obtener mayor conocimiento respecto al tema.

 

Para conocer el proceso constructivo procurar observar la construcción de un

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pozo a tierra de tal forma que se pueda identificar cada uno de los pasos de manera experimenta experimental.l.  

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Para contribuir al aprendizaje de los alumnos tratar de explicar el tema de una manera clara y con materiales adecuados (maqueta). (maqueta).

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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Scheneider Electric (2008). Guía de diseño de instalaciones eléctricas. España. Schneider Electric España, S.A. Dirección general de electricidad (2006). Código nacional de electricidad. Perú. Ministerio de energía y minas. Rojas, G (2010). Manual de sistemas de puesta a tierra. GediStrut. GediStrut. Para-Rayos (2011). Manual de puesta a tierra Thor-gel. Perú. Para-Rayos S.A. Mariani E. (2008). Sistemas de puesta a tierra para instalaciones de baja tensión. IEEE. OSINERMIG Tumbes (2013). Foro Regional 2013 de electricidad- Contexto Actual del Servicio Eléctrico en Tumbes. Perú. Procobre (2008). Sistema de conexión a tierra- Ejecución de puesta a tierra de instalaciones eléctricas interiores de baja tensión. Perú. Harper E. (1999). El ABC de las instalaciones eléctricas residenciales. México. Limusa Noriega Editores S.A. Tapahuasco V. (2007). Sistemas de protección eléctrica- sistema de pozo a tierra. Perú. Proyecto Huascarán (2007). (2007). Sistemas De Puesta A Tierra Del Proyecto Huascarán. Perú.

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 ANEXOS  A.  Elaboración de una maqueta de un pozo a tierra La elaboración de la maqueta de pozo a tierra se. Tomando en cuenta, los siguientes materiales:

Materiales utilizados

Un cubo de vidrio de 0.1x0.1x0.25m de altura.

Tubo de petromax

Una barra de cobre

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Barra de cobre y alambre helicoidal

Cobre pelado para las conexiones Un conector o abrazadera

 Abrazadera

Sal de mesa

Sal de mesa

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Tierra cultiva

Maqueta culminada

Agua.

 Agua para la prueba 

El proceso de elaboración de la maqueta estará constituido por los pasos reales realizados en la elaboración de un pozo a tierra, pero en escala.

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