UNIVERSIDAD CATOLICA DE SANTA MARIA

TRABAJO DE INVESTIGACIONTEMA: PUESTA A TIERRACURSO: FISICA IINOMBRE: LUIS GUSTAVO, RODRIGUEZ BENIQUE.DOCENTE. LIC. WILSON RICARDO, CABANA HANCCOSECCION: CFECHA: 30/05/15AREQUIPA-PERU2015

INDICE PAG1.-Introduccion 4 2.- Toma a Tierra 5 2.1.-Definicion 5 2.2.-Historia 5 2.3.-Importancia 6 2.4.-Elementos o Partes. 7 2.5.-Tipos 83.-Tierra. 3.1.-Definicion. 9 3.1.1.-Tierra Analgica. 9 3.1.2.-Tierra Fsica. 9 3.2.-Tipos. 10 3.2.1.-Tierra de Corriente Continua. 10 3.2.2.-Tierra de Corriente Alterna. 10 3.2.3.-Tierra Electroesttica. 104.-Resistividad del Terreno 11 4.1.-Definicion 11 4.2.-Factores que influyen en la resistividad 115.-Electrodos de Puesta a Tierra 12 5.1.-Definicion. 12 5.2.-Tipos. 12 5.2.1.-Barras 12 a) Verticales. 12 b) Horizontales. 12 c) Qumicas 12 5.2.2.-Placas. 13 5.2.3.-Anillos. 13 5.2.4.-Mallas. 136.-Descargas Atmosfricas 15 6.1-Definicion. 15 6.2.-Origen. 15 6.3.-Componentes 15 6.4.-Tipos. 167.-Finalidades de una Toma a Tierra. 178.-Reglamentacion 189.-Revision y Reparacin de Tomas de Tierra. 1910.-Aplicaciones de Toma a Tierra. 20 10.1.- En Edificios. 20 10.2.-En Viviendas. 2111.- Toma a Tierra y la Ingeniera Civil. 2112.-Conclusiones 2213.-Bibliografa 2314.- Anexos 25

1. - INTRODUCCIONEn esta oportunidad el tema de investigacin ser la puesta a tierra comnmente conocido como pozo a tierra. Este sistema se gener principalmente a partir de la gran evolucin de la tecnologa y con ello de los aparatos con corriente elctrica, lo cual hoy en da es de uso universal y necesario. No olvidemos que antes tambin se usaba la puesta a tierra debido a los rayos y cuestiones de la naturaleza que eran fortuitas y que no representaban mucho peligro, sin embargo con el avance de la tecnologa y del consumismo de todos nosotros se ha hecho indispensable el uso de la puesta a tierra para brindar proteccin a cada uno de nosotros ya que el peligro de recibir una descarga mayor a la que podemos conducir sera fatal y muchas muertes se produciran. Es all donde la puesta a tierra alcanza tanta Importancia.Y es pues para nosotros como futuros ingenieros tener la necesidad y la responsabilidad de estar debidamente informados y tener una amplia nocin sobre la puesta a tierra, pues cada construccin que realicemos debe generar en las personas sensacin de satisfaccin y ms que todo de seguridad.Este sistema involucra muchas ciencias como son por un lado la fsica con la parte elctrica, la qumica al usar compuestos que aslen la carga.Debemos hoy en da con el constante avance de la tecnologa estar a la vanguardia de todo avance en cuanto a seguridad ms que todo y la alcanzamos en este caso gracias a la puesta a tierra.

2. TOMA A TIERRABueno primero empezaremos a definir lo que es la toma a Tierra para que en base a su definicin podamos entender mucho mejor su importancia y su necesidad en nuestra vida diaria.2.1.-DefinicionLatoma de tierra, tambin denominadohilo de tierra,toma de conexin a tierra,puesta a tierra,pozo a tierra,polo a tierra,conexin a tierra,conexin de puesta a tierra, o simplementetierra, es una unin de todos los elementos metlicos que mediantecablesdeseccinsuficiente entre las partes de una instalacin y un conjunto deelectrodos, permite la desviacin decorrientesde falta o de las descargas de tipo atmosfrico, y consigue que no se pueda dar una diferencia de potencial peligrosa en los edificios, instalaciones y superficie prxima al terreno.

2.2.-HistoriaLa puesta a Tierra surgi hace mucho tiempo ante la necesidad de proteccin que tena el ser humano y fue entonces donde empezamos aplicar nuestro ingenio para utilizarlo en la solucin de problemas que nos aquejaban. Veamos un poco de la historia de la puesta a tierra.En los sistemas detelgrafosde principios delsiglo XIXse usaban dos o ms cables para llevar la seal y el retorno de las corrientes. Por aquel entonces se descubri (probablemente el cientfico alemnCarl August Steinheil) que la tierra podra ser usada como un camino de retorno para completar un circuito cerrado.Sin embargo, haba problemas con este sistema, ejemplificado por la lnea de telgrafo transcontinental construida en 1861. Con clima seco, la conexin de tierra a menudo desarrollaba una alta resistencia, esto requera que vertiera agua sobre las barras que hacan de conexin para que el sistema funcionara.

Funcionamiento del Telgrafo

2.3.-Importancia La importancia que tiene la puesta a Tierra hoy en da es enorme ya que si no se hubiera utilizado este procedimiento de descarga de energa, cada persona en el mundo que cuente con un artefacto elctrico estara en riesgo de recibir una descarga elctrica que podra ocasionar hasta la muerte.Su importancia no solo es visible en nuestros hogares sino en muchas otra cosas, enfocndonos a nuestra carrera es muy importante para nuestras obras de construccin ya que estas deben contar con una puesta a tierra general que lleve a tierra toda la corriente generada en nuestra construccin.

2.4.-Elementos o Partes.Los elementos que componen una puesta a tierra son los siguientes:A) ELECTRODOS: Son varillas que sean resistentes a la corrosin por las sales que presenta la Tierra, van enterradas en la Tierra a unos 3m de profundidad para servir como disipador de la corriente en la tierra en caso de alguna sobrecarga o falla .B) CONDUCTOR O CABLE: Este permitir hacer la conexin del electrodo con toda nuestra vivienda. Este cable no debe ser seccionado y en caso de que sea as debe ser soldado con soldadura exotrmica, ya que al calentar el cobre del conductor este puede daarse.2.5.-TiposTenemos distintos tipo de puesta a tierra, segn el lugar donde se usara el sistema y segn la magnitud de carga que almacenara.A) PUESTA A TIERRA DE PROTECCIN: La puesta a tierra de proteccin tiene como objetivo proteger a las personas y animales contra accidentes derivados de contactos con partes conductoras Para lograr este objetivo de proteccin debe realizarse una puesta a tierra adecuada, y conectar a la misma todas las masas de la instalacin.B) PUESTA A TIERRA FUNCIONAL DE SERVICIO: La puesta a tierra de servicio tiene como objetivo asegurar el correcto funcionamiento del equipamiento elctrico, y permitir un correcto y confiable funcionamiento de la instalacin.Dependiendo de las caractersticas de la instalacin, la puesta a tierra de proteccin y la funcional pueden ser independientes o en una misma puesta a tierra combinarse ambas funciones.

3.-Tierra.3.1.-Definicion: Como una definicin general podramos decir que tierra es aquella parte solida del planeta que no esta cubierta de agua. Sin embargo para el caso de puesta a tierra se manejan dos conceptos sobre tierra que son:A) TIERRA FSICA: El trmino "tierra fsica", como su nombre indica, se refiere alpotencialde la superficie de laTierra.Es un concepto vinculado a la seguridad de las personas, porque stas se hallan a su mismo potencial por estar pisando el suelo. Si cualquier aparato est a ese mismo potencial no habr diferencia entre el aparato y la persona, por lo que no habr descarga elctrica peligrosa.B) TIERRA ANALGICA: La definicin clsica de masa, es un punto que servir como referencia de tensiones en un circuito (0 voltios). El problema de la anterior definicin es que, en la prctica, esta tensin vara de un punto a otro, es decir, debido a la resistencia de loscablesy a lacorrienteque pasa por ellos, habr una diferencia de tensin entre un punto y otro cualquiera de un mismo cable.Una definicin ms til es que masa es la referencia de un conductor que es usado como retorno comn de las corrientes.

3.2.-Tipos.Ahora que ya sabemos cmo es considerada la tierra en la puesta a tierra veremos los tipos de esta en relacin a la corriente que se genera y se desea expulsar.3.2.1.-Tierra de Corriente Continua: Esta la encontramos en toda la infinidad de equipos electrnicos que existen, y de igual forma se produce por la diferencia de voltajes o corrientes en estos circuitos. Por ejemplo tenemos a las tarjetas electrnicas, videojuegos, etc.3.2.2.-Tierra de Corriente Alterna: Es el ms comn, y que la podemos encontrar en edificios, hogares, producida por la diferencia de voltaje o corriente que tienen los circuitos elctricos que trabajan con este voltaje alterno. Por ejemplo tenemos las duchas elctricas, los refrigeradores, etc.3.2.3.-Tierra Electroesttica: Este tipo de tierra es muy peculiar debido a que lo encontramos especficamente en tanques de almacenamiento, transporte o tratamiento, se produce por la interaccin del fluido con su contenedor. Por ejemplo tenemos los tanques para almacenar gases, combustibles, etc.

4.-Resistividad del TerrenoLa resistividad del terreno o tambien conocida como resistencia del terreno cobra un papel preponderante en la puesta a tierra ya que esta genera cierta oposicin al paso de la corriente. Para comprender mucho mejor daremos una definicin de lo que es resistividad.4.1.-Definicion: La resistividad del terreno se define como la resistencia que presenta la tierra, y resulta de un inters importante para determinar en donde se puede construir un sistema de puesta a tierra.4.2.-Factores que influyen en la resistividad: Hay muchos factores que determinan la resistividad del terreno los cuales mencionaremos a continuacin:A) NATURALEZA DEL TERRENO: Esta se refiere a que la resistividad vara segn el tipo de terreno, es decir se tiene una resistividad ms elevada en un terreno rocoso que en uno donde haya arena.B) HUMEDAD: Aqu varia la resistividad segn la humedad del terreno, mientras ms hmedo sea ste ms baja ser la resistividad del terreno y mientras ms seco este el terreno mayor ser la resistividad de ste, es por esta razn que debe procurarse un terreno un poco ms hmedo para obtener mejores valores.C) COMPACTACIN: Aqu la resistividad disminuye mientras ms compactado este un terreno ya que cuando no est bien compacto hay pequeos espacios de aire los cuales impiden que la corriente elctrica se pueda esparcir por el terreno.5.-Electrodos de Puesta a Tierra5.1.-Definicion: Como ya sabemos los electrodos son una parte fundamental de la puesta a Tierra ya que estos son los que hacen contacto con el suelo y son quienes trasladan la carga hacia la tierra.Veamos los tipos de electrodos que se presenta:5.2.-Tipos: Se presentan como barras, placas, anillos, mallas..5.2.1.-Barras: Estas a la vez se subdividen en: a) Verticales: Consisten principalmente en un electrodo de cobre relleno con una mezcla de compuestos inicos.El condensador de humedad absorbe la humedad ambiental y se disemina en el terreno que rodea al electrodo, aportando iones libres y reduciendo gradualmente la resistividad del terreno.

b) Horizontales: Estn hechos de cintas de cobre de alta conductividad o conductores retorcidos (cables). La cinta es el material ms conveniente tiene mejor comportamiento a alta frecuencia.Puede ser ms difcil de conectar lo que significa que el costo de instalacin puede ser levemente mayor.

c) Qumicas: Las barras qumicas proveen una perfecta conexin de baja resistencia a tierra con el acondicionador de suelos circundante.Las sales minerales especialmente preparadas son internamente distribuidas a lo largo de la longitud del electrodo y el acondicionamiento continuo alrededor del electrodo asegura una resistencia a tierra baja la cual es ms efectiva que los sistemas convencionales.

5.2.2.-Placas: Las puestas a tierra mediante placas tienen una construccin basada en la abertura de un pozo y relleno mediante tierra vegetal y otros aditivos para disminuir la resistividad del terreno.

5.2.3.-Anillos: Consiste en un conductor de cobre desnudo, de seccin transversal no menor al calibre y longitud no menor a 6m enterrado a una profundidad de 800mm y que rodeo el edificio o estructura.Frecuentemente utilizados circundando una fbrica o sitio de comunicaciones para proveer un plano equipotencial alrededor de los edificios y equipos.5.2.4.-Mallas: Formado por la unin de conductores horizontales, normalmente segn direcciones perpendiculares y uniformemente espaciados incluyendo eventualmente conductores verticales (barras).Se utiliza especialmente cuando se quiere tener un control de potenciales en la superficie del terreno.6.-Descargas AtmosfricasLuego de ver que la mayora de accidentes respecto a descargas son producidos por artefactos elctricos no podemos dejar de mencionar otro causante de estas descargas, en este caso hablaremos de las descargas atmosfricas que son un fenomeno natural en el cual el hombre no tiene incidencia, sin embargo la puesta a tierra permiti salvaguardar nuestras vidas antes cualquier descarga atmosfrica.6.1-Definicion: Es una chispa elctrica gigante, ya sea entre tierra y nube (TN) (Rayo), entre dos nubes o dos secciones de la misma nube (NN) (Relmpago).6.2.-Origen: Una descarga atmosfrica se produce cuando:El Aire hmedo y caliente se eleva a regiones fras, luego el vapor se condensa sobre partculas y forma la nube, el aire frio es forzado a circular hacia abajo por la formacin de la nube, es as como se establecen corrientes verticales, ascendentes y descendentes, que originan una separacin de cargas entre las regiones superior e inferior y la acumulacin de electrones en capas inferiores crea una diferencia de potencial con las capas superiores. Esos electrones tambin repelen a los electrones libres de la superficie terrestre creando as una diferencia de potencial entre la nube y la tierra.6.3.-Componentes: Los componentes de una descarga atmosfrica son:Aire inestableHumedadMecanismo disparador

6.4.-Tipos: Tenemos diferentes tipos de Descargas Atmosfricas entre ellas tenemos:A) Descarga elctrica dentro de la misma nube.B) Descarga elctrica entre nubes.C) Descarga elctrica entre nube y tierra (estas son las que a nosotros nos preocupan)

7.-Finalidades de una Toma a Tierra.Ahora que ya sabemos en qu consiste una puesta a Tierra veamos la finalidad de que haya una puesta a tierra en nuestros hogares.Algunas de las finalidades de la Toma a Tierra son: Brindar seguridad a las personas Proteger las instalaciones, equipos y bienes en general, al facilitar y garantizar la correcta operacin de los dispositivos de proteccin. Establecer la permanencia, de un potencial de referencia, al estabilizar la tensin elctrica a tierra, bajo condiciones normales de operacin. Mejorar calidad del servicio Disipar la corriente asociada a descargas atmosfricas y limitar las sobre tensiones generadas. Dispersar las cargas estticas a tierra.

8.-Reglamentacion La reglamentacin que estipula la necesidad de una puesta a Tierra est en todos los reglamentos de construccin, as como de la fabricacin de artculos electrodomsticos donde nos proporcionan un cable para conectarlo a tierra.Las puestas a tierra se establecen principalmente con objeto de limitar la tensin que, con respecto a tierra, puedan presentar en un momento dado las masas metlicas, asegurar la actuacin de las protecciones y eliminar o disminuir el riesgo que supone una avera en los materiales elctricos utilizados (Instruccin Tcnica Complementaria 18).Estos son algunas normas donde se nos habla de la puesta a Tierra. Norma Iram 2281: Cdigo de Prctica para Puesta a Tierra de Sistemas Elctricos. Norma Iram 2309 y 23150: Materiales para Puesta a Tierra. Norma ANSI / IEEE Std. 142-1991: Recommended Practice for Grounding of Industrial and Commercial Power Systems. Norma NF C17 102 sobre Pararrayos. Normas del Instituto Argentino deSeguridad. Catlogos de Protecciones varias: OBO / CITEL / POLYPHASER / SHUNNER

9.-Revision y Reparacin de Tomas de Tierra.Nuestra puesta a Tierra debe estar sujeta a una revisin peridica, para detectar fallas o algn deterioro con anticipacin y poder repararlo, ya que si nuestra puesta a Tierra tiene un desperfecto reduce mucho su objetivo y puede generar accidentes que se pueden prevenir.A) MANTENIMIENTO PERIDICOSi el Pozo a Tierra tiene una antigedad dentro de los 5 aos de construccin y se ha realizado un mantenimiento anual, es necesario despues de este tiempo recorrido hacer un mantenimiento exhaustivo.En este caso el mantenimiento incluye lo siguiente:1) Medicin del ohmiaje del Pozo a Tierra antes del mantenimiento (registro fotogrfico)2) Retiro de parte de la tierra de la caja de registro, dejando parte de la varilla descubierta.3) Lijado de la varilla de cobre (electrodo)4) Cepillado del extremo de cable que se conecta a la varilla.5) Reemplazo del conector de cobre varilla-cable tipo AB6) Aplicacin de 01 dosis de gel para tratamiento de Pozos a Tierra7) Reposicin de la tierra retirada.8) Limpieza y Rotulado de la Tapa de Registro con pintura esmalte.9) Reemplazo de la sealtica si no existiera o estuviera daada.10) Medicin del ohmiaje del Pozo a Tierra despues del mantenimiento (registro fotogrfico)B) REPARACIONEn el caso de la reparacin se necesita saber cul es el problema para poder ver qu tipo de solucin se efectuara.

10.-Aplicaciones de Toma a Tierra.10.1.- En Edificios: Una adecuada conexin a tierra y cableado en la estructura del edificio es un requisito del Cdigo Elctrico Nacional .La unin de todos los equipos elctricos y de telecomunicaciones al conductor del electrodo de conexin a tierra (GEC) primario resulta esencial para optimizar el desempeo y la seguridad.La unin a tubera de agua es una violacin al cdigo.

10.2.-En Viviendas: La puesta a tierra de los equipos electrnicos y de control, consta de una serie de electrodos instalados remotamente a la vivienda.En el interior se instala una barra de cobre electroltico 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 electrnica.La resistencia a tierra mxima en este sistema debe ser de unos 2 Ohms, cuando no se alcanza la resistencia deseada, se instala algn elemento qumico para reducir la resistividad del terreno y alcanzar as, la resistencia a tierra requerida.11.- Toma a Tierra y la Ingeniera Civil.Como hemos podido observar la puesta a tierra est muy relacionada con el proceso constructivo y con ello estara relacionada con nuestra carrera la Ingeniera Civil, es por eso que debemos saber sobre la puesta a Tierra para verificar que nuestras construcciones presenten una puesta a Tierra y cumplir con resguardar la seguridad de las personas.

12.-ConclusionesTener en cuenta que conla Red Interna estamos "Poniendo el Equipo a Tierra".Con esta medidaevitamos "daos personales y materiales".Realizar conexiones "Radiales" y No "En Serie. En configuraciones en Serie si algo se afloja, pierdo continuidad "aguas abajo".Poner a tierra en forma centralizada (a partir de 1 barra nica) ,evitando las puestas a tierra por carga (mayor mantenimiento, mayor resistencia, etc.) .Usar cables aislados en PVC o desnudos. En caso de cables aislados usarcdigodecolores(verde o verde / amarillo).En caso de utilizar Placas de Tierra Secundarias y haya mucha distancia, verificar las secciones de los conductores de la Red Interna.Evitar usar secciones de cables muy chicas (a menor seccin mayor inductancia).

13. - Bibliografa1http://www.marcombo.com/Descargas/8496334147-INSTALACIONES%20EL%C3%89CTRICAS%20DE%20INTERIOR/UNIDAD%2010.pdfEsta pgina web nos proporciona toda la informacin terica respecto a la puesta a tierra. Nos describe el sistema y todo las herramientas que participan, tambin nos habla de cada una de estas herramientas de sus tipos.Adems encontraremos informacin sobre algunas restricciones y algunas consideraciones importantes para la puesta a tierra. En esta pgina nos familiarizamos ms con trminos como resistencia, voltaje, conductores, etc.2http://www.monografias.com/trabajos94/instalacion-pozo-tierra/instalacion-pozo-tierra.shtmlAqu nos habla de cmo se desarrolla un Proyecto de puesta a tierra, nos explica las formas como podemos hacer un puesta a tierra as como las herramientas y materiales necesarios para una puesta a tierra.Tambin se explica la importancia de la buena construccin de una puesta a tierra ya que si no fuera de esta manera ocurriran consecuencias graves, adems de la importancia que tiene la puesta en tierra hoy en da en cualquier construccin.3. http://roble.pntic.mec.es/jlop0164/archivos/puestaTierra.htmlEn esta pgina nos explican de una forma muy didctica porque se usa las puestas a tierra que es lo que pasa con la corriente que va a la puesta a tierra y tambin la composicin de la puesta a tierra.4-http://programacasasegura.org/mx/seguridad/la-puesta-a-tierra-en-instalaciones-electricas-2/En esta pgina nos explica el recorrido de la sobrecarga que ira a puesta a tierra. Tambin podemos ver los diferentes casos en los que uno puede estar expuesto a recibir carga superior a la que podemos recibir y como acta el sistema de puesta a tierra. Algo adicional seria toda la normativa que nos da de acuerdo a lo establecido globalmente en cuanto a cargas mximas, cargas mnimas, distancias, etc.5-http://ingenieromontajista.galeon.com/Esta pgina es de una empresa especialista en las puestas a tierra y observamos la importancia de estar reidos a las reglas y lo establecido en el caso del Per por la OSINERG. Algo adicional que encontramos en esta pgina es el enfoque que se le da a las puestas a tierra desde un punto de vista ambiental y de seguridad ms que todo, primando la calidad seguridad y responsabilidad tanto con el medio ambiente como con las personas.Adems nos hablan de algunos artefactos que comnmente pueden darnos grandes descargas por lo que la puesta a tierra cobra real importancia.

14.- Anexos