medicion y evaluacion sistema de tierra hospital obrero cochabamba

ELABORADO POR CESAR GENARO VARGAS MEDINA

ASESORAMIENTO Y SOPORTE TECNICO – ELECTRORED BOLIVIA SRL Página 2

1. ANTECEDENTES Los sistemas de protección en instalaciones eléctricas hospitalarias en todo los niveles se consideran hoy en día de vital importancia, vital ya que los equipos e instalaciones que están destinados a preservar la integridad de las personas no deben ser perturbadas o dañadas por fenómenos físicos que pueden ser atenuados y en otros casos eliminados. La filosofía que se maneja en protecciones es: en primer lugar proteger a las personas y en segundo lugar proteger al equipo, en este caso ambos lugares se combinan, debido a que una persona dependerá directamente de un equipo eléctrico-electrónico. En ese sentido es que los sistemas de protección contra sobretensiones, ya sean estas por fuentes externas y/o internas, tienen a su sistema de aterramiento como elemento fundamental para asegurar un sistema de protección confiable. El Hospital Obrero 2, en los diferentes bloques de internación, quirófano, salas de imagenología, etc., tiene diversos equipos eléctricos, electrónicos y electrónicos digitales de procesamiento de datos (en laboratorio y salas con equipos computacionales de monitoreo): trasformador de potencia, motores, equipos de control y monitoreo, computadoras convencionales, incubadoras, equipos de rayos X, de diálisis, etc., equipos que en la mayoría de los casos deben estar aterrados y contar con un sistema de tierra que de muy baja resistencia, ya sea para descargas de estática de las carcasas, descargas de corrientes parasitas y de falla o por la utilización de un neutro aterrado. Por un lado, el Hospital cuenta con Sistemas de Tierra “aislados” en diferentes ubicaciones, que a manera de observación, no están dando la protección necesaria a algunos equipos, ya que existen antecedentes de equipos dañados por sobrecarga en los conductores, caídas de tensión debido a las sobre corrientes, sobretensiones transitorias y por maniobras, adicionalmente estas no conforman un sistema equipotencial, lo que ocasiona que ante eventos de descarga a tierra ya sea de cargas pequeñas de estática o grandes como las de falla o rayo, generaran corrientes circulantes por tierra entre sistemas, ingresando y contaminando de cargas parasitas a la red en la que esta instalada una malla en particular, provocando así sobretensiones que dañan a los equipos y ponen en riesgo a las personas. Por último, señalamos que no cuenta con un sistema de protección contra descargas atmosféricas, es decir, pararrayos, este tema deberá ser tomado en cuenta por las autoridades del Hospital, el tema será considerado para su análisis y diseño en otro informe. ELECTRORED BOLIVIA SRL a través de su división de ASESORAMIENTO Y SOPORTE TÉCNICO, en el afán de brindar el apoyo y acompañamiento a su cliente, en el diseño de proyectos y a encontrar las soluciones a diversos problemas que se presentan en la industria, es que se realizó este servicio de medición de puesta de tierra.

2. OBJETIVOS

• Identificar los sistemas de tierra existentes en el Hospital. • Realizar las mediciones para conocer el valor de resistencia de tierra.

• Evaluar los datos recogidos de las mediciones.

• De acuerdo a la valoración de los datos recogidos, detallar las medidas y acciones por asumir.

3. DESARROLLO

3.1. IDENTIFICACIÓN

Se identificó 2 Sistema de Tierra (o malla de aterramiento) accesibles y 1 sin cabezas de jabalinas accesibles:



1º. Patio de Bloque A (jardín oeste) – Imagenología, puesta a tierra de tableros de distribución eléctrica y equipos.

2º. Patio Posterior Bloque A (jardín sur) – Hemodiálisis, puesta a tierra de tableros y equipos. 3º. Patio Bloque B (jardín suroeste) – Sin uso.

También se identificó al sistema de tierra en el puesto de transformación (masa a tierra de transformador) pero este no se tomara en cuenta en este informe ya que el sistema no tiene utilidad para equipos del interior del hospital (el Transformador está alejado), pero se realizara un análisis más adelante para definir hacerlo parte de la red equipotencial que debe existir. Se evidencio que los sistemas identificados cuentan con sus respectivas cámaras de inspección, con la excepción de la tercera malla, que si cuenta con una cámara de inspección pero la cabeza de la jabalina no se encontraba.

IMAGEN 1. Limpieza en la cámara para descubrir las cabezas de jabalina – Malla de Bloque A, Sr. Cidar Castellón

3.2. MEDICIONES

3.2.1. MEDICIÓN SISTEMA DE TIERRA – BLOQUE A, IMAGENOLOGÍA

La cámara presentaba agua estancada debido a que hubo lluvias recientemente, pero además según los indicado por el Jefe de Mantenimiento del Hospital, Sr. Cidar Castellón, al ser un jardín el riego por parte del personal de jardinería es constante así que este siempre esta con agua estancada o por lo menos está húmedo, detalle que se le indico que era muy bueno para las condiciones de conductividad o baja resistencia de la malla. Evidentemente como puede apreciarse en la Imagen 2 y como en la mayoría de otros casos, la cámara se abrió después de mucho tiempo para su “inspección”. Sin mayor dificultad y con la ayuda del Sr. Cidar se procedió a hacer lo necesario para comenzar con los ensayos de medición de resistencia de tierra. La única dificultad con la que se tropezó fue que se tenía poco espacio disponible para realizar mayor cantidad de pruebas.



IMAGEN 2. Proceso de medición de resistencia de tierra de malla BLOQUE A – Punto de referencia A

La Malla, según dato proporcionado por el Sr. Cidar Castellón, está compuesta por tres jabalinas instaladas en configuración lineal, pero solo se tiene acceso a una de ellas, las otras están enterradas, por tanto queda elegido el PUNTO DE REFERENCIA A. El registro de datos de las mediciones (ANEXO B) se refleja en el siguiente cuadro:

MEDICIÓN Y EVALUACIÓN SISTEMA DE TIERRA

CLIENTE: HOSPITAL OBRERO 2 – CNS LUGAR Y FECHA: Cbba. – 31/10/2012

UBICACIÓN SISTEMA: Patio Oeste Bloque A EQUIPO DE MEDICIÓN: Kyoritsu Mod. 4105A-H

EJECUTOR: Cesar G. Vargas Medina ASISTENTES: Cidar Castellón

UBICACIÓN DE LA LÍNEA DE REFERENCIA

RESPECTO A LA SUPERFICIE PREVISTA

DISTANCIA ENTRE

ELECTRODO DE CORRIENTE Y

ELECTRODO DE REFERENCIA O BAJO ESTUDIO

[m]

DISTANCIA ENTRE

ELECTRODO DE POTENCIAL Y


[m]

DISTANCIA ENTRE


ELECTRODO DE POTENCIAL

[m]

TIEMPO DE DURACIÓN DE LA

PRUEBA [m]

LECTURA DE RESISTENCIA

[Ω] OBS.

A 4,6 2,5 4 0,75 0 Ran=2000Ω

A 4,6 2,5 4 0,75 0,6 Ran=200Ω

A 4,6 2,5 4 0,75 0,75 Ran=20Ω

A 4,8 2,5 4,1 0,75 0,71 Ran=20Ω

A 8,6 5 3,6 0,75 0,8 Ran=20Ω

A 5,5 3,5 1 0,75 1,19 Ran=20Ω

A 12 5,5 6,5 0,75 0,72 Ran=20Ω

CUADRO 1. Registro de datos, medición de resistencia de sistema de tierra, Imagenología.

Para poder obtener un valor de tierra confiable, se debe contar con un registro de datos que sean resultado de diferentes mediciones a diferentes distancias, es decir hacer un barrido del área donde se encuentra la



malla de tierra, en este caso en particular pudo lograrse ese cometido, en ese entendido es que los valores de resistencia máxima y mínima de los ensayos son:

1,19Ω

0,71Ω La ubicación de la línea, punto de referencia y el área a tomada en cuenta se ven en la siguiente imagen:

PUNTO DE REFERENCIA

A

AREA VERDE

2 m10

m

ADOQUINADO

AREA VERDEA

RE

A V

ER

DE

VEREDAS

BLO

QU

E A

LIN

EA

DE

RE

FE

RE

NC

IA

IMAGEN 3. Área de referencia tomada en cuenta para la medición de resistencia de la malla, punto A

3.2.2. MEDICIÓN SISTEMA DE TIERRA – BLOQUE A (POSTERIOR), HEMODIÁLISIS Esta malla cuenta con las cámaras de inspección respectivas, y tiene las mismas condiciones de humedad que la anterior malla asistida. En cuanto a su mantenimiento de igual forma se notó que la amara fue abierta después de mucho tiempo, en cuanto al terreno disponible el jardín es más amplio. Y sin mayor dificultad se procedió a realizar las mediciones respectivas.



IMAGEN 4. Proceso de medición de resistencia de tierra de malla BLOQUE A (POST) – Punto de referencia A

La Malla, según dato proporcionado por el Sr. Cidar Castellón, está compuesta por tres jabalinas instaladas en configuración radial o “palma de ganso”, dos de ellas cuentan con cámara de inspección, una de ellas sin la cabeza visible, y la última está enterrada, por tanto queda elegido el PUNTO DE REFERENCIA A. El registro de datos de las mediciones (ANEXO B) se refleja en el siguiente cuadro:

MEDICIÓN Y EVALUACIÓN SISTEMA DE TIERRA

CLIENTE: HOSPITAL OBRERO 2 – CNS LUGAR Y FECHA: Cbba. – 31/10/2012

UBICACIÓN SISTEMA: Patio Sur Bloque A EQUIPO DE MEDICIÓN: Kyoritsu Mod. 4105A-H

EJECUTOR: Cesar G. Vargas Medina ASISTENTES: Cidar Castellón

UBICACIÓN DE LA LÍNEA DE REFERENCIA

RESPECTO A LA SUPERFICIE PREVISTA

DISTANCIA ENTRE



[m]

DISTANCIA ENTRE

ELECTRODO DE POTENCIAL Y


[m]

DISTANCIA ENTRE


ELECTRODO DE POTENCIAL

[m]

TIEMPO DE DURACIÓN DE LA

PRUEBA [m]

LECTURA DE RESISTENCIA

[Ω] OBS.

A 6,4 3,8 2,4 0,75 2 Ran=2000Ω

A 6,4 3,8 2,4 0,75 2,7 Ran=200Ω

A 6,4 3,8 2,4 0,75 2,84 Ran=20Ω

A 7,7 4,3 3,4 0,75 2,89 Ran=20Ω

A 10 5 5 0,75 2,39 Ran=20Ω

A 12 5 7 0,75 2,29 Ran=20Ω

A 14 7 7 0,75 2,52 Ran=20Ω

CUADRO 2. Registro de datos, medición de resistencia de sistema de tierra, Hemodiálisis.



Los valores de resistencia máxima y mínima de los ensayos son:

2,89Ω

2,29Ω La ubicación de la línea, punto de referencia y el área a tomada en cuenta se ven en la siguiente imagen:

PUNTO DE REFERENCIA

A

AREA VERDE

22 m

3 m

ADOQUINADO

VEREDAS

LINE

A D

E R

EF

ER

EN

CIA

BLOQUE A

IMAGEN 5. Área de referencia tomada en cuenta para la medición de resistencia de la malla, punto A

3.3. EVALUACIÓN

Para tener la certeza de que los valores de las diferentes mediciones son los correctos no deben, entre ellos, tener una diferencia de 10% en su valor, para percatarse de esta valoración se toma en cuenta directamente al valor máximo y al mínimo de la serie de mediciones realizadas. La expresión que será utilizada es:

∆%

∗ 100%

3.3.1. EVALUACION SISTEMA DE TIERRA – BLOQUE A, IMAGENOLOGÍA El porcentaje de diferencia es:

∆% 1,19 0,71

1,19∗ 100

∆% 40,33 ≅ 41%

Se tiene 41% como diferencia máxima entre los datos, lo que da a pensar que los datos registrados no son los verdaderos o no se realizaron de forma correcta. Pero, hay una respuesta lógica para esta desviación, sigue la siguiente secuencia:

1º. El área que se tenía para realizar las mediciones era pequeño



2º. El dato de medición que hace que la diferencia sea tan grande es el de RTi = 1,19 [Ω], este es el único que llega a esos valores los demás son relativamente cercanos o parecidos.

3º. Este dato que provoca la diferencia, fue medido en un área, se podría decir, separada del terreno que se toma en cuenta como referencia. Puntualmente, el electrodo de corriente se enclavo en la jardinera contigua, pasando la vereda de concreto (IMAGEN 6) y que de seguro por debajo tiene gravilla (piedras pequeñas) y tierra o arena compactada, lo que sin duda, limito (ofreció mayor resistencia) la circulación de corriente a través de este “bloque” diferente al terreno de referencia, hasta el equipo de medición, por tanto dio un dato bastante diferente a los demás, que visto por otra parte es un buen valor de resistencia.

PUNTO DE REFERENCIA

A

AREA VERDE

ADOQUINADO

AREA VERDE

VEREDAS

BLO

QU

E A

LIN

EA

DE

RE

FER

EN

CIA

AQUÍELECTRODO DE

CORRIENTE

AQUÍELECTRODO DE

POTENCIAL

IMAGEN 6. Ubicación de electrodos. Electrodo de corriente en terreno separado

4º. Los valores al ser pequeños (orden de los decimales) cualquier variación entre ellos significara un gran porcentaje de desviación, por tanto se deberá considerar una mayor tolerancia que la preliminar.

Con este criterio y razonamiento lo que a continuación procede realizar es la nueva valoración de los datos sin tomar en cuenta a RTi = 1,19 [Ω]. Entonces:

0,8Ω

0,71Ω El porcentaje de diferencia es:

∆% 0,8 0,71

0,8∗ 100

∆% 11.25 ≅ 12%

Luego, promediando los datos obtenemos un valor de resistencia referente de la malla de tierra, correspondiente a Imagenología:

. 0,75Ω



Valor de Resistencia de Tierra muy bueno, que por supuesto se encuentra en el marco que da como referencia la norma Boliviana NB 777 para sistemas de aterramiento (10 Ω). Considerando las necesidades de los equipos en el interior de la sala de IMAGENOLOGIA o equipos de salas vecinas que precisen utilizar referencia de tierra, se puede decir que cuentan con una malla de tierra de excelentes características conductivas. Generalmente los equipos de procesamiento de datos, computadoras o todo aquel que cuenta con materiales delicados, así como son los microprocesadores, solicitan una resistencia de la malla de tierra ≤ 5 Ω (menor-igual a 5 ohm), en algunos casos especiales hasta 1 Ω. Con la malla de tierra actual se considera que los equipos que solicitan un sistema de aterramiento, tiene una excelente Referencia en la Malla de Tierra con la que cuentan.

3.3.2. EVALUACION SISTEMA DE TIERRA – BLOQUE A, IMAGENOLOGÍA El porcentaje de diferencia es:

∆% 2,89 2,29

2,89∗ 100

∆% 20,76 ≅ 21%

Se tiene 21% como diferencia máxima, siguiendo el razonamiento anterior referido a los valores pequeños, asumimos al porcentaje como valedero. Luego, promediando los datos obtenemos un valor de resistencia referente de la malla de tierra, correspondiente a Hemodiálisis:

. 2,58Ω De igual manera que el caso anterior el valor de referencia de resistencia de Tierra de esta malla es muy bueno. Cumple con las prerrogativas, condicionantes y bondades anteriormente marcadas.

3.4. ACCIONES Y MEDIDAS En cuanto a las mallas inspeccionadas y valoradas, en su construcción y evaluación, no hay medidas por asumir. La construcción de otros sistemas de tierra para tableros y carcasas (masas a tierra) o para equipos que así lo requieren, será una medida de mucha importancia por asumir. Si existiese la posibilidad de construir otras mallas cercanas a las ya existentes, será una medida importante tomar en cuenta que las diferentes mallas deben formar sistema de Tierra Equipotencial, es decir todas las mallas deben estar unidas mediante conductores de cobre. A manera de recomendación, acción y medida para ejecutar, mencionar que todo sistema de tierra debe tener por lo menos un acceso a la malla, es decir una cámara de inspección especialmente construida en la cabeza de una de las jabalinas, como es el caso de las mallas en cuestión. Preferentemente en la más cercana al o los equipos aterrados o la primera en una malla dependiendo su configuración. Las cámaras de



inspección en un sistema de tierra tienen como finalidad poder realizar el mantenimiento, con dos objetivos:

1° Mantener húmedo el terreno donde se ubica la malla: muy importante sobre todo si se ubica debajo de un empedrado, asfaltado, etc.

2° Realizar mediciones de resistencia de tierra: labor que se debe ejecutar al menos 2 veces al año,

de tal modo que, de acuerdo a los resultados se asuma acciones correctivas para lograr el valor de resistencia de tierra deseado.

3° Permitir la distribución de conductores para la interconexión de jabalinas y la conexión de conductores provenientes de los equipos a ser protegidos.

4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

• Con la colaboración como asistentes del Sr. Cidar Castellón se logró concluir con éxito las mediciones de resistencia de tierra y los resultados se reflejan en este informe.

• En base a los resultados obtenidos de las mediciones se concluye que el sistema de tierra actual de IMAGENOLOGÍA tiene un valor referencial de 0,75 [Ω] y el de HEMODIÁLISIS de 2,58 [Ω], valores considerados dentro de lo que permite la norma Boliviana NB 777 y que realmente gracias a las condiciones de humedad del terreno en el que están instalados tienen una excelente característica conductiva.

• Se recomienda que para la conexión de los diferentes equipos a tierra, en principio se cuente con un tablero de distribución especialmente para sistema de tierra con su respectiva barra de cobre como punto de distribución principal.

• El conductor que conecte a la malla con el tablero de distribución de referencia de tierra debe ser de una sección igual o mayor a 35 mm2, de tal forma de mantener las buenas características conductivas.

• En caso de que la longitud sea considerable en la distribución a los equipos, la conexión debe hacerse con conductor de grueso calibre, de 4mm2 o mayor.

• Se recomienda instalar los conductores de los equipos a ser aterrados, con la trayectoria más corta y directa posible.



ANEXO A

METODO EMPLEADO PARA LA MEDICION

El método utilizado para la medición de resistencia de tierra fue de “CAIDA DE POTENCIAL”, en los siguientes gráficos puede verse el concepto del método y la utilización del equipo:

IMAGEN 6. Metodología y concepto para la medición resistencia de tierra

IMAGEN 7. Instalación del equipo de medición utilizado

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A

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A

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ANEXO B

HOJA DE DATOS – MEDICION DE RESISTENCIA DE TIERRA IMAGENOLOGÍA (Copia de original)



HOJA DE DATOS – MEDICION DE RESISTENCIA DE TIERRA HEMODIÁLISIS (Copia de original)

medicion y evaluacion sistema de tierra hospital obrero cochabamba

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