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Universidad de Chile

Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas

Departamento de Ingeniería Eléctrica

EL3003 – Laboratorio de Ingeniería Eléctrica

Medida de Resistividad de

Terreno

Nombre Alumno : Javier Acuña

Manuel Iglesias

Javier Jara

Profesor : Nelson Morales

Fecha : 25/05/2011

Santiago, Chile.

2

Indice

• Introducción………………………………………………………………………………….. 3

• Marco Teórico………………………………………………………………………………. 4

• Puesta a tierra………………………………………………………………………………. 11

• Medición de la resistividad de terreno………………………………………….. 12

• Experiencia Práctica: Metodología y Resultados……………………………. 17

• Conclusiones…………………………………………………………………………………. 21

• Bibliografía…………………………………………………………………………………….. 22

3

Introducción

Dada la importancia de la puesta a tierra en los sistemas eléctricos, en el presente informe

se abordará el tema de la resistividad de terreno, la cual el vital para la correcta

instalación de la puesta a tierra. Primeramente se otorgará una base acerca de los tipos de

suelo existentes junto con su conducción eléctrica y los factores que influyen en la

resistividad de aquellos tales como su composición, temperatura, humedad, etc. Para

luego tratar la forma de medir la resistencia de terreno y las múltiples configuraciones

existentes para su determinación.

Se realizó además una experiencia en terreno la cual otorgó valores reales de resistencia,

los cuales no poseen mayor dificultad de medición, y serán analizados y discutidos

posteriormente.

La facilidad con las que se pueden realizar estas mediciones radica en el equipamiento

portátil y de fácil transporte diseñado para estas labores. Si bien como veremos más

adelante es posible realizar las medidas con una fuente de poder, un amperímetro y un

voltímetro, obteniendo una mayor precisión en los datos obtenidos, la ausencia de

conexiones eléctricas en el exterior hacen recomendable esta configuración únicamente

para muestras llevadas al laboratorio, lo cual no es práctico no tanto por el transporte de

la muestra sino mas bien debido a la perdida de las capas más profundas, y a la posible

modificación del testigo debido al movimiento de este, lo cual modificara los resultados

de la experiencia.

Las medidas de resistividad eléctricas de terreno tienen variadas aplicaciones prácticas

entre las que se cuentan, la determinación geotécnica de los terrenos de una manera

rápida, sencilla y económica, además de servir como referente al momento de diseñar y

construir puestas a tierra tanto en aplicaciones industriales, como en lugares

residenciales, las cuales proveen de un camino alternativo al cuerpo humano, en caso de

cortocircuito, a tierra. También es posible determinar la existencia de materiales

enterrados en el suelo, desde tubos soterrados en el terreno hasta determinar la

presencia.

Marco Teórico

El campo eléctrico es un campo físico

interacción entre cuerpos y sistemas con propiedades de naturaleza

material conductor, el campo eléctrico genera un flujo de cargas eléctricas conocido como

corriente eléctrica. En la figura se ve una

(importante para este caso, ya que así será aproximadamente el campo generado por los

electrodos en la medición de resistividad de suelos)

Figura 1 Representación tridimensional del c

Para caracterizar la conducción de corriente eléctrica a través de un material, se define la

conductividad eléctrica o su recíproco, la resistividad. La resistividad específica de un material

corresponde a la resistencia al paso de una corriente continua entre las caras paralelas opuestas

de una porción de material de longitud y sección unitaria uniforme. De aquí se tiene la siguiente

relación:

En donde es el campo eléctrico,

transversal del material, su largo,

determinada en Ω. A partir de esto se puede definir a resistividad también como la resistencia

eléctrica que ofrece al paso de la corriente un cubo de terreno de un metro por lado

Marco Teórico

CONDUCCIÓN ELÉCTRICA EN TERRENOS

campo físico que es representado mediante un modelo

interacción entre cuerpos y sistemas con propiedades de naturaleza eléctrica.


corriente eléctrica. En la figura se ve una representación gráfica de un campo eléctrico


electrodos en la medición de resistividad de suelos)

Representación tridimensional del campo eléctrico generado por dos cargas de distinto signo



ponde a la resistencia al paso de una corriente continua entre las caras paralelas opuestas


es el campo eléctrico, es la densidad (por área) de corriente eléctrica,

su largo, la resistencia y la resistividad, que en unidades SI queda

tir de esto se puede definir a resistividad también como la resistencia

que ofrece al paso de la corriente un cubo de terreno de un metro por lado

4

modelo que describe la

eléctrica. En presencia de un


representación gráfica de un campo eléctrico


ampo eléctrico generado por dos cargas de distinto signo



ponde a la resistencia al paso de una corriente continua entre las caras paralelas opuestas


es la densidad (por área) de corriente eléctrica, es la sección

la resistividad, que en unidades SI queda

tir de esto se puede definir a resistividad también como la resistencia

que ofrece al paso de la corriente un cubo de terreno de un metro por lado.

5

Como es de suponer, la resistividad es muy alta (del orden de 10Ω o más) para materiales

aislantes y muy baja (del orden de 10Ω) para conductores. La resistividad de algunos

materiales conductores se muestra en la siguiente tabla:

Material Resistividad (en 20 °C-25 °C) (Ω·m)

Plata 1,55 x 10-8

Cobre 1,71 x 10-8

Oro 2,22 x 10-8

Aluminio 2,82 x 10-8

Wolframio 5,65 x 10-8

Níquel 6,40 x 10-8

Hierro 9,71 x 10-8

Platino 10,60 x 10-8

Estaño 11,50 x 10-8

Acero inoxidable 301 72,00 x 10-8

Grafito 60,00 x 10-8

En general, el terreno se comporta como un dieléctrico, pero su capacidad solo importa cuando se

está en condiciones de extremadamente alta resistividad y caídas de tensión de frecuencias altas.

El parámetro para discriminar entre las frecuencias de los comportamientos que interesan está

dado por la constante de tiempo del circuito RC:

=1

=

1

=

En general, la frecuencia umbral es del orden de los MegaHertz.

6

Clasificación de suelos

Es importante aclarar que el suelo no es un material homogéneo, y en general se suele modelar su

composición por capas compuestas aproximadamente por los mismos materiales. La variedad de

esta composición es muy grande, y corresponde a una clasificación de suelos mucho más

exhaustiva, la descripción detallada de estas capas.

Los dos principales constituyentes de suelos en general, el óxido de silicio y el óxido de aluminio,

son excelentes aislantes eléctricos; no obstante, normalmente es posible detectar una conducción

eléctrica apreciable en el terreno debido a dos factores clave: la presencia de humedad y sales en

solución en los intersticios dejados por las formaciones rocosas o masas minerales; y el volumen

considerable que es sometido al campo eléctrico que facilita el flujo de cargas.

Es así como, la conducción en los suelos, de carácter electroquímico, depende de factores como:

• La porosidad de materiales componentes del terreno

• La distribución y disposición de los poros

• La conductividad de la solución acuosa que llena los poros, considerando aquí la

conductividad primaria (propia del agua) y la secundaria (agregada por el souto).

De este modo, considerando el tipo de agua que llena los poros del material que compone el

terreno y la resistividad del agua, es posible una clasificación estimativa de los terrenos de

acuerdo a su resistividad según se muestra en la siguiente tabla:

Tipo de terreno ρ (Ohm-metro)

terrenos vegetales húmedos 10 - 50

arcillas, gredas, limos 20 - 60

arenas arcillosas 80 - 120

fangos, turbas 150 - 300

arenas 250 - 500

suelos pedregosos 300 - 400

rocas 1000 - 10.000

concreto húmedo 100 - 240

concreto seco 10.000 - 50.000

Estos valores estimativos pueden usarse con buen criterio, sólo en caso de imposibilidad de

conocer la resistividad real mediante mediciones en el terreno.

Además, respecto de corriente transporta

destacar dos aspectos:

• Toda corriente que fluye a través de un medio de alta resistividad, genera una diferencia

de potencial importante en el medio. De lo que se desprende que la circulación de

corriente por el terreno puede desarrollar un gradiente de potencial elevado y afectar

extensas regiones, en particular sobre la superficie del suelo.

• Un análisis riguroso de la distribución de corrientes en el terreno es muy difícil, sino

imposible, por cuanto éste

corresponde precisamente al segundo aspecto: la resistividad del terreno varía tanto en

sentido horizontal como vertical. En general la variación de resistividad en la dirección

horizontal es reducid

puede por lo tanto ser despreciada.

Por consiguiente, en los casos prácticos, un terreno puede ser razonablemente representado por

un modelo de estratos paralelos a la superficie del suelo,

espesor y un valor constante de resist

más profundo se considera de espesor infinito.

eléctrico similar al de la figura 2, que pasa por varias de las capas del suelo. Más detalles de este

modelo se muestran más adelante.


conocer la resistividad real mediante mediciones en el terreno.

especto de corriente transportada y volumen de terreno implicado,

Toda corriente que fluye a través de un medio de alta resistividad, genera una diferencia


or el terreno puede desarrollar un gradiente de potencial elevado y afectar

extensas regiones, en particular sobre la superficie del suelo.

Un análisis riguroso de la distribución de corrientes en el terreno es muy difícil, sino

imposible, por cuanto éste no es homogéneo en la gran mayoría de los casos. Y éste



horizontal es reducida comparada con las dimensiones normales de una puesta a tierra y

puede por lo tanto ser despreciada.


un modelo de estratos paralelos a la superficie del suelo, caracterizado cada uno de ellos por su

espesor y un valor constante de resistividad, tal como lo muestra la figura 2. El estrato homogéneo

más profundo se considera de espesor infinito. Para simplificar el modelo se asume un campo

la figura 2, que pasa por varias de las capas del suelo. Más detalles de este

modelo se muestran más adelante.

Figura 2 Modelo de un terreno estratificado

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da y volumen de terreno implicado, es importante

Toda corriente que fluye a través de un medio de alta resistividad, genera una diferencia


or el terreno puede desarrollar un gradiente de potencial elevado y afectar

Un análisis riguroso de la distribución de corrientes en el terreno es muy difícil, sino

no es homogéneo en la gran mayoría de los casos. Y éste



a comparada con las dimensiones normales de una puesta a tierra y


caracterizado cada uno de ellos por su

El estrato homogéneo

Para simplificar el modelo se asume un campo

la figura 2, que pasa por varias de las capas del suelo. Más detalles de este

8

Factores que influyen en la resistividad de los suelos

La resistividad aparente del terreno, que puede ser determinada idealizando la conducción por el

suelo, depende de variados factores. Estos determinan la resistividad variable en cada lugar o capa

del terreno, e influyen en la resistividad aparente. Los factores más importantes son mencionados

a continuación:

a) Influencia de la humedad y temperatura.

La mayoría de los terrenos son muy buenos aislantes cuando su contenido de humedad es cero.

Sin embargo, su comportamiento con humedad inferior al 2% es de poco interés práctico ya que

tal estado rara vez se encuentra en la realidad. Tanto un aumento de humedad como de

temperatura generan una reducción en el valor de resistividad; sin embargo, el grado de

dependencia varía según dos zonas normalmente bien marcadas: la sensibilidad es muy fuerte en

la zona de bajos porcentajes de humedad y bajas temperaturas, pero se reduce notablemente con

altos valores de humedad o temperatura.

Existe una expresión analítica aproximada que intenta cuantificar la influencia de estos dos

parámetros en el valor de resistividad y que pretende ser independiente del tipo de terreno: [2]

=1.3 · 10

1 + 0.73 (1 + 0.03 ) > 0

En esta expresión, conocida como "ecuación de Albrecht", se incorpora la humedad del suelo, en

% de peso (H) y su temperatura en grados Celcius (T). Se recomienda su utilización sólo para el

cálculo comparativo de la influencia de los parámetros en la resistividad del terreno.

De lo señalado, cabe esperar que la resistividad de un terreno varíe sustancialmente según las

estaciones del año, en particular la zona próxima a la superficie. Esto trae como consecuencia, en

primer lugar, la conclusión que un conjunto de electrodos enterrados a mayor profundidad tiene

características más estables que uno superficial; en segundo lugar, es recomendable efectuar las

mediciones de campo en la época del año en que se prevé un mayor valor, lo cual otorga mayor

seguridad al diseño de la puesta a tierra. Normalmente por lo tanto, será conveniente efectuar las

medidas de campo durante el verano.

b) Influencia de compactación del suelo.

Una mayor compactación del suelo disminuye la distancia entre las partículas y se logra una mejor

conducción a través de la humedad contenida. A medida que se aumenta el contenido de

humedad, se alcanza una especie de saturación ya que el agua envuelve la mayoría de las

partículas y un mayor acercamiento entre éstas no influye en la conducción.

9

c) Composición del terreno y Sales solubles.

La composición del terreno depende de la naturaleza del mismo. Por ejemplo, el suelo de arcilla

normal tiene una resistividad de 40-500 Ohm·m por lo que una varilla electrodo enterrada 3 m

tendrá una resistencia a tierra de 15 a 200 Ohm respectivamente. En cambio, la resistividad de un

terreno rocoso es de 5000 ohm-m o más alta, y tratar de conseguir una resistencia a tierra de unos

100 ohm o menos con una sola varilla electrodo es virtualmente imposible.

La resistividad del suelo es determinada también por su cantidad de electrolitos; esto es, por la

minerales y sales disueltas. Como ejemplo, para valores de 1% (por peso) de sal (NaCl) o mayores,

la resistividad es prácticamente la misma, pero, para valores menores de esa cantidad, la

resistividad es muy alta.

Además, como cada capa de suelo tiene una composición diferente, cada una de estas tiene una

resistividad distinta dependiente de estos dos factores.

d) Granulometría

Influye bastante sobre la porosidad y el poder retenedor de humedad y sobre la calidad del

contacto con los electrodos aumentando la resistividad con el mayor tamaño de los granos de la

tierra. Por esta razón la resistividad de la grava es superior a la de la arena y de que ésta sea mayor

que la de la arcilla.

La variación de la resistividad según tres de estos factores se puede ver en la siguiente figura:

10

Figura 3 Variación de la resistividad según diferentes factores

11

Puesta a tierra

Desde un punto de vista físico o constructivo, se puede definir una puesta a tierra como un

conjunto de elementos metálicos (electrodos) que proporcionan un contacto eléctrico conductivo

entre el medio en que se encuentran inmersos (terreno, en general) e instalaciones, equipos,

estructuras metálicas, etc., que se encuentran instaladas fuera de este medio.

Es común la práctica de poner a tierra los sistemas eléctricos ya que en una instalación de media y

alta tensión, los elementos metálicos expuestos y con los que el personal que trabaja en la

estación tiene contacto, pueden adquirir potenciales peligrosos e incontrolados si no se toman las

precauciones adecuadas.

Es función de una adecuada puesta a tierra, restringir estas diferencias de potencial a valores

compatibles con el nivel de aislamiento utilizado en los equipos.

Los objetivos perseguidos al realizar una puesta a tierra son múltiples y obedecen a razones y

situaciones diversas. El objetivo fundamental es garantizar la seguridad de las personas que

laboran en la instalación evitando diferencias de potencial peligrosas, esto se logra estableciendo

potenciales lo mas similares posible entre las diferentes partes metálicas de la instalación y entre

esas partes y el terreno en que se encuentran (puesta a tierra de protección). Otro objetivo es, en

términos generales, asegurar el comportamiento técnicamente adecuado de un sistema eléctrico

o electrónico ya que las partes bajo tensión de una instalación (equipos de poder, control,

comunicaciones, etc) pueden quedar sometidos a diferencias de potencial con respecto a partes

metálicas conectadas a tierra, que ocasionen la falla de la aislación del equipo (puesta a tierra de

operación o de servicio). En algunos casos deberá cumplirse solo con el primer objetivo, en otros

casos, ambos objetivos conjuntamente determinarán el dimensionamiento y requisitos de la

puesta a tierra.

Desde el punto de vista del comportamiento de un sistema eléctrico o electrónico, una puesta a

tierra cumple diversas funciones, algunas de las cuales son exclusivas o prioritarias, Algunas de

estas funciones son:

• Contribuir a establecer valores adecuadamente bajos entre las fases sanas y tierra,

durante fallas residuales en los sistemas de transmisión

• Proporcionar una vía de baja impedancia para la operación correcta de las protecciones

(relés, fusibles, etc.) de las líneas de los sistemas de transmisión

• Conducir a tierra, en forma eficiente, las corrientes provenientes de descargas

atmosféricas, limitando las diferencias de potencial que pudieran producirse en la

instalación

• Definir y mantener un nivel de referencia de voltaje.

Medición de la resisti

La resistividad de terreno es de vital importancia en el proyecto de una puesta a tierra y la única

forma de conocerla con exactitud es mediante medidas directas de campo generalmente

efectuada bajo cierta disposición de electrodos de cor

Teniendo en cuenta el modelo de terreno estratificado de la

es conocer las resistividades y espesor de las capas constituyentes, hasta una profundidad que

depende de la zona de influencia de la

limitada por la profundidad a la cual el potencial tiene un valor igual al 5% del potencial de la

puesta a tierra. Sin embargo, las diversas configuraciones básicas de electrodos posibles suponen

para cada medida la existencia de un medio homogéneo, lo cual conduce a la determinación de

una “resistividad aparente”, que depende de las distancias particulares a las que se ubican los

electrodos. La resistividad aparente

terreno homogéneo en el cual, para la disposición dada de electrodos e igual magnitud de

corriente inyectada al medio,

no homogéneo.

La resistividad aparente, o resisti

necesariamente a ninguno de los valores de resistividad presentes en el terreno no homogéneo,

pero sí depende de las características de éste. El comportamiento de

electrodos proporcionará una guía para la determinación de las características de resistividad del

terreno.

La configuración básica empleada deducir valores de resistividad de terreno es la de cuatro

electrodos. Existe la configuración de tres electrodos la cual se usa preferentemente para medir

resistencias efectivas de puesta a tierra.

Configuración de cuatro electrodos

Figura

Medición de la resistividad de terreno

a resistividad de terreno es de vital importancia en el proyecto de una puesta a tierra y la única


efectuada bajo cierta disposición de electrodos de corriente y de potencial.

Teniendo en cuenta el modelo de terreno estratificado de la Figura 2 el objetivo de las mediciones


depende de la zona de influencia de la puesta a tierra; esta zona puede definirse como aquella



cada medida la existencia de un medio homogéneo, lo cual conduce a la determinación de


electrodos. La resistividad aparente puede definirse como aquella correspondiente a un


corriente inyectada al medio, se produce una misma elevación de potencial medida en el terreno

La resistividad aparente, o resistividad del terreno homogéneo equivalente, no corresponde


pero sí depende de las características de éste. El comportamiento de con la separación de los



nfiguración de tres electrodos la cual se usa preferentemente para medir

resistencias efectivas de puesta a tierra.

Configuración de cuatro electrodos

Figura 4: Configuración general de cuatro electrodos

12

vidad de terreno

a resistividad de terreno es de vital importancia en el proyecto de una puesta a tierra y la única


el objetivo de las mediciones


puesta a tierra; esta zona puede definirse como aquella



cada medida la existencia de un medio homogéneo, lo cual conduce a la determinación de


a correspondiente a un


se produce una misma elevación de potencial medida en el terreno

vidad del terreno homogéneo equivalente, no corresponde


con la separación de los



nfiguración de tres electrodos la cual se usa preferentemente para medir

Tal como lo muestra el esquema de la

eje; se inyecta corriente al terreno a través de los electrodos de corriente externos y se mide la

diferencia de potencial entre los electrodos de potencia internos.

La corriente inyectada puede ser corriente continua o corriente alterna de baja frecuencia. Se

evita el uso de corriente continua plena pues produce el fenómeno de “polarización”

(acumulación de gas en el electrodo negativo) lo cual se traduce en un aumento artificial de la

resistividad aparente.

Los electrodos se ubican a distancias relativamente grandes relativamente grandes comparadas

con la profundidad de enterramiento, de modo de suponerse a éstos como fuentes puntuales de

corriente.

Si no existen campos de potencial perturbador, el potencial es un punto de un terreno homogéneo

de resistividad , a distancia Aplicando la definición de resisti

Aplicando la Ley de Ohm:

Combinando ambas ecuaciones obtenemos:

Obtenemos el potencial (Ecuación 1)

infinito y r.

squema de la Figura 4, los cuatro electrodos se ubican sobre un mismo


diferencia de potencial entre los electrodos de potencia internos.

da puede ser corriente continua o corriente alterna de baja frecuencia. Se





Figura 5: Casquete Semiesférico

i no existen campos de potencial perturbador, el potencial es un punto de un terreno homogéneo

de una fuente puntual de corriente I, se puede calcular de la forma:

Aplicando la definición de resistividad:

·

2

·

Combinando ambas ecuaciones obtenemos:

· 2

(Ecuación 1), por definición, integrando esta última

13

, los cuatro electrodos se ubican sobre un mismo


da puede ser corriente continua o corriente alterna de baja frecuencia. Se





i no existen campos de potencial perturbador, el potencial es un punto de un terreno homogéneo

se puede calcular de la forma:

integrando esta última expresión entre

Combinando la ecuación 1 para los cuatro electrodos

terreno supuesto homogéneo, conocidos

la ecuación (2):

Si el terreno en realidad no es homogéneo,

Según la ubicación relativa de los electrodos, se distinguen

Configuración de Wenner:

Los cuatro electrodos se ubican en línea recta, separados entre sí por una misma distancia “s”

como se aprecia en la Figura 6

cual permanecerá fijo, aún cuando se modi

· 2 · · 1

para los cuatro electrodos, puede demostrarse que la resistividad del

terreno supuesto homogéneo, conocidos , y la posición de los electrodos, está determinada por

2 · · ⁄ 1 1 1 ⁄ 1 ⁄ ⁄⁄ 2

Si el terreno en realidad no es homogéneo, corresponde a la resistividad aparente.

Según la ubicación relativa de los electrodos, se distinguen 2 configuraciones:


Figura 6. Al iniciar las mediciones, se deberá elegir un centro de medida 0, el

cual permanecerá fijo, aún cuando se modifique la separación s.

Figura 6: Configuración de Wenner

14

, puede demostrarse que la resistividad del

lectrodos, está determinada por

corresponde a la resistividad aparente.

2 configuraciones:


elegir un centro de medida 0, el

En esta configuración la ecuación 2

Configuración de Schlumberger:

Los cuatro electrodos se ubican en línea recta, cada par (potencial y corriente) simétricamente

ubicados con respecto al centro de medición elegido. Siendo “s” la separación entre electrodos de

potencial y “L” la distancia

representación de esta configuración se muestra en la

Con la cual la ecuación 2 puede colocarse de la forma:

ecuación 2 se reduce a:

2 · · ·

Configuración de Schlumberger:



la distancia del centro de medición a cada electrodo

representación de esta configuración se muestra en la figura 7. Luego L queda definida por:

0,5 ·

Figura 7: Configuración de Schlumberger

puede colocarse de la forma:

· · !

" 0,25# ·

15



del centro de medición a cada electrodo de corriente. La

queda definida por:

16

Ventajas de la configuración de Wenner:

• La interpretación de los valores de R medidos en terreno es más directa en términos de

resistividad aparente. Esto permite visualizar con facilidad la tendencia del gráfico de

campo.

• Los instrumentos pueden ser de menor sensibilidad que los empleados con la

configuración de Schlumberger, ya que a medida que se separan los electrodos de

corriente, también lo hacen los de potencial.

Ventajas de la configuración de Schlumberger:

• Esta configuración es menos sensible a las variaciones laterales del terreno o buzamiento

de los estratos, debido a que los electrodos de potencial permanecen inmóviles.

• La realización práctica de la medición es más expedita, ya que sólo se desplazan los

electrodos de corriente.

EXPERIENCIA PRÁCTICA: Metodología y Resultados

A continuación se explicarán los detalles relacionados con la experiencia de

Medición de la resistividad de suelo. Esta se realizó en el Parque O’Higgins, en una zona más o

menos uniforme de césped. El equipo utilizado en terreno, que se describirá a continuación, fue

proporcionado por el profesor Nelson Morales.

INSTRUMENTOS

Se utilizaron los siguientes materiales para la realización de esta experiencia:

- Terrómetro GEOHM 3

- 4 estacas (electrodos) de cobre

- Cables banana

- Pinzas

- 2 carretes de cable

- Huincha de medir

- Mazo

EXPERIENCIA PRÁCTICA: Metodología y Resultados

A continuación se explicarán los detalles relacionados con la experiencia de

ción de la resistividad de suelo. Esta se realizó en el Parque O’Higgins, en una zona más o


proporcionado por el profesor Nelson Morales.

lizaron los siguientes materiales para la realización de esta experiencia:

4 estacas (electrodos) de cobre

Figura 8: Materiales

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ción de la resistividad de suelo. Esta se realizó en el Parque O’Higgins, en una zona más o


MONTAJE DEL EQUIPO

Se hizo la experiencia utilizando el método de Schlumberger, ya descrito antes. En una primera

instancia, se ubicaron los electrodos de voltaje a una distancia de 0,5[m] entre ellos. Los

electrodos de corriente se emplazaron a 1,5 [m] entr

proporcionales cada vez. Cuando la resolución del terrómetro no permitía obtener datos precisos,

se reubicaban los electrodos centrales a una distancia mayor y los de corriente se alejaban

proporcionalmente a esta nueva

El terrómetro manda una señal de corriente (corriente constante que rodea el orden de pocos mA)

de un electrodo exterior al otro. Entre los electrodos centrales internos del esquema, el

terrómetro mide la diferencia de voltaje provocada por la

inmediatamente arroja la Resistencia calculada de esta relación.

Se tomaron 16 mediciones, desde los 1,5[m] hasta 54 [m] en un sector de

césped. No se tomaron más muestras debido a abarcar la extensión máxima del terreno, y poca

precisión de mediciones posteriores por la gran distancia entre los electrodos.

AJE DEL EQUIPO



electrodos de corriente se emplazaron a 1,5 [m] entre ellos, y se alejaron a distancias



proporcionalmente a esta nueva distancia.



terrómetro mide la diferencia de voltaje provocada por la corriente, y en su display

inmediatamente arroja la Resistencia calculada de esta relación.

Figura 9: Configuración de Schlumberger

Se tomaron 16 mediciones, desde los 1,5[m] hasta 54 [m] en un sector de

aron más muestras debido a abarcar la extensión máxima del terreno, y poca


18



e ellos, y se alejaron a distancias





corriente, y en su display

aron más muestras debido a abarcar la extensión máxima del terreno, y poca


19

RESULTADOS

La siguiente tabla resume los datos usados como distancias de la instalación y las resistencias

obtenidas en terreno:

Muestra S[m] n L[m] n*s R[Ω]

1 0,5 1 0,75 0,5 12,5

2 0,5 2 1,25 1 6,1

3 0,5 3 1,75 1,5 3,9

4 1 2 2,5 2 5,6

5 1 3 3,5 3 3,3

6 1 4 4,5 4 2,2

7 1,5 3 5,25 4,5 2,5

8 1,5 4 6,75 6 1,7

9 1,5 5 8,62 7,5 1,1

10 2 4 9 8 1,2

11 2 5 11 10 0,7

12 2 6 13 12 0,5

13 3 5 16,5 15 0,33

14 3 6 19,5 18 0,3

15 3 7 22,5 21 0,2

16 6 4 27 24 0,25

Tabla 1: Mediciones efectuadas en el Parque O’Higgins.

Donde L y S son las distancias descritas en la figura anterior y R es el cociente entre el voltaje y la

corriente en los electrodos correspondientes, valor que es entregado por el terrómetro.

Tabla 2: Mediciones anteriores junto con columna de resistividad calculada

Muestra S[m] n L[m] n*s R[Ω] rho

1 0,5 1 0,75 0,5 12,5 39,25

2 0,5 2 1,25 1 6,1 57,462

3 0,5 3 1,75 1,5 3,9 73,476

4 1 2 2,5 2 5,6 105,504

5 1 3 3,5 3 3,3 124,344

6 1 4 4,5 4 2,2 138,16

7 1,5 3 5,25 4,5 2,5 141,3

8 1,5 4 6,75 6 1,7 160,14

9 1,5 5 8,62 7,5 1,1 169,8030151

10 2 4 9 8 1,2 150,72

11 2 5 11 10 0,7 131,88

12 2 6 13 12 0,5 131,88

13 3 5 16,5 15 0,33 93,258

14 3 6 19,5 18 0,3 118,692

15 3 7 22,5 21 0,2 105,504

16 6 4 27 24 0,25 94,2

20

0,25

El siguiente gráfico de ejes logarítmicos, muestra la resistividad aparente, calculada con la fórmula

recién mencionada en función de la distancia entre los electrodos de corriente, en metros.

Obtenida esta curva, se puede comparar con respecto a curvas patrón, de las cuales se pueden

desprender las cualidades referentes al suelo donde se obtuvo.

Las discrepancias que se obtengan con respecto a la curva patrón más cercana, se pueden

justificar debido a situaciones particulares del terreno donde se hizo la prueba, como el grado de

humedad, consistencia del suelo, etc.

1

10

100

1000

0,1 1 10 100

Re

sist

ivid

ad

ap

are

nte

Distancia [m]

Curva de resistividad aparente

Parque O´Higgins

21

Conclusiones

La determinación de la resistividad de terreno es un factor muy importante en la puesta a

tierra de instalaciones eléctricas. Esta puede depender de factores como la humedad,

temperatura o disolución de minerales. Para efectos prácticos se aconseja que la medida

de resistividad se realice en condiciones climáticas que ofrezcan “la peor” situación

resistiva del terreno. Si la experiencia realizada se viera enmarcada en un contexto más

específico, como sería efectivamente la puesta a tierra de un proyecto, se sugiere que se

realice en los meses venideros, donde las temperaturas son mayores y la ocurrencia de

lluvias es menor.

Con la experiencia práctica se pudo apreciar que la medición de la resistividad de suelo

puede ser realizada según variados métodos, los cuales presentan sus ventajas y

desventajas. El método de Schlumberger, usado aquí, es relativamente más rápido que el

de Wenner, debido a la configuración de los electrodos en tierra, pero sus mediciones

pueden no ser tan precisas debido a que no es tan sensible a las variaciones laterales del

terreno, debido a que los electrodos de potencial permanecen inmóviles, con respecto a

la variación de los electrodos de corriente.

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Bibliografía

• Puesta a Tierra. Nelson Morales Osorio. Universidad de Chile

• Diseño y ejecución de una puesta a tierra de baja resistencia. Qqueshuayllo Cancha,

Wilbert Rene.

• http://www.ruelsa.com/notas/tierras/pe70.html

informe resistividad de suelo - u-cursos que influyen en la resistividad de los suelos la...

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