Justificacion Tecnica del sistema estructural de tierra fisica

En la Actualidad se tiene un Sistema de Masas y Circuitos Centralizados por Conexión en Serie. Este tipo de interconexión es común en instalaciones tanto en los equipos eléctricos como electrónicos. El problema en estos sistemas es el acoplamiento de las impedancias comunes en todas las líneas de masa, así mismo no se garantiza una buena reducción del efecto de interferencias electromagnéticas y disminución de descargas electrostáticas; por otro lado resulta ser el más sencillo y económico.

A continuación se presenta un esquema simplificado de esta conexión:

De la figura anterior se tiene que:

Como se puede apreciar, hay una clara interacción en las masas de los diferentes equipos, por lo que no son recomendables estas conexiones en las siguientes condiciones:

• a) Cuando se tienen equipos electrónicos de alta rapidez de respuesta.
• b) Cuando se tienen circuitos que trabajen en forma compatible y con niveles de alimentación (voltajes) de gran diferencia, ejemplo: circuitos de potencia y mando (control).

ADICIONALMENTE:
La siguiente imagen nos muestra el comportamiento de la forma de los sistemas convencionales de acuerdo a su figura.

Como podemos observar la forma de disipación es en forma de onda concéntrica, y cuando se presenta una descarga atmosférica (rayo) en el hilo de guarda, esta energía busca punto o puntos de disipación y lo hace a través de los sistemas de tierra iniciando este proceso por el bajante que esta conectado a los electrodos de tierra que le estarán ofertando una impedancia impredecible y variable por las siguientes condiciones de los sistemas convencionales.

CONCLUSIONES

1. Por todo lo mencionado anteriormente, es necesario realizar una reingeniería de los sistemas actuales de puesta a tierra, a otro que garantice un nivel de seguridad mayor tanto en Protección humana, protección de equipo a si como su funcionalidad.

Se recomienda un Sistema Protección de masa centralizada por conexión en paralelo o distribuida como lo es MASS@TIERRA

INFORMACION Y ELEMENTOS DE UN SISTEMA DE PUESTA A TIERRA POR CONEXIÓN EN PARALELO O DISTRIBUIDA

SOLUCIÓN MASS@TIERRA.

En el arreglo esquemático anterior se eliminan las impedancias comunes en las líneas de masa, obviamente requiere mayor cantidad de conductores y en la práctica es de mayor complejidad efectuarlo cuando se tiene una mala distribución estratégica dentro de la distribución de equipo (Lay-Out).
En cuanto este método, los equipos se respetan entre sí, no se interfieren entre ellos.
Las tensiones en los diferentes puntos, indicados y referidos a la figura anterior serian:

De acuerdo a los valores anteriores de tensión, podemos definir que las variaciones de las corrientes de un punto no afectan a los otros puntos, lo que dependería únicamente de la impedancia de su propia masa y conductor, balanceado por el acoplador de admitancias (mass@link).
Por lo tanto este arreglo resulta más favorable cuando las impedancias son dominadas por un alto factor resistivo, sobre todo cuando se tienen interferencias de operación de bajas frecuencias.
Cuando la operación de cualquier sistema se encuentra bajo un valor de interferencia de altas frecuencias dominante, la longitud de los conductores de masa a tierra llegan a ser importantes en los que respecta a los efectos inductivos inclusive se pueden producir acoplamientos del tipo tanto inductivo como capacitivo entre conductores adyacentes, por lo cual a partir del centro superior del sistema MASS@TIERRA, la longitud total del cableado a tierra no deberá exceder 285 metros.
Considerando lo anterior y evitando que un conductor de cierta longitud llegara a comportarse como una antena, es importante limitar esta longitud a un valor menor a 1/20 de longitud de onda de la frecuencia de trabajo máxima, evitando radiación y disminuyendo la impedancia.

SOLUCIÓN PARA EL SIGLO XXI EN EL USO Y APLICACION DE SISTEMAS DE TIERRAS FISICAS DE PROTECCION: MASS@TIERRA

¿QUE ES MASS@TIERRA?

1. La instrumentación del dispositivo MASS@TIERRA
2. Un procedimiento de instalación específico. El dispositivo consta de una serie de elementos construidos con las siguientes partes:

• a).- Primeramente se deberá medir la capacidad de drenaje de corriente da las masas existentes disponibles; en este paso se buscará hallar aquellas que tengan la menor resistividad, al menos dos de ellas, tuberías metálicas de agua y varillas de construcción del inmueble.
• b).- En segundo término se cavará un hoyo en el terreno, próximo a las masas halladas, para su interconexión. En este hoyo, se vaciará el compuesto especial para enriquecer la conductividad. La cantidad de compuesto acorde con cada uno de los tres modelos según la potencia de aplicación. Una vez hecho el vaciado tanto del compuesto como de la tierra, el producto de la excavación, se deberá compactar el vaciado hasta alanzar una presión de 80% prueba Proctor.
• c).- El tercer paso consistirá en la interconexión del sistema, masas detectadas, y electrodo MASS@TIERRA. Finalmente se comprobará la operación del electrodo mediante una medición de retorno de corriente. Con el equipo de medición se comprobarán, tanto la correcta interconexión como la baja resistividad cuyo valor no
  deberá exceder dos Ohms como máximo.

Figura 1

Hoy en día, las reglas de los sistemas tradicionales llamados “SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA” han cambiado en forma dramática. Una consecuencia de los avances de la tecnología moderna es que la humanidad y nuestro ecosistema deben vivir constantemente con equipos y fuentes de energía de gran potencia eléctrica (generadores, subestaciones, motores, etc.), y con equipos y fuentes de energía de micro potencia (redes de computadoras, módem, faxes, controladores lógicos programables (PLC) y equipo electrónico sensible). Pero la calidad de la energía que demandan dichos aparatos se ha quedado rezagada con los “sistemas de puesta a tierra” tradicionales desde hace 200 años. Lo que se necesita actualmente es un sistema constante y suficiente para confinar los ruidos y la distorsión que causan los aparatos y el equipo eléctrico para que puedan ser minimizados efectivamente por reguladores, filtros, sistemas de energía no Ininterrumpible UPS y accesorios que brindan estabilidad y pureza eléctrica.

La tecnología MASS@TIERRA hace que dichos accesorios funcionen eficientemente, hace la vida humana más saludable y es amigable con el medio ambiente. De esta manera podremos convivir con todo tipo de aparatos y fuentes de energía sin dañar nuestra salud y cuidando nuestras inversiones y nuestro dinero.
Para aplicar y pensar en métodos depresivos de contaminación electromagnética (RFI, EMI) la prioridad es obtener una mejor calidad de vida para toda la humanidad; por lo que es indispensable cambiar el término de resistencia de puesta a tierra por impedancia de puesta a tierra.

MASS@TIERRA es un concepto de soporte de una Reingeniería de protección total y solución de problemas. Dejando atrás tecnologías del siglo pasado para apoyar inversiones tecnológicas de alto nivel.
MASS@TIERRA es un sistema de protección de alta eficiencia electromecánica y electrónica para sistemas de potencia, transmisión de energía eléctrica, transformación y equipos electrónicos, sensibles y delicados.
Al instalar el sistema MASS@TIERRA se prepara la plataforma y condiciones especiales que la tecnología de punta necesita para que el estricto diseño de sus componentes y sistemas operen satisfactoriamente.

CUADRO DE PROBLEMAS UADRO ELÉCTRICOS:

CON MASS@TIERRA LAS PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS COMPROBADAS NOS PERMITEN ASEGURAR LOS SIGUIENTES BENEFICIOS:

• Mejora en la eficiencia del transformador (baja reluctancia magnética).
• Atenuación de radiación de campos magnéticos al mejorar el efecto de apantallamiento en su blindaje.
• Ahorro de energía al atenuar la radiación electromagnética y disminución del efecto joule.
• Incremento del transporte de la energía eléctrica
• Mayor vida eficiente para los bancos de capacitores.
• Incremento en la eficiencia del neutro.
• Cancelación de los “bucles” o diferencias de potencial entre los gabinetes de distribución y el transformador; y en general, en toda la red de distribución eléctrica.
• Baja temperatura en transformadores y motores
• Real acoplamiento eléctrico entre potencia y carga.
• Impedancia baja (2 ohms) y efectiva a tierra.
• Disminuye el efecto galvánico (corrosión)
• Al instalar el sistema MASS@TIERRA en industrias, talleres y centros de producción en general, se protege a toda la maquinaria, equipo electromecánico y electrónico como son las máquinas-herramientas, los motores y controles electrónicos, por lo que se obtiene:
  • Incremento en la seguridad del centro de trabajo
  • Ahorro de energía al operar transformadores con un “Xo” a muy baja impedancia total y en amplio espectro frecuencial (LI2R).
  • Mayor tiempo de vida en los sistemas, equipos y aparatos.
  • Disminución en fallas y desperfectos.
  • Menor costo de mantenimiento correctivo a la instalación.
• El sistema MASS@TIERRA no requiere mantenimiento.

En el caso de equipo electrónico de alta sensibilidad y micro componentes, entre el que podemos incluir los equipos de transmisión de estaciones de radio y televisión, telefonía analógica y digital, electromedicina, bancos y cajeros electrónicos, telemetría, aeronavegación, computación, laboratorios, hotelería, hospitales y centros médicos, salas de cine y teatro, etc., el sistema MASS@TIERRA los protege en forma extraordinaria dando como resultado:

• Mejor rendimiento y eficiencia de tarjetas electrónicas y componentes delicados
• Disminución de entre 60 y 85% en fallas y descomposturas de equipo causadas por corrientes indeseables
• Mayor calidad de operación
• Menor costo de mantenimiento
• Ahorro de energía
• Aplicación al 100% de la norma internacional de operación
• Menor índice de errores
• Incremento de estabilidad y eficiencia
• Mayor velocidad/metro en transmisión de datos en redes
• Mayor calidad y pureza de definición en las señales
• Mayor vida útil de equipo, sistemas y aparatos
• Único sistema que otorga el ‘0’ lógico necesario para el correcto funcionamiento de redes y componentes electrónicos.

CUADRO COMPARATIVO MASS@TIERRA vs. Mallas, Varillas, Electrodos Químicos

APLICACIONES DE MASS@TIERRA:

Un sistema de tierras debe cumplir con los siguientes requisitos:

• a) Impedancia baja y permanente a tierra.
• b) Acoplamiento del campo electromagnético (entres masas)
• c) Funcionamiento equipotencial (creación de un nodo)
• d) Efectiva disipación de corrientes indeseables a tierra, con unidireccionalidad
  preponderante a esta.
• e) Baja tensión de paso y de toque.
• f) Definición correcta del funcionamiento, sin interferencias y con compatibilidad de
  funcionamiento entre la fuente de alimentación y las cargas más delicadas y susceptibles.

Ante estas estrictas condiciones, MASS@TIERRA a través de su desarrollo tecnológico ha sido
aplicado a las diferentes tierras de funcionamiento, especificando el uso y servicio de cada una de
ellas:

• Tierra de funcionamiento (retorno) (Xo y Neutro).
  Este sistema es la protección que se requiere para los sistemas de potencia, drena las corrientes indeseables, al presentarse un evento transitorio de falla por corto circuito entre fases o fase a tierra y retorna cargas monofásicas.
• Tierra de protección contra corrientes de falla, descargas electrostáticas y electromagnéticas.
  La operación clara y definida de esta tierra física, se concibe como el conductor de puesta a tierra para otorgar protección y seguridad a seres humanos, animales útiles y al propio equipo.
• Tierra de protección para equipo electrónico que debe tener un cero de potencial oreferencia “0” (cero) lógico.
• Tierras de protección por conexión equipotencial.
  Esta tierra se define como la conducción de corrientes indeseables a tierra, que se presentan en las partes metálicas no energizadas y tienen como fundamental función proteger al personal humano. Esta conexión de masas tiene como objetivo evitar diferencias de potencial así como minimizar las descargas electrostáticas.
• Tierra de protección para descargas atmosféricas (Rayos). La conducción de las descargas atmosféricas resulta importante y vital para cualquier instalación eléctrica, ya que el daño que origina la presencia de un impulso electromagnético de magnitudes variables e impredecibles, pueden causar destrucciones muy costosas.