Lyncole Latam Blog

Falacia #3: Puesta a Tierra sobre roca o en suelos de alta resistividad

16 mayo, 2013
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Hay muchas aplicaciones de Puesta a Tierra que tienen que ver con resistividades de suelos muy altas. Por ejemplo suele común ubicar una torre celular en puntos más altos. Tales como “cerros.” Cerros son buenísimos para dar un alcance mucho más grande a antenas. No obstante cerros muchas veces tienen poco suelo y mucha roca. Dependiendo de la geología del cerro puede ser que un cerro tiene resistividades de hasta miles de Ohm-metros.

¿Cómo lograr una baja resistencia en cerros rocosos? La “biblia” para instalaciones de telecomunicaciones es la Motorola R-56. La R-56 enseña resistencias de 5 hasta 10 ohmios para la protección y rendimiento de equipos. “Enseñar” la buena práctica es una cosa; lograrla es otra….

Hemos visto varias técnicas para lograr baja resistencia en cerros. Nuestro favorito para “ver” es el uso de dinamita para hacer cavar pozos / tomas de tierra. ¿Qué ingeniero no quiere ver un cerro de ser volado en pedazos? La idea es cavar un hueco o fosa grande en el cerro y después llenarlo con tierra con una gran cantidad de humus, sal, abono y otro material. Supuestamente se puede lograr baja resistencia si la fosa es tan grande y rellenado con material de baja resistividad.

Es una falacia. No podemos hacer más que arañar el cerro. ¿Se puede imaginar estar encima de una capa de porcelana con profundidad de 5 kilómetros? Puede cavar una fosa de 100 metros de profundidad por 10m x 1om en tal porcelana. No es nada más que un rasguño. Se puede llenar con oro en polvo mezclado con sal. No va a lograr nada. Así es la falacia de explotar la pura roca de un cero.

¿Entonces qué hacer? Nuestra referencia favorita para esta situación es la norma Motorola R-56. En pocas palabras “hay que salir del cerro para buscar tierra más abajo en la pendiente de la cima.” Ver el diagrama abajo.

Mot56_cerro

Palabras finales: si tiene un proyecto ubicado en un cerro o en suelos de alta resistividad, llámanos. Somos los expertos en puesta a tierra, no importa donde está ubicado.

Lyncole América Latina     info@lyncole-latam.com   Tel. +591-4458-0852

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Falacia #2 Puesta a Tierra: El uso de carbón y/o material orgánico

26 abril, 2013
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La práctica en mucho de América Latina para elaborar un sistema de puesta a tierra es cavar un pozo y llenar con la “receta de la abuelita” para lograr menos resistencia. Muchas veces se cavan un pozo de 1m x 1m por una profundidad de 2 hasta 3 metros. Llenan el pozo con una mezcla de ingredientes “favoritos” sin pensar en las consecuencias. Suelan usar ingredientes como:

  • Materiales adicionales incluyendo:
    • Suelos con mucha humus
    • Abono de pollo (u otros animales)
    • Suelos con “minerales” (colores como rojo)
    • Bentonita u otro arcillas
    • Sales
    • Carbón vegetal

As veces se mezclan todo esto ingredientes después de rellenar el pozo. As veces se ponen en capas. No hay nada constante de la práctica con excepción de una: TODOS juran que su metido o receta es el mejor y “siempre hemos hecho así.”

Hay varios problemas con estas prácticas:

  • Tal vez el peor es el uso de carbón. La leña o material usado para quemar al producir carbón casi resulta en impurezas incluyendo sulfatos. Producen ácidos (aunque débiles) al mezclar con agua.
  • Bentonita e otras arcillas van a secar si no agrega agua durante el año. ¡Arcillas secas son aislantes!
  • Material orgánico especialmente abono de pollo puede ser acídico
  • Sales tienen baja resistividad. Sin embargo sales pueden provocar corrosión por electrolisis.
  • Si el relleno no está BIEN compactado su resistividad puede ser mayor. Hemos visto la falta de compactar el relleno en pozos muchas veces.
  • Carbón en sí mismo no puede compactar como suelos e arcillas.

Aquí está una foto de una “ex─jabalina” metida en un pozo con capas de aditivos incluyendo la de carbón. La capa de carbón es muy evidente: se comió el acero. Perdió la mitad de su masa.

Quince centímetros de corrosión: capa de carbón

Quince centímetros de corrosión: la capa de carbón

Nuestras recomendaciones para lograr una larga vida de sus jabalinas: clavar directamente al suelo. Evita el uso de material orgánico & carbón especialmente. Si tiene que cavar un pozo que rellena con el mismo material bien compactado. Usa jabalinas de cobre. Para “clavar” una jabalina de cobre hay que clavar con una jabalina de acero antes. Cuesta un poco más en tiempo.

Para mayor información: Lyncole América Latina  info@lyncole-latam.com  o teléfono +591-4458-0852


Falacia #1 Puesta a Tierra: Ausencia de Mediciones

26 abril, 2013
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Vamos a presentar una serie de entradas de blog sobre varias falacias de “puesta a tierra” o “aterramiento.” La primera tiene que ver con la falacia más común que hemos visto a través de varios años: la falta de mediciones de la resistividad de suelos antes de diseñar / elaborar su puesta a tierra. De vez en cuando clientes nos piden un diseño (¿Cuántas jabalinas necesito?) para un lugar. Recién recibimos un pedido de cotizar un diseño y material para lograr 5 ohmios en un sitio remoto. Nos mandaron esta foto abajo….

¿Se puede adivinar la resistividad del suelo?

¿Se puede adivinar la resistividad del suelo?

¿Parece increíble, no? Sin embargo encontramos esta falacia vez tras vez. Hace pocos años tuvimos un cliente que tenía un contrato para instalar más que cien torres celulares. Su “diseño” fue el mismo para todo el territorio nacional: siete jabalinas. Tuvieron un problema con una de las instalaciones: no pudieron lograr ni 40 ohmios cuando su “diseño” fue para lograr 5 ohmios. Nos fuimos al sitio en la cima de una montaña. Medimos resistividades encima de 2000 ohm-metros.  La verdad es que no sabemos como lograron 40-50 ohmios.

Hay varios problemas con diseñar un puesta a tierra sin medir la resistividad del suelo.

  • El primero obviamente es que no sabe como lograr una resistencia con su sistema de puesta a tierra.
  • No sabe si la resistividad del suelo es homogénea o no. Sin grabar varias mediciones no puede saber “¿qué es abajo?” ¡Puede ser una capa de alta resistividad!
  • No sabe si hay suelos cercanos que de menor resistividad. No es fuera de común encontrar diferencias de 2:1 o 3:1 de resistividad. Menor resistividad = menos costo de material.

Siempre tiene que medir la resistividad del suelo antes de comenzar un projecto de puesta a tierra. En Lyncole uno de nuestros servicios más destacados es la medición de resistividad de suelos. Llamanos para programar mediciones para su puesta a tierra. Una serie de mediciones puede pagar por sí mismo muchas veces.

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Muerte en la Fosa

16 febrero, 2013
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Muerte en la Fosa

El costo de agregar “veneno” a jabalinas de acero y cobre es la muerte de la jabalina, tarde o temprano. En este caso la jabalina de acero bañado con cobre fue puesto hace 12 años. Lo que dijeron es que el contratista puso sal, material orgánico y carbón. Sal no es corrosiva en sí mismo pero puede ayudar en el proceso de corrosión. Muchas veces “material orgánico” puede ser la combinación de subproductos de origen animal más tierra con bastante humus. Tal “material orgánico” puede ser corrosivo dependiendo de su composición. Pero carbón / carbón vegetal es el culpable de mucha corrosión. Carbón vegetal puede variar en su composición química: el tipo de leña, el proceso de quemar, etc. Es conocido que carbón vegetal es la fuente de ácidos, otra vez dependiendo de la humedad del suelo, que tipo de tierra.

Puede ver que la jabalina está completamente gastada. La parte superior todavía tiene “algo” de acero. La parte enterrado ha desaparecida. El cobre está descolorado. El proceso de corrosión va a atacar el acero primero. Si la jabalina fuera cobre metido en la fosa de “veneno” puede ser que la víctima de corrosión también.

Tal jabalina es una de pocas para la Puesta a Tierra (PAT) para un cliente. Las otras jabalinas también sufrieron la misma suerte: muerte por veneno. Tal sistema de PAT no puede proveer la resistencia a tierra necesaria para unos PLCs y motores. El cliente nos llamó cuando varias placas de los PLCs fueron dañadas. Su costo (cada placa): encima de mil dólares. El costo de una jabalina de cobre SIN meter veneno (sal, carbón vegetal, material orgánico): aprox. cien dólares cada una.

Nuestra recomendación: no agregar nada “extra.” Las sales van a filtrar al suelo dependiendo de lluvia. Material orgánico y carbón vegetal van a corroer sus jabalinas. Mejor son electrodos electrolíticos instalados en un relleno de bentonita. Nuestros electrodos electrolíticos XPT tienen una garantía de 30 hasta 40 años.

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Puesta a Tierra para Instalaciones de Alto Valor

23 septiembre, 2012
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Supuestamente una de las causas del incendio en la refinería de El Palito de Venezuela fue el sistema de Puesta a Tierra (PAT). No vamos a saber por algún tiempo. Sin embargo, podemos comentar sobre el tema de “la PAT para instalaciones de alto valor.

Muchas veces nos llaman para cotizar un sistema de PAT después de haber instalado el cableado de luz en una empresa. En nuevas instalaciones puede ser facilmente $5-10-20.ooo dólares (miles de dólares) de la instalación eléctrica. La pregunta suele “¿cuanto va a costar para la PAT?  Contestamos “¿cuanto pagó para la instalación eléctrica?  No es que vamos a cobrar el mismo! Sino para ayudar al cliente entender que su instalación eléctrica es importante; tiene que incluir un buen sistema de Puesta a Tierra. Sin un buen sistema de PAT puede ser que sus maquinas y/o controladores no van a funcionar como deben funcionar. O que las computadoras de su centro de datos van a fallar de vez en cuando “sin razón.” Hay varias razones porque el sistema de PAT tiene que ser de alto rendimiento y tenga una larga vida.

Es el mismo con refinerías o fábricas de alto valor. Si falla su puesta a tierra puede ser uno de los factores en pérdidas de proporciones grandes. Abajo se puede ver la especificación del sistema de PAT de un cliente con una fábrica de procesamiento de mineral. La fábrica tiene un valor de millones de dólares; el mineral procesado vale aún más en un año.

Como envenenar un sistema de PAT

Especificación típica para instalación de PAT

Tal “pozo a tierra” va a forma unas celdas galvánicas actuando sobre el electrodo. Cada vez que hay un cambio de ambiente (sal, carbón, bentonita, arena) habrá una celda galvánica. La sal va a garantizar que hay una celda galvánica. En pocas palabras un pozo semejante va a envenenar el electrodo. NUNCA recomendamos este práctica de elaborar un sistema de PAT, especialmente si tal PAT es para una instalación de alto valor. Es posible (¿probable?) que unos de los factores en el incendio de la refinería de El Palito fue la corrosión a través de los años. Una vez enterrados nadie no se sabe la condición actual de los electrodos del sistema de PAT.

Nuestras recomendaciones:

  • Nunca varia los suelos en un pozo de PAT en bandas horizontales
  • Siempre usar electrodos de puro cobre; el cobre es más resistente a la corrosión
  • Si va a echar material alrededor del electrodo que tal material sea neutro quimicamente. Bentonita es un ejemplo.
  • Evitar cualquier uso de material con base de carbón. Carbón es un buen conductor sin embargo más activo quimicamente.
  • Pensar en un sistema de electrodos electrolíticos como los electrodos XPT de Lyncole: los electrodos son puro cobre en un pozo de una bentonita garantizada estar completamente neutro.
  • Contactar a nosotros para mayor información, diseño de sistemas de PAT, provisión de material.

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Oficina de Seguridad en el Trabajo es una Trampa Mortal

24 junio, 2012
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Encontramos la noticia de Trinidad y Tobago que la oficina de Seguridad en el Trabajo tiene muchas falencias en su instalación eléctrica y prevención / control de incendios.
¡Interesante! La oficina está ubicado en Port-of-Spain, Trinidad y Tobago. Se puede encontrar la noticia en Death Trap at OSHA Office en inglés.  [Con herramientas como http://translate.google.com se puede leer el contenido.]

Las falencias dividen en dos partes: 1) eléctrica y 2) control de incendios. Estamos interesados en lo eléctrico, especialmente asuntos técnicos que tiene que ver con puesta a tierra. Las recomendaciones  para tal oficina hechas por personal de inspecciones de seguridad incluyen:

• Proporcionar un esquema unifilar de la instalación completa, la incorporación de los datos técnicos de los siguientes elementos:
(a) El interruptor principal de servicio.
(b) Los cables de entrada (acometida) / conductores.
(c) Todos los otros cables de alimentación en todo del edificio.
• Asegúrese de que todos los cuadros de distribución (subpaneles) y tableros eléctricos son fácilmente accesibles en todo momento.
Proporcionar un conductor de tierra del equipo a cada punto de la instalación y asegurar que la impedancia desde todos los puntos de la toma de tierra no supera una resistencia de un ohmio.
• Terminar todos los conductores sueltos en la forma aprobada.
• Asegúrese de que todos los paneles eléctricos que no se encuentran en las proximidades de su fuente están equipadas con una caja de interruptores principales.
• Hacer visibles para el Inspector Eléctrico la instalación de puesta a tierra y asegúrese de que su resistencia está dentro el rango de tolerancia con el artículo 250 del Código Eléctrico Nacional (NFPA-78: NEC por sus signos en inglés).

¿Por qué mencionar esta noticia de Trinidad y Tobago?

  1. La protección de vida, infraestructura, patrimonio tiene que ver con el conjunto de una buena instalación eléctrica, puesta a tierra y pararrayos.
  2. Hemos visto falencias como estas a lo largo de América Latina.
  3. Si se puede encontrar falencias bajo el techo de la oficia de Seguridad en el Trabajo se muy probable que va a encontrar en muchos otros lugares.

Si tiene dudas sobre requisitos / exigencias del Código Nacional de Instalaciones Electricas (NEC), puesta a tierra y protección contra rayos, favor contactar a nosotros en info@lyncole-latam.com  Lyncole América Latina


Cómo Minimizar la Variación de Resistencia del Sistema de PAT

3 marzo, 2012
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De vez en cuando nos preguntan ¿por qué la jabalina debe ser tan larga? “Se vende jabalinas en el mercado de 50cm, son mucho más baratos.” La verdad es que hay varias razones pero tal vez la más importante tiene que ver con la variación de resistividad del suelo con la estación.

No todos los suelos son iguales. Sin embargo la mayoría de suelos van a tener menor resistividad cuando son más humedos. En un estudio especifíco de Africa (ver Artículo científico) muestra muy bien el fenómeno de variación de resitividad con a) estación y b) profundidad de medición.

Variacion de resistividad de suelo con Estación y Profundidad

Azul: 0,5m; Rojo: 0,8m; Verde 1,2m

Ref: Seasonal Variation of Soil Resistivity and Soil Temperature in Bayelsa State, American J. of Engineering and Applied Sciences 3 (4): 704-709, 2010

Estas curvas son para jabalinas o electrodos “simples”: una barra de 1,6cm.

Sin embargo hay otros electrodos con características que NO cambian tanto con la estación. Son electrodos electrolíticos. En pocas palabras son elaborados con tres componentes: 1) un tubo de cobre (o puede ser acero inoxidable); 2) unas sales dentro del tubo que absorban la humedad del aire; 3) un relleno de bentonita alrededor del tubo en su pozo.

Tubo electrolítico-vertical

Tubos electrolíticos tienen varios beneficios. En el caso de “variación con las estaciones” nuestra experiencia es que no hay otro electrodo con menos variación durante las estaciones del año.

Para mayor información ver nuestro sitio Lyncole-Latam y pedir información a info@lyncole-latam.com


Materiales Incompatibles para Puesta a Tierra

15 noviembre, 2011
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Hace tiempo hablamos de corrosión como nuestro “enemigo silencioso” en la lucha para elaborar Puestas a Tierra.

Abajo está una tabla por la FAA (Federal Aviation Agency) de los EEUU en su norma para aeropuertos, FAA-019e “Lightning and Surge Protection, Grounding, Bonding and Shielding Requirements for Facilities and Electronic Equipment” (en inglés). [Requisitos para Facilidades y Equipo Eléctronico para Protección contra Rayos & Picos Transitorios; Puesta a Tierra, Conexiones Equipotenciales y Blindaje.] Tenemos una copia electrónica; envia a nosotros un mensaje a info@lyncole-latam.com si quiere una copia para su bibliotéca.

Tabla I “Conexiones Mecánicas entre Metales Diferentes” es más exigente que otros requisitos que conocemos. Es porque 1) las instalaciones eléctricas de aeropuertos son más importantes por sus funciones; 2) aeropuertos, especialmente torres de control aéreo son más expuestos a rayos. Las torres de control pueden ser la única estructura alta por kilómetros: muy buenos blancos para rayos.

Materiales compatibles / incompatibles

Codigos-tabla de compatibilidad

La norma FAA-019e habla de conexiones de metales. Nuestra propia experiencia y el consejo de otras normas es que ni deben estar cerca unos metales diferentes para evitar corrosión. Un ejemplo: la norma Motorola R-56 (Instalaciones de Telecomunicaciones) exige que jabalinas de cobre y/o acero bañado con cobre NO deben estar dentro 60cm de material de anclaje de acero para torres. Es bien conocido que cobre y acero pueden formar una celda galvánica aunque separados en la tierra. El uso de sales para “mejorar” la jabalina de Puesta a Tierra va a acelerar la corrosión.

Para mayor información sobre el tema de Puesta a Tierra, protección contra rayos y la supresión de picos transitorios de sobre-tensión, favor mandar un email a info@lyncole-latam.com o llamar a +591-4459-4453 (Cochabamba Bolivia)

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El Poder de Los Rayos Inglés

28 octubre, 2011
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¡Wow! de vez en cuando encontramos fotos / video de los daños hechos por rayos. Salió un video en BBC sobre un rayo que cayó sobre una casa en Nottinghamshire, Inglaterra. Ver el video aquí.  Los fotos son suficientes en sí mismo para mostrar el poder de relámpago cuando termina su trayectoria hacia la tierra.

Vista del techo- probablemente el rayo entró por la antena

Parece que el rayo llegó a la antena y su trayectoria incluyó el bajante

El techo: la fuerza del rayo desalojó una cantidad de tejas

Daño a la instalación eléctrica- interior

El rayo dañó la instalación eléctrica de la ducha

El "ex" interruptor de la ducha

Se puede entender la regla “no debe ducharse durante una tormenta eléctrica”.

Lo que era el enchufe del computador

Lo más llamante de estos es la fuerza dentro de la casa. Así son los rayos. Tienen el “deber” de entregar la energía / carga eléctrica de la tormenta a la tierra, si o si. Al caer el rayo en el techo sin un Sistema de Protección Contra Rayos (SPCR), el rayo va a buscar cualquier camino hacia la tierra. En el caso de esta casa la trayectoria incluyó la instalación eléctrica. 1) es metálico; 2) termina en la tierra por el tablero / poste de luz.

Nuestras recomendaciones: a) un Sistema de Protección Contra Rayos sobre el techo para captar la energía del rayo antes de tocar el techo y desviar la energía directamente a la tierra por medio de sus conductores bajantes; b) poner todo lo metálico dentro de la casa a la potencia de la tierra por medio de una red equipotencial (tubería de agua, drenaje, gas; conducto/conduit de la instalación eléctrica); c) instalar supresores de picos transitorios de sobre tensión en el tablero principal y cerca a las cargas más sensibles (computador, televisor, etc); d) finalmente que los dueños se hagan conscientes del acercamiento de tormentas y póngase lejos de la ducha, teléfono o otros electrodomesticos.

¿Preguntas? ¿Comentario? Favor póngase en contacto con nosotros: Lyncole América Latina info@lyncole-latam.com  Vendemos TODO tipo de material para elaborar su puesta a tierra, sistema de protección contra rayos y supresores de picos transitorios: Lyncole, Harger, Erico, PolyPhaser


Electrodos Electrolíticos: Alto Rendimiento, Muy Económico

27 septiembre, 2011
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Somos ingenieros eléctricos involucrados en proyectos de Puesta a Tierra, protección de infraestructura contra rayos, instalaciones eléctricas y calidad de potencia. Pensamos en “lo técnico” primero. Así sabemos que electrodos electrolíticos son muy útiles para lograr baja resistencia en suelos de alta resistividad. Tales electrodos son la única solución cuando hay muy poco espacio. Sin embargo su característica más importante es su larga vida.

A contiuación se muestra los datos de:

a) El número de jabalinas requiridas para lograr una resistencia de “tales ohmios” en suelos con resistividad de 25 Ω-m hasta 2000 Ω-m. La tabla está basada en las fórmulas reconocidas para jabalinas.

b) El número de tubos electrolíticos requiridas para lograr una resistencia de “tales ohmios” en suelos de resistividad 25 a 2000 Ω-m.

c) La relación de jabalinas / electrodos electrolíticos para lograr tal resistencia en suelos de resistivadad 25-2000 Ω-m.

d) Unos cálculos de la relación de costos de 1) jabalinas de acero bañado en cobre colcadas en pozos con sal/carbón/material orgánico con una vida de 5 años; 2) jabalinas de cobre colocadas en los mismos pozos envenenados con sal + carbón + material orgánico con una vida prevista de 8 años; 3) jabalinas de cobre colocadas en pozos con bentonita “normal” con una vida útil de 15 años; 4) electrodos electrolíticos XPT de Lyncole colocados en Lynconite II, una formulación especial de bentonita más aditivos para proteger el cobre, bajar la resistencia y mantener la humedad del Lynconite II a largo plazo. Los cálculos de costos estan en Bolivianos, aproximadamente 7 Bolivianos / $ (USD)

Una comparasión de XPT a jabalinas

[Se puede encontrar la misma tabla en www.lyncole-latam.com/Economia.asp]

Podemos calcular la relación del Costo de Vida de electrodos electrolíticos vs. jabalinas.

Relación: Jabalinas por Tubo Electrolítico Jabalina Acero bañado cobre en pozo tóxico Jabalina Cobre en pozo tóxico [sal + carbón] Jabalina Cobre en bentonita
Tubos vs. Jabalinas 1:1 0,57 0,76 0,40
1:2 1,13 1,51 0,81
1:3 1,70 2,27 1,21
1:4 2,27 3,03 1,61
1:5 2,84 3,79 2,02
1:6 3,40 4,54 2,42

Interpretación: 1) En el caso de jabalinas de acero bañado en cobre, es igual/más económico  hasta 2 jabalinas; 2) En el caso de una jabalina de cobre en un pozo “tóxico” es solamente más económico para 1 jabalina vs. tubo; 3) En el caso de una jabalina en un pozo “sano” de bentonita se puede ganar / igualar hasta casi 3 jabalinas.

En otras palabras, si un proyecto en suelos de 100 Ω-m tiene el objetivo de lograr 10Ω, va a necesitar 3 jabalinas de acero bañadas con cobre colocadas en un pozo tóxico de sales, materiales orgánicos y carbón. Se puede lograr el mismo con un electrodo electrolítico XPT de Lyncole colocado en su pozo con Lynconite II. En una vida de 30 años va a costar 1,70 veces más usando jabalinas de acero bañado con cobre que un solo electrodo electrolítico.

Las razones por qué electrodos electrolíticos cuestan menos son: 1) un electrodo electrolítico puede reemplazar 2-3 jabalinas en condiciones normales o 3-4 jabalinas en condiciones difíciles; 2) cuando instalados según las normas de Lyncole, su vida garantizada es 30 años, mínima.  En cambio la práctica de envenenar jabalinas con sal + carbón + material orgánico reduce la vida útil de jabalinas a 5 años o menos.

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info@lyncole-latam.com


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