Lyncole Latam Blog

Motorola R-56: Punto común de Aterramiento

La norma Motorola R-56: Standards & Guidelines for Communications Sites (Estándares y Directrices para Predios de Comunicaciones) es la norma más reconocida para predios, torres, edificios de comunicaciones en las Américas.

La norma tiene más de 500 páginas de detalles. Capítulo Cuatro es sobre Aterramiento Externo. El capítulo comienza con un discurso sobe la necesidad de unir todos los elementos de aterramiento en un solo punto: la barra equipotencial de aterramiento. Tenemos que traer cada elemento a tal punto común. Incluye:

• Jabalinas y electrodos de aterramiento
• Electrodos incrustados en concreto
• Anillo de aterramiento del edificio
• Anillo de aterramiento de la torre (si es separada del edificio)
• Conductores de aterramiento: el neutro del transformador + alambre de protección (cable verde)
• Conductor hacia las jabalinas de Sistema de Protección contra Rayos (los pararrayos)
• Conductores radiales de aterramiento (contrapeso)
• Alambres tensores de la torre
• Barra de aterramiento de la torre
• Revestimiento metálico del pozo (cuando esté menos de 8m del edificio)
• Tubería metálica: agua y gas
• Barra de aterramiento de equipos de telecomunicación
• Cualquier objeto metálico expuesto como cercas, pasamanos

La unión de todos los elementos de aterramiento es imprescindible para la protección del edificio y el contenido de equipo de comunicaciones. Si deja una de las conexiones sin unir se puede provocar una diferencia en potencia durante un «evento» como la caída de un rayo sobre o cerca al predio. Tal diferencia de potencia va a buscar el punto más débil: normalmente los equipos de comunicaciones.

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¿Sal y Carbón para «mejorar» Aterramiento?

Suele común el problema de alta resistencia de los Sistemas de Puesta A Tierra (SPAT). Un diseño de aterramiento comienza con una medición de resistividad; después el ingeniero indica cuantas jabalinas o malla o la longitud de un anillo se necesita para lograr tal resistencia. Después de elaborar el SPAT se hace una medición de resistencia y encuentra (as veces) que es más alta que previsto. ¿Qué hacer?

Es común el uso de sal y carbón para mejorar la resistencia. Esto puede ser un error «fatal» para las jabalinas…..  Fatal en el sentido de acelerar la oxidación de las jabalinas especialmente jabalinas de acero. Acero es quimicamente más activa que varios otros metales. Por esta razón jabalinas de acero son bañados en cobre o galvanizados para tardar la oxidación inevitable. Es bien conocido que jabalinas galvanizadas se oxiden más rápido que jabalinas bañados por cobre. En ambos casos, si la jabalina de acero es clavada, el proceso de clavar hace unos rasguños en el bañado. Así el día de clavar una jabalina bañada comienza el proceso de oxidar.  Nuestra recomendación es cavar un pozo en vez de clavar la jabalina. O mejor es el uso de jabalinas de puro cobre.

Hemos visto el uso de sal y carbón en la mayoría de instalaciones de jabalinas. Varias normas NO recomiendan que la sal toca la jabalina. Sino que ponga «cerca» en el pozo. La verdad es que la sal va a «tocar» la jabalina una vez que el pozo se moja. Las sales más comunes para mejorar el SPAT son: sulfato de magnesio, sulfato de cobre, cloruro de calcio, cloruro de sodio (sal de mesa) y nitrato de potasio. Hay dos problemas con el uso de sal que no tiene que ver con la corrosión de la jabalina. 1) La sal va a filtrar con tiempo y la lluvia. Tiene que agregar sal para la vida del SPAT,  quizás dos o tres veces por año. 2) Varios países no permitan poner sal o otras químicas en pozos. Es una fuente de contaminación. Nuestra recomendación es usar sal con cuidado con jabalinas de cobre, no de acero.

El carbón es mucho más problemático. Hay normas que prohiben el uso de carbón para aterramiento. La razón: carbón no es puro «carbón» (el elemento). El proceso de quemar material vegetal es que nunca es completo. Siempre hay rastros de otras químicas. Especialmente notable son los sulfatos que siempre dejan sus trazas. Aunque pequeñas, tales trazas combinan quimicamente con el acero. El resultado es la oxidación rápida de las jabalinas de acero. Dependiendo de qué sal, la humedad, el suelo y cuanto carbón la combinación de sal + carbón + acero+humedad  puede resultar en la desaparación de la jabalina en pocos años. Peor es que la jabalina no es visible: no sabe cuanto de su jabalina esté en contacto con el suelo.

Jabalina de acero oxidado

Nuestras recomendaciones:

• El uso de jabalinas de puro cobre
• Cavar un pozo en vez de clavar una jabalina de acero
• Evitar el uso de sal
• Nunca usar carbón
• Uso de otros rellenos como bentonita
• Uso de electrodos electrolíticos

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Esquemas de Conexión a Tierra

El tema de aterramiento as veces parece ser un tema muy limitada. Estamos hablando de hacer una conexión a la tierra. ¿Que puede ser más simple que meter un cable a la tierra?

La verdad es que el tema es muy ancho y puede ser complicado. La complicación primera es la gran variedad de hacer conexiones a la tierra para instalaciones de luz. Un resumen general se encuentra en Wikipedia en la entrada sobre Conexiones Eléctricas a la Tierra.

En América Latina se encuentra ambos las esquemas TT y TN-S / TN-C-S. La norma TT es tal vez lo más utilizado en el mundo. Es dominante en Europa. Los esquemas TN-S / TN-C-S, especialmente el TN-C-S son mejor conocidos en las Américas. La norma NFPA-70 (conocida como la «NEC») reconoce el TN-C-S como el mejor forma de proteger vida. La NEC viene de los EEUU; ya está reconocida en México, Puerto Rico, Costa Rica, Peru y otros países.

La larga experiencia con el esquema TN-C-S es que protege mejor contra fallas potencialmente fatales de aparatos metálicos. Cuando un cable interno de un aparato toca el chasis metálico, hace que el chasis está energizado. Al tocar tal chasis (tostadora, maquina de lavar, plancha, microonda, etc) el usuario puede ser electrocutado. Con la esquema TN-C-S el chasis del aparato está conectado al alambre de protección («CPE: Conexión Protective Earth» o «alambre verde»). Esto hace un corto circuito entre la fase (energizada) y neutro en el punto común. La norma indica que el punto común entre el CPE («cable verde») y el neutro sea en un solo punto, el tablero principal.

Todos los esquemas exigen una conexión a la tierra del transformador por lo menos. La NEC exija un máximo de 25 ohmios. Cada aplicación, cada aparato especial puede tener otra requisito de resistencia a tierra.  Para mayor información o una consulta, contáctenos en info@lyncole-latam.com

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Electrodos incrustados en hormigón

En este blog vamos a hablar de varias formas de elaborar el sistema de aterramiento. Nuestra experiencia y recomendación es que el sistema de aterramiento para proyectos de alto valor deben incluir varios elementos.

Hoy hablamos del uso del concreto en contacto con la tierra. Normalmente tal concreto forma parte de la fundación del edificio. Cuando no hay una barrera entre el concreto y la tierra (plastico, alquitrán o otro material impermeable) podemos aprovechar de la área grande de contacto. La norma NEC (NFPA-70; Norma de Instalaciones Eléctricas) permite el uso de electrodos incrustados en el hormigón. Tal norma indica que

• El contacto entre los fierros y/o cobre tiene que ser 6 metros o más
• El conector entre el sistema de aterramiento y los electrodos de fierro tiene que ser adecuado para incrustarlo en el concreto o sea por soldadura exotérmico. Nuestra recomendación es el uso de soldadura exotérmico.
• Los fierros tienen que ser de 1/2 pulgadas (13mm) o más diámetro. Nuestra recomendación es soldar unos fierros para formar una malla eléctrica.
• El cobre (si usa) tiene que ser de un grosor de #4AWG (21 mm2). Nuestra recomendación es el uso de ambos los fierro y cobre.
• Atención: el sistema de pararrayos tiene que tener su propio aterramiento. Los electrodos incrustados NO deben ser los únicos electrodos para los pararrayos. Se una todos los electrodos de aterramiento en un solo punto (barra de aterramiento) incluyendo electrodos incrustados.

La recomendación nuestra y de la varias normas es siempre elaborar su sistema de aterramiento con elementos / electrodos múltiples. El uso de electrodos incrustados es un elemento para mejorar su sistema de aterramiento.

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Falta de Protección de Distribución de Luz

«Un rayo ingresó por la línea de baja tensión…» Es una frase no muy común para un fenómeno muy común. Acontece muchas veces pero las empresas de luz no habla del fenómeno. Casi por regla las empresas de luz alrededor del mundo NO protegen las líneas de baja tensión. Hay varias razones porque no protegen sus millones de kilómetros de líneas de baja tensión. Sin duda la razón principal es económica: hay miles de millones de abonados en el mundo. La experiencia de las muchas empresas de luz es que la caída de un rayo «normalmente» no cae sobre sus líneas de baja tensión y «normalmente» cuando cae no es la causa de «muchos daños». La verdad es que el medidor de luz muchas veces tiene «algo de protección» contra picos transitorios. Depende de la empresa de luz, marca de medidor, características del medidor, edad de medidor, aterramiento de la acometida, etc.

Nuestra experiencia es que el cliente NO puede depender de la empresa de luz para protección contra la caída de un rayo sobre el cableado de luz. En pocas palabras la empresa de luz no da una garantía absoluta de protección contra la caída de un rayo sobre o cerca a su cableado. Así la puerta está abierta para la energía del rayo entrar su casa, empresa o institución.

¿Que hacer? No debe ser una sorpresa que las normas internacionales más reconocidas y destacadas recomiendan protección contra picos transitorios de sobre-tensión. La protección está por medio de a) buen aterramiento de la acometida + el tablero; b) el uso de supresores de picos transitorios de sobre-tensión. Aterramiento sin supresores o supresores sin aterramiento no pueden proteger su casa, negocio o institución. Tiene que tener ambos para proveer un nivel de protección.

Casi sin duda alguna su casa, impresa o negocio NO tiene protección contra la entrada de energía nociva resultado de un rayo cayendo sobre o cera a las líneas de luz. Contáctanos para mayor información cómo puede protegerse contra una amenaza tan común en el mundo.

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¿Por qué 5Ω resistencia de aterramiento?

En general la especificación de la resistencia a la tierra depende de la aplicación. La NEC (NFPA-70) exige una resistencia nominal para instalaciones normales de 25Ω. Una instalación «normal» puede ser una residencia por ejemplo. Requisitos de resistencias de menos que 25Ω proviene de fabricantes de sistemas o aparatos especiales. Por ejemplo muchas maquinas de radiografia exigen 2Ω para el mejor rendimiento. Torres de alta tensión normalmente deben tener 10Ω o menos para aterrar los cables de blindaje. Cuando la resistencia del torre es encima de 10Ω hay la posibilidad de «flashover» o un arco desde la torre al cable de fase cuando cae un rayo sobre el cable de blindaje.

La norma más destacada de aterramiento para telecomunicaciones es la Motorola R-56 «Standards & Guidelines for Communications Sites».  La R-56 tiene más que 20 años de experiencia. En Capítulo 4.7.4.2 la R-56 especifica un máximo de 10Ω con la recomendación de 5Ω para instalaciones «Tipo B» las cuales incluyen torres de comunicaciones, centrales y centros telefónicos con personal. La R-56 es el fruto de muchos años de experiencia de Motorola y otras empresas y organismos de normas / estándares; no es una invención de Motorola en si mismo.
Capítulo 4.7.4.2 indica unas técnicas especiales para lograr 5Ω. Incluyen entre otras técnicas:

• Instalación de conductores radiales
• Instalación de electrodos encajonados en concreto en nuevas construcciones
• Instalación de electrodos electrolíticos. 

Lyncole es uno de los fabricantes más destacados de electrodos electrolíticos. De hecho, Lyncole fue el creador del electrodo electrolítico XPT hace más de 25 años.

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HIDRANDINA NO RECONOCE DAÑOS POR DESCARGA ELECTRICA | Diario de Chimbote

HIDRANDINA NO RECONOCE DAÑOS POR DESCARGA ELECTRICA | Diario de Chimbote.

Conozco Chimbote, Perú. Está en la costa norte de Perú. El artículo habla de una «descarga eléctrica». Tengo mis dudas. Aunque es posible, tiene que saber que la clima de Chimbote inhibe la formación de tormentas eléctricas. Hay muy poca lluvia y aún menos tormentas….

El artículo habla de una subida de voltaje: «vimos que la luz se intensificó fuertemente.» Una descarga atmosférica tiene una duración menos que 1 milisegundo; no sería visible a un foco.  Entonces el fenómeno en este caso es la llamada «subida de voltaje.» Casi siempre es debido a una falla en la empresa de luz (Hidrandina en el caso de Chimbote).

¿Cuál es la defensa contra subida de voltaje? Para el casero es el uso de fusibles o térmicos con una capacidad un poco más que la carga del circuito.  Se puede proteger sus artefactos al poner los más sensibles / costosos en circuitos separados. Muchas casas tienen un o dos circuitos con un fusible de alta capacidad. Mejor que ponga un tablero con varios circuitos cada uno con un fusible o térmico de menos capacidad.

Para industria es igual: varios circuitos con térmicos de capacidad un poco más que la carga máxima. Así una subida de voltaje va provocar que el térmico se abra cuando hay una subida de voltaje. Además recomendamos el uso de reguladores de voltaje para circuitos / artefactos sensibles.

Finalmente recuerda que las normas recomiendan 1) buen aterramiento; 2) pararrayos en zonas de tormentas eléctricas; 3) supresores de picos transitorios de sobre-tensión.

Bombas de Agua Necesitan Protección

Cada elemento de la infraestructura pública tiene que ser protegido contra el fenómeno de descargas atmosféricas. En este artículo del Diario El Guayanés (Venezuela) podemos ver las consecuencias de falta de protección de bombas de agua.

La protección de las bombas tiene tres elementos:

1. Pararrayos: protección contra la caída del rayo sobre la bomba. Siempre ponemos la bomba bajo techo. ¿Pero protegemos el techo de la caseta de bomba? Unos pararrayos tipo «Franklin» se puede instalar en unas horas; no es nada complicado.
2. Supresores de picos de sobre-tensión: los supresores desvían la energía destructiva de un rayo antes de llegar a la bomba o el tablero. Parece que no tenían protección adecuada en el caso de esta bomba. Podemos ayudarle diseñar una defensa; representamos varios fabricantes de supresores.
3. Aterramiento: los pararrayos y los supresores tienen que tener un sistema muy bueno de aterramiento. Estamos «retornando» la energía del rayo a la tierra. Puede ser hasta 100.000 amperios picos. El aterramiento tiene que ser adecuado para tal pico de corriente del rayo.

Resumen de IEC 62305: Protección contra Rayos

Hace un año el instituto / organismo de normas de Bolivia (IBNORCA) comentó sobre la norma IEC 62305. Tal norma informa sobre la práctica de elaborar una defensa contra descargas atmosféricas. IBNORCA dijo que Bolivia está en medio del proceso de aceptar la IEC 62305. El proceso de adoptar cualquier norma demora en cada país. Esperamos algún día oír la buena noticia que Bolivia haber adoptado la norma sobre protección contra descargas atmosféricas más descatada en el mundo.

Está dividida en cuarto secciones. 1) Generalidades; 2) Análisis de Riesgo; 3) Pararrayos; 4) Supresores de picos transitorios. La norma IEC-62305 está basada en pararrayos tipo «Franklin» y especifica la colocación de supresores de picos transitorios de sobre-tensión. Ambos los pararrayos y supresores dependen de un buen aterramiento.

Resumen de IEC 62305

Si tiene dudas, preguntas, comentario sobre

¿Por qué el sello UL?

El propósito de UL es asegurar un cierto nivel de calidad del producto. Consumidores pueden encontrar el sello UL en productos eléctricos e electrónicos. Esto indica que tal producto es seguro con relación con seguridad eléctrica. Así muchos conocen la famosa marca «UL» en su televisor, estéreo hasta aparatos electrodomésticos.

Pero los Laboratorios de Aseguradores (Underwriters Laboratories: UL) también son involucrados en la calidad de material y dispositivos eléctricos. En el caso de dispositivos, por ejemplo un térmico, tiene que ver con su funcionamiento y la seguridad del usuario. Para materiales esto tiene que ver con la calidad del material. Un ejemplo puede ser una jabalina para aterramiento o un tubo electrolítico. La marca o sello de UL indica que el cobre (o acero) tiene una pureza de cierto nivel y ha pasado con éxito pruebas técnicas de calidad. Así el usuario puede ser seguro que tal jabalina o tubo electrolítico tiene una calidad certificada.

¿Por qué es importante la marca UL para aterramiento, pararrayos y supresores de picos transitorios? En pocas palabras hay empresas que venden material de calidad inferior hasta productos que no son seguros. Hay empresas que indican que sus productos tienen la marca UL pero carecen completamente de participar en el proceso con UL de verificar la calidad. Se puede verificar si el material o componentes de una empresa verdaderamente tiene la marca UL en el base de datos de UL. Por ejemplo, con una búsqueda breve se encuentra los tubos electrolíticos de Lyncole aquí. Otro ejemplo es la lista de dispositivos supresores de sobretensión de Transtector.

Todos nuestros productos llevan el sello de UL. Cuesta más pero garantiza un alto rendimiento y larga vida del producto. En la elaboración de defensas contra rayos y el buen aterramiento no podemos escatimar ni economizar. Tales defensas protegen no solamente aparatos eléctricos / electrónicos sino vidas.

UL tiene mucha información en español. Si tiene alguna duda sobre la validez de un fabricante o sus productos, podemos ayudarle en info@Lyncole-Latam.com