Resistividad del Suelo y Resistencia del Electrodo de Tierra - Medición en Campo

Qué es

Este formulario de campo documenta la medición de la resistividad del suelo en un sitio utilizando electrodos superficiales o varillas clavadas (métodos Wenner, Schlumberger o varilla clavada) y la medición de la resistencia del electrodo o malla de tierra mediante una de varias técnicas: el método de caída de potencial con la verificación del 62 por ciento, el promedio de meseta, el método de pendiente, la medición de dos puntos, tres puntos o de pinza. El formulario captura la geometría que cada método requiere - espaciamiento de electrodos, profundidad de entierro o longitud de varilla, y la distancia del electrodo de corriente - la señal y frecuencia de prueba, la resistencia leída en cada espaciamiento con cualquier lectura recíproca, la resistividad aparente calculada en cada espaciamiento, y la resistencia del electrodo resultante. También registra el modelo de suelo derivado de los datos de resistividad, el resultado de la verificación de validación propia de cada método, las condiciones del sitio tales como tipo de suelo, humedad, estación y el clima de los tres días previos a la prueba, el instrumento y su fecha de calibración, y el valor máximo de resistencia del diseño o del propietario que establece el umbral de aceptación para el electrodo o malla bajo prueba. La inyección de corriente, los levantamientos de tensión de contacto y de paso, el agregado superficial y las pruebas transitorias quedan fuera del alcance, y la integridad de la unión permanece en el formulario de sistemas de puesta a tierra.

Por qué se realiza

La resistividad del suelo varía con la profundidad, la estación, la humedad y el contenido mineral, y afecta directamente la rapidez con que la corriente puede abandonar un electrodo de tierra y dispersarse en la tierra. Una malla o varilla de tierra que cumple su valor de resistencia de diseño solo en verano o solo en suelo húmedo puede no cumplirlo durante la sequía o la congelación, y un levantamiento del sitio que muestrea la resistividad en una sola ubicación o en una sola dirección puede pasar por alto una capa enterrada de material de alta resistividad que podría atrapar la trayectoria de la corriente. IEEE 81-2025 guía el proceso de medición de modo que las traversías de resistividad cubran más de una dirección y un rango de espaciamientos, el modelo de suelo refleje la estratificación real, y la resistencia del electrodo se mida con una geometría y una verificación de método que hagan confiable el valor. Registrar todas las posiciones de electrodos, espaciamientos, verificaciones de método y condiciones del sitio permite que el resultado se reproduzca y que la resistencia de diseño se valide para el suelo real en el que el electrodo debe funcionar.

Cuándo se realiza

Antes de que un sistema de puesta a tierra se ponga en servicio por primera vez, para confirmar que la resistencia del electrodo o malla cumple la especificación de diseño en las condiciones de suelo y humedad presentes el día de la prueba, y en un trabajo en etapa de diseño antes de que se diseñe el sistema de electrodos, cuando ANSI/TIA-607-E pide que la resistividad del suelo se pruebe primero. La prueba puede repetirse durante el mantenimiento, después de una alteración importante del sistema, o cuando exista duda sobre si los cambios estacionales o de largo plazo del suelo han hecho que la resistencia suba por encima del valor de diseño. IEEE 81-2025 recomienda al menos dos traversías de resistividad en direcciones diferentes; el formulario admite hasta cuatro, y menos de dos, o todas sobre una misma línea, generan una bandera de revisión para que el modelo de suelo no quede sesgado por una anomalía localizada. Las lecturas tomadas con métodos, disposiciones o puntos de referencia diferentes no son comparables de una visita a la siguiente.

Cómo se realiza normalmente

Con la ubicación de prueba marcada y el valor máximo de resistencia del diseño o del propietario anotado con su documento de origen, la cuadrilla de campo revisa el plan de seguridad - un plan de prueba escrito revisado con la cuadrilla, una charla de seguridad del trabajo, cables de prueba tratados como energizados, encaminados y supervisados, ninguna prueba cerca de rayos sin una evaluación de riesgo, ningún conductor de tierra de pararrayos abierto en una línea energizada, la cuadrilla alejada de los electrodos a tensiones de prueba elevadas, y la localización de servicios públicos hecha antes de clavar los electrodos. Para la resistividad, se instala un arreglo Wenner, Schlumberger o de varilla clavada y el instrumento lee una resistencia en cada espaciamiento; el formulario calcula la resistividad aparente a partir del espaciamiento y la lectura, y los espaciamientos se amplían hasta que la resistividad aparente se aplana en el gráfico. Una lectura recíproca, una repetición a una segunda frecuencia y la resistencia de contacto de los electrodos muestran si la lectura es confiable. Para la resistencia del electrodo, el método de caída de potencial coloca el electrodo de corriente a varias veces la mayor dimensión del electrodo y lee la resistencia con el electrodo de potencial al 52, 62 y 72 por ciento de esa distancia; las lecturas exteriores deben concordar con la lectura del 62 por ciento para que el valor cuente. El promedio de meseta toma unas nueve lecturas a lo largo de la línea y promedia tres consecutivas consistentes; el método de pendiente toma tres lecturas y calcula un coeficiente que decide dónde corresponde el electrodo de potencial; las mediciones de dos puntos, tres puntos y de pinza se ingresan con sus propias condiciones. En una medición de caída de potencial o de tres puntos el electrodo debe estar desconectado de las trayectorias de tierra externas, y una lectura de pinza cuenta solo con un retorno paralelo de baja resistencia confirmado. Todos los espaciamientos, frecuencias, posiciones de electrodos, configuraciones del instrumento y los resultados de las verificaciones de método se registran en el formulario para que el trabajo pueda auditarse, como describe IEEE 81-2025.

Qué se registra

Para cada una de hasta cuatro traversías de resistividad: el método (Wenner, Schlumberger o varilla clavada), el azimut, la ubicación central y la profundidad de entierro, y en cada espaciamiento los valores de espaciamiento, la resistencia medida, cualquier lectura recíproca y la resistividad aparente calculada, con banderas para la concordancia recíproca, la relación de espaciamientos Schlumberger, el tramo total y el aplanamiento del gráfico. Para el electrodo o malla: tipo y mayor dimensión, método, si había trayectorias de tierra externas conectadas, distancia del electrodo de corriente y su relación con la dimensión, dirección del electrodo de potencial y segunda dirección, tipo y profundidad del electrodo, las lecturas que el método necesita (52, 62 y 72 por ciento, meseta, pendiente, dos puntos, tres puntos o pinza con su frecuencia), la resistencia resultante con su verificación de método, y el encaminamiento de los cables. También: el máximo del diseño o del propietario con su documento y revisión, la referencia del plano, estación, humedad, tipo y temperatura del suelo, días desde la lluvia, profundidad de helada, conductores cercanos, el clima de los tres días previos y el número de ubicaciones de prueba, las capas del modelo de suelo, método de interpretación, software e ingeniero, la marca, modelo, serie y fecha de calibración del instrumento, señal y frecuencia de prueba, resistencias de contacto, condiciones ambientales, adjuntos, comentarios y deficiencias.

Cómo se evalúan los resultados

La calificación se apoya en dos condiciones. Primero, los elementos del plan de seguridad, tomados de las cláusulas 5.1, 5.2 y 7.5.1 de IEEE 81-2025, deben marcarse todos como Satisfactorio o No Aplicable con al menos uno Satisfactorio; un Insatisfactorio reprueba el registro, y un plan sin responder o todo No Aplicable deja el registro registrado, no calificado. Segundo, la resistencia del electrodo debe estar en o por debajo del máximo del diseño o del propietario registrado en el formulario; un valor igual al máximo aprueba, y sin un máximo ingresado la resistencia queda registrada, no calificada. El valor del electrodo se califica solo cuando se cumple la verificación propia del método seleccionado: las lecturas al 52 y 72 por ciento dentro del 3 por ciento de la lectura al 62 por ciento, una meseta consistente de tres lecturas ascendentes, un coeficiente de pendiente de 2 o menos, un electrodo desconectado en un método de caída de potencial o de tres puntos, electrodos auxiliares no mucho más altos en resistencia que el sujeto, y un retorno paralelo de baja resistencia confirmado para la pinza. Una verificación fallida es una medición inválida, no una falla del electrodo: no se informa ningún valor, el registro se lee indeterminado y una línea de problema nombra la verificación. IEEE 81-2025 es una guía y no establece valor de aceptación para la resistividad del suelo ni para la resistencia del electrodo; la resistividad se registra para construir el modelo de suelo y nunca se califica. Banderas de revisión únicamente, nunca una falla: una frecuencia de prueba fuera de los rangos de ejemplo de la guía, una lectura recíproca que difiere en más del 5 por ciento (una convención de UltraDb), un electrodo de corriente a menos de cinco veces la mayor dimensión, lecturas de meseta fuera de la ventana habitual, menos de dos traversías o todas sobre una misma línea, suelo congelado o saturado, una resistencia de contacto de electrodo alta, acoplamiento de cables a bajas resistencias, una frecuencia de pinza superior a 1 kHz, y la falta del historial de clima de tres días o menos de dos ubicaciones de prueba, que ANSI/TIA-607-E solicita. Consulte IEEE 81-2025 para los requisitos completos del método.