Mejores prácticas para probar y poner en servicio sistemas de conexión a tierra en grandes instalaciones

Tener una planta industrial, de fabricación o comercial requiere una conexión a tierra especial. Sin ella, se corre el riesgo de sufrir sobrecargas de voltaje que causarán daños al inventario, a las personas y a las instalaciones. Cuando los sistemas de conexión a tierra fallan debido a una puesta en marcha inadecuada, el elevado riesgo de daños por incendio o exposición a arcos eléctricos provoca tiempos de inactividad no deseados y primas de seguro más elevadas.

La razón es sencilla. A diferencia de las viviendas o los edificios pequeños, las instalaciones más grandes deben lidiar con condiciones de suelo variables y un comportamiento complejo de la carga eléctrica. Las vías de conexión a tierra cambian con el tiempo, o la exposición prolongada a fenómenos meteorológicos y materiales específicos puede alterar la respuesta de la conexión a tierra. Lo mejor es abordar las pruebas de conexión a tierra con la idea de reducir el riesgo, mejorar la confiabilidad del sistema y preparar el espacio para el futuro.

Por qué los sistemas de conexión a tierra son importantes a gran escala

La idea de la conexión a tierra es sencilla. Se trata de proporcionar una vía controlada para que las corrientes de falla regresen a sus fuentes. Cuando se realiza correctamente, la prueba de conexión a tierra explica cómo limitar las tensiones de contacto y de paso y habilitar mejores dispositivos de protección, de modo que todo funcione correctamente y se estabilice adecuadamente en todos los sistemas.

Al pensar en el análisis de la carga eléctrica y la conexión a tierra a gran escala, se debe tener en cuenta la variabilidad del suelo, la corrosión y los cambios estacionales de humedad. Las instalaciones con muchos equipos de alta densidad energética o equipos tan sensibles que pueden dañarse por una sobrecarga requieren un énfasis adicional en la infraestructura de conexión a tierra. Contratar a ingenieros forenses con experiencia directa en las herramientas, formulaciones y equipos necesarios para diseñar la conexión a tierra y la resistencia reducirá el riesgo de descargas eléctricas, por lo que las fallas se pueden eliminar de manera eficiente.

Planificación de la conexión a tierra: suelo, medio ambiente y condiciones del emplazamiento

Cualquier prueba de calidad del suelo comienza debajo de la superficie sobre la que se asienta su instalación. Es importante conocer con precisión la resistividad del suelo para determinar la eficacia con la que la corriente se disipará en la tierra. Esto puede variar mucho dependiendo de la zona del país en la que se encuentre. Por ejemplo, Sanford, Carolina del Norte, es conocida como la “La capital mundial del ladrillo” porque está construida sobre arcilla pesada. Boston, Massachusetts, está construida sobre terreno artificial que, en esencia, “flota” sobre agua salada. La suciedad, la arena, las rocas, el contenido de humedad, la composición química y la temperatura del suelo influirán en la resistencia.

Antes de ponerlo en funcionamiento, evalúe las condiciones del suelo. Observe la profundidad, el espaciamiento y la selección de materiales. No pase por alto los cambios estacionales. Un espacio seco debido al calor intenso en Nuevo México tendrá una resistencia de electrodo diferente a la de un suelo que se congela durante nueve meses al año en el norte de Míchigan. Lo que usted necesita es un sistema de conexión a tierra que funcione bien durante todo el año para garantizar una protección constante en toda la superficie de sus instalaciones.

Normas y expectativas de puesta en servicio

Dado que los sistemas terrestres marcan una gran diferencia en la seguridad operativa y el tiempo de actividad en las instalaciones más grandes, la mayoría de los estados siguen las directrices locales, regionales y federales en materia de métodos de prueba. Habrá requisitos de documentación y criterios de aceptación que solo un equipo experimentado de ingenieros forenses o eléctricos podrá cumplir.

El motivo de toda esta supervisión es validar la coordinación entre los sistemas de conexión a tierra, los dispositivos de protección y las vías de corriente de falla, en consonancia con los niveles actuales de aceptación de riesgos. Un estado que depende en gran medida del petróleo, el gas y otras fuentes de energía quiere asegurarse de que los niveles de producción nunca bajen, de modo que tanto la economía como el interés público se vean beneficiados. Realizar cualquier prueba de conexión a tierra sin cumplir con dicha supervisión probablemente dará lugar a multas elevadas o retrasos en la producción.

La mayoría de los estados también exigirán la recertificación o “revisiones/inspecciones” anuales obligatorias de la conexión a tierra. Las instalaciones más grandes requieren enfoques más flexibles para estas pruebas debido al espacio disponible, las limitaciones operativas y la configuración del sistema. Por ese motivo, es probable que tenga que trabajar con una combinación de:

• Método de caída potencial (tradicional)
• Método sin estacas/con abrazadera (cuando no es posible desenergizar)
• Estudios de resistividad del suelo (perfilado 3D)

Siempre que el equipo que realiza estas pruebas tenga la experiencia y los conocimientos necesarios para respaldar esos métodos, se obtendrán resultados de calidad.

Mejores prácticas para pruebas en tierra en instalaciones de gran tamaño

Las pruebas eficaces en terrenos de gran tamaño requieren precisión e interpretación contextual. Para ayudarle a sacar el máximo partido a su inspección programada, siga algunas prácticas sólidas aceptadas por el sector:

• Prueba en condiciones representativas: Intente programar las pruebas en diferentes estaciones del año, cuando la humedad del suelo y las temperaturas afectan a la resistencia, para hacerse una idea más clara del riesgo operativo anual y las consideraciones de diseño eléctrico.
• Utilice únicamente equipos calibrados y diseñados específicamente para este fin: El equipo adecuado de ingenieros eléctricos seguirá las prácticas del sector para calibrar correctamente los comprobadores de tierra, las sondas y las pinzas, con el fin de obtener resultados más precisos.
• Verifique la ubicación y el espaciado: Es importante cómo y dónde se colocan las sondas. Debe evitar estructuras metálicas enterradas, servicios públicos o caminos de tierra paralelos que puedan distorsionar o sesgar los resultados.
• Condiciones ambientales del documento: Se debe prestar especial atención a documentar las condiciones meteorológicas y climáticas, y a tomar nota de cualquier consideración especial relacionada con el exterior durante la prueba, ya que estas influirán en los resultados.
• Prueba todos los componentes de conexión a tierra: Las pruebas de los electrodos por sí solas no le darán una imagen clara de la conexión a tierra. Es necesario comprobar las uniones, las conexiones y la continuidad de las redes de conexión a tierra para detectar cualquier conexión suelta o corroída.
• Resultados de la verificación cruzada: Si es posible, utilice más de un método de prueba para obtener resultados más precisos y verifique las referencias al interpretar todos los datos recopilados.
• Coordinar con la conciencia de la carga operativa: Las pruebas en tierra son un buen momento para programar un análisis de la carga eléctrica. El terreno puede ser fantástico en cuanto a seguridad, pero algo en su diseño eléctrico podría no funcionar correctamente, lo que aumentaría el riesgo.

A lo largo de todo el proceso, es conveniente contar con un equipo como el de Dreiym Engineering para documentar todo lo que sucede. Esa información es en la que se basará para cuestiones legales, verificación de seguros o consideraciones futuras de diseño y seguridad, especialmente si cuenta con un organismo regulador excesivamente celoso en su estado o sector.

Interpretación de los resultados e integración de las pruebas sobre el terreno en las operaciones en curso

Las pruebas que realiza son solo una cara de la moneda de la resistencia eléctrica de tierra. La forma en que se evalúan los resultados en el contexto de la configuración de su sistema es igual de crucial para el comportamiento de la carga operativa. Usted necesita un equipo que pueda identificar cómo los sistemas de conexión a tierra cumplen los objetivos de resistencia para que nada se vea comprometido en sus rutas de falla.

La puesta en servicio puede establecer un punto de referencia, pero es mejor realizar pruebas periódicas y análisis de carga eléctrica para obtener una visión más holística de todo el sistema. Esto es aún más importante después de la construcción, las actualizaciones de equipos, los fenómenos meteorológicos extremos o cuando se producen muchos eventos eléctricos inexplicables. Los resultados de las tendencias a lo largo del tiempo ayudan a explicar la degradación gradual que las inspecciones visuales pueden pasar por alto.

Las pruebas en tierra como herramienta estratégica de gestión de riesgos

Los sistemas de conexión a tierra no son estáticos. Las condiciones del suelo pueden cambiar a medida que su instalación se expande, las cargas aumentan y las conexiones envejecen. El clima y los cambios estacionales también afectan el rendimiento general. Las instalaciones más grandes que se basan en suposiciones obsoletas pondrán en riesgo a sus equipos, equipos, inventario y sistemas regionales.

La mejor manera de avanzar es contratar a un equipo como el nuestro para que le ayude con las pruebas en tierra necesarias para cumplir con las normativas y la seguridad, así como con el análisis de la carga eléctrica que garantiza un funcionamiento constante en el futuro. En Dreiym Engineering contamos con más de 30 años de experiencia y ponemos a su disposición ingenieros eléctricos y forenses profesionales y titulados para garantizar su pruebas en tierra ofrece resultados precisos y explicables. Llámenos hoy mismo para programar su próxima visita.