Pruebas del sistema de puesta a tierra del aeropuerto, Norman, Oklahoma (2025)

En 2025 probamos el sistema de puesta a tierra de un aeropuerto en Norman, Oklahoma. Fue un proyecto de ingeniería eléctrica para verificar la condición del sistema y qué tan bien estaba funcionando. Los datos del cliente son confidenciales.

Una prueba de caída de potencial. Una puesta a tierra no se puede juzgar con solo mirar la conexión, así que hay que medirla.

Qué deteriora una puesta a tierra

Casi ninguna parte de un sistema de puesta a tierra está a la vista. Las varillas de tierra, los conductores enterrados y las conexiones equipotenciales pasan su vida útil bajo tierra o dentro de los gabinetes de los equipos. La corrosión, la tornillería floja, los cambios en el suelo y obras de construcción anteriores pueden degradarlos con el tiempo sin que nadie lo note. Una instalación puede operar durante años con una puesta a tierra deficiente sin síntomas evidentes, hasta que una falla o la caída de un rayo encuentra el punto débil. Medir es la única manera de saber qué tan bien funciona un sistema de puesta a tierra. En una instalación en operación, las pruebas deben planearse y ejecutarse con cuidado para que la actividad normal pueda continuar.

Qué depende de la puesta a tierra en un aeropuerto

Un aeropuerto necesita una puesta a tierra confiable por varias razones. Se ubica en terreno abierto, con estructuras altas como mástiles y antenas, lo que aumenta su exposición a los rayos. Una conexión a tierra de baja resistencia es lo que aleja esa energía de los edificios y los equipos. Las ayudas a la navegación, la iluminación del aeródromo y los sistemas de radio y comunicaciones son equipos electrónicos sensibles. Si la puesta a tierra y la equipotencialidad no están en buen estado, las sobretensiones y las diferencias de potencial de tierra pueden dañar componentes o interrumpir las señales de las que dependen las operaciones de vuelo. La puesta a tierra también es un sistema de seguridad para el personal. Ofrece a la corriente de falla una trayectoria intencional de regreso a la fuente, de modo que los dispositivos de protección operen con rapidez y las partes metálicas expuestas no permanezcan energizadas con tensiones de contacto peligrosas.

Carretes de cable y el tipo de instrumentos que se usan en las pruebas de resistencia de puesta a tierra. Los cables de prueba deben tenderse lejos del sistema de tierra, por eso el cable viene en carretes.

Caída de potencial y pruebas en servicio

Una medición de puesta a tierra no dice mucho si no se informa el método junto con ella. El método de referencia para medir la resistencia de un electrodo es el de caída de potencial, descrito en IEEE Std 81. Se inyecta corriente entre el sistema bajo prueba y un electrodo auxiliar remoto, se lee el potencial a intervalos entre ambos y la resistencia se toma de la meseta, donde las lecturas se estabilizan. Leer al 62 por ciento de la distancia al electrodo de corriente es un atajo común para llegar a la meseta. Solo funciona si el electrodo está lo bastante lejos y el suelo es razonablemente uniforme. En una malla grande o irregular, un electrodo colocado demasiado cerca reporta un valor cómodamente bajo que el sistema en realidad no tiene.

Cuando no es posible detener una instalación, un electrodo unido a un sistema con múltiples puestas a tierra no puede aislarse para una prueba clásica. En su lugar se usan métodos selectivos o con pinza (clamp-on), que miden solo la rama de interés mientras el sistema sigue en servicio. La resistividad del suelo es una medición aparte, que normalmente se realiza con el método Wenner de cuatro electrodos de ASTM G57 con varias separaciones entre electrodos. Explica la lectura de resistencia y permite prever cuánto la hará variar la humedad estacional. También se requieren verificaciones de continuidad y equipotencialidad entre estructuras, equipos y componentes del sistema de protección contra rayos. La resistencia a tierra no dice nada sobre si esas piezas siguen conectadas entre sí. Si con cada lectura se registran el método, la geometría de los electrodos, el clima y la temporada, las mediciones se convierten en una línea base contra la cual comparar la siguiente prueba.

Qué abarcaron las pruebas en Norman

Nuestro equipo de campo probó el sistema con métodos reconocidos por la industria. La mayor parte del trabajo consistió en medir la resistencia a tierra de los electrodos de puesta a tierra, verificar la continuidad punto a punto entre componentes unidos e inspeccionar las conexiones accesibles en busca de corrosión, daños y tornillería floja. Registramos los puntos de prueba y las lecturas, de modo que la siguiente ronda de pruebas cuente con una línea base para comparar. Un ingeniero profesional con licencia (PE) supervisó las pruebas y el informe que entregamos, el cual presenta los valores medidos junto con nuestras observaciones y recomendaciones.

¿Cuándo se probó por última vez su puesta a tierra?

La puesta a tierra protege todo lo demás en un sitio. Las personas dependen de ella, y también las estructuras y los equipos electrónicos. Además, se degrada sin ninguna señal externa, por lo que es fácil darla por sentada. Las pruebas a intervalos regulares le permiten trabajar con valores medidos en lugar de suposiciones. Detectan el deterioro antes de que algo falle y le dan los registros que necesita para planear el mantenimiento. Si nunca se ha medido la puesta a tierra de su instalación, o no se ha vuelto a probar en años, nuestros servicios de pruebas del sistema de puesta a tierra pueden indicarle en qué situación se encuentra. Este proyecto es un ejemplo de nuestro trabajo de ingeniería eléctrica. Más información: nuestro trabajo en Oklahoma.