Puesta a tierra de Ufer: Un método fiable para la seguridad eléctrica

¿Qué es la puesta a tierra de Ufer?

La puesta a tierra Ufer es una técnica de puesta a tierra de sistemas eléctricos mediante su conexión a un electrodo revestido de hormigón. El término Ufer procede del nombre de Herbert G. Ufer, un ingeniero que desarrolló este método durante la Segunda Guerra Mundial. La puesta a tierra Ufer también se conoce como puesta a tierra de hormigón o puesta a tierra de cimientos.

La puesta a tierra de Ufer no sólo era eficaz, sino también económica y sencilla de aplicar. Ufer calculó que el coste de la puesta a tierra de un depósito con su método era de unos $60, frente a los $5000 de un sistema convencional de varilla y rejilla. La puesta a tierra de Ufer también requería menos mantenimiento y pruebas, ya que el electrodo de hormigón estaba protegido de la corrosión y los daños físicos.

La puesta a tierra Ufer fue adoptada por el Ejército y la Armada de EE.UU. y más tarde por el Código Eléctrico Nacional (NEC), que la reconoció como un método de puesta a tierra aceptable en 1968. Desde entonces, la puesta a tierra Ufer se ha utilizado ampliamente en aplicaciones residenciales, comerciales e industriales, especialmente en zonas con baja conductividad del suelo o alta actividad de rayos. La puesta a tierra Ufer ha demostrado ser una forma fiable y segura de proteger los sistemas eléctricos y al personal de descargas eléctricas, incendios y sobretensiones.

¿Por qué se inventó la puesta a tierra de Ufer?

La puesta a tierra de Ufer se inventó como solución a un problema al que se enfrentaba el ejército estadounidense en la década de 1940. El Ejército necesitaba proteger sus depósitos de municiones de los rayos, pero el suelo de las zonas desérticas donde se encontraban los depósitos era demasiado seco y resistente para proporcionar una buena toma de tierra. Ufer descubrió que el hormigón, que se utilizaba para construir los depósitos, tenía una baja resistencia y podía actuar como un eficaz electrodo de tierra. Ideó una forma de conectar las partes metálicas del sistema eléctrico a los cimientos de hormigón, creando una red de tierra amplia y estable.

¿Cuáles son los beneficios de la puesta a tierra de Ufer?

La puesta a tierra de Ufer tiene varias ventajas sobre otros tipos de puesta a tierra, como los electrodos de varilla o de placa. Algunas de las ventajas son:

• La toma de tierra de Ufer es más barata y fácil de instalar, ya que no requiere cavar ni taladrar agujeros en el suelo.
• La toma de tierra Ufer es más fiable y duradera, ya que se ve menos afectada por la corrosión, la humedad, la temperatura o las condiciones del suelo.
• La puesta a tierra de Ufer proporciona una menor resistencia y una mayor capacidad de corriente de defecto, lo que mejora el rendimiento y la seguridad del sistema eléctrico.
• La toma de tierra reduce el riesgo de daños por rayo, ya que crea una vía de baja impedancia para la descarga a tierra.

¿Dónde se utiliza la toma de tierra Ufer?

La puesta a tierra de Ufer se utiliza ampliamente en edificios residenciales, comerciales e industriales, así como en sistemas de telecomunicaciones, energía y transporte. La puesta a tierra Ufer es especialmente adecuada para zonas con suelos secos, rocosos o arenosos, donde los métodos convencionales de puesta a tierra son ineficaces o poco prácticos. La puesta a tierra Ufer también está recomendada por el Código Eléctrico Nacional (NEC) y el Código Internacional de la Construcción (IBC) como práctica estándar para la puesta a tierra de sistemas eléctricos.

La puesta a tierra de los cimientos, también conocida como puesta a tierra en hormigón o puesta a tierra de los cimientos, es un método de puesta a tierra de un sistema eléctrico mediante la conexión de un conductor de electrodo de puesta a tierra a una varilla o cable de acero que se empotra en los cimientos de hormigón de un edificio. El hormigón actúa como electrolito y proporciona una vía de baja resistencia para la disipación de corrientes de fallo y sobretensiones de rayos a tierra.

Puesta a tierra de Ufer y el Código Eléctrico Nacional 250.52

Según NEC 250.52(A)(3), un electrodo revestido de hormigón puede utilizarse como electrodo de puesta a tierra para cualquier sistema eléctrico, si cumple los siguientes requisitos:

- El electrodo debe consistir en al menos 6,0 m (20 pies) de barras o varillas de refuerzo de acero conductoras de electricidad de no menos de 13 mm (1/2 pulg.) de diámetro o de al menos 6,0 m (20 pies) de conductor de cobre desnudo no inferior a 4 AWG.

- El electrodo debe estar recubierto por al menos 50 mm (2 pulg.) de hormigón, situado horizontalmente cerca del fondo o verticalmente dentro de la cimentación o zapata de hormigón que esté en contacto directo con la tierra.

- El electrodo debe estar unido al conductor del electrodo de puesta a tierra mediante un dispositivo o método aprobado, como una soldadura exotérmica, una orejeta listada o un conector a presión listado.

Si el electrodo revestido de hormigón no cumple estos requisitos, debe conectarse al sistema de puesta a tierra y debe instalarse otro electrodo de puesta a tierra que cumpla los requisitos, como una varilla de tierra convencional.

Inspecciones Ufer

Antes de verter el hormigón, el ufer (electrodo revestido de hormigón) debe ser inspeccionado por un ingeniero eléctrico cualificado o un inspector cualificado para verificar que cumple los requisitos del Código Eléctrico Nacional (NEC). Los electricistas que instalen el ufer nunca deben ser utilizados como inspectores; muchas autoridades rechazarán esa inspección.

Supongamos que el hormigón ya está vertido y no se puede acceder al ufer para inspeccionarlo. En ese caso, el instalador debe presentar documentación que demuestre que el ufer se instaló de acuerdo con la NEC. Puede incluir fotos (que cumplan ciertos requisitos estrictos), planos, facturas o certificados del fabricante o proveedor del conductor o del hormigón. Los requisitos de esta documentación suelen ser tales que debe presentarse ante un tribunal bajo un escrutinio extremo. Imagínese que alguien recibe una descarga eléctrica o se electrocuta en la estructura, la calidad de esta documentación cobrará importancia. La mayoría de los electricistas y constructores no tienen la capacidad de tomar documentación fotográfica de calidad probatoria, y contratar a un ingeniero forense fotografiar una losa resulta prohibitivo en la mayoría de los casos.

Supongamos que la documentación no está disponible o no es suficiente. En ese caso, el instalador y el inspector deben asumir que el ufer no cumple los requisitos del NEC e instalar otro electrodo de puesta a tierra que sí los cumpla, como una pica de tierra convencional. La mayoría de las veces, lo más rentable es simplemente instalar dos varillas de tierra suplementarias, que no sólo cumplen los requisitos de NEC 250.52 para la mayoría de las estructuras residenciales, sino que también cumplen los requisitos para añadir una segunda varilla de tierra si la primera varilla no cumple el requisito de 25 ohmios a tierra remota.

Prueba de caída de potencial en la conexión Ufer de una losa de hormigón

Esta prueba mide la calidad del contacto eléctrico entre el sistema eléctrico de puesta a tierra, a través de la losa de hormigón, y la tierra remota mediante el método de caída de potencial. Aquí, la prueba muestra 3,77 ohmios a tierra remota.

Otro aspecto importante de las inspecciones de ufer es asegurarse de que la losa es continua y está unida eléctricamente. Esto significa que no hay roturas ni huecos en el hormigón que interrumpan el flujo de electricidad a través del ufer. Una losa discontinua puede reducir la eficacia del ufer como electrodo de puesta a tierra y aumentar el riesgo de potenciales de paso dentro de la vivienda. Los potenciales de escalón son diferencias de tensión entre dos puntos del suelo que pueden provocar descargas eléctricas a adultos, niños o animales que caminen sobre ellos.

Prueba de continuidad de la losa Ufer

Esta prueba mide la intensidad de una señal que pasa por encima de una gran losa comercial. Aquí se mide la profundidad de una estructura metálica dentro de la losa en un lugar específico.

Para verificar la continuidad de la losa, Dreiym Engineering puede realizar una prueba de tono utilizando un generador de tonos y una sonda. El generador de tonos envía una señal a través del ufer, y la sonda la detecta en el otro extremo y en toda la losa. Si la señal es clara y constante, significa que la losa es continua y está bien adherida. Si la señal es débil o intermitente, significa que hay roturas o huecos en la losa que deben repararse o cubrirse con alambre de cobre. Dreiym Engineering también puede identificar la ubicación de las roturas o huecos y ofrecer soluciones para solucionarlos.

Cómo complementar una toma de tierra Ufer que no cumple la norma NEC 250.52

Si no dispone de la documentación o las inspecciones que demuestren que el ufer cumple los requisitos NEC, deberá instalar otro tipo de electrodo de puesta a tierra que sí los cumpla. Una de las opciones más comunes y económicas es instalar una varilla de tierra. Una barra de tierra es una varilla metálica que se clava en la tierra a una profundidad mínima de 2,5 metros. La varilla debe ser de cobre o hierro galvanizado, y debe tener un diámetro mínimo de 5/8 de pulgada para el cobre o 3/4 de pulgada para el hierro galvanizado. La varilla debe estar conectada al conductor del electrodo de puesta a tierra con una abrazadera o conector aprobados. La conexión debe ser accesible para su inspección.

Según el NEC, una sola varilla de tierra es aceptable como electrodo de puesta a tierra si tiene una resistencia a tierra remota de 25 ohmios o menos. Sin embargo, esta resistencia puede variar en función de las condiciones del suelo y del nivel de humedad. Por lo tanto, se recomienda medir la resistencia de la varilla de tierra utilizando un dispositivo llamado comprobador de resistencia de tierra. El comprobador aplica una tensión y una corriente conocidas a la varilla de tierra y mide la caída de tensión resultante.

Si la resistencia de la varilla de tierra es superior a 25 ohmios, debe instalar una segunda varilla de tierra a una distancia mínima de 6 pies de la primera, y conectarlas en paralelo con el conductor del electrodo de puesta a tierra. El NEC no exige que mida la resistencia de la segunda barra de tierra, siempre que la instale de acuerdo con las especificaciones del código. Sin embargo, es una buena práctica verificar que la resistencia de las varillas de tierra combinadas es menor que la resistencia de la varilla de tierra única.

Dreiym Engineering puede ayudarle con las pruebas de las varillas de tierra para su proyecto. Disponemos del equipo y la experiencia necesarios para realizar mediciones precisas y fiables de la resistencia de tierra. También podemos asesorarle sobre la ubicación y el espaciado óptimos de las varillas de tierra, y asegurarnos de que están correctamente conectadas al sistema de puesta a tierra. Podemos proporcionarle un informe que documente los resultados de nuestras pruebas y la conformidad de sus picas de tierra con las normas NEC.

¿Por qué elegir Dreiym Engineering para las inspecciones Ufer?

Las inspecciones de ufer son cruciales para garantizar la seguridad y fiabilidad de su sistema eléctrico. Un ufer que no cumple con las normas NEC puede comprometer la conexión a tierra de su sistema, lo que puede dar lugar a riesgos eléctricos, daños en los equipos, o cortes de energía. Por eso necesita un socio de confianza como Dreiym Engineering para realizar las inspecciones de ufer de su proyecto.

Dreiym Engineering tiene los conocimientos y la experiencia para llevar a cabo inspecciones ufer antes o después de que el hormigón se vierte. Hemos realizado cientos de inspecciones en sistemas de puesta a tierra ufer. Tenemos ingenieros eléctricos calificados e inspectores que están familiarizados con los requisitos NEC y las mejores prácticas para la instalación ufer. Podemos verificar que su ufer cumple con las especificaciones de tamaño, longitud, ubicación, envoltura, y la conexión con el conductor del electrodo de puesta a tierra. También podemos proporcionar documentación que respalde nuestras conclusiones y recomendaciones.

Si su hormigón ya está vertido y su ufer no es accesible para su inspección, podemos ayudarle a obtener o preparar la documentación necesaria para demostrar que su ufer se instaló de acuerdo con el NEC. Podemos revisar sus fotos, planos, facturas o certificados y asegurarnos de que cumplen los estrictos criterios de aceptación. También podemos comprobar la resistencia y continuidad de su sistema de puesta a tierra y proporcionarle un informe de nuestros resultados.

En Dreiym Engineering, nos preocupamos por su seguridad y satisfacción. Ofrecemos inspecciones ufer a precios competitivos y horarios flexibles. Trabajamos con contratistas, propietarios de viviendas, arquitectos e ingenieros para asegurar que su sistema eléctrico está conectado a tierra correctamente y cumple con el NEC. Póngase en contacto con nosotros hoy para programar su inspección ufer o para obtener más información sobre nuestros servicios.

Consulte siempre a su instalador/diseñador eléctrico autorizado para asegurarse de que se cumplen todos los requisitos del NEC y otros códigos aplicables.