Calculadora de Electrodos de Tierra
La calculadora de electrodos de tierra calcula la resistencia de puesta a tierra de sistemas de electrodos, combinando diferentes configuraciones (conductores, picas y placas verticales/horizontales) según las características del terreno.
Con esta herramienta conseguimos la optimización de recursos, ya que nos permite simular distintas combinaciones de electrodos antes de la instalación física.
Los cálculos se basan en la ITC-BT-18 del REBT, que define fórmulas de cálculo para resistencias de electrodos y las Normas Técnicas de la Edificación NTE-IEP, que proporciona recomendaciones para la instalación de electrodos en diferentes entornos.
Las calculadoras de tierras se han convertido en herramientas indispensables para profesionales y estudiantes del sector eléctrico, simplificando enormemente el complejo proceso de determinar la resistencia de puesta a tierra óptima.
Esta calculadora es una herramienta de asistencia para el dimensionamiento preliminar y no sustituye el asesoramiento de un profesional cualificado. Los cálculos se basan en la normativa REBT vigente en España, pero las condiciones reales de cada instalación pueden variar. Siempre se debe consultar a un electricista o ingeniero antes de realizar cualquier trabajo.
Contenidos
Funcionamiento de la Calculadora de Electrodos de Tierra
El funcionamiento de esta calculadora de tierras es muy sencillo, obteniéndose rápidamente el valor global de la resistencia de puesta a tierra combinando diferentes electrodos.
El usuario elige un tipo de suelo (ej: arcilla plástica) de un listado predefinido, y la calculadora autocompleta su resistividad (Ω·m), editable manualmente. Después, se seleccionan los electrodos a usar (conductores, picas y placas). Para cada uno, se introducen sus correspondientes datos.
La herramienta realiza el cálculo automático aplicando las fórmulas normativas para determinar la resistencia individual de cada electrodo y la resistencia total (combinación en paralelo). Finalmente, muestra la resistencia RT por electrodo y el valor global.
Datos del Tipo de Terreno
Mediante un campo desplegable se muestran diversos tipos de terreno que corresponden a los indicados en la ITC-BT-18 del REBT y en las normas técnicas de la edificación NTE-IEP:
– Terrenos orgánicos, arcillas y margas
– Arenas arcillosas y graveras, rocas sedimentarias y metamórficas
– Calizas agrietadas y rocas eruptivas
– Grava y arena silícea
– Terrenos pantanosos
– Margas del Jurásico
– Arcilla plástica
– Limo
– Turba húmeda
– Humus
– Margas y arcillas compactas
– Pizarras
– Calizas blandas
– Suelo pedregoso cubierto de césped
– Granito y gres muy alterado
– Roca de mica y cuarzo
– Suelo pedregoso desnudo
– Calizas compactas
– Granitos y gres procedente de alteración
Resistividad del Terreno
Al seleccionar un tipo de terreno del (ej: "Humus" o "Pizarras"), el campo de resistividad se llena automáticamente con el valor estándar según la ITC-BT-18 y NTE-IEP. Por ejemplo:
* Terreno: "Limo" → 100 Ω·m.
* Terreno: "Calizas blandas" → 300 Ω·m.
Hay que tener en cuenta que la resistividad de muchos de estos terrenos se suele indicar en un intervalo desde un valor mínimo a un valor máximo. En esos casos, la calculadora muestra el valor máximo o más desfavorable.
No obstante, el usuario puede sobrescribir el valor autocompletado para ajustarlo a mediciones reales o condiciones específicas del proyecto. Así, si un estudio geotécnico reporta una resistividad de 85 Ω·m (no 100 Ω·m), el usuario introduce el valor exacto.
La resistividad es clave para calcular la resistencia de tierra. Un error aquí afecta directamente a la seguridad de la instalación. Para proyectos profesionales, se deben realizar mediciones in situ con un telurómetro.
La flexibilidad de este campo (autocompletado + edición) garantiza precisión tanto en diseños preliminares como en proyectos reales.
Selección de Electrodos
Mediante casillas de verificación se eligen los tipos de electrodos que se van a utilizar. Se puede elegir entre conductor, pica, placa vertical y placa horizontal.
Al marcar cada uno, se despliegan sus campos específicos para poder indicar sus datos.
Parámetros de Electrodos
Los campos de esta sección se activan dinámicamente según los tipos de electrodos seleccionados (conductor, picas, placas verticales u horizontales). Cada electrodo tiene parámetros específicos que el usuario debe completar.
● Longitud total de conductor (m): es la suma de todos los tramos de conductor enterrados en el terreno, independientemente de su configuración (lineal, anillo, radial, etc.). Por ejemplo:
* Anillo perimetral: si se instala un conductor de 20 m alrededor de un edificio, se introduce "20".
* Configuración en estrella: si se usan 3 tramos de 5 m cada uno, se introduce "15" (5 m x 3).
Se debe incluir solo la longitud enterrada.
● Picas:
– Número de picas: cantidad total de picas idénticas instaladas en el terreno. Este es un campo de entrada de tipo entero (≥1, sin decimales). Por ejemplo, sistema básico de 3 picas → "3".
– Longitud por pica (m): es la longitud individual de cada pica (todas se suponen iguales). Los valores típicos son de 1.5 m a 3 m, aunque se puede introducir cualquier valor. Por ejemplo, picas estándar de 2 m → "2".
La resistencia de una pica disminuye con la profundidad, pero no linealmente.
● Placas (Verticales/Horizontales):
– Número de placas: cantidad total de placas instaladas, ya sean verticales u horizontales. Es un campo de entrada de tipo entero (≥1, sin decimales). Por ejemplo, sistema con 2 placas → "2".
– Perímetro por placa (m): es el perímetro de una placa individual (todas deben ser iguales). Para placas cuadradas o rectangulares, se calcula como P = 2 × (a + b). Por ejemplo:
* Placa cuadrada de 0.5 m de lado: 2 × (0.5 + 0.5) = 2 m → "2".
* Placa rectangular de 1 m x 0.5 m: 2 × (1 + 0.5) = 3 m → "3".
Resultados de la Calculadora de Electrodos de Tierra
En este apartado aparecen varios cálculos. Las fórmulas a utilizar para calcular la resistencia de tierra RT de cada electrodo se indican en la ITC-BT 18.
Se muestra el cálculo de la resistencia de paso a tierra que supone cada tipo de electrodo:
– Para un conductor, la resistencia RT de paso a tierra será:
– En el caso de una pica, la resistencia RT de paso a tierra se calcula así:
– La resistencia RT de paso a tierra de una placa instalada verticalmente se calcula como:
– La resistencia RT de paso a tierra de una placa instalada verticalmente se calcula así:
donde:
ρ = resistividad del terreno (Ω·m)
L = longitud del conductores (m)
P = perímetro de la placa (m)
Si hay n electrodos iguales de resistencia Re cada uno, la resistencia del conjunto será:
Finalmente, se calcula la resistencia de tierra total realizando la combinación en paralelo de todas las resistencias de paso a tierra de los electrodos.
Consideraciones Importantes de la Calculadora de Electrodos de Tierra
Esta calculadora proporciona resultados teóricos basados en la normativas, pero es fundamental tener en cuenta los siguientes aspectos para garantizar la precisión y seguridad de los cálculos:
● Limitaciones de los resultados: los valores calculados son aproximaciones basadas en fórmulas normativas y resistividades promedio. No consideran variaciones locales del terreno (estratificación, humedad estacional, contaminación química).
Se asume una instalación perfecta (profundidad uniforme y contacto óptimo con el terreno). Además, factores como corrosión, aflojamiento de conexiones o compactación irregular pueden alterar la resistencia real.
● Validación de mediciones: para instalaciones definitivas, realizar mediciones in situ con un telurómetro (ohmímetro de tierra) y comparar con los resultados teóricos.
Se debe tener en cuenta que la resistividad varía con la temperatura y humedad. Por ello, se debe medir en épocas secas y húmedas para obtener un rango realista.
● Combinación de electrodos: para evitar interferencias, la separación entre picas/placas debe ser ≥ 2 veces la longitud del electrodo más largo. Por ejemplo, si se usan picas de 3 m, la distancia mínima entre ellas debe ser 6 m.
Se recomiendan estas configuraciones:
– Anillos de conductor + picas: eficaces para grandes áreas.
– Placas verticales: ideales para terrenos rocosos o con capas superficiales secas.
● Factores externos: es importante considerar que en zonas con heladas o sequías extremas, la resistividad puede multiplicarse por 10. Considerar siempre el peor escenario.
En terrenos de alta resistividad (>500 Ω·m), se pueden usar sales o bentonita para reducirla. No obstante, se debe tener en cuenta que estos materiales pueden corroer electrodos metálicos con el tiempo.
⚠️ Esta herramienta es una guía para etapas preliminares. Sin embargo, en proyectos con terrenos complejos con capas de resistividad muy diferente (ej: roca bajo arcilla), consultar un estudio geotécnico o involucrar a un ingeniero especializado en puestas a tierra.
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