La importancia de la varilla de tierra en sistemas de puesta a tierra

Descubre la importancia de la varilla de tierra en sistemas de puesta a tierra. La varilla de tierra es un componente crucial en los sistemas de puesta a tierra. Según lo establecido en la sección 250-52(c) del Código, se requiere que la varilla de tierra tenga una longitud mínima de 2.44 metros (8 pies) y un diámetro mínimo de 13 mm (½ pulgada). Estas medidas aseguran una superficie de contacto directo con la tierra de aproximadamente 312 cm2 (150 pulgadas cuadradas). Se ha comprobado que aumentar la longitud de la varilla tiene un impacto más favorable en la resistencia de la tierra que aumentar su diámetro. En la imagen adjunta se ilustra la teoría de la varilla de tierra y las resistencias involucradas. Hay tres resistencias que debemos considerar:

1. Resistencia de la varilla en sí misma.
2. Resistencia en el contacto entre la varilla y la tierra.
3. Resistencia de la tierra que rodea la varilla.

La resistencia del material conductor de la varilla suele ser insignificante y despreciable. Si la varilla de tierra se mantiene libre de grasa, pintura u otros materiales no conductores, como se indica en las secciones 250-12 y 250-52, y la tierra se compacta firmemente alrededor de la varilla, la resistencia en el contacto también será muy baja y se puede considerar despreciable.

La resistencia de la tierra se puede visualizar como capas concéntricas alrededor de la varilla. En la imagen se muestra una representación de la varilla de tierra con capas concéntricas. La capa más cercana a la varilla tiene una menor superficie y, por lo tanto, presenta una mayor resistencia.

A medida que aumenta el área de cada capa, se incrementa el área alrededor de la varilla, lo que proporciona un mayor número de trayectorias para el flujo de electrones. Esto se puede comparar con un conductor: cuanto mayor sea la sección transversal del conductor, menor será su resistencia.

La teoría de las capas concéntricas alrededor del electrodo también explica por qué un electrodo de mayor longitud puede disipar mejor los electrones en la tierra que uno de menor longitud.

Podemos pensar en el electrodo de tierra como un sistema de riego. El electrodo tiene múltiples trayectorias potenciales o puntos de riego donde los electrones entran a tierra. Este efecto de riego proporciona diversos caminos que los electrones siguen para conectarse a la tierra.

Cuando el electrodo de tierra no establece un buen contacto con la tierra, esa unión generará calor, al igual que cualquier otra unión de alta resistencia. En áreas donde el suelo tiene una composición arenosa, el calor generado por los electrones que intentan conectarse a tierra puede ser tan intenso que la arena puede llegar a cristalizarse. Aunque existan múltiples trayectorias para los electrones, la mayoría de ellos ingresarán por la parte inferior del electrodo. Los altos voltajes, especialmente la energía de un rayo, tienden a viajar en línea recta.