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Luz Helena González V.
Dirección Periodística
Marcela Aranguren Riaño
Diseño y Diagramación
Alejandro Lugo
© 2007 Procables S.A. C.I.
- Infocables
En esta edición de InfoCables, incluimos una nueva sección,
denominada “Caso de Éxito”, en la cual queremos divulgar proyectos de gran importancia, donde se han utilizado conductores
eléctricos fabricados por Procables. Aquí, se puede apreciar la
confianza de clientes de gran talla nacional y latinoamericana,
depositada en los productos de Procables; esto ratifica nuestra excelente calidad, amparada por todas las certificaciones de
producto que nos han otorgado reconocidos entes internacionales y nacionales.
También, es nuestro interés, referirnos en esta oportunidad a las
tendencias e historial de la utilización de los productos de aluminio, renglón del mercado en el cual nos destacamos por el liderazgo en la fabricación de las diferentes aleaciones; igualmente,
porque somos auto proveedores de Alambrón de Aluminio al igual
que de Cobre.
Finalmente, invitamos a dos conocedores de los Sistemas de
Puestas a Tierra, a compartir con los lectores respuestas a varios
interrogantes acerca de este tema. El Ingeniero Favio Casas, autor del libro “Tierras, Soporte de la Seguridad Eléctrica”, Gerente
de la empresa Seguridad Eléctrica y el Ingeniero Luís Fernando
León, Gerente de SPAT Electric de Colombia, los dos con gran
experiencia en instalaciones de Puestas a Tierra y servicios de
consultoría.
Nota: Si usted desea recibir esta publicación, vía internet o si tiene
alguna pregunta sobre los temas aquí tratados, por favor,
escríbanos al correo electrónico: [email protected]
Contenido
3
Conductores de aluminio.
7
Procables: Implícito en grandes proyectos.
10
Sistemas de Puestas a Tierra.
Conductores de Aluminio:
Aleaciones 1350, 6201
y serie 8000
Por: Raúl Ortiz, Ing. de Soporte Técnico
Desarrollos de Procables
en conductores de Aluminio
A continuación, explicamos cada tipo de conductor
y aleaciones:
Procables, viene incursionando de manera importante en el mercado de conductores de aluminio
en el país, con proyección hacia los mercados internacionales que viene conquistando desde hace
algunos años.
1. Conductores de Aluminio 1350, AAC y
ACSR
Utiliza el aluminio en diferentes tipos de aleaciones
para abastecer el amplio mercado de conductores
desnudos y aislados, tanto monopolares como multipolares, cumpliendo con las exigencias técnicas
de las respectivas normas.
En la actualidad, las referencias de cables que
ofrece la compañía son: ACSR, AAAC, ACAR,
THW, THHW y duplex, triplex, cuadruplex, acometidas con neutro concéntrico, USE y XHHW.
Procables mantiene inventarios permanentes
de las referencias más demandadas por el mercado tanto en cables ACSR como en aislados
tipo THW y multiplex 90ºC con aislamiento en
XLPE.
Hoy en día, con su integración vertical, desde la
producción de diferentes tipos de aleación, Procables abastece aproximadamente el 50% de
la producción nacional de cables de aluminio, a
través de una amplia red de distribuidores del
ramo eléctrico y/o contratistas de obra y está
presente en los grandes proyectos de los sectores de generación y transmisión de energía
del país.
Los cables de aluminio 1350, AAC (All Aluminum
Conductor) (Conductividad 61,0%, densidad 2,705
g/cm3), utilizados en las líneas de transmisión y
distribución, tienen muy buenas características en
cuanto a la relación conductividad / peso y resistencia a la corrosión. Sin embargo, por su baja carga a
la rotura, han sido reemplazados
por cables ACSR (Aluminum
Conductor Steel Reinforced),
compuestos por un núcleo de
acero galvanizado, para proporcionar mayor carga a la
rotura y una o más capas de
hilos de aluminio 1350 para
proveer la misma resistencia
eléctrica que el AAC.
2. Conductores de
Aleación de Aluminio
6201 - T81, AAAC
Posteriormente se han venido reemplazando los cables ACSR por cables de
Aleación de Aluminio 6201
(Conductividad 52,5%, densidad 2,690 g/cm3) denominados AAAC (All Aluminum Alloy Conductor),
con las ventajas descritas
a continuación:
Infocables - Tabla comparativa de cables ACSR y sus equivalentes en AAAC
Calibre
Diámetro
Peso
Carga a la rotura
(CR)
kg/km
kgf
Relación
CR / peso
AWG/ kcmil
kcmil
mm
ACSR
AAAC
ACSR
AAAC
ACSR
AAAC
ACSR
AAAC
ACSR
6
Turkey
30,58
Akron
5,04
53,7
45,2
540
503
4
Swan
48,69
Alton
6,36
85,4
67,7
844
2
Sparrow
77,47
Ames
8,02
136
108
1/0
Raven
123,3
Azusa
10,11
216
2/0
Quail
155,4
Anaheim
11,35
3/0
Pigeon
195,7
Amherst
4/0
Penguin
Capacidad
de corriente
A
A
AAAC
ACSR
AAAC
10,1
11,1
106
107
798
9,9
11,8
140
143
1293
1270
9,5
11,8
184
191
171
1987
1939
9,2
11,3
242
256
272
216
2404
2445
8,8
11,3
276
296
12,74
343
272
3003
3080
8,8
11,3
315
342
246,9
Alliance
14,31
433
343
3788
3883
8,8
11,3
359
395
266,8
Partidge
312,8
Butte
16,30
547
435
5124
4767
9,4
11,0
457
460
336,4
Linnet
394,5
Canton
18,30
688
549
6393
6013
9,3
11,0
529
532
397,5
Ibis
465,4
Cairo
19,88
814
647
7380
7092
9,1
11,0
587
590
477,0
Hawk
559,5
Darien
21,79
977
778
8860
8527
9,1
11,0
656
663
556,5
Dove
652,4
Elgin
23,54
1141
907
10255
9943
9,0
11,0
726
729
636
Grosbeak
740,8
Flint
25,16
1304
1030
11432
11048
8,9
10,7
789
790
795
Drake
927,2
Greeley
28,15
1629
1289
14292
13827
8,5
10,7
907
908
- Infocables
a) Resistencia a la corrosión.
La construcción de los conductores ACSR, siendo bi-metálica (Acero-Aluminio), es altamente
susceptible a la corrosión galvánica, lo cual no
sucede con los conductores con Aluminio 6201
(AAAC) que adicionalmente son muy resistentes
a condiciones ambientales severas como salinidad, golpe de arena y contaminación química e
industrial.
b) Relación Carga a la rotura / peso
La relación resistencia a la rotura / peso de los
conductores de aleación de aluminio 6201, es superior a la de los conductores ACSR (Ver tabla),
y por consiguiente se requieren apoyos (torres y
postes) más livianos o vanos más largos.
c) Económicas
El costo por metro para cables AAAC (6201), comparado con los equivalentes en ACSR, son aproximadamente iguales. Los costos de operación para
líneas con AAAC son menores, teniendo en cuenta que su menor peso y su mayor relación carga a
la rotura / peso, comparada con los cables ACSR,
como lo mencionado en el punto anterior, requiere
apoyos (torres o postes) más livianos y menor cantidad de cimentación de los mismos, o vanos más
largos y menor cantidad de postes o torres.
d) Capacidad de conducción de corriente
Para los cables AAAC equivalentes a los respectivos cables en ACSR, la capacidad de corriente es
mayor (Ver tabla).
e) Durabilidad y Dureza
Los cables de aleación de aluminio 6201 tienen
una superficie más dura que el aluminio grado
1350 de los cables ACSR. Esto reduce los daños
causados durante el tendido e instalación y la erosión por el golpe de arena.
f) Funcionalidad de conexiones y empalmes
La construcción de conductores de un solo metal,
aluminio 6201, hace práctico el uso de empalmes
y conexiones terminales simples. Adicionalmente, el aluminio 6201 es más duro que el aluminio
grado 1350, lo cual ofrece una mejor superficie
de contacto.
3. Conductores de Aluminio serie 8000
El material usado en la fabricación de alambres y
cables de aluminio, conocidos como conductores
de aluminio para instalaciones interiores debe ser
de grado eléctrico, conforme a la aleación de aluminio serie AA-8000 (Conductividad 61,0%, densidad 2,710 g/cm3), según lo expresamente indicado
en la Sección 310 de Conductores para Instalaciones en General, Artículo 310-14, del Código Eléctrico Nacional (CEN) NTC 2050, el cual textualmente dice lo siguiente:
ARTICULO 310 – CONDUCTORES PARA INSTALACIONES EN GENERAL
310-14. Material de los conductores de aluminio.
Los conductores macizos de aluminio de calibre 8
AWG, 10 AWG y 12 AWG, deben estar hechos de
aleación de aluminio de grado eléctrico AA-8000.
Los conductores de aluminio trenzados desde el
No. 8 hasta el 1000 kcmil, de tipo XHHW, THW,
THHW, THWN, THHN, conductor de acometida
de tipo SE Estilo U y SE Estilo R, deben estar hechos de aleación de aluminio de grado eléctrico
AA-8000.
(Tomado del CEN (Código Eléctrico Nacional)
NTC-2050, página 174).
Esta aleación de aluminio serie AA-8000, fue desarrollada, con el propósito de resolver los problemas de flexibilidad y conectividad, encontrados
en los conductores construidos con la aleación
de aluminio 1350, los cuales tenían problemas
de calentamiento (llegando incluso a presentarse fuego) en los puntos terminales de conexión.
Estos inconvenientes eran más frecuentes en los
conductores sólidos calibre 12 y 10 AWG, usados
en circuitos derivados de las instalaciones residenciales, aunque también se presentaban en los
otros calibres.
Debido al método de procesamiento convencional
de la aleación de aluminio 1350 y su composición
química, los conductores que se obtienen son muy
duros y quebradizos; por esta razón, al ser usados
como “building wires” se ven afectados durante su
funcionamiento por el efecto llamado “cold flow”
(fluencia en frío) que se presenta en los terminales de
conexión (sean estos, interruptores, tomacorrientes,
disyuntores, barras, etc.) por el paso de la corriente
eléctrica a través de ellos, provocando calentamien-
Infocables - tos en diferente proporción entre el conductor y el
elemento de conexión al cual se encuentra fijado.
El desarrollo de la aleación AA-8000, resolvió todos estos problemas, incluido el fenómeno que
presenta la 1350 de incrementar su tendencia a
la fatiga por deslizamiento (conocida como efecto
“creep”). Esta nueva serie AA-8000 dispone de tasas de “creep” mucho más manejables, las cuales
permiten una mayor estabilidad de la conectividad,
por ser de un material de mayor maleabilidad, que
facilita la realización de empalmes y conexiones
más seguras. Además, los conductores de aluminio fabricados con aleación serie AA-8000, tienen
las suficientes propiedades mecánicas de “límite
elástico“ (yield strength) para poder ser instalados
en los distintos tipos de canalización eléctrica.
Por lo expuesto anteriormente, la NFPA (National
Fire Protection Association) organización internacional dedicada al establecimiento de normas de
protección, con sede en los Estados Unidos de
Norteamérica, determinó en el National Electrical
Code (NEC) la obligatoriedad del uso de la serie
AA-8000 en los “building wires” de aluminio.
Como complemento a lo anterior, es importante
citar algunos apartes del Capítulo VII, artículo 40,
del RETIE, el cual hace referencia al cumplimiento
de los siete primeros capítulos de la NTC 2050,
en materia de requisitos de instalaciones para uso
final de la electricidad:
- Infocables
..... Debido a que el contenido de la NTC 2050, Primera Actualización, (Código Eléctrico Colombiano),
del 25 de noviembre de 1998, basada en la norma
técnica NFPA 70, encaja dentro del enfoque que
debe tener un reglamento técnico y considerando
que tiene plena aplicación en el proceso de utilización de la energía eléctrica, se declaran de obligatorio cumplimiento, los primeros siete capítulos,
que en forma resumida comprenden:
Cap. 1. Definiciones y requisitos generales para instalaciones eléctricas.
Cap. 2. Los requisitos de alambrado y protecciones.
Cap. 3. Los métodos y materiales de las instalaciones.
Cap. 4. Los requisitos de instalación para equipos y
elementos de uso general.
Cap. 5. Los requisitos para ambientes especiales.
Cap. 6. Los requisitos para equipos especiales.
Cap. 7. Las condiciones especiales de las instalaciones.
GLOSARIO:
Corrosión galvánica: Corrosión electroquímica
acelerada que se produce cuando un metal está
en contacto eléctrico con otro más noble, estando
ambos metales en el mismo medio corrosivo (electrolítico) y circula una corriente entre ellos.
Código Eléctrico Nacional: NTC 2050.- Normas
para instalaciones eléctricas. Reglamento de seguridad, que en Colombia gobierna toda clase de
construcciones e instalaciones eléctricas.
Caso de éxito
La marca Procables:
Implícita en los grandes proyectos
Por: Marcela Aranguren Riaño, Dirección periodística. Fotos: Cortesía Interconexión Eléctrica S.A.
vuelta al mundo. Y para que este sueño se haga
realidad, faltan sólo cerca de tres mil kilómetros de
circuitos que vendrán asociados a la consecución
de nuevos proyectos y traerán consigo indudables
retos a la ingeniería y a los proveedores.
El Grupo Empresarial ISA, es uno de los protagonistas de los sectores, eléctrico y de telecomunicaciones en Latinoamérica, con presencia en todos los
países de la Comunidad Andina –CAN– y en Mercosur. Desarrolla sus actividades mediante su empresa
matriz, Interconexión Eléctrica S.A. –ISA–.
Cuenta con siete empresas en el sector de la
energía en Colombia, Perú, Bolivia y Brasil: (ISA,
TRANSELCA, ISA Perú, Red de Energía del Perú
–REP–, ISA Bolivia, Companhia de Transmissão de Energia Elétrica Paulista – CTEEP- y XM
–Compañía de Expertos en Mercados–) y dos en
el sector de las telecomunicaciones (INTERNEXA
y FLYCOM COMUNICACIONES).
Durante sus 3 décadas de trayectoria, Procables
ha participado en innumerables proyectos de gran
envergadura, a nivel nacional e internacional, los
cuales han sido parte importante del desarrollo del
País y de Latinoamérica.
Hoy, ISA, uno de nuestros principales clientes del
sector de energía, reseña a continuación algunos
de los proyectos en los que se han utilizado conductores eléctricos de Procables, con gran éxito.
En unos pocos años el Grupo ISA aspira a contar con una red que, en extensión, podría darle la
En este proceso expansivo, ISA ha confiado en la
calidad de Procables, fortaleciendo su relación de
más de 25 años, a través de los cuales han trabajado de forma conjunta en la ejecución de importantes proyectos de infraestructura en Colombia y
algunos de sus países vecinos.
Una relación de confianza
A través de los años, Interconexión Eléctrica S.A.,
ha percibido seguridad al utilizar la marca Procables, fundamentalmente porque siempre se le han
suministrado productos de alta calidad, los cuales
Infocables - han sido empleados para el desarrollo de importantes proyectos como:
• La hidroeléctrica Jaguas, en el departamento de
Antioquia
• La red de distribución en el Valle de Tenza en
Boyacá.
• Algunos proyectos de electrificación rural en varios departamentos del país.
• La reposición de líneas en subestaciones y de líneas
de transmisión a 230 kV y 500 kV en Colombia.
• La construcción de la variante San Bernardino
(Popayán) – Jamondino (Pasto) a 230 kV.
• La reposición de las líneas San Carlos (Antioquia)
– Esmeralda (Caldas) y Ancón Sur (Antioquia).
• La construcción de la interconexión Colombia
– Ecuador a 230 kV.
• La construcción de la línea Virginia (Risaralda)
– Cértegui (Chocó) a 115 kV.
• La expansión de la filial Red de Energía del Perú
– REP-,
• y la construcción de la red para ISA Bolivia, inaugurada a finales de 2005.
“En total, se trata de un importante cúmulo de proyectos que nos han permitido compartir un intere-
- Infocables
sante proceso de crecimiento, aportando desarrollo
a nuestro país y llevando experiencia y tecnología a
otras fronteras”, afirma el Gerente de Construcción
y Materiales de ISA, Jorge Iván López B.
El corredor de transporte de energía
más grande del país
Con productos suministrados por Procables, ISA
construye actualmente un ambicioso proyecto de
transporte de energía que permitirá reforzar la capacidad de intercambio de energía entre el centro
y la Costa Atlántica, en un corredor eléctrico de
cerca de 1.000 kilómetros, el cual ofrecerá mayor
calidad y confiabilidad en la prestación del servicio de energía.
El corredor tiene dos tramos: El primero, denominado Primavera - Bacatá a 500 mil voltios, el
cual hace un recorrido que comienza en Cimitarra
(Santander) y termina en Tenjo (Cundinamarca); el
segundo, Bolívar - Primavera a 500 mil voltios, que
inicia en Cimitarra (Santander) y culmina en Cartagena (Bolívar), pasando por las subestaciones de
Ocaña (Norte de Santander) y El Copey (Cesar).
Caso de éxito
“Poner en operación este proyecto, ha significado para Interconexión Eléctrica S.A. un gran reto,
por tratarse de la más grande obra de transporte de energía que se ha construido en la historia
del país, razón más que suficiente para contar
con materiales de excelente calidad. El resultado
es muy satisfactorio, pues a pocos meses de la
entrega, la obra se anticipa a los cronogramas”,
asegura ISA.
Panorama de crecimiento
“ISA aspira a seguir creciendo y para hacerlo
cuenta con el apoyo de sus proveedores; por eso,
ve con tan buenos ojos que empresas como Procables inviertan en nuevas plantas, operadas por
personas altamente calificadas, equipadas con las
mejores máquinas y certificadas nacional e internacionalmente”.
“Procables cuenta con la certificación de calidad
en sus productos, de países como Estados Unidos, México, República Dominicana, Costa Rica,
Venezuela y Ecuador, que de hecho hacen parte
del escenario en el cual se mueve o aspira a moverse ISA en el futuro”.
El corredor eléctrico a 500kV, que construye actualmente ISA,
tendrá un recorrido de 1065 km y cuenta con un total de 2201
torres de transmisión de energía.
“Por esta y muchas otras razones, ISA cuenta con
el portafolio de productos Procables para incursionar a cualquier nuevo mercado, donde puedan
surgir interesantes oportunidades de negocio”, señala Interconexión Eléctrica S.A.
“Es una compañía que cuenta con una clara visión,
que está alimentada por el compromiso y el deseo
de crecer, haciendo las cosas bien, con lo cual han
logrado el reconocimiento y la importancia del medio y el respeto de entidades como la nuestra”.
Futuro promisorio
“Procables ha sido una de las compañías colombianas del sector eléctrico que evidencia una notable
convicción de invertir, amparada en una sólida capacidad técnica y financiera, con lo cual se ha convertido en un importante proveedor para ISA en el desarrollo de proyectos en Colombia y en el exterior”.
Para el Gerente de Construcción y Materiales de
ISA, Jorge Iván López B., “Procables se ha distinguido como una compañía visionaria, que de la
mano de entidades como ISA han creído en la expansión como el camino fundamental para sobresalir en el mercado”.
Según Jorge Iván López B. “Procables trabaja con
estándares de calidad que le han permitido a empresas como ISA contar con la confianza y seguridad requeridas para emprender nuevas iniciativas
de negocio”.
El Gerente de Construcción y Materiales de ISA
concluye afirmando que ve en Procables “una importante dinámica de crecimiento, no sólo en el
sector de cables, en el que ha venido incursionando con mucho éxito, sino también en la producción
de nuevos insumos o incluso probando en la construcción de nuevos proyectos”.
Infocables - La importancia
de las Puestas a Tierra
Entrevista por: Marcela Aranguren Riaño, Dirección Periodística.
En esta edición, InfoCables le dedica un espacio a las
puestas a tierra, las cuales han cobrado una especial
importancia en Colombia, particularmente desde la vigencia del RETIE. Este tema ha sido tan controvertido,
que en esta oportunidad, InfoCables ha consultado
con los Ingenieros, Favio Casas y Luis Fernando León,
quienes nos presentan a continuación y de manera independiente, dos posturas distintas al respecto.
Favio Casas
Diagramas: “Tierras Soporte de la Seguridad Electrica” 3ra. ed.
Favio Casas O.
cimientos de un edificio: Si las bases no están bien,
el edificio se cae; si la puesta a tierra se concibe
erróneamente, las bases de la seguridad de las
instalaciones, fallan.
La puesta a tierra, es una conexión con el suelo y
la instalación eléctrica, permitiendo que cualquier
descarga o falla se vaya a la tierra, protegiendo la
vida humana, los bienes, y el entorno.
Es tan importante, que a partir de 1904, la Ingeniería determinó que el sistema se debía implementar
en todas las instalaciones.
Mitos
Hasta hace unos 15 años, nadie le prestaba atención, pues los equipos, por lo general electrodomésticos (la plancha, la nevera, la estufa) eran robustos y aguantaban muchas sobrecargas. Nadie
tenía equipos electrónicos.
Desde hace 15 años, cuando los computadores empezaron a poblar el mundo y la gente comenzó a volverse dependiente de ellos, éstos demostraron ser
muy sensibles ante las descargas eléctricas. Con la
era electrónica, surgieron una serie de problemas y
el tema de las puestas a tierra, que estuvo relegado
durante 90 años, cobró una importancia enorme.
¿Qué son las puestas a tierra?
El sistema de puesta a tierra es comparable a los
10 - Infocables
Los mitos nacieron, en parte, porque el tema se
desarrolló, desde los primeros años, de manera
muy empírica, surgiendo prácticas erróneas de
puesta a tierra como:
• Llenar una matera de tierra.
Sección Técnica
• Prenderse del tubo del agua, creencia que se
vino abajo cuando se pasó del uso de tuberías
metálicas a las de PVC.
Protegerse de los rayos con un espejo tapado, un
disparo al aire o llenando de sal la puesta a tierra,
supuestamente para canalizar el rayo.
¿Cómo se estructura una puesta a tierra
idónea?
Es necesario enterrar con tal profundidad el sistema, basado en un material conductor y resistente
a la corrosión, para garantizar la durabilidad de los
equipos.
Por ejemplo, los cables de cobre tienen una gran
durabilidad, mientras los de aluminio no, porque
este metal es atacado en el fondo de la tierra y
tiende a desaparecer. El hierro, por su parte, aunque es un metal conductor, también es susceptible
de desaparecer.
En conclusión, el sistema de puesta a tierra ideal
consiste en enterrar metales o cables que aguanten la corrosión, complementado con una conexión
que parte del nivel del piso hacia arriba, donde se
emplean cables de dimensiones adecuadas, según sea el caso.
Para determinar las dimensiones correctas, es
importante tener en cuenta los tres conductores
básicos:
1. El conductor de protección
2. El conductor de tierra aislada y
3. El neutro;
Son tres tipos de conductores muy delicados, pues
el primero protege las personas, el segundo los equipos electrónicos y el último es el camino de retorno.
Muchos de los incendios ocasionados en instalaciones antiguas se deben a que el neutro tiene un
calibre menor al que debería tener; esto sucede
por tratarse de instalaciones muy antiguas o por
desconocimiento de quien hace la instalación.
Aporte del RETIE
El Reglamento marca un antes y un después. En
Colombia no teníamos un documento que fuera
coercitivo y de aplicación forzosa. Antes teníamos
la norma NTC 2050, conocida como Código Eléctrico Colombiano, que mediante un acto administrativo gubernamental se convirtió en obligatoria.
Eso fue entre 1984 y el 2001. Sin embargo, aunque la norma se convirtió en obligatoria, no penalizaba a quien no la cumpliera.
El RETIE cambia completamente el concepto, porque se convierte en un instrumento Técnico-Legal,
pues quien infrinja la norma se va a ver sometido a
unas penalizaciones.
Como el tema de tierras era tan polémico, necesariamente se involucró en el documento y se planteó
una propuesta, como se hizo en los otros temas,
de un sistema basado en normas internacionales.
El tratado de obstáculos técnicos al comercio determina que si un reglamento tiene esa base en
normas internacionales, nadie lo puede objetar.
La implementación del Reglamento se tomó con
sorpresa, especialmente en el tema de Puestas a
Tierra, básicamente por tratarse de un asunto tan
controvertido, relativamente joven en la ingeniería,
donde muchas personas desconocían las normas
internacionales.
Sin embargo, el Ministerio de Minas y Energía, entre el período 2002 – 2005, lo puso en discusión
de los ingenieros y técnicos colombianos. Eso
enriqueció el documento en general y el tema de
Tierras, en particular.
Se hicieron muchos foros académicos, con universidades, asociaciones de ingenieros, y en el mismo
Ministerio, para escuchar los aportes de la gente, lográndose durante esos cuatro años de debates, consolidar un documento, producto del consenso de todo
el mundo para que no fuera algo impuesto. Cuando
el RETIE entró en vigencia, ya la gente lo conocía, no
era algo nuevo, razón por la cual lleva año y medio de
vigencia donde no se han presentado demandas.
Infocables - 11
¿Qué especifica el Retie en materia de
puestas a tierra y tipos de conductores?
CONDUCTIVIDAD
(%)
Tm
(˚C)
kf
Cobre blando
100
1083
7
Cobre duro cuando se utiliza soldadura
exotérmica
97
1084
7,06
Cobre duro cuando se utilizan conexiones
mecánicas a presión
97
250
11,78
MATERIAL
Alambre de acero recubierto de cobre
40
1084
10,45
Alambre de acero recubierto de cobre
30
1084
14,64
Varilla de acero recubierta de cobre
20
1084
14,64
10,8
1510
15,95
Varilla de acero galvanizado
9,8
1400
14,72
Varilla de acero con baño de cinc
8,6
419
28,96
Acero inoxidable 304
2,4
1400
30,05
Acero 1020
Kf: Constante para diferentes materiales a diferentes temperaturas de fusión Tm y temperatura ambiente de 40ºC
El Reglamento plantea unas especificaciones
para los materiales empleados bajo tierra. Por
ejemplo, un cable debe cumplir con unas especificaciones mínimas de calibre, correspondiente a un circuito; de acometida, acorde a un
tipo de corriente de falla a tierra y en general
se fijan unos criterios básicos para cada tipo de
conductor.
Conductores de cobre Vs Aluminio
En tierras, el conductor típico es el cobre y en
el RETIE está proscrito el aluminio para ser empleado bajo tierra. Del nivel del piso hacia arriba
sí se puede usar tanto cobre como aluminio, pero
se debe tener en cuenta que estos últimos exigen
el doble del calibre normal, implicando sobrecostos en las instalaciones. Por esta razón no es tan
usual como el cobre.
Importancia de la corrosión
Es muy importante conocer la escala de electronegatividad, (Potenciales de oxidación) distinguiendo entre la capacidad de aguantar la corrosión y
el grado de conductividad del material, pues son
dos cosas completamente distintas. La gente se
confunde al tratar de identificar el mejor conductor,
pensando que este puesto lo ostenta el oro.
12 - Infocables
En la escala de soportabilidad a la corrosión, el
oro, efectivamente es el primero, pero no necesariamente por eso es el mejor conductor; le siguen,
en su orden, el platino, la plata, el mercurio, y el
cobre. Por su parte, en la escala de conductividad,
el primer lugar lo tiene la plata; el segundo, el cobre, y el tercero el oro, con apenas un 70% con
respecto al cobre, es decir, es 30% menos conductor que el anterior.
En un punto de equilibrio, por promedio, entre conductividad y corrosión, el cobre es líder y sigue
siendo el metal por excelencia para los sistemas
de puesta a tierra.
Para que haya corrosión se necesitan cuatro elementos:
1. Un ánodo
2. Un cátodo
3. Una conexión entre los dos anteriores, y
4. Un electrolito
Si se elimina uno de esos elementos se elimina la
corrosión. Si el ánodo es el aluminio y el cátodo es
el cobre, al unirlos se forma corrosión; por ello, el
truco para evitar eso, es usar solamente el cátodo
(cobre). En un sistema de puesta a tierra no es recomendable emplear cobre y aluminio, porque en
algún punto donde se unan, se va a generar una
fuerte corrosión, deteriorando e incluso rompiendo
la instalación y poniendo en riesgo la estructura
que le da seguridad a una edificación y especialmente, la vida de las personas.
Sección Técnica
¿En el tema de media y alta tensión, qué
es lo más aconsejable?
todo el territorio colombiano. Antes del RETIE,
cada ingeniero en cada región del país o cada
empresa creaba sus propias normas de juego,
entonces un contratista que trabajara en varios
departamentos tenía inconvenientes por la proliferación de reglas.
En qué debe evolucionar el país
En los sistemas de puesta a tierra temporales, los
cuales consisten en equipos utilizados por los linieros para el mantenimiento de las redes. Este procedimento, pone en riesgo la vida de los técnicos.
Temporalmente, mientras los operarios realizan su
labor, deben instalar unos equipos, que, en la eventualidad de una falla, pueden proteger sus vidas.
En este aspecto es urgente avanzar, porque hizo
carrera en muchos años en las empresas, una forma de instalación más conocida como “brackets”,
que pone en inminente peligro la vida del liniero y
eso se continúa haciendo, con especial concentración en el tema de distribución.
Luis Fernando León
Fotos cortesía: Luis Fernando León
¿Qué son las puestas a tierra?
El RETIE, fijó otro tipo de conceptos con respecto
a la seguridad de las personas y orienta a los ingenieros colombianos en cómo se debe controlar
la tensión de contacto, que es la que en últimas
puede atentar contra la vida de una persona. Eso
antes era un tema lejano y de exclusividad de los
expertos. Ahora, el reglamento fijó unos valores de
máxima tensión de contacto permitida en una instalación y exige la implementación de unas pruebas y mediciones, en las de alta tensión, antes de
ponerlas en servicio.
Otros aspectos importantes
El reglamento tiene muchas bondades y la
máxima es la unificación de conceptos para
Hay diferentes tipos de puesta a tierra y se definen en función de su empleo o desempeño, pero
se puede decir que una puesta a tierra en general, es un sistema compuesto por elementos
conductores, los cuales están en contacto eléctrico con el suelo que los rodea, o con una masa
metálica de referencia común; lo anterior, con el
fin de distribuir las corrientes de rayo, corrientes
de fallas eléctricas y carga estática, entre otras,
en el terreno o masa que los contiene.
Para instalar una puesta a tierra, generalmente
se usan cables, electrodos (varillas o placas)
de cobre o en algunos casos acero galvanizado, teniendo en cuenta el estudio electroquímico del suelo donde va a ser enterrada, uniones
con soldadura exotérmica o conexiones que garanticen la continuidad eléctrica y mecánica del
sistema.
Infocables - 13
Mitos
1. El uso de carbón vegetal o Mineral. Muestra gran resistividad y se debe tener especial
cuidado cuando se presenta en polvo, pues
su inhalación es perjudicial para la salud. El
valor de resistividad depende del contenido
de humedad ligado a sus moléculas.
2. El uso de bentonita. Se restringe al tipo,
composición química, aspectos ambientales
y peligro al inhalar. Además, según la IEEE80, presenta una resistividad de 2,5 Ohm-m
cuando está al 300% de humedad. Lastimosamente cuando se seca eleva abruptamente su resistividad, haciendo poco confiable
su uso.
3. El uso de sales. Se restringe al tipo, composición química, y aspectos ambientales. Mejora inicialmente los valores de resistividad,
pero no son confiables debido a su infiltración
en el suelo y posterior desaparición.
4. Tierra negra y radiadores de carros. Los antiguos radiadores de carros eran de cobre y
daban cierta idea de ser una buena puesta a
tierra, pero no se consideraron los temas de
oxidación y descomposición química en los
materiales, debido a los procesos electroquímicos que se presentan en el suelo. De otra
parte, el hecho que la tierra sea negra no implica que siempre posea valores bajos de resistencia, pues su comportamiento eléctrico
varía en función de su composición química,
granulometría, acidez, humedad, temperatura, nivel de compactación entre otras.
5. Uso de bujías en puestas a tierras: Una antigua técnica incluía el uso de bujías, que se
empleaban como explosores. Se creía que
parte de la energía del rayo o falla del sistema
eléctrico, se consumía en este arco, dentro de
la tierra.
6. Uso de bobinas de choque para acoplar
puestas a tierras: El uso de cables enrollados
en un tubo de PVC, sin tener en cuenta los
aspectos técnicos y de ingeniería para evaluar la conveniencia o no de su uso, es una
irresponsabilidad. Se olvidan que el cable por
si solo tiene una inductancia propia y en la
14 - Infocables
mayoría de los casos no es necesario el empleo de dichas bobinas.
¿Cómo se estructura una puesta a tierra
idónea?
Los sistemas de puesta a tierra deben ser calculados de acuerdo con las técnicas ya establecidas en la teoría electromagnética, aplicando
siempre los últimos avances en ingeniería. Si es
necesario usar algún tipo de Gel, éste debe tener
pruebas eléctricas, físicas, y químicas que avalen
sus ventajas, su estabilidad en el tiempo e impacto ambiental con el subsuelo y lechos de aguas
subterráneas.
Aporte del RETIE
La evolución está relacionada con la prohibición
de ciertas prácticas erróneas existentes hasta ese
momento. Dentro de ellas, el uso indiscriminado
de puestas a tierra independientes y la falta de metodología confiable para calcular y medir mallas de
puesta a tierra.
Conductores de cobre Vs Aluminio
El aluminio tiene menor conductividad que el cobre
y una aplicación del aluminio puede ser su uso en
sistema de protección externo contra rayos, en los
anillos ubicados en las azoteas de los edificios y en
las bajantes antes de llegar al nivel de tierra. Siempre se bebe evitar la unión directa del aluminio con
el cobre por factores de corrosión o par galvánico.
El cobre tiene la ventaja de conducir mayor cantidad de corriente que el aluminio y por lo tanto le
lleva ventajas considerables, excepto cuando hablamos de costos.
En cuanto a la corrosión, el aluminio tiene una
gran ventaja sobre el cobre, porque no se oxida
fácilmente cuando está expuesto al medio ambiente aéreo, pero si el ambiente es salino o tiene
características corrosivas, el aluminio debe tener
tratamiento químico, para garantizar su estabilidad
en el tiempo.
Sección Técnica
Importancia de la corrosión
Lo más aconsejable en media y alta tensión, es
manejar bajos potenciales en el sistema de puesta a tierra, en el momento de presentarse la fallas
eléctricas.
Otros aspectos importantes
Varilla oxidada en el suelo
Lastimosamente, la corrosión se ha dejado de lado,
pero en aspectos como la protección contra rayos,
está bien considerada por la norma IEC 62305-3,
que será contemplada en la nueva reforma de la
norma ICONTEC 4552 de protección contra rayos.
Respecto a corrosión en puestas a tierra, se ha
investigado muy poco, pero al igual estamos trabajando en una nueva norma de puesta a tierra, que
tendrá en cuenta este tema tan importante, sobre
todo cuando se tienen alternativas como el uso de
electrodos y cables de cobre en combinación con
otros metales como el acero galvanizado.
Si usamos las bases de las estructuras metálicas
como parte del sistema de puesta a tierra, debemos tener en cuenta aspectos como el PH del
suelo, entre otros, para evitar posibles problemas
con la corrosión de elementos estructurales y los
elementos que componen la puesta a tierra.
Hay aspectos muy importantes como el tipo de
topología necesario, cuando la instalación implica componentes como antenas de comunicación,
cables específicos usados en comunicaciones,
sistema de torres y alimentación de energía solar,
ductos especiales, entre otros. El objetivo debe ser
llegar a una correcta protección contra rayos, sistemas de puestas a tierra y protecciones contra
sobretensiones.
En qué debemos evolucionar
Un primer punto, puede ser el correcto diseño de
las protecciones internas y coordinación de protecciones, teniendo en cuenta los fenómenos de
alta frecuencia como el rayo. Este estudio se hace
imprescindible debido a la sensibilidad de los equipos electrónicos modernos. Se deben analizar las
instalaciones internas en baja tensión, así como
las instalaciones externas.
Destaco de manera especial al grupo de la Universidad Distrital GIPUD y a los grupos GIPYT, PASS,
EMC-UN de la Universidad Nacional de Colombia,
por su liderazgo y aportes al país en la investigación
de protección contra rayos y puestas a tierra.
¿En el tema de media y alta tensión, qué
es lo más aconsejable?
Uno de los puntos más importantes, es la correcta
selección de las protecciones contra sobretensión,
teniendo en cuenta las condiciones de aterrizamiento de las mismas, el tipo de recorrido de cables, la
configuración y topología de la red, entre otras.
Es vital seguir protocolos de seguridad adecuados
en los aterrizamientos provisionales que se realizan en el mantenimiento de redes aéreas.
dps mal coordinado.
Infocables - 15
ACSR
AAAC
AAC
TF
TFF
TW
THW
THWN
THHN
TTU
TSEC
TPNM
SPT
ST
SJT
DWP
DWT
LW
SIGNIFICADO DE LAS SIGLAS DE ALGUNOS TIPOS DE CABLES
Aluminum Conductor Steel
Conductor de aluminio reforzado con acero
Reinforced
All Aluminum Alloy Conductor
Conductor de aleación de aluminio 6201
All Aluminum Conductor
Thermoplastic Flexible
Thermoplastic FIexible Flexible
Thermoplastic Wet
Thermoplastic High (temp) Wet
Thermoplastic High(temp) Wet Nylon
Thermoplastic High Heat (temp)
Nylon
Thermoplastic or (Thermosetting)
Thermoplastic Underground
Thermoplastic or (Thermosetting)
Service Entrance Concentric
Thermoplastic Parallel No Metalic
Service Parallel Thermoplastic
Service Thermoplastic
Service Junior Thermoplastic
Drop Wire Parallel
Drop Wire Twisted
Line Wire
Conductor de aleación de aluminio 1350
Termoplástico flexible: Alambre o cable 7 hilos,calibre 16 AWG
y 18 AWG, aislados con PVC, 600 V
Termoplástico flexible-flexible: Cable flexible K, calibre 16 AWG
y 18 AWG, aislados con PVC, 600 V
Alambre o cable aislado con termoplástico (60 °C, en sitios
mojados), 600 V
Alambre o cable aislado con termoplástico para alta
temperatura - 75 °C, en sitio mojado, 600 V
Alambre o cable aislado con termoplástico para alta temperatura
(75 °C, en sitio mojado) mas chaqueta de nylon, 600 V
Alambre o cable aislado con termoplástico para extra alta
temperatura (90 °C, en sitio seco o húmedo) mas chaqueta de
nylon, 600 V
Cable con aislamiento termoplástico o termoestable y Chaqueta termoplástica, para enterrado directo, 600 V
Cable con aislamiento termoplástico o termoestable para servicio de acometida, con neutro concéntrico, 600 V
Cable con aislamiento termoplástico o termoestable
paralelo,no metálico (sin pantalla ni neutro concéntrico), 600 V
Cable con aislamiento termoplástico, paralelo para servicio
general, 300 V
Cable de 2 o más conductores flexibles cableados y con
chaqueta exterior de PVC , para uso extrapesado, 600 V
Cable de 2 o más conductores flexibles cableados y con
chaqueta exterior de PVC , para uso pesado, 300 V
Alambre paralelo para bajada o acometida telefónica
Alambre entorchado para bajada o acometida telefónica
Cable para líneas aéreas de transmisión
Procables S.A. C.I.
Oficinas Administrativas: Calle 20 N° 68B - 71
Bogotá, D.C. - Colombia
Pbx Ventas: (+571) 405 9020
Fax: (+571) 424 0150
Plantas de Producción: Bogotá y Barranquilla
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