Calculadora de varilla de tierra
Esta calculadora de varilla de tierra estima la resistencia a tierra de una varilla hincada a partir de la resistividad del suelo, la longitud de la varilla y su diámetro, con la fórmula de Dwight. Ingresa una separación a una segunda varilla y la calculadora de varilla de tierra también estima la resistencia de dos varillas en paralelo, y revisa el resultado contra la regla de 25 ohms del NEC para una sola varilla.
Resultados
La herramienta Calculadora de varilla de tierra forma parte de nuestra colección de Calculadoras de Cables y protección. Explora más Calculadoras de Cables y protección para dimensionar, convertir y revisar tu trabajo junto con esta herramienta.
Qué hace la calculadora de varilla de tierra
Una varilla hincada conecta un sistema eléctrico con la tierra. Qué tan bien lo hace depende sobre todo del suelo: cuanto menor sea su resistividad, menor será la resistencia de la varilla. La calculadora de varilla de tierra aplica la fórmula de Dwight para una sola varilla vertical y luego estima dos varillas en paralelo según su separación, para que veas si una segunda varilla baja el sistema a menos de 25 ohms.
Fórmula de resistencia de varilla de tierra
La fórmula de Dwight para una sola varilla vertical y una estimación sencilla para dos varillas:
ρ es la resistividad del suelo en Ω·m, L la longitud de la varilla en m, a el radio de la varilla en m y s la separación entre varillas. El segundo término considera que las varillas comparten el mismo suelo.
Ejemplo de la calculadora de varilla de tierra
Una varilla de 5/8 in (15.875 mm) hincada 2.4 m en un suelo de 100 Ω·m:
Una varilla queda por encima de 25 Ω, así que el NEC exige un electrodo suplementario; dos varillas a 6 ft de separación bajan la estimación a menos de 25 Ω.
Cómo usar la calculadora de varilla de tierra
Ingresa la resistividad del suelo en ohm metro, de una prueba de suelo o de un valor típico para tu tipo de suelo. Ingresa la longitud hincada de la varilla en metros, 2.4 m para una varilla de 8 ft, y su diámetro en milímetros, 15.875 mm para una varilla de 5/8 in. Para revisar una segunda varilla, ingresa la separación entre ellas en metros. Presiona Calcular.
Cómo leer la resistencia de varilla de tierra
El resultado es una estimación; la humedad, la temperatura y las capas del suelo cambian el valor real, así que mide las varillas instaladas con un medidor de resistencia de tierra. Según el NEC, un electrodo de varilla, tubo o placa que no mida 25 ohms o menos debe complementarse con otro electrodo, y en la práctica muchos instaladores hincan dos varillas separadas al menos 6 ft y omiten la prueba. Separar las varillas al menos una longitud de varilla permite que cada una trabaje en su propio suelo.
Cuándo usar una calculadora de resistencia de electrodo de tierra
- Planear el sistema de electrodos de puesta a tierra de una acometida
- Revisar si una varilla probablemente cumplirá los 25 ohms
- Elegir la longitud y la separación de varillas en suelo deficiente
- Estimar la resistencia de tierra para sistemas de telecomunicaciones o pararrayos
- Enseñar cómo la resistividad del suelo define la resistencia de tierra
Errores comunes con la calculadora de varilla de tierra
- Usar pies para la longitud. Ingresa metros; 8 ft son 2.44 m.
- Usar el radio como diámetro. Ingresa el diámetro completo de la varilla en mm.
- Varillas demasiado juntas. Mantén al menos 6 ft de separación.
- Confiar solo en la estimación. Mide las varillas instaladas donde importe.
Consejos para una menor resistencia de varilla de tierra
- Hinca las varillas a toda su profundidad; hincarlas a medias eleva la resistencia.
- Usa dos varillas separadas 6 ft o más como práctica estándar.
- Une todos los electrodos del sitio en un solo sistema.
Resistividad del suelo y resistencia de varilla de tierra
La resistividad del suelo varía en un factor de cien o más. La arcilla húmeda y la marga pueden tener menos de 30 Ω·m, mientras que la arena seca, la grava y la roca pueden superar los 1,000 Ω·m. La humedad y las sales disueltas conducen la corriente, así que el mismo sitio puede marcar mucho más en un verano seco o cuando está congelado. Una prueba Wenner de cuatro electrodos mide la resistividad en profundidad antes de hincar las varillas; sin ella, los valores de la tabla dan una idea aproximada. En suelo de alta resistividad, las varillas más largas o más profundas, varias varillas, los anillos de tierra o los electrodos ahogados en concreto funcionan mucho mejor que una varilla estándar. La calculadora ley de Ohm muestra por qué importa una resistencia menor: fija cuánto voltaje sube la varilla durante una falla.
Separación de varillas de tierra y varillas múltiples
Cada varilla está rodeada por una zona de suelo que conduce su corriente. Las varillas hincadas muy juntas comparten esa zona, así que dos varillas lado a lado apenas superan a una. A cerca de una longitud de varilla de separación trabajan de forma más independiente, y la estimación de dos varillas baja cerca de la mitad del valor de una sola. Más allá de dos o tres varillas, las ganancias se reducen y un anillo o una placa de tierra se vuelven más prácticos. Recuerda que el electrodo de puesta a tierra no es lo que dispara el breaker; eso lo hace el conductor de puesta a tierra de equipos, dimensionado con la corriente de falla en mente.
Tabla de resistencia de varilla de tierra
Resistencia de una sola varilla de 5/8 in según la resistividad del suelo:
| Resistividad del suelo | Varilla de 8 ft (2.44 m) | Varilla de 10 ft (3.05 m) |
|---|---|---|
| 10 Ω·m (arcilla húmeda) | 4.0 Ω | 3.3 Ω |
| 30 Ω·m | 12.0 Ω | 9.9 Ω |
| 50 Ω·m | 20.0 Ω | 16.5 Ω |
| 100 Ω·m | 39.9 Ω | 33.1 Ω |
| 200 Ω·m | 79.8 Ω | 66.2 Ω |
| 500 Ω·m (arena seca, grava) | 199.5 Ω | 165.4 Ω |
Preguntas frecuentes: Calculadora de varilla de tierra
¿Cómo se calcula la resistencia de una varilla de tierra?
Usa la fórmula de Dwight R = ρ ÷ (2πL) × [ln(4L ÷ a) − 1]. Una varilla de 8 ft y 5/8 in en suelo de 100 Ω·m da unos 40 Ω.
¿Qué es la regla de 25 ohms del NEC?
Un electrodo de varilla, tubo o placa que no tenga una resistencia a tierra de 25 ohms o menos debe complementarse con un electrodo adicional.
¿Qué separación deben tener dos varillas de tierra?
El NEC exige al menos 6 ft entre varillas. Separarlas al menos una longitud de varilla, o más, da un mejor resultado.
¿Ayuda más una varilla más larga que una más gruesa?
Sí. La resistencia baja aproximadamente con la longitud, mientras que el diámetro solo aparece dentro del logaritmo, así que duplicar el diámetro cambia poco el resultado.