La tierra de Ufer es un método de conexión a tierra eléctrica desarrollado durante la Segunda Guerra Mundial. Utiliza un electrodo revestido de hormigón para mejorar la conexión a tierra en áreas secas. La técnica se utiliza en la construcción de cimientos de hormigón.
Historia
Durante la Segunda Guerra Mundial, el Ejército de los EE. UU. Requirió un sistema de conexión a tierra para las bóvedas de almacenamiento de bombas cerca de Tucson y Flagstaff, Arizona. Los sistemas convencionales de puesta a tierra no funcionaron bien en esta ubicación ya que el terreno desértico no tenía nivel freático y muy poca lluvia. Las condiciones del suelo extremadamente seco habrían requerido que cientos de pies de varillas se clavaran en la tierra para crear una tierra de baja impedancia para proteger los edificios de los rayos.
En 1942, Herbert G. Ufer era un consultor que trabajaba para el ejército de los EE. UU. A Ufer se le encomendó la tarea de encontrar una alternativa más práctica y de menor costo a las tradicionales bases de varilla de cobre para estos lugares secos. Ufer descubrió que el hormigón tenía mejor conductividad que la mayoría de los tipos de suelo. Luego, Ufer desarrolló un esquema de puesta a tierra basado en revestir los conductores de puesta a tierra en hormigón. Este método demostró ser muy eficaz y se implementó en todo el sitio de prueba de Arizona.
Después de la guerra, Ufer continuó probando su método de puesta a tierra, y sus resultados se publicaron en un documento presentado en la Conferencia Técnica de Electrodomésticos del Oeste de IEEE en 1963. [1] [2] El uso de conductores de puesta a tierra cerrados de hormigón se agregó a la Normativa Nacional de EE. UU. Código Eléctrico (NEC) en 1968. No era necesario utilizarlo si había una tubería de agua u otro electrodo de conexión a tierra. En 1978, el NEC permitió que se utilizara una barra de refuerzo de 1/2 pulgada como electrodo de conexión a tierra [NEC 250.52 (A) (3)]. El NEC se refiere a este tipo de suelo como un "Electrodo revestido de hormigón" (CEE) en lugar de utilizar el nombre de suelo Ufer.
A lo largo de los años, el término "tierra de Ufer" se ha convertido en sinónimo del uso de cualquier tipo de conductor de tierra cerrado de concreto, ya sea que se ajuste al esquema de conexión a tierra original de Ufer o no. [3]
Construcción
El hormigón es naturalmente básico (tiene un pH alto ). Ufer observó que esto significaba que tenía un suministro de iones listo y, por lo tanto, proporciona una mejor tierra eléctrica que casi cualquier tipo de suelo. Ufer también descubrió que el suelo alrededor del hormigón se volvió "dopado" y su posterior aumento de pH provocó que se redujera la impedancia general del suelo. [2] El recinto de hormigón también aumenta el área de la superficie de la conexión entre el conductor de puesta a tierra y el suelo circundante, lo que también ayuda a reducir la impedancia general de la conexión.
El esquema de puesta a tierra original de Ufer utilizaba cobre revestido de hormigón. Sin embargo, el alto pH del hormigón a menudo hace que el cobre se astille y se descascare. Por esta razón, a menudo se usa acero en lugar de cobre.
Cuando las casas se construyen sobre losas de concreto, es una práctica común sacar un extremo de la barra de refuerzo del concreto en una ubicación conveniente para hacer un punto de conexión fácil para el electrodo de puesta a tierra. [4]
Los suelos de tierra, cuando están presentes, se prefieren al uso de varillas de puesta a tierra. En algunas áreas (como Des Moines, Iowa) se requieren terrenos de Ufer para todos los edificios residenciales y comerciales. [5] La conductividad del suelo generalmente determina si se requieren suelos de Ufer en un área en particular.
Una tierra de Ufer de dimensiones mínimas especificadas está reconocida por el Código Eléctrico Nacional de EE. UU. Como un electrodo de conexión a tierra. [6] Los conductores de puesta a tierra deben tener suficiente cobertura de hormigón para evitar daños al disipar los rayos de alta corriente. [7]
Una desventaja de los suelos de Ufer es que la humedad en el hormigón puede convertirse en vapor durante un rayo o una condición similar de falla de alta energía. Esto puede agrietar el hormigón circundante y dañar los cimientos del edificio. [8]
enlaces externos
Referencias
- ^ Simmons, J. Philip (2005). Conexión y puesta a tierra eléctrica . Clifton Park, Nueva York: Thomson Delmar Learning. pag. 292. ISBN 9781401859381.
- ^ a b Ufer, HG (1964). "Investigación y ensayo de electrodos de puesta a tierra tipo zapata para instalaciones eléctricas" . Transacciones IEEE sobre aparatos y sistemas de potencia . 83 (10): 1042–1048. Código bibliográfico : 1964ITPAS..83.1042U . doi : 10.1109 / TPAS.1964.4765938 . Consultado el 5 de septiembre de 2020 .
- ^ "Diccionario de términos eléctricos de la NFPA" por H. Brooke Stauffer
- ^ "Residencial de cableado eléctrico: basado en el Código Eléctrico Nacional de 2005" por Ray C. Mullin
- ^ Centro de permisos y desarrollo "Sistema de puesta a tierra Ufer", Desarrollo comunitario de la ciudad de Des Moines
- ^ Regla NEC 250.52 (3)
- ^ Jerry C. Whitaker (1998), manual de sistemas de alimentación de CA , CRC Press, págs. 385–387, ISBN 0-8493-7414-6
- ^ "Volumen 22 del simposio de sobrecarga eléctrica / descarga electrostática" por la Asociación de ESD, Instituto de ingenieros eléctricos y electrónicos