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SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA

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SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA PARA EL SECTOR DE TELECOMUNICACIONES

Los sistemas de puesta a tierra activos SPAT45 SPAT60 SPAT90 Y SPAT120 con base en HIDROSOLTA® son la respuesta efectiva contra los problemas ocasionados en los sistemas de comunicación debido al ruido eléctrico y las descargas atmosféricas e inducidas que se presentan con tanta frecuencia en este tipo de instalaciones.

Las constantes perdidas de sincronización, el ruido ya sea inducido o directo y los problemas de puesta a tierra son solucionados efectivamente por medio de los sistemas de puesta a tierra activos con base en HIDROSOLTA®.

Nuestra filosofía se basa en la creación de sistemas de puesta a tierra para cada tipo de energía: La descarga atmosférica requiere su sistema de puesta a tierra, diseñado específicamente para esa tarea. El sistema de alimentación proveniente de la red, también debería tener un sistema de puesta a tierra especifico para ese fin. La red regulada y los equipos de comunicaciones no deben compartir directamente el sistema de puesta de los sistemas anteriormente descritos. Por esto Hidrocol & Cia Ltda ha diseñado estos sistemas con un único objetivo, brindar confiabilidad al sistema de puesta a tierra.

Algunos de los terrenos mas agrestes y complicados han sido escogidos por parte de las fuerzas armadas de colombia para ubicar sus estaciones de comunicación, HIDROSOLTA® ha sido escogida durante mas de 10 años para brindar soluciones seguras, estamos protegiendo la seguridad colombiana.

Entre nuestros clientes más reconocidos encontramos a EPM bogota, TELEBUCARAMANGA, MOVISTAR, TISA, COMCEL.

HIDROSOLTA

Hidrocol & Cia Ltda es el fabricante del suelo artificial para sistemas de puesta a tierra conocido comercialmente como Hidrosolta.
La HIDROSOLTA® es un compuesto cuya principal característica reside en su capacidad de almacenar energía y que al paso de la misma se tensoactiva presentando los siguientes beneficios:
 Libre de mantenimiento.
 Presenta la mas baja Resistividad del mercado - 0.3 ohmios metro.
 Tiempo de carga y descarga en microsegundos (us).
 Dominio de energías transitorias.
 Retención de la humedad.
 Fácil de instalar
La utilización de Hidrosolta® en los sistemas de puesta a tierra conlleva en beneficios económicos desde un comienzo debido a que las dimensiones del sistema disminuyen, adicionalmente disminuye la corrosión del cobre y mantiene o mejora las condiciones iniciales del sistema aumentando su vida útil.
Al construir un pozo de hidrosolta, lo que se hace es enterrar la forma de un circuito de baja resistencia y alta capacitancia acoplados en paralelo donde se logra el Dominio de Energía.(RC en paralelo), bajo estas condiciones se logra el objetivo real de un sistema de puesta a tierra sea dar balance a la energía en desequilibrio para lograr una referencia estable en el sistema eléctrico.
Con respecto a los electrodos de puesta a tierra se cumplen los siguientes requisitos adoptados de la normas internacionales IEC 60364-5-54, Bs 7430, AS 1768, UL 467, UNESA 6501 y NTC 2050; e igualmente se cumple con el requisito del RETIE para las dimensiones del Fleje del cobre.

Ficha técnica HIDROSOLTA

Suelo artificial de baja impedancia y alta capacitancia 15Kg

SUELOS ARTIFICIALES Y PUESTAS A TIERRA.
Existen en la actualidad gran variedad de suelos artificiales, pero todos los que se presentan a excepción de la Hidrosolta®, solo buscan el reducir el valor de resistencia de la puesta a tierra, en muchas ocasiones sin éxito. La Hidrosolta® no solo busca el reducir la resistencia del sistema de puesta a tierra, sino que además la idea de esta es almacenar las energías de sobrecarga o de las descargas atmosféricas que normalmente intentan dañar los diferentes sistemas eléctricos, electrónicos y de comunicaciones, esto generando que los sistemas de puesta a tierra sean activos y presenten características capacitivas

SUELO ARTIFICIAL DE BAJA IMPEDANCIA Y ALTA CAPACITANCIA POR 15Kg CON LAMINA DE COBRE DE 25X2 MM CERTIFICADA BAJO NUMERAL 15.3 DEL RETIE


El método de Dominio de la Energía en Desbalance, consiste en el almacenamiento instantáneo de energía eléctrica producida por descargas atmosféricas, fallas a tierra o armónicos, para una posterior transformación en energía vibratoria y calor, la cual pueda ser más fácil de asimilar por el suelo natural.

El sistema de puesta a tierra activa por almacenamiento de energía, utiliza el método de dominio de energía en desbalance, el sistema desarrollado hace posible almacenar la energía eléctrica no estacionaria mediante el uso de un condensador no tradicional o pozo capacitivo, el cual está conformado por Hidrosolta®, consistente en un material tenso activo con características similares al presentado por los circuitos RC “Resistivo-Capacitivo” a instalarse en suelo natural, transformando la energía cinética en energía de vibración y luego en calor. Este producto fue diseñado para ser efectivo independientemente del suelo natural, ya que el suelo circundante al pozo se considera como un elemento de referencia de potencial cero para el trabajo del condensador.
Adicionalmente se puede asegurar una confiabilidad a largo plazo del sistema de puesta a tierra ya que es libre de mantenimiento correctivo, pues disminuye la corrosión del cobre y retiene la humedad, evitando la irrigación de sus componentes en el suelo natural.
Propiedades físicas y químicas
-Densidad aparente: 1,2-1,6 gr/cc
-Rango PH: 7,5-13,5
-Calor especifico: 100w Sg/gr 70°C
-Color: Ocre Verdoso
-Aspecto: Gel
Propiedades Eléctricas
-Resistividad: 12-40 Ohm-cm
-Permitividad Relativa: 2,5 X 10E7
Hidrosolta® es suelo capacitivo compuesto por una mezcla de óxidos de metales y grafito aglutinada en una base amorfa no polarizable, que permite un efecto de tenso-activación en presencia de campos electromagnéticos.
Único producto en el mercado mundial con características capacitivas, útil en la fabricación de condensador coaxial de puesta a tierra (pozos capacitivos), el cual se encargará de almacenar energía estacionaria, que causa problemas en los equipos eléctricos y de estado sólido.

Introducción.
En la industria eléctrica, los sistemas de puesta a tierra tradicionales siempre han trabajado sobre la premisa que los identifica como sistemas pasivos, es decir, que el único objetivo de estos es presentar una baja resistencia, con el fin de proveer un medio para llevar las corrientes eléctricas hacia la tierra bajo condiciones normales y de falla, sin exceder los límites de operación de los equipos o afectar la continuidad del servicio y asegurar que una persona en la vecindad de la instalación aterrizada no esté expuesta al peligro de un choque eléctrico (IEEE, 2000). Este fin, en ocasiones mal interpretado por las personas a cargo del diseño o las especificaciones, se entiende comúnmente como una baja resistencia de puesta a tierra medida a baja frecuencia, usualmente expresada como un valor menor a 10, 5 o 1 ohmio dependiendo de las exigencias del contratista o la instalación; esta interpretación ha llevado a grandes problemas y malentendidos entre contratistas, interventores y ejecutores de las obras a los que corresponde este importante ítem de las instalaciones eléctricas, a tal grado que el RETIE solo permite la circulación de corrientes permanentes neutro a tierra en valores despreciables.

Con el fin de solucionar estos malentendidos y adaptarse a las condiciones requeridas por los diseñadores, la industria eléctrica ha ideado compuestos para el mejoramiento del valor de resistencia de puesta a tierra como los geles y/o cementos conductivos, que buscan aumentar la superficie de contacto que tiene el conductor con el suelo, con el único objetivo de alcanzar los valores de resistencia de puesta a tierra aceptados dentro de los rangos, pero siempre entendiendo la solución como una reducción en la resistencia de puesta a tierra a baja frecuencia .

Un estudio reciente ha presentado un nuevo concepto en el diseño de los sistemas de puesta a tierra, el de la impedancia transitoria de estos sistemas ante descargas eléctricas atmosféricas (Johny Montaña, 2008) en donde se identifica al suelo no solo como una resistencia sino como una impedancia y se particulariza la respuesta de los sistemas de acuerdo con el tipo de fenómenos a los que son expuestos; es importante recalcar la naturaleza transitoria de los eventos en los que los sistemas de puesta a tierra deben trabajar realmente: los incidentes producidos por las descargas eléctricas atmosféricas; cabe precisar que las sobretensiones instantáneas no son abordadas por Jhony Montaño en su escrito pero estas deben ser incluidas en las responsabilidades del sistema de puesta a tierra. La operación inefectiva de estos sistemas conlleva al flameo inverso, principal responsable de las continuas fallas en transmisión y operación del sistema eléctrico; cabe aclarar que estos eventos transitorios se han tratado como eventos de alta frecuencia, aunque realmente no son eventos repetitivos.

Planteamiento del problema.
Entonces, si encontramos que los sistemas de puesta a tierra son construidos con el único objetivo de actuar en eventos instantáneos.
¿Por qué la industria siempre ha basado el diseño de estos solo teniendo en cuenta su respuesta en baja frecuencia?
Suficiente tiempo ha pasado y son grandes los avances en la tecnología; estos nos permiten presentar un cambio en el paradigma existente acerca de la efectividad de los sistemas de puesta a tierra basados exclusivamente en la respuesta en estado estable de los mismos.

Esta gran incógnita es la que ha llevado a Hidrocol & Cia SAS a presentar siempre los sistemas de puesta a tierra como sistemas diseñados con el objetivo de dar balance a la energía generada por los eventos transitorios , instantáneos y estacionarios tratando siempre de presentar estos conceptos a sus clientes, es importante resaltar que estas tres responsabilidades no pueden ser desempeñadas efectivamente por una interconexión directa metal – suelo natural, como lo propone el sistema tradicional. Nuestra nueva tecnología se basa entonces en incluir dentro del sistema de puesta a tierra una interfaz, que permita almacenar de manera transitoria estos eventos y le entregue al suelo natural energía en desbalance de forma que este pueda recibirla.

Presentamos así nuestro producto bandera, conocido como Hidrosolta, que ha sido patentado mundialmente como el único sistema de puesta a tierra activo existente. Este revolucionario sistema se basa en captar la energía transitoria, instantánea o estacionaria, estableciendo en vez de una simple forma de conducción al suelo natural, en una interfaz, un almacenador temporal de la energía, que permite que el suelo natural pueda recibir estas descargas.

Cambio del paradigma.
Queremos con este documento, presentar como el sistema de puesta a tierra propuesto, presenta características activas, que permiten que éste funcione con mejor rendimiento ante cualquier tipo de evento.
Se afirma que el sistema de puesta a tierra con base en la Hidrosolta es activo, pues basa su operación en un componente conocido en la industria eléctrica, el condensador. El sistema patentado propone que el sistema de puesta a tierra, debe estar constituido por un elemento almacenador transitorio de energía con una resistividad ρ=30 Ω‐cm y una permitividad relativa εr= 107 ; de modo que admita que los eventos transitorios sean recibidos de la misma forma en que son generados, para posteriormente ser convertidos y entregados al suelo natural con mayor lentitud y mayor área de contacto, convirtiendo el sistema de puesta a tierra en una interfaz entre el metal y el suelo natural. Esta interfaz es necesaria para amortiguar el choque mecánico, generado por la diferencia existente entre la velocidad de la energía proveniente de un conductor y la velocidad con la que el suelo natural puede recibirla, la interfaz también es vital en el manejo del choque térmico creado gracias a las diferencias existente en la velocidad de transmisión de calor en el metal y el suelo natural; esto se logra gracias al efecto de almacenamiento transitorio generado por el sistema, el cual consigue que la energía no solo sea transferida, sino que esta cambie su velocidad convirtiendo energía dinámica en potencial; podríamos incluso comparar al sistema con un tanque de alivio, utilizado en la industria hidráulica con el objetivo de reducir la presión y velocidad del sistema, evitando cavitación en la tubería. El sistema de puesta a tierra actúa de esta forma para que la energía en desequilibrio pueda ser entregada al suelo sin la generación de los choques y efectos destructivos que se presentaban con la técnica tradicional.

Al presentar un efecto capacitivo y adelantar la corriente ante señales sinusoidales, se presenta una ventaja adicional sobre los sistemas de puesta a tierra tradicional; los sistemas de protección utilizados en la industria eléctrica funcionan con el principio de actuar debido a sobre corrientes; como la corriente se adelanta gracias a la impedancia del sistema, estos dispositivos inician operación antes de que el sistema llegue a su voltaje pico, por ende, reduciendo las tensiones de paso y de toque que ocurren en caso de falla a tierra.

El sistema de puesta a tierra a base de Hidrosolta, presenta impedancias diferentes a los distintos eventos a los que es expuesto, es decir, responde de una manera a los eventos estacionarios, de otra forma ante instantáneos y da otra respuesta a los eventos transitorios a los que es expuesto el material en conjunto con el arreglo de conductores también patentado.

DESARROLLO DEL PRODUCTO

El Ingeniero Humberto Arenas Barragán, consciente de los daños que se estaban presentando en equipos eléctricos y electrónicos por descargas atmosféricas, sobretensiones y cargas estáticas, creó un producto que prácticamente anula dichos daños.
Hasta ahora el sistema de puesta a tierra se basa en la técnica de control de voltajes, que utiliza el suelo natural como un convertidor calórico ideal. Este planteamiento se hace teniendo como base los argumentos de la norma IEEE-80 GUIDE FOR SAFETY IN AC SUBSTATION GROUNDING. Estanorma plantea los siguientes objetivos:
Los verdaderos objetivos de un sistema de puesta a tierra son:
• Proveer una referencia a la energía eléctrica cinemática con el objeto de establecer un medio de balance a las corrientes de desbalance.
• Suministrar una referencia a la energía eléctrica potencial, interna o externa, captable por el sistema eléctrico.
• Brindar un medio de transportación a las cargas electrostáticas inducidas en las estructuras metálicas de las instalaciones.
• Buscar una Impedancia del sistema de puesta a tierra de un valor tal que las energías en busca de balance I t ( Xc, Xl o R) en condiciones normales de operación o en condiciones de falla no superen los requerimientos eléctricos ni térmicos de los equipos protegidos.
• Asegurar que el personal que circule por la proximidad de los equipos, no esté expuesto a tensiones de paso y de contacto peligrosas.

Esto da como resultado que un sistema a tierra se valore por un valor de resistencia estacionario, pero lo que en la realidad ocurren en una descarga atmosférica o falla a tierra, son fenómenos transitorios.
Un segundo aspecto, es que no consideran ni el CHOQUE TERMICO (kt = d(T/dt), ni el CHOQUE MECANICO (kv = dv/dt) que son fenómenos ineludibles dada la magnitud de la corriente que se presentan en una descarga (miles de amperios) en tiempos cortos (Microsegundos) debidos a un cambio de medio de transportación (cobre a suelo natural).
Solo se considera el CHOQUE ELECTRICO (L di/dt), lo que obliga a la energía a cambiar su forma pasando de alta corriente -bajo voltaje a alto voltaje -baja corriente, uno de los efectos causantes de los siniestros.
Un tercer aspecto que no se tiene en cuenta son las condiciones del terreno, el cual no esta en capacidad de dar balance natural a la energía potencial para convertirla en calor, dado su extra alto incremento de temperatura con respecto al tiempo (dT/dt)

Según estudios GEO -ELECTRO -QUIMICOS, el suelo colombiano presenta las siguientes características:
Baja capacidad de retención de agua (tendencia Hidrofóbica) Baja saturación de sodio y sales.
Baja capacidad de polarización (intercambio Catiónico) Gran tendencia a ser suelos alcalinos o arcillosos.
A una profundidad de 180 centímetros, se presentan por lo menos dos estratos.
Baja conductividad térmica con incremento positivo en función de la temperatura (mayor temperatura, mayor resistividad, función exponencial) Capacidad de almacenamiento de energía eléctrica despreciable.
Estas condiciones hacen que el suelo ante una descarga de 50 KA a 100 microsegundos, por ejemplo, sea propenso a presentar choques térmicos que calientan la superficie de contacto, aislando la tierra temporalmente de la tierra lejana, hasta volver a saturase de agua. Esto es debido a que entre el cobre y el suelo se presenta el fenómeno de DOBLE CAPA, que produce corrosión catódica, haciendo que el suelo no se comporte como un divisor de tensión volumétrico -resistivo.
En otras palabras, la energía que busca balance en la tierra lejana es rechazada por el contorno del suelo, tendiendo a buscar balance por cambio de forma (baja corriente -alto voltaje).

SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA ACTIVOS PARA EL HOGAR

Muchos sistemas electricos en los hogares, sufren por la inexistencia o por la mala calidad del sistema de puesta a tierra de la instalacion, los sistemas de puesta a tierra SPAT15k SPAT30k SPAT45 y SPAT60 basados en HIDROSOLTA® resuelven los problemas en los sistemas de puesta a tierra.

Los sistemas de puesta a tierra basados en HIDROSOLTA® son modulares, sencillos de instalar y de bajo costo y resuelven efectivamente los problemas que se generan al tener sistemas de puesta a tierra de mala calidad.

SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA ACTIVOS PARA SUBESTACIONES EN LA INDUSTRIA

Los sistemas de puesta a tierra activos con base en HIDROSOLTA® son una opción económica y modular para la solución en los sistemas de puesta a tierra de pequeñas subestaciones de la industria.

Nuestros SPAT90k SPAT120k SPAT180K y SPAT240K son la respuesta sencilla al aterrizaje de las subestaciones en la industria, brindando soluciones efectivas, modulares y sencillas.

HIDROSOLTA

Hidrocol & Cia Ltda es el fabricante del suelo artificial para sistemas de puesta a tierra conocido comercialmente como Hidrosolta.

La HIDROSOLTA® es un compuesto cuya principal característica reside en su capacidad de almacenar energía y que al paso de la misma se tensoactiva presentando los siguientes beneficios:

 Libre de mantenimiento.

 Presenta la mas baja Resistividad del mercado - 0.3 ohmios metro.

 Tiempo de carga y descarga en microsegundos (us).

 Dominio de energías transitorias.

 Retención de la humedad.

 Fácil de instalar

La utilización de Hidrosolta® en los sistemas de puesta a tierra conlleva en beneficios económicos desde un comienzo debido a que las dimensiones del sistema disminuyen, adicionalmente disminuye la corrosión del cobre y mantiene o mejora las condiciones iniciales del sistema aumentando su vida útil.

Al construir un pozo de hidrosolta, lo que se hace es enterrar la forma de un circuito de baja resistencia y alta capacitancia acoplados en paralelo donde se logra el Dominio de Energía.(RC en paralelo), bajo estas condiciones se logra el objetivo real de un sistema de puesta a tierra sea dar balance a la energía en desequilibrio para lograr una referencia estable en el sistema eléctrico.

Con respecto a los electrodos de puesta a tierra se cumplen los siguientes requisitos adoptados de la normas internacionales IEC 60364-5-54, Bs 7430, AS 1768, UL 467, UNESA 6501 y NTC 2050; e igualmente se cumple con el requisito del RETIE para las dimensiones del Fleje del cobre.

Ficha técnica HIDROSOLTA