Número de áreas a intervenir
El Instituto cuenta con 4 laboratorios de electricidad, que funcionan como espacios de prácticas técnicas para estudiantes de Mantenimiento Eléctrico. Cada laboratorio necesita un sistema de puesta a tierra independiente o interconectado entre todo . Esto implica la instalación de al menos dos electrodos principales con posibilidad de expansión en malla.
Tipo de carga eléctrica instalada
Los laboratorios están equipados con:
- Motores eléctricos trifásicos
- Variadores de frecuencia
- Tableros didácticos
- Equipos de medición y simulación
- Transformadores didácticos
Estos equipos representan cargas inductivas, capacitivas y electrónicas sensibles, lo cual exige una puesta a tierra de alta eficiencia para proteger tanto al personal como a los equipos frente a sobrecargas, descargas o fallas.
Condiciones del terreno (resistividad del suelo)
Las mediciones preliminares indican una resistividad de suelo de 300 Ω·m, típica de suelos arcillosos secos de la región del Cañar. Esta resistividad es alta, por lo que se recomienda:
- Instalar varillas copperweld de al menos 2.4 metros
- Usar material mejorador (sal y carbón vegetal)
- Enlazar ambos puntos de tierra en malla o anillo para reducir la resistencia global
Normativa técnica aplicable
El diseño debe cumplir con:
- RETIE, que exige una resistencia <10 ohmios en ambientes técnicos o con equipos sensibles
- IEEE 80, para criterios de seguridad en instalaciones eléctricas
- Recomendaciones del NEC (National Electrical Code) para laboratorios educativos
Tipo y número de sistemas eléctricos conectados
Cada laboratorio cuenta con:
- 1 tablero trifásico
- 2 subcircuitos monofásicos
- Red de tomas industriales y convencionales
Ambos tableros están alimentados por el sistema principal del Instituto, pero no cuentan con un sistema de tierra dedicado eficiente, lo que representa un riesgo. Se requiere una puesta a tierra independiente por laboratorio, con interconexión adicional para redundancia y mejor disipación.
Nivel de seguridad requerido
Los laboratorios operan bajo condiciones de práctica con:
- Estudiantes en formación
- Manipulación de conductores activos
- Montajes experimentales con corriente alterna y continua
Esto exige un nivel de seguridad eléctrica elevado. Una falla sin adecuada puesta a tierra podría causar:
- Daños a equipos
- Riesgo de electrocución
- Desperfectos en instalaciones eléctricas
Por tanto, se prioriza una resistencia de puesta a tierra ≤10 ohmios, con protección complementaria (interruptores diferenciales, barras equipotenciales).
Infraestructura existente
Actualmente se dispone de:
- 1 varilla de tierra por laboratorio
- Conexiones antiguas con conductores en mal estado
- Sin caja de inspección ni registro adecuado
- Sin pruebas de resistividad recientes
Esto requiere reemplazo completo de los sistemas existentes, con actualización de materiales, medición profesional y documentación técnica.
Presupuesto disponible
El presupuesto asignado para la mejora en ambos laboratorios es de aproximadamente $USD500, lo que permite:
- Compra de varillas, conductores, cajas de inspección
- Materiales mejoradores del terreno
- Mano de obra técnica
- Alquiler de telurómetro para pruebas finales
El diseño se adaptará al presupuesto, buscando cumplir normativas sin exceder los recursos disponibles.
Tiempo disponible para ejecución
El proyecto está planificado para ejecutarse en un período de 6 a 8 semanas, durante el semestre lectivo.
Distribuido así:
- Semana 1: Diagnóstico y medición del terreno
- Semanas 2–3: Diseño y adquisición de materiales
- Semanas 4–6: Ejecución (instalación, conexiones, relleno)
- Semana 7: Pruebas y validación
- Semana 8: Informe técnico y documentación
[1] IEEE Std 80-2013, 'IEEE Guide for Safety in AC Substation Grounding', Institute of Electrical and Electronics Engineers, 2013.
[2] Ministerio de Minas y Energía, 'Reglamento Técnico de Instalaciones Eléctricas (RETIE)',