APANTALLAMIENTOS

Escuela Politécnica del Ejército.
ESPE - Latacunga
Facultad de ingeniería de Ejecución en
Electromecánica.

TESIS DE GRADO

ESTUDIO E IMPLEMENTACIÓN DE SISTEMAS DE
PROTECCIÓN CONTRA DESCARGAS ATMOSFERICAS Y
PUESTA A TIERRA DE PROTECCIÓN DE LA COMPANIA
“HELMERICH AND PAYNE DEL RIG 132”.

CARLOS RAUL TASIPANTA S.

Latacunga Julio del 2002.

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CERTIFICACION

Certificación queel presente trabajo fue realizado por el Sr
TASIPANTA

CARLOS R.

SUNTASIG, bajo nuestra dirección.

Ing. Pablo Mena L.

Ing. Washinton Freire

DIRECTOR

CODIRECTOR

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Latacunga, Julio del 2002.

A G R A D I C I M I E N T O.

A la Escuela Politécnica del ejercito y al personal docente, por los conocimientos
transmitidos a lo largo de la carrera para el desenvolvimientoen mi carrera
profesional.

A la Compañía “ HELMERICH AND PAYNE”. Que por el intermedio del
departamento de operaciones me han brindado los recursos y el apoyo necesario
para el desarrollo del presente trabajo.

Al Ing. Pablo Mena L. y al Ing. Washinton Freire, por el aporte dado para la
ejecución de este trabajo, así como también a las personas que contribuyeron
en la culminación delpresente estudio.

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D E D I C A T O R I A

A Dios y a mis padres, que con su abnegada labor y comprensión hicieron
posible que culminara uno más de mis objetivos planeados.

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CONTENIDO.
Pág.
I.

GENERALIDADES.

1.1 Introducción………………………………………………………………………1
1.2 Principios básicos de puesta a tierra…………………………………………1
1.3 Origen y comportamiento de losrayos…………………………………………6
1.3.1 Poder de puntas…………………………………………………………….11
1.4 Características y efectos del rayo……………………………………………..13

II.

APANTALLAMIENTO.

2.1 Introducción………………………………………………………………………15
2.1.1 Elementos básicos de un sistema de apantallamiento……………………17
2.2 Tipos de apantallamiento……………………………………………………….23
2.2.1 Apantallamiento con hilo de guarda………………………………………..23
2.2.2 Apantallamiento conmástiles……………..………………………………..25
2.3 Proceso de las descargas atmosféricas………….…………………………26
2.3.1 Estadísticas de probabilidad de descargas atmosféricas………………..29
2.3.2 Corrientes de rayos a tierra…………………………………………………32

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2.3.3 Evaluación de la probabilidad de la caída de rayos o riesgo de
exposición en una instalación………………………………………………34
2.3.4 Periodo deprotección………………………………………………………..37
2.4 Zonas de protección para las descargas atmosféricas……………………..40
Método del Cono de protección…………………………………………….44

2.4.1

2.4.2 Método de Radios de protección…..………………………………………46
2.4.3 Método de Cilindros de protección…….…………………………………47
2.4.4 Método de Link……………………………………………………………49
2.4.5 Método de volúmenes de colección……………………………………51
2.5. Apantallamiento con elementos de ionización………………………….53

III.

PUESTA ATIERRA.

3.1 Descripción de la nesecidad de una puesta a tierra……………………60
3.1.1 Distribución de corrientes y potenciales en suelos homogéneos….62
3.2 Factores que influyen en la puesta a tierra…………………………………64
3.2.1 La resistividad del suelo…………………………………………………..65
3.2.1.1

Proceso de la medición de la resistividad del suelo…………………68

3.2.1.2

Proceso de la medición de la resistencia de unatoma a tierra… 76

3.2.2 Influencia del factor electrodo………………………………………………80
3.2.3 Tipos de tomas de tierra…………………………………………………….85
3.3 Clasificación de las puestas a tierras………………………………………….90
3.3.1 Puesta a tierra de funcionamiento u operación…………………………91

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3.3.2

Puesta a tierra de protección……………………………………………...95

3.3.3 Puesta a tierra de trabajo………………………………………………….96
3.4Partes que comprenden la puesta a tierra de protección………………….96
3.5 Determinación de los voltajes de toque y voltajes de paso………………..99

IV DISEÑO DE LA PUESTA A TIERRA.

4.1 Consideraciones generales de diseño…………………………………….107
4.2 Electrodos de puesta a tierra varilla sencilla………………………………..107
4.3 Puesta a tierra con multiples...