Propiedades Térmicas.
La resistividad térmica del suelo es la medida de la capacidad del suelo para conducir o disipar el calor de la fuente (generalmente, cables de alimentación o eléctricos). La resistividad térmica está condicionada por:
- Composición del suelo (mineralogía).
- Contenido de humedad.
- Densidad del suelo (porosidad).
- La temperatura.
- Compactación del suelo (en el caso de materiales de relleno).
El calor producido por la corriente que fluye a través de un cable de alimentación subterráneo debe disiparse adecuadamente para evitar fallos en la instalación eléctrica tales como una reducción en la eficiencia de transmisión de la corriente o, incluso, la degradación total de los cables. Por estas razones, una correcta determinación de las propiedades térmicas de un suelo natural o material de relleno es importante para el diseño de instalaciones eléctricas enterradas.
En el caso de las zanjas eléctricas, es importante determinar las propiedades térmicas del suelo natural, pero también las propiedades térmicas del material de relleno.
Estudios de resistividad térmica in-situ.
Orbis Terrarum realiza ensayos de resistividad térmica in-situ del suelo natural donde se planean enterrar cables de alimentación u otra estructura eléctrica. Esta campaña debe realizarse generalmente antes de la instalación del cable. Los resultados obtenidos se utilizarán posteriormente en el diseño del sistema de cableado eléctrico.
Los ensayos deben realizarse a la profundidad propuesta para la instalación. Se utiliza un dispositivo portátil que cumple con las especificaciones descritas en IEEE 442 y ASTM 5334. Se utilizan diferentes agujas térmicas según la naturaleza del suelo (suelo o roca). Durante el ensayo se registra la temperatura del sensor durante un período de tiempo. Esto se hace midiendo los datos de calentamiento y enfriamiento. Cuando se completa el ensayo, se obtienen los resultados de conductividad térmica y resistividad térmica.
Los ensayos de resistividad térmica se realizan en el interior de zanjas abiertas u otras excavaciones. Esto permite realizar medidas de resistividad in situ a la profundidad deseada o a diferentes profundidades. También se puede realizar toma de muestras para su posterior análisis en laboratorio con un rango de contenidos de humedad o incluso con diferentes temperaturas.
Ensayos de Laboratorio.
El Laboratorio de Orbis Terrarum realiza ensayos de laboratorio en muestras obtenidas de suelo natural o de relleno de zanja. Se pueden analizar las siguientes muestras:
- Muestras en bolsa o saco.
- Muestras inalteradas (tubos metálicos o de PVC).
- Muestras de testigos o bloques de roca.
Los ensayos de resistividad térmica se pueden realizar como:
- Medidas simples. La muestra se analiza en las mismas condiciones (densidad y contenido de humedad) en las que se recibe en el laboratorio. Es importante tener en cuenta que el contenido de humedad de los suelos generalmente varía durante el año por lo que estos resultados son solo representativos de un momento determinado y no se pueden extrapolar al resto del año.
- Curva de secado (Dry-Out). Este es el ensayo más completo en el que la muestra se ensaya con diferentes contenidos de humedad (desde saturada a seca). Los resultados se representan en un gráfico de relación entre resistividad térmica y contenido de humedad. Este ensayo es muy útil en áreas donde hay variaciones de humedad durante el año. Además, esta es la prueba recomendada para material de relleno de zanjas.
Además, las muestras se pueden preparar según los requisitos del cliente pero, en el caso de material de relleno de zanja, se debe utilizar un grado de compactación (basado en el ensayo Proctor) y un contenido de humedad similar al utilizado durante los trabajos de relleno de la zanja.
Si las condiciones climáticas del lugar implican grandes variaciones de temperatura, también se puede realizar un estudio específico de resistividad térmica con diferentes valores de temperatura.
Otras consideraciones.
Orbis Terrarum recomienda que se realicen controles de calidad de resistividad térmica en los materiales verdaderamente utilizados para el relleno de las zanjas eléctricas.
Recomendamos que el material de relleno sea muestreado y ensayado a intervalos regulares durante el proceso de instalación o relleno de la zanja para garantizar que no se hayan sustituido los materiales autorizados y se alcancen las especificaciones establecidas.
Las condiciones de ensayo para los materiales de relleno deben realizarse en las mismas condiciones que se indican en la especificación para zanjas eléctricas (mismo material y misma compactación).
Orbis Terrarum dispone de un procedimiento para la toma de muestras y envío a su laboratorio. Descarga en el siguiente enlace las instrucciones para el Envío de muestras de suelos y rocas para medir la resistividad térmica en laboratorio
Si tienes cualquier duda, por favor, ponte en contacto con nosotros.
Laboratorio de Geotecnia Orbis 