La mayoría de las personas que buscan este tema ya conocen la respuesta básica antes de terminar de leer el primer resultado: el revestimiento de cobre es más barato, el cobre sólido dura más. Lo que realmente necesitan saber es si esa diferencia de precio se justifica en su situación específica, y la respuesta casi nunca es tan simple como lo hacen parecer los listados de productos.
Permítanme analizar esto desde cero, porque hay algunas cosas que las hojas de especificaciones tienden a omitir.
Varilla de tierra
La construcción no es sólo una medida de reducción de costes-
Una varilla de tierra revestida de cobre es un núcleo de acero con una capa de cobre adherida a su alrededor. El proceso de vinculación es más importante de lo que la mayoría de los compradores creen. Las varillas-de mejor calidad utilizan un método de electrodeposición que crea una unión metalúrgica genuina entre el cobre y el acero, no una envoltura mecánica o un recubrimiento que se asienta sobre la superficie. Cuando se corta una sección transversal-de una varilla debidamente unida, el cobre no se pela ni se separa. Está fusionado con el acero a nivel molecular.
Aquí también es donde la terminología se vuelve realmente confusa. "Revestido de cobre" y "unido con cobre" se utilizan indistintamente en la mayoría de los catálogos, pero describen diferentes procesos de fabricación. Las varillas unidas con cobre utilizan esa técnica de electrodeposición. Las varillas revestidas de cobre, en sentido estricto, se fabrican presionando tiras de cobre sobre un núcleo de acero mediante calor y presión mecánica. Ambos terminan pareciendo iguales desde fuera. La diferencia aparece años más tarde en cómo el cobre resiste el estrés del suelo y las condiciones corrosivas.
Las varillas de cobre macizo omiten por completo toda esa complejidad. No hay que preocuparse por ningún revestimiento ni por un núcleo de acero que proteger. La varilla es del mismo material desde la superficie hasta el centro, razón por la cual duran tanto.
Por qué los contratistas optan primero por el revestimiento de cobre
La respuesta práctica es mecánica. El cobre puro es suave. Cuando se intenta clavar una varilla de cobre sólida en suelo compactado o rocoso, la varilla se dobla, se retuerce o se forma en forma de hongo en la cabeza antes de alcanzar la profundidad adecuada. Terminas perforando previamente el agujero, lo que agrega tiempo y trabajo, o agrietando y reemplazando las varillas hasta que una finalmente asiente correctamente.
A varilla de tierra revestida de cobretiene un núcleo de acero. Puedes martillarlo directamente en la mayoría de las condiciones del suelo sin ese problema. La resistencia a la tracción es lo suficientemente alta como para soportar el impacto repetido de una herramienta de accionamiento, razón por la cual casi todas las instalaciones residenciales y comerciales estándar del país utilizan revestimiento de cobre por defecto. No se trata sólo de ahorrar dinero en material. Se trata de poder instalarlo sin equipo especial ni tiempo adicional de personal.
Dicho esto, el proceso de instalación crea un problema del que no se habla lo suficiente. Cada vez que una varilla se introduce en suelo abrasivo, la capa de cobre sufre raspaduras y hendiduras a lo largo de su longitud. Esos rayones exponen el acero desnudo al contacto directo con el suelo que lo rodea. Una vez que el acero queda expuesto, comienza la corrosión galvánica y, en condiciones de suelo agresivas, comienza rápidamente. Las pruebas del Instituto Nacional de Estándares y Tecnología confirmaron este patrón. Las varillas con revestimientos de cobre más delgados mostraron una corrosión mensurable en los puntos de acero expuestos mucho antes de su vida útil nominal.
El espesor de la capa de cobre estándar para la mayoría de las-varillas disponibles-es de alrededor de 10 mils, que es 0,010 pulgadas. Con ese espesor, se puede esperar que una varilla instalada cuidadosamente en un suelo con pH neutro-y humedad moderada- funcione durante 25 a 30 años. En suelos costeros, suelos ácidos o cualquier cosa con un alto contenido de sal o cloruro, ese número disminuye considerablemente.
Varilla de conexión a tierra revestida de cobre VICTORY
Donde el cobre sólido deja de ser una extravagancia
Hay una categoría de instalación en la que el mayor costo del cobre sólido realmente vale la pena, y no tiene nada que ver con el prestigio o el exceso de-ingeniería.
Cualquier sitio con suelo corrosivo es el caso obvio. Regiones costeras, zonas industriales con escorrentía química, áreas con geología naturalmente ácida, ambientes tropicales de alta-humedad. En esas condiciones, el acero expuesto de una varilla revestida de cobre se corroerá más rápido de lo que la capa de cobre puede enmascarar. Es posible que la varilla aún pase una prueba de resistencia inicial, pero cinco o diez años después la ruta de conexión a tierra se ha degradado y nadie lo sabe porque la varilla está bajo tierra y fuera de la vista.
El cobre sólido no tiene ningún punto débil oculto. El cobre desarrolla una pátina estable en la mayoría de los ambientes del suelo, y esa pátina en realidad frena la oxidación en lugar de acelerarla. En el mismo suelo costero que devora una instalación revestida de cobre en menos de una década, una varilla de cobre sólida todavía puede seguir haciendo su trabajo décadas después.
El otro caso son las aplicaciones-de larga duración. Sistemas de protección contra rayos en infraestructuras críticas, torres de telecomunicaciones, subestaciones, cualquier instalación donde reabrir el terreno y reemplazar electrodos sea realmente disruptivo o costoso. La diferencia de costos entre los dos tipos de varillas es pequeña en comparación con la mano de obra y el costo del tiempo de inactividad de un sistema de puesta a tierra que necesita reemplazo antes de lo previsto.
Requisitos del código que vale la pena conocer antes de realizar el pedido
El artículo 250.52(A)(5)(b) del NEC establece el diámetro mínimo para una varilla de tierra de acero revestida de cobre en 5/8 de pulgada, a menos que el producto lleve una lista específica que permita lo contrario. Las varillas de cobre sólido, como material no-ferroso, cumplen con el mínimo de 1/2 pulgada. Ambos tipos deben contar con la certificación UL 467. Si se abastece de fabricantes extranjeros, vale la pena dar un paso adicional para confirmar que figuran en la lista antes de que se envíe el pedido.
Los requisitos de longitud de la varilla son los mismos para ambos tipos: un mínimo de 8 pies, siendo común 10 pies en las especificaciones comerciales e industriales. El espacio entre varias varillas debe ser al menos el doble de la longitud de la varilla, según el artículo 250.53(A)(3) del NEC.
El sistema de puesta a tierra es tan bueno como su punto más débil
Una varilla de tierra enterrada no es un sistema completo. Es el punto de partida. La varilla se conecta a conductores, abrazaderas, infraestructura de conexión y, finalmente, a dispositivos de protección como pararrayos y pararrayos que necesitan un lugar para enviar la energía que desvían. Si la ruta de tierra tiene una alta resistencia o se corroe a mitad de su vida útil, esos dispositivos de protección no pueden hacer su trabajo, independientemente de qué tan bien hayan sido fabricados.
Esto es algo que VICTORY Electric Power Equipment Co., Ltd. aborda como proveedor y no simplemente como vendedor de productos. La empresa, que opera bajo la marca VIC en la ciudad de Lishui, en la provincia de Zhejiang, produce tanto hardware de conexión a tierra como el equipo de protección que depende de él. Su línea de pararrayos de polímero utiliza elementos varistores de óxido de zinc que responden rápidamente a eventos de sobretensión transitoria, con una varilla central de fibra de vidrio y una carcasa de polímero que maneja bien la exposición al aire libre, incluida la alta contaminación y las condiciones costeras donde los sistemas de puesta a tierra ya están bajo la mayor presión.
El diseño de la carcasa de polímero aborda específicamente un modo de falla por el que son conocidos los descargadores de porcelana. Cuando se acumula presión interna durante un evento de falla, las carcasas de porcelana pueden fracturarse violentamente. Las carcasas de polímero liberan la presión sin romperse, lo que es muy importante en instalaciones donde hay personal trabajando cerca. Sus productos de protección contra sobretensiones están fabricados con la misma filosofía de diseño, priorizando la confiabilidad a largo plazo-en entornos exigentes sobre la minimización de costos a corto-plazo.
VICTORY fabrica equipos eléctricos desde 1998, cuenta con las certificaciones ISO 9001, ISO 14001 e ISO 45001 y suministra a empresas de servicios públicos y contratistas en más de 50 países de América Latina, el Sudeste Asiático, Medio Oriente y África. La gama de productos cubre picas de tierra, picas de cobre, hardware para líneas de postes y un conjunto completo de equipos de protección contra rayos, lo que significa que un contratista que adquiera un sistema completo de puesta a tierra y protección puede trabajar con un único proveedor en lugar de conciliar la compatibilidad entre componentes de diferentes fuentes.
La conclusión honesta
Para la mayoría de las instalaciones estándar en suelos típicos, una varilla de conexión a tierra revestida de cobre es la opción correcta. La instalación es sencilla, el coste del material es razonable y, en condiciones moderadas, durará más que el equipo que protege. Elija una varilla de un fabricante que especifique el espesor de la capa de cobre y tenga la certificación UL, y no tendrá problemas con ella durante décadas.
Para cualquier cosa que entre en suelos agresivos, cualquier cosa que se supone que dure 40 o 50 años sin reemplazo, o cualquier sistema de protección contra rayos donde la resistencia a tierra deba permanecer baja y estable a largo plazo, el cobre sólido vale la pena. El costo del material adicional es un gasto único-. El costo de falla de un sistema de puesta a tierra sub-especificado no lo es.
La varilla es la parte del sistema que nadie ve después del día de la instalación. Precisamente por eso merece más atención de la que suele recibir.