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Calidad francesa, eficiencia mundial

Superficie protegida hasta la fecha por las soluciones LPS Franceen todo el mundo

El método Wenner es un procedimiento de campo que utiliza cuatro estacas para medir una característica clave del suelo: su resistencia al flujo de corriente eléctrica. Esta medición, la resistividad, es fundamental para el diseño de cualquier puesta a tierra , en particular para la protección contra rayos.

Por qué una medición de resistividad confiable no es una opción

Un puesta a tierra defectuoso no es simplemente un incumplimiento técnico; representa un riesgo importante para la seguridad de sus instalaciones y su personal. Ignorar la resistividad del suelo es como construir cimientos sin conocer la naturaleza del terreno.

Un trabajador con chaleco de seguridad y casco blanco ajusta equipos eléctricos en un poste cerca de una subestación.

Una evaluación deficiente puede tener consecuencias muy reales, desde sobrecostos significativos hasta fallos críticos en los sistemas de protección. Aquí es donde la elección de un método probado y preciso se vuelve crucial.

La importancia de una base de diseño sólida

La resistividad del suelo es el dato de entrada para todos los cálculos puesta a tierra . Su valor influye directamente en:

Sin un valor fiable, el dimensionamiento se realiza a ciegas. Esto conlleva el riesgo de un costoso sobredimensionamiento o, mucho más grave, de un peligroso subdimensionamiento. Comprender estos aspectos es un primer paso crucial; nuestra guía sobre la diferencia entre puesta a tierra, conexión a tierra y neutro puede arrojar más luz sobre el asunto.

Una medición de resistividad deficiente puede tener consecuencias directas en la seguridad y el presupuesto de un proyecto. La siguiente tabla resume los problemas.

Impactos de una medición de resistividad precisa vs. imprecisa

Esta tabla compara las consecuencias directas de una medición de resistividad bien o mal ejecutada en un proyecto puesta a tierra .

Aspecto del proyecto Consecuencia de una medición precisa (método de Wenner) Consecuencia de una medición imprecisa
Apresto Sistema puesta a tierra optimizado, justo lo que se necesita. Sobredimensionamiento costoso o subdimensionamiento peligroso.
Seguridad Disipación eficiente y segura de corrientes de falla. Alto riesgo de tensión de paso/contacto, peligro para el personal.
Costos Presupuesto controlado, sin gastos innecesarios en equipos. Costes adicionales relacionados con los materiales (más cobre, estacas más largas) o con el retrabajo.
Cumplimiento Cumplimiento de las normas (NFC 17-102, IEC 62305) garantizado. Incumplimiento, negativa de aceptación por parte de las oficinas de inspección.
Actuación Protección confiable de equipos electrónicos sensibles. Fallas de equipos, paradas de producción, pérdida de datos.

En resumen, tomarse el tiempo para realizar una medición de calidad con el método Wenner nunca es una pérdida de tiempo. Es una garantía contra sorpresas técnicas y financieras desagradables.

La medición precisa de la resistividad no es un gasto, sino una inversión. Garantiza que cada euro invertido en el sistema puesta a tierra contribuya realmente a la seguridad y el cumplimiento normativo de la instalación.

El método Wenner, el estándar de facto en el campo

Inventado en 1916 por Frank Wenner, este método sigue siendo el estándar de referencia en Francia para medir la resistividad del suelo. Según nuestra experiencia, en más de 500 plantas industriales auditadas, el 78 % de las mediciones de resistividad de sistemas de protección contra rayos (SPR) se realizaron con este método. ¿Por qué? Porque proporciona un promedio preciso de las capas superficiales del suelo, esencial para cumplir con los requisitos de la NFC 17-102:2011 .

Este enfoque se ha convertido en el estándar para cumplir con normas como NFC 17-102 e IEC 62305. Proporciona un diagnóstico confiable que permite diseñar una protección efectiva desde el principio, sin aproximaciones.

Esta guía le acompañará paso a paso, desde la teoría hasta la aplicación práctica en el campo, para que pueda tomar medidas precisas y directamente utilizables para sus proyectos.

El principio de las cuatro estacas de Wenner, explicado de forma sencilla

Para comprender realmente la idea del método Wenner , dejemos de lado las fórmulas por un momento. Imaginemos que intentamos determinar la naturaleza de un trozo de suelo sin excavarlo. Le enviaremos una señal eléctrica y escucharemos su respuesta, de forma similar a como un sonar sondea el lecho marino. El objetivo es simple: medir cuánto se opone el suelo al paso de esta corriente. Eso es la resistividad.

El método se basa en una configuración de campo muy específica: cuatro estacas, o electrodos, colocadas en línea recta y perfectamente equidistantes. Esta disposición simétrica es la característica distintiva del método Wenner y lo que lo hace tan fiable en el campo.

La danza de los electrodos y la corriente

Cada estaca tiene una función bien definida. Los dos electrodos exteriores, a menudo denominados C1 y C2 (Corriente), son los inyectores. Envían una corriente alterna de baja frecuencia al suelo, cuya intensidad se controla con precisión. Esta corriente no viaja en línea recta, sino que se propaga bajo tierra, formando líneas de campo hemisféricas.

Mientras tanto, los dos electrodos internos, P1 y P2 (de Potencial), son los observadores. Su función es medir la diferencia de potencial, es decir, el voltaje, generado por el paso de corriente entre ellos. Es similar a medir la caída de presión en una tubería para evaluar la resistencia al flujo de agua.

La clave del método Wenner reside en esta separación de tareas. Al disociar la inyección de corriente de la medición de tensión, se elimina la resistencia de contacto de las propias picas. Este punto crucial elimina una importante fuente de error, común en los métodos más rudimentarios.

El espaciado 'a', la clave de la profundidad

El parámetro más importante de su configuración es la distancia entre cada estaca, un valor universalmente designado con la letra «a» . Esta separación no se elige al azar: está directamente relacionada con la profundidad a la que se sondeará.

Una regla general sencilla y eficaz es que la profundidad de la investigación es aproximadamente igual a este espaciado 'a' .

Esta relación directa es lo que nos permite mapear el subsuelo. Al realizar varias mediciones a intervalos crecientes (por ejemplo, a = 2 m, 4 m, 8 m, 16 m…), obtenemos un perfil de resistividad en función de la profundidad. Este sondeo revela si el suelo es homogéneo o si esconde distintas capas de roca, arcilla o incluso un nivel freático.

La fórmula a conocer: ρ = 2πaR

La ventaja del método Wenner reside en su fórmula extraordinariamente sencilla. El dispositivo de medición, el telurómetro, inyecta una corriente (I), mide el voltaje (V) y deduce la resistencia R = V/I . La resistividad del suelo (ρ), expresada en ohmios-metros (Ω.m), se calcula entonces de la siguiente manera:

ρ = 2πaR

Analicemos rápidamente esta ecuación:

Esta fórmula demuestra claramente que el resultado final depende directamente de la precisión de las mediciones de campo. Una mayor R mayor a resultarán en una mayor resistividad ρ . Es evidente por qué una alineación rigurosa y la medición precisa de la distancia «a» son cruciales para obtener datos fiables. Esta combinación de simplicidad y eficiencia convierte al método Wenner en una herramienta indispensable antes de diseñar cualquier sistema de puesta a tierra .

La guía práctica para tomar una medición de Wenner en el campo

Pasar de la teoría a la práctica requiere un enfoque metódico y una preparación exhaustiva. Realizar con éxito una medición de resistividad de Wenner no es simplemente cuestión de plantar estacas al azar; es un proceso riguroso donde cada detalle importa. Exploremos cómo transformar una intervención in situ en la recopilación de datos fiables y directamente utilizables.

Equipo esencial para una medición confiable

Antes incluso de salir al campo, el primer paso es una revisión exhaustiva de su equipo. Un equipo defectuoso o inadecuado es la principal causa de mediciones fallidas. Su kit básico debe contener:

Esta infografía resume bien el proceso: inyectamos, medimos, calculamos. Es una secuencia lógica que transforma la respuesta del suelo en un valor de resistividad concreto.

Un diagrama de flujo simple que describe el proceso Wenner en 3 pasos: inyección, medición y cálculo.

Preparación del sitio y elección del eje de medición

Elegir la ubicación para la medición es tan crucial como la medición misma. Una mala ubicación puede distorsionar completamente los resultados. El primer paso es evaluar visualmente el sitio.

Su objetivo es encontrar un eje de medición, un travesaño, que sea verdaderamente representativo del terreno donde se instalará el futuro sistema de puesta a tierra . Idealmente, este eje debería ser:

Consejo profesional: Usa herramientas como Google Earth antes de tu visita para identificar varios puntos de medición potenciales. Esto te ahorrará tiempo valioso una vez allí y te permitirá tener planes alternativos si tu primera opción no es viable.

Una vez elegido el eje, márquelo en el suelo con estacas temporales o una cuerda para asegurar la alineación perfecta de los cuatro electrodos. Esta es la base de una medición exitosa.

El procedimiento de medición de campo, paso a paso

La implementación práctica consiste en una serie de acciones precisas. Para cada espaciamiento «a» que se desee sondear (por ejemplo: 2 m, 4 m, 8 m, 16 m ), el procedimiento es el mismo.

Comience siempre con la separación más pequeña. Coloque las cuatro estacas en línea recta, asegurándose de que la distancia entre cada una sea exactamente igual a «a» . Introdúzcalas aproximadamente de 15 a 20 cm en el suelo. Esto es suficiente para un buen contacto eléctrico, y esta profundidad debe ser pequeña en comparación con la separación «a» (normalmente menos del 10% ).

A continuación, conecte los cables del telurómetro a las estacas correctas: los cables de inyección de corriente ( C1, C2 ) a las estacas exteriores y los cables de medición de potencial ( P1, P2 ) a las estacas interiores. Inicie la medición. Anote el valor de resistencia R , asegurándose de asociarlo con el correspondiente «a»

A continuación, proceda a la siguiente medición. Separe las estacas según la nueva distancia (por ejemplo, 4 metros ) y repita el proceso. Continúe de esta manera para todas las profundidades que desee investigar.

Consejos para obtener resultados impecables

El terreno siempre guarda sus sorpresas. Aquí tienes algunos consejos basados ​​en la experiencia para ayudarte a evitar los obstáculos más comunes:

Esta rigurosa aplicación es la que marca la diferencia entre una medición profesional y una simple estimación. Al seguir estas buenas prácticas, obtendrá datos fiables, listos para transformarse en decisiones de diseño fundamentadas.

Transformando sus mediciones en decisiones de diseño

Se han sentado las bases y se han tomado las medidas. Ahora se dispone de una serie de cifras: para cada espaciamiento «a», un valor de resistencia «R». Es un buen comienzo, pero el verdadero trabajo empieza ahora. Se trata de transformar estos datos sin procesar en una estrategia de diseño puesta a tierra clara, eficaz y justificada.

Un técnico de campo consulta datos de resistividad del suelo en una tableta digital, con sensores y cables visibles.

Este paso es fundamental. Es lo que vincula el diagnóstico del suelo con las decisiones concretas que tomará para su sistema de protección.

Del campo al gráfico: el perfil de resistividad

Lo primero que hay que hacer es calcular la resistividad aparente (ρ) para cada medición. Utilizamos la fórmula clásica: ρ = 2πaR .

Tomemos un ejemplo práctico. Imaginemos estas lecturas en un sitio web:

Una vez calculados todos los puntos, es necesario visualizarlos. Dibuje una gráfica sencilla: la resistividad (ρ) en el eje vertical (Y) y el espaciamiento (a), que representa la profundidad, en el eje horizontal (X). Esta gráfica es su perfil de resistividad. Es la tarjeta de identificación eléctrica de su sótano.

Este perfil es su mejor aliado. Le permite ver bajo la superficie sin tener que excavar. Interpretar su forma es clave para guiar directamente sus decisiones de diseño para el sistema puesta a tierra .

Interpretación de los diferentes perfiles de suelo

La forma de la curva revela la estructura del terreno. Generalmente, existen tres escenarios principales:

Analizar estos perfiles no es simplemente un ejercicio teórico. Tiene consecuencias directas en la eficiencia y el coste de la instalación. Un estudio del IFSTTAR ha demostrado que el método Wenner es especialmente fiable para cartografiar estas variaciones. Incluso en un sitio con heterogeneidades, el método arrojó una resistividad efectiva de 182 Ω.m ± 23 Ω.m. Esta precisión es crucial si se considera que los fallos puesta a tierra en Francia se deben a terrenos con una alta concentración de bloques resistivos, un fenómeno que solo un perfil detallado puede revelar.

Orientar las elecciones de diseño de la puesta a tierra

Aquí es donde sus mediciones cobran verdadera importancia. El perfil de resistividad le ayuda a responder preguntas fundamentales de diseño.

Caso 1: un suelo con una capa superficial conductora

Si su gráfico muestra una curva ascendente, la mejor conductividad se encuentra cerca de la superficie. Por lo tanto, la estrategia es clara:

Caso 2: un suelo con una capa conductora profunda

Por el contrario, si su gráfico muestra una curva descendente, debe buscar la conductividad donde se encuentra:

Al transformar sus lecturas en un perfil visual, ya no se conforma con un simple valor promedio. Dispone de una hoja de ruta estratégica para diseñar un puesta a tierra que no solo cumpla con las normas, sino que también esté técnicamente optimizado y sea económicamente viable. Para obtener más información, consulte nuestra guía completa sobre puesta a tierra .

Errores de campo y consejos para mediciones confiables

Incluso con años de experiencia, pueden surgir ciertos problemas durante una campaña de medición. Una lectura errónea no es solo una cifra incorrecta, sino que puede comprometer todo el dimensionamiento del sistema de puesta a tierra . A continuación, se presenta un resumen de las lecciones aprendidas para ayudarle a evitar errores comunes.

Considere esta lista como una guía práctica para revisar antes y durante cada intervención. Son estos detalles los que marcan la diferencia entre una medición aceptable y un diagnóstico de suelo verdaderamente profesional.

La influencia de las estructuras metálicas enterradas

Esta es, sin duda, la trampa más común e insidiosa. El subsuelo de un sitio, aunque parezca prístino, suele ser un laberinto de elementos conductores. Estas estructuras pueden literalmente "robar" la corriente que se inyecta y crear una ruta preferencial, distorsionando por completo la medición de voltaje.

Los culpables habituales son bien conocidos:

El efecto es casi siempre el mismo: estos elementos ofrecen una resistencia muy baja y "atraen" la corriente, lo que resulta en un valor de resistencia medido artificialmente bajo. Podría concluirse entonces que la tierra es un excelente conductor, cuando en realidad se está midiendo el rendimiento de una tubería.

Para evitar esto, una regla de seguridad simple: mantenga una distancia entre su eje de medición y cualquier estructura sospechosa al menos igual al "a" que planea usar.

Alineación y espaciado aproximados

La fórmula del método Wenner para la resistividad del suelo , ρ = 2πaR, se basa en una geometría perfecta. La alineación de las cuatro estacas debe ser impecable y la distancia «a» entre ellas debe ser exactamente la misma. Un error de unas pocas decenas de centímetros en una separación de varios metros puede parecer insignificante, pero introduce un error de cálculo considerable.

El método más sencillo y eficaz es estirar una cuerda entre dos estacas para asegurar una alineación perfecta. Para el espaciado, use una cinta métrica. Nunca se base en una estimación basada en el ritmo; es la mejor manera de obtener datos inservibles. Una alineación deficiente o distancias desiguales distorsionarán el factor geométrico de la fórmula, invalidando el resultado.

Contacto con el suelo insuficiente

Para que la medición sea precisa, la corriente debe fluir correctamente entre las varillas de tierra y la tierra. Un contacto eléctrico deficiente es una fuente importante de problemas, a menudo indicados directamente por el telurómetro, que muestra una resistencia de contacto excesivamente alta.

Este problema es común en los suelos:

La solución más directa suele ser la mejor: mejorar la conductividad local. Verter un poco de agua limpia alrededor de cada estaca suele ser suficiente para establecer un buen contacto. Además, recuerde revisar el estado de su equipo antes de salir al campo. Un cable dañado o una estaca completamente corroída pueden arruinar una jornada de trabajo completa.

Este rigor también se ajusta a los requisitos normativos. La norma BS 1377-3, por ejemplo, es una referencia frecuente en los laboratorios geotécnicos de Francia y rige estrictamente la aplicación del método Wenner. Estudios basados ​​en más de 1200 muestras han demostrado que esta precisión ha permitido reajustar el 70 % diseños puesta a tierra , garantizando que la resistencia final se mantenga por debajo del umbral crítico de 5 Ω establecido por la IEC 62305. Para obtener más información sobre este tipo de experiencia, puede consultar los servicios del laboratorio geotécnico en groupefondasol.com .

Finalmente, un último consejo profesional: realice perfiles de medición transversales. Tomar un segundo conjunto de mediciones perpendiculares al primero es una excelente manera de validar los resultados. Si ambos perfiles son consistentes, puede confiar en sus datos. Si divergen significativamente, indica heterogeneidad del suelo o interferencias ocultas. Y esa es una información crucial para el diseño.

Preguntas frecuentes sobre el Método Wenner

Incluso con una explicación detallada, surgen con frecuencia preguntas en el campo. Hemos recopilado aquí las preguntas más frecuentes para brindarle respuestas claras y directas basadas en nuestra experiencia. El objetivo: disipar cualquier duda que pueda tener sobre el método Wenner para la resistividad del suelo .

¿Cuál es la diferencia entre el método Wenner y el método Schlumberger?

La diferencia fundamental radica en el movimiento de las estacas. Con el método Wenner, las cuatro estacas se mueven con cada nueva medición, manteniendo una separación constante entre ellas. Este enfoque lo convierte en el método ideal para un análisis preciso de las capas superficiales, justo lo que se necesita para la puesta a tierra de edificios e instalaciones industriales.

Por el contrario, con el método Schlumberger, solo los dos electrodos externos (los que inyectan la corriente) se mueven durante la perforación profunda, mientras que los internos permanecen fijos. Esto suele ser más rápido para investigaciones geológicas profundas, pero potencialmente menos preciso para los primeros metros de suelo que nos interesan.

Para la gran mayoría de los proyectos de protección contra rayos y puesta a tierra , el método Wenner es el estándar. Su facilidad de implementación, fórmula de cálculo directa y fiabilidad en la caracterización de los primeros metros de suelo lo convierten en la opción más segura y con mayor cumplimiento normativo.

¿Que tan profundo puedo medir?

Existe una regla simple y eficaz: la profundidad de la investigación es aproximadamente igual a la distancia «a» entre dos estacas adyacentes. Esta es una excelente aproximación para el trabajo de campo.

Para la mayoría de puesta a tierra , los espaciamientos que van desde 2 a 20 metros son más que suficientes para obtener un perfil detallado y relevante.

¿Puede el clima afectar mis resultados?

Sí, absolutamente. Y el impacto puede ser considerable. La humedad del suelo es el factor clave que influye en su conductividad. Un suelo seco siempre será mucho más resistente que uno saturado de agua después de varios días de lluvia.

Por eso es crucial tener siempre en cuenta las condiciones meteorológicas durante las campañas de medición. Un puesta a tierra verdaderamente robusto debe estar dimensionado para funcionar en las peores condiciones, es decir, cuando el suelo está más seco.

Lo ideal sería tomar medidas en diferentes estaciones del año para obtener la visión más completa, lo que también está en línea con estándares como NFC 17-102 .

¿Qué pasa si el terreno no es plano?

Una ligera pendiente no suele ser un problema, siempre que se mantenga la alineación correcta de las cuatro estacas y una separación regular. La precisión es clave.

Si el terreno es muy accidentado o tiene una pendiente pronunciada, lo mejor es tomar medidas a lo largo de las curvas de nivel (perpendiculares a la pendiente). Este método minimiza las distorsiones geométricas que podrían distorsionar los cálculos. Si esto no es posible, es fundamental documentar la topografía en el informe, ya que influye en la interpretación de los resultados. La clave, como siempre, es la coherencia.


Para diseñar un sistema de protección contra rayos basado en datos de campo fiables, confíe en la experiencia de LPS France . Nuestros equipos le acompañan desde la auditoría del sitio hasta la instalación, garantizando un diseño optimizado que cumple con los estándares más estrictos. Descubra nuestras soluciones completas en lpsfr.com .