Cálculo y diseño asistido por ordenador de tomas de tierra en instalaciones eléctricasuna formulación numérica basada en el método integral de elementos de contorno

Resumen

En esta tesis doctoral se presenta una formulación numérica general para el cálculo y el diseño asistido por ordenador de tomas de tierra en instalaciones eléctricas. En primer lugar, se identifica la naturaleza de los fenómenos físicos subyacentes en la disipación de corriente eléctrica en un terreno a través de una puesta a tierra, y se realiza el análisis detallado del funcionamiento de estos sistemas en condiciones de fallo. A continuación se desarrolla un modelo matemático a partir de las ecuaciones generales de electromagnetismo. Seguidamente se reescribe el modelo matemático en términos de una ecuación integral lineal de primera clase. El modelo numérico se desarrolla partiendo de una formulación variacional de esta ecuación integral y aplicando el Método de Elementos de Contorno. Debido al elevado coste computacional que implica esta formulación es imprescindible introducir algunas simplificaciones importantes, así como desarrollar completamente una técnica de integración analítica específica de gran eficacia. Finalmente, la formulación numérica se incorpora a un sistema de CAD, se resuelven diversos problemas de aplicación, se contrasta la validez de los resultados obtenidos, y se evidencia la viabilidad y eficacia de esta técnica como herramienta de cálculo en el diseño y proyecto de instalaciones de puesta a tierra.