Por Ing Omar Salinas

Podemos definir la puesta o conexión a tierra como la conexión eléctrica directa de todas las partes metálicas de una instalación, sin fusibles ni otros sistemas de protección, de sección adecuada y uno o varios electrodos enterrados en el suelo, con objeto de conseguir que en el conjunto de instalaciones, edificios y superficies próximas al terreno, no existan diferencias de potencial peligrosas y que, al mismo tiempo, permita el paso a tierra de las corrientes de defecto o la de descarga de origen atmosférico.

La finalidad principal de una puesta a tierra es limitar la tensión que con respecto a tierra, puedan presentar, en un momento dado, las masas metálicas, asegurar la actuación de las protecciones y eliminar o disminuir el riesgo que supone una avería en los materiales eléctricos utilizados.

Actualmente, la tecnología de estado sólido, basada en electrónica moderna, sigue evolucionando y se hace más sensible a los ruidos eléctricos y a la contaminación electromagnética, lo que precisa de un sistema de puesta a tierra libre de ruidos y compatibilidad electromagnética de todos los equipos y sistemas.

Ley de Ohm

La corriente eléctrica que circula en un circuito eléctrico es directamente proporcional a la tensión e inversamente proporcional a la resistencia eléctrica.

La puesta a tierra se utiliza en cualquier tipo de instalaciones, sean éstas industriales, comerciales o residenciales. Los objetivos de esta forma de protección consisten en habilitar la conexión a tierra en sistemas con neutro a tierra, proporcionar el punto de descarga para las carcasas, armazón o instalaciones; asegurar que las partes sin corriente, como armazones de los equipos, estén si empre a potencial de tierra, aun en el caso de fallar en el aislamiento, y proporcionar un medio eficaz para descargar los alimentadores o equipos antes de proceder en ellos a trabajos de mantenimiento 

 

 

Un sistema de puesta a tierra consiste en la conexión de equipos eléctricos y electrónicos a tierra, para evitar que se dañen nuestros equipos en caso de una corriente transitoria peligrosa.

Los objetivos fundamentales de los sistemas de puesta a tierra son los siguientes:

• Proporcionar Seguridad a las Personas. Esto previniendo el paso de  corriente al momento de un desperfecto y toques el equipo, sin tierra el equipo descargara su energía sobre ti.

 

 

• Trayectoria para la conducción de la energía del rayo. Drena la corriente del rayo. El rayo viajará por los conductores hasta la tierra donde el sistema lo disipará por medio de los electrodos.

 

 

• Drena cargas estáticas; Un sistema de tierra no permite que se almacene electricidad estática que al momento de una descarga dañe componentes electrónicos (Tablillas, Sensores, Etc)

Para realizar un sistema de puesta a tierra se necesitan electrodos de tierra, los cuales existen de muchos tipos, algunos mejores que otros en ciertas características como el costo, entre otras.

 

 

Los electrodos pueden ser artificiales o naturales.

• Se entiende por electrodos artificiales los establecidos con el exclusivo objeto de obtener la puesta a tierra. 

 

 

• Y por electrodos naturales las masas metálicas que puedan existir enterradas.

Resistencia de las tomas de tierra

Idealmente una conexión a tierra física debe tener una resistencia de cero ohms  (0 Ω). No existe un valor normalizado de resistencia de conexión a tierra física que sea reconocido por todas las agencias. Sin embargo, la NFPA ha recomendado un valor de resistencia de conexión a tierra física de 5,0 ohms o menos. La practica recomendada IEEE 142 (1991) “Prácticas recomendadas para la conexión a tierra de sistemas eléctricos industriales y comerciales” sugiere una resistencia de la toma de tierra entre 1 y 5 ohms para sistemas comerciales o industriales de gran tamaño. En instalaciones con equipo sensible, debe ser de 5,0 ohms o menos.

El electrodo de una toma de tierra se dimensionará de forma que su resistencia de tierra, en cualquier circunstancia previsible, no sea superior al valor especificado para ella, en cada caso. 

La resistencia de un electrodo depende de sus dimensiones, de su forma y de la resistividad del terreno en el que se establece. Esta resistividad varía frecuentemente de un punto a otro del terreno, y varía también con la profundidad. La tabla 10.3 muestra, a título de orientación, unos valores de la resistividad para un cierto número de terrenos. 

Con objeto de obtener una primera aproximación de la resistencia a tierra, los cálculos pueden efectuarse utilizando los valores medios indicados en la tabla 10.4. 

 

Aunque los cálculos efectuados a partir de estos valores no dan más que un valor muy aproximado de la resistencia a tierra del electrodo, la medida de resistencia de tierra de este electrodo puede permitir, aplicando las fórmulas dadas en la tabla 10.5, estimar el valor medio local de la resistividad del terreno. El conocimiento de este valor puede ser útil para trabajos posteriores efectuados, en condiciones análogas.

Normatividad

Según la Norma Oficial Mexicana NOM-001-SEDE-2012, Referente a Instalaciones Eléctricas, en el Artículo 440 donde se hace referencia a los equipos de Aire Acondicionado y Refrigeración en los incisos C y G se habla de las protecciones y fallas a tierra y sus requisitos de instalación.

• C. Protección de los circuitos derivados contra cortocircuito y falla a tierra

440-21. Requisitos generales. La Parte C establece requisitos para dispositivos destinados a proteger a los conductores de los circuitos derivados, aparatos de control y equipo en los circuitos que alimentan a los motocompresor herméticos de refrigeración contra sobrecorrientes debidas a cortocircuito y falla a tierra. Son adicionales o prevalecen sobre los requisitos del Artículo 240.

• G. Requisitos para acondicionadores de aire para habitación 

440-61. Puesta a tierra. Los acondicionadores de aire para habitación deben ser puestos a tierra de acuerdo con lo indicado en el Artículo 250.

Referenciados en los incisos anteriores mencionamos los siguientes artículos:

ARTÍCULO 240; PROTECCION CONTRA SOBRECORRIENTE - A. Generalidades - 240-1. Alcance. Las Partes A hasta G de este Artículo establecen los requisitos generales para la protección contra sobrecorriente para tensiones hasta de 600 volts. La Parte H establece los requisitos sobre la protección contra sobrecorriente para aquellas partes de instalaciones industriales supervisadas que operan a 600 volts o menos. La Parte I establece los requisitos de protección contra sobrecorriente para tensiones mayores que 600 volts.

NOTA: La protección contra sobrecorriente para conductores y equipos se instala para que abra el circuito, si la corriente alcanza un valor que cause una temperatura excesiva o peligrosa en los conductores o en su aislamiento. Ver también 110-9, para los requerimientos de capacidad de interrupción, y 110-10, para los requisitos de protección contra corrientes de falla.

ARTÍCULO 250; PUESTA A TIERRA Y UNION - A. Generalidades - 250-1. Alcance. Este Artículo cubre los requisitos generales para la puesta a tierra y unión de instalaciones eléctricas y los requisitos específicos indicados en (a) hasta (f).

 

Fuentes:

Diario Oficial de la Federación, http://programacasasegura.org/, Javier Oropeza Ángeles, “El libro de oro de puesta a tierra universal”, PUESTA A TIERRA DE INSTALACIONES ELÉCTRICAS Rogelio García Márquez.