SISTEMAS DE ENERGÍA, PROTECCIÓN Y ATERRAMIENTO

INTRODUCCIÓN

Los Sistemas de Puesta a Tierra (SPAT) se instalan con la finalidad de garantizar la

conexión del potencial a tierra de los equipos que lo requieran (transformadores,

motores, etc) y la integridad del personal y suscriptores de la empresa.

Este diseño tradicionalmente se ha realizado en función de la resistividad del

terreno, donde será ubicado el SPAT, y el límite máximo establecido para el valor

de la resistencia de la toma de tierra por las normas nacionales e internacionales, y

los límites permisibles de voltajes para las personas y equipos.

Pero además el SPAT se utiliza, para drenar a tierra las sobretensiones, por la

operación de los descargadores de sobretensiones, vulgarmente denominados

pararrayos.

En el caso de tomas con resistencia de tierras muy elevadas, la operación de estos

descargadores puede que no sea efectiva ocasionando la circulación de corrientes

de fallas sobre las superficies aislantes de los elementos de la red, provocando

posibles daños de los equipos, riesgo eléctrico en las personas e interrupciones del

servicio eléctrico.

I. Aterramiento: ¿Por qué ?

Aterramiento -Sistemas de Puesta a Tierra (SPAT) ó simplemente ”Tierra Física”, es

un conjunto de elementos formados por electrodos, cables, conexiones, platinas y

líneas de tierra física de una instalación eléctrica, que permiten conducir, drenar y

disipar al planeta tierra una corriente no deseada.

Un sistema de puesta a tierra consiste en la conexión de artefactos eléctricos y

electrónicos a tierra, para evitar que sufran daño, tanto las personas como

nuestros equipos, en caso de una corriente de falla.

La conexión a tierra eficaz conduce la electricidad indeseable hacia tierra alejando

el peligro en forma segura.

¿Porqué instalar un Sistema de Puesta a Tierra?

Se debe instalar un sistema de puesta a tierra porque ante una descarga

atmosférica o un corto circuito, sin tierra física, las personas estarían expuestas a

una descarga eléctrica, y los equipos tendrían errores en su funcionamiento. Si las

corrientes de falla no tienen un camino para disiparse, por medio de un sistema

(SPAT) de conexión correctamente diseñado, entonces éstas encontrarían caminos

no intencionados que podrían incluir a las personas y equipos ocasionando daños

irreparables.

1. Seguridad Humana

2. Seguridad de los Equipos eléctricos ó electrónicos

3. Buen funcionamiento de los equipos

Las funciones de un SPAT son:

Proporcionar una impedancia suficientemente baja para facilitar la

operación satisfactoria de las protecciones en condiciones de falla.

Asegurar que personas presentes en la estación, no queden expuestos a

potenciales inseguros, en régimen permanente o en condiciones de falla.

Mantener los voltajes del sistema dentro de límites razonables bajo

condiciones de falla (tales como descarga atmosférica, ondas de maniobra

o contacto inadvertido con sistemas de voltaje mayor), y asegurar que no

se exceda el voltaje de ruptura dieléctrica del aislante.

Limitar el voltaje a tierra sobre materiales conductivos que circundan

conductores o equipos eléctricos.

Estabilizar los voltajes fase a tierra en líneas eléctricas bajo condiciones de

régimen permanente, por ejemplo, disipando cargas electrostáticas que se

han generado debido a nubes, polvo, agua, nieve.

Proporcionar una trayectoria alternativa para las corrientes inducidas y de

tal modo minimizar el ruido eléctrico en cables.

Proporcionar una plataforma equipotencial sobre la cual pueda operar

equipo electrónico satisfaciendo la baja resistencia a tierra (2-5-10 Ω)

exigida para su correcto funcionamiento.

Para desempeñarse adecuadamente cumpliendo cualquiera de las funciones

anteriores, el SPAT debe generalmente tener una baja impedancia, de modo que

ya sea dispersando o recogiendo corriente desde el terreno, no se produzca un

aumento de voltaje excesivo y peligroso.

II. Normas más destacadas

Los cálculos de los Sistema de Puesta a Tierra se basa fundamentalmente en el

Los método expuesto en las siguientes publicaciones:

IEEE serie ―de colores‖ de estándares

IEEE Green Book™: IEEE STD 142-2007— Recommended Practice for

Grounding of Industrial and Commercial Power Systems.

IEEE Emerald Book™: IEEE STD 1100-2005— Recommended Practice for

Powering and Grounding Electronic Equipment.

IEEE Std 80-2000 AC Substation grounding ―Aterramiento subestaciones‖

NEC (Código de normas sobre instalaciones eléctricas): NFPA-70. La norma

de México, Perú, Costa Rica, Venezuela.

NOM-001-SEDE-2005 Norma de instalaciones eléctricas de México.

FAA Std-019d Norma para aterramiento & pararrayos de la Agencia Federal

de Aviación de los EEUU.

MIL-HDBK-419A Manual de Aterramiento, Dpto de Defensa, EEUU.

NTP-370.056 Norma peruana ―Electrodos de cobre para puesta a tierra.

Motorola R56 ―Standards and Guidelines for Communications Sites‖;

Estándares y Directrices para Sitios de Comunicaciones.

Cómo describen las Normas Nacionales e Internacionales a un sistema de Puesta

a Tierra:

NationalElectrical Code (NEC) En su Artículo 100:

“Una Conexión conductora, ya sea intencional ó accidental, entre un circuito

eléctrico ó equipo y la tierra, ó algún cuerpo conductor que sirve en lugar de la

tierra”.

Secretaria del Trabajo y Previsión Social: NSTPS-022-2008:

Es la acción y efecto de unir eléctricamente elementos de un equipo ó circuito a

un electrodo ó a una red de puesta a tierra.

Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE):

“Es una conexión conductora, ya sea intencional o accidental, por medio de la

cual un circuito eléctrico ó equipo se conectan a la tierra o algún cuerpo

conductor de dimensiones relativamente grande que cumple la función de la

tierra”.

Qué dicen las Normas sobre el valor de Resistencia

Idealmente, una conexión a tierra debe tener una resistencia de cero ohmios. La

NFPA y la IEEE recomiendan un valor de 5 Ohms ó menos. En México, la

Secretaria del Trabajo y Previsión Social en su norma NOM-STPS-022-2008

indica lo siguiente: “Asegúrese de que la resistencia para Sistema de Tierras sea

menor a 10 Ohms y para sistema de Pararrayos menor a 25 Ohms. La industria

de las telecomunicaciones con frecuencia ha utilizado 5,0 ohmios ó menos

como su valor para conexión a tierra o menos. El objetivo es lograr el mínimo

valor de resistencia”

III. Mediciones de resistividad del suelo

Resistividad del terreno o suelo

El factor restante de mayor importancia que afecta la impedancia del sistema de

tierra es la impedancia del medio en el cual está situado el electrodo, es decir, el

terreno.

Debido a que la resistividad del terreno es un factor de suma importancia en el

comportamiento de electrodos de tierra, necesita discutirse en más detalle. La

resistividad del terreno se espresa en [ohm-metro]. Esta unidad es la resistencia

entre dos caras opuestas de un cubo de 1 metro por lado de tierra homogénea. El

valor obtenido así es ohm-metro2.

Algunos valores típicos de resistividad

http://www.analfatecnicos.net/archivos/08.PuestaATierra.pdf

Los dos factores principales que afectan el valor de resistividad de suelo son la

porosidad del

material y el contenido de agua. Porosidad es un término que describe el tamaño y

número de huecos dentro del material, lo cual está relacionado con su tamaño de

partícula y diámetro del poro. Varía entre 80/90% en el sedimento de lagos, hasta

30/40% en el caso de arena y arcilla no consolidada y menos en piedrá caliza

consolidada.

Como se mencionó previamente, es muy poco frecuente encontrar terreno que

puede describirse como terreno uniforme para propósitos de puesta a tierra.

Estamos interesados en el terreno hasta una cierta profundidad, que corresponde

a aquella hasta la cual pueden fluir las corrientes de falla a tierra. Puede ser una

delgada capa de terreno superficial, si hay capas de roca más abajo. Cada capa de

roca sucesiva puede tener menos grietas, ser más sólida y se esperaría que tuviese

una resistividad mayor.

Si un electrodo se instala en la superficie, entonces la distancia, espesor y

resistividad real de cada una de las capas serán factores importantes que afectan

el valor de su resistencia a tierra.

La temperatura y el contenido de agua tienen una influencia importante en la

resistividad del terreno y luego en el comportamiento del sistema de tierra. Un

incremento en el contenido de agua provoca una reducción drástica de la

resistividad, hasta alcanzar un 20% del nivel original cuando el efecto tiende a

estabilizarse. Minerales y sales disueltas en el agua pueden ayudar a reducir aún

más la resistividad, particularmente cuando éstas están produciéndose en forma

natural y no terminan diluyéndose con el tiempo. El contenido de agua varia

estacionalmente y es probable que origine variaciones en la impedancia del

sistema de tierra. Aún cuando existe información respecto del efecto que esto

tiene en barras individuales, no se puede aún garantizar el efecto en grandes

subestaciones que abarcan una gran área.

La resistividad tan alta del hielo comparada con la del agua muestra por qué es

necesario instalar los electrodos bajo la línea de congelamiento, en zonas heladas.

Esta línea puede estar más profunda que los 0,6 metros típicos, en zonas

montañosas.

Medición de la resistividad

La resistividad del terreno se mide fundamentalmente para encontrar la

profundidad y grueso de la roca en estudios geofísicos, así como para encontrar los

puntos óptimos para localizar la red de tierras de una subestación, sistema

electrónico, planta generadora o transmisora de radiofrecuencia. Asimismo puede

ser empleada para indicar el grado de corrosión de tuberías subterráneas.

En general, los lugares con resistividad baja tienden a incrementar la corrosión.

En este punto es necesario aclarar que la medición de la resistividad del terreno,

no es requisito para hacer una malla de puesta a tierra. Aunque para diseñar un

sistema de tierras de gran tamaño, es aconsejable encontrar el área de más baja

resistividad para lograr la instalación más económica.

El perfil de la resistividad del suelo determinará el valor de la resistencia a tierra y

la profundidad de nuestro sistema de puesta a tierra.

Para medir la resistividad del suelo se requiere de un terrómetro (llamado en otros

países: telurómetro) o Megger de tierras de cuatro terminales.

Los aparatos de mayor uso, de acuerdo a su principio de operación, pueden ser de

2 tipos: del tipo de compensación de equilibrio en cero y el de lectura directa.

Los terrómetros deben inyectar una corriente de frecuencia que no sea de 60 Hz

para evitar se midan voltajes y corrientes que no se deban al aparato sino a ruidos

eléctricos. Por ejemplo, si estamos cerca de una subestación o de una línea en

servicio, y vamos a realizar mediciones de resistividad y resistencia de tierra, con

un aparato de 60 Hz, dichos sistemas van a inducir corrientes por el suelo debido a

los campos electromagnéticos de 60 Hz y darán una lectura errónea.

De igual manera sucede cuando los electrodos de prueba están mal conectados o

tienen falsos contactos, darán señales falsas de corriente y voltaje. Si hay

corrientes distintas a las que envió el aparato, éste leerá otras señales de voltaje y

corriente que no son las adecuadas.

También estos aparatos de repente tienen oscilaciones en sus lecturas y no es

posible leerlas.

Los terrómetros son analógicos o digitales y deben contener 4 carretes de cable

calibre 14 AWG normalmente. También traen 4 electrodos de material con la

dureza suficiente para ser hincados en la tierra, son de una longitud aproximada de

60 cm y un diámetro de 16 mm. Además de lo anterior se hace necesario contar

con una cinta no metálica para la medida de distancias.

Los terrómetros tienen cuatro terminales 2 de corriente (C1, C2) y 2 de potencial

(P1, P2) y están numerados en el aparato C1 P1 P2 C2. Los terrómetros deben estar

certificados y probados en el campo con una resistencia antes de realizar las

mediciones.

Como la medición obtenida por un terrómetro es puntual, se deben hacer

mediciones en un sentido, en otro a 90 grados del primero, y, en el sentido de las

diagonales. En la medición de resistividad de un terreno, es común encontrar

valores muy dispares, causados por la geología del terreno, por lo que es una

práctica común de una tabla con lecturas, el eliminar los valores que estén 50%

arriba o abajo del promedio aritmético de todos los valores capturados.

Megger de Cuatro Terminales. Cortesía AVO International.

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MÉTODO DE WENNER.

En 1915, el Dr. Frank Wenner del U.S. Bureau of Standards desarrolló la teoría de

este método de prueba, y la ecuación que lleva su nombre.

Con objeto de medir la resistividad del suelo se hace necesario insertar los 4

electrodos en el suelo. Los cuatro electrodos se colocan en línea recta y a una

misma profundidad de penetración, las mediciones de resistividad dependerán de

la distancia entre electrodos y de la resistividad del terreno, y por el contrario no

dependen en forma apreciable del tamaño y del material de los electrodos, aunque

sí dependen de la clase de contacto que se haga con la tierra.

El principio básico de este método es la inyección de una corriente directa o de

baja frecuencia a través de la tierra entre dos electrodos C1 y C2 mientras que el

potencial que aparece se mide entre dos electrodos P1 y P2. Estos electrodos están

enterrados en línea recta y a igual separación entre ellos. La razón V/I es conocida

como la resistencia aparente. La resistividad aparente del terreno es una función

de esta resistencia y de la geometría del electrodo.

El principio básico de inyección de corriente directa o de baja frecuencia

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En la figura se observa esquemáticamente la disposición de los electrodos, en

donde la corriente se inyecta a través de los electrodos exteriores y el potencial se

mide a través de los electrodos interiores. La resistividad aparente está dada por la

siguiente expresión:

Si la distancia enterrada (B) es pequeña comparada con la distancia de separación

entre electrodos (A). O sea A > 20B, la siguiente fórmula simplificada se puede

aplicar:

La resistividad obtenida como resultado de las ecuaciones representa la

resistividad promedio de un hemisferio de terreno de un radio igual a la separación

de los electrodos.

Como ejemplo, si la distancia entre electrodos A es de 3 metros, B es 0.15 m y la

lectura del instrumento es de 0.43 ohms, la resistividad promedio del terreno a

una profundidad de 3 metros, es de 8.141 ohm-m según la fórmula completa y de

8.105 ohms-m según la fórmula simplificada.

Se recomienda que se tomen lecturas en diferentes lugares y a 90 grados unas de

otras para que no sean afectadas por estructuras metálicas subterráneas. Y, que

con ellas se obtenga el promedio.

MÉTODO DE SCHLUMBERGER

El método de Schlumberger es una modificación del método de Wenner, ya que

también emplea 4 electrodos, pero en este caso la separación entre los electrodos

centrales o de potencial (a) se mantiene constante, y las mediciones se realizan

variando la distancia de los electrodos exteriores a partir de los electrodos

interiores, a distancia múltiplos (na) de la separación base de los electrodos

internos (a).

La configuración, así como la expresión de la resistividad correspondiente a este

método de medición se muestra en la figura.

Configuración de la resistividad- Schlumberger

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El método de Schlumberger es de gran utilidad cuando se requieren conocer las

resistividades de capas más profundas, sin necesidad de realizar muchas

mediciones como con el método Wenner. Se utiliza también cuando los aparatos

de medición son poco inteligentes. Solamente se recomienda hacer mediciones a

90 grados para que no resulten afectadas las lecturas por estructuras

subterráneas.

También existen programas computacionales capacitados para calcular la

resistividad del suelo cuando el espaciamiento entre estacas es arbitrario. Esto

permite tomar lecturas de resistividad de terreno en lugares donde hay

obstrucciones físicas (caminos, pavimentos, losa de concreto, etc.) que estorban la

aplicación del método de Wenner.

Finalmente, otro método para determinar la resistividad del suelo implica medidas

de resistencia obtenidas a diferentes profundidades, cuando un electrodo de tierra

penetra en la tierra. Las medidas se repiten en diversas ubicaciones alrededor de la

subestación, y se emplea los valores promedio para determinar la resistividad del

suelo y la estructura. Debido a efectos locales, este método generalmente no es

tan preciso como el de Wenner u otras técnicas, pero puede ser el único método

disponible en áreas urbanas.

IV. Proceso de diseño; calculando resistencia

Para el diseño de un SPAT en general es necesario identificar los distintos

elementos que lo conforman y los factores que de una u otra podrían afectarlo,

para así determinar cuál es el camino más fiable en la implementación del mismo,

garantizando un sistema confiable, seguro y de larga duración.

Resistividad del Terreno

Esta es la magnitud característica de toda materia, que expresa su aptitud para la

conducción de corrientes eléctricas.” representa la resistencia de una materia

considerada, cuyas dimensiones son la unidad, por ejemplo un cubo de un metro

de lado la resistividad será expresada en (Ohm-m).

Las medidas de resistividad de la tierra tienen un triple propósito:

1. Este tipo de datos es usado para realizar reconocimientos geofísicos debajo

de la superficie como ayuda para identificar zonas de mineral,

profundidades de roca y otros fenómenos geológicos.

2. La resistividad posee un impacto directo sobre el grado de corrosión en

tuberías bajo tierra. Una baja resistividad, tiene relación con un aumento

en actividad corrosiva y así dicta el tratamiento protectivo a usar.

3. La resistividad de la tierra afecta directamente el diseño de un sistema de

toma de tierra y a este último propósito es el que será explicado en el

presente trabajo.

Al diseñar un SPAT extenso, es recomendable localizar el área de menor

resistividad de la tierra para conseguir la instalación de puesta a tierra más

económica.

La resistividad del terreno varía ampliamente y afectada por varios aspectos:

Naturaleza del terreno, humedad, temperatura, salinidad, estratigrafía, variaciones

estacionales, factores de naturaleza eléctrica, compactación.

Métodos Tradicionales para la Medición de Resistividad de Tierra

La resistividad del terreno se mide fundamentalmente para encontrar la

profundidad de la roca, así como para encontrar los puntos óptimos para localizar

el conjunto de electrodos que conformaran el SPAT.

Método de los cuatro electrodos o método de Wenner

Este método fue desarrollado por Frank Wenner del U.S. Bureau Of Standards en

1915, F. Wenner, A Method of Measuring Earth Resistivity; Bull, National Bureau of

Standards, Bull.

Este método consiste en introducir cuatro electrodos de prueba en línea recta y

separados a distancias iguales (a), enterrados a una profundidad (b) que es igual a

la vigésima parte de la separación de los electrodos de prueba (b= a/20) y van

conectados al equipo de medición, el cual introduce una intensidad de corriente

entre los electrodos C1 y C2, generando una diferencia de potencial entre los

electrodos P1 y P2 (VP1 ,P2), que será medida por el equipo, a su vez en la pantalla

tendremos el resultado de la relación (V/I) que por ley de Ohm es R.

La separación entre los electrodos dará la medida de resistencia a un estrato de

espesor de terreno que es igual a: h = a, con este valor de resistencia se calculará la

resistividad aparente del terreno mediante la ecuación:

Sistema Simétrico

Es una variante del método de Wenner que se utiliza cuando los electrodos de

prueba no pueden introducirse a intervalos regulares. Para aplicar este método se

utilizan dos electrodos de corriente y dos de potencial que se conectan al equipo

de medición.

Los cuatro electrodos de prueba se colocan simétricos con respecto a un punto O

que se sitúa en el centro de la medición.

El valor de la resistividad será la del estrato de terreno que está debajo del punto

O. La relación entre la distancia de los electrodos de corriente y la profundidad o

estrato de terreno a la cual se está midiendo la resistividad aparente es:

Al igual que en el método de los cuatro electrodos, se irán separando los

electrodos de corriente, y por lo tanto aumentando la distancia L y así se conocerá

el valor de la resistividad a una profundidad h mayor.

El valor de la resistividad aparente se obtiene por medio de la siguiente ecuación:

El valor de R se obtiene igual que en el método de los cuatro electrodos.

Métodos de Cálculo de Resistividad en Terrenos Bi- Estratificados

Uno de los usos más importantes de las medidas de resistividad en suelos bi-

estratificados, es que mediante ellas se pueden determinar la profundidad de la

superficie de la primera capa, su densidad real, y su factor de reflexión, así como

también características de la capa siguiente, de esta forma es posible modelar los

suelos de acuerdo a sus características eléctricas. Como resultado, se ha prestado

una atención considerable a la interpretación de lo que es conocido como las

curvas de profundidad.

Si es usada la configuración de Wenner, cuatro electrodos igualmente espaciados,

y mediante estas se realizan diferentes medidas variando la separación de los

electrodos para cada caso, es posible graficar las resistividades resultantes vs la

separación de los electrodos, teniendo como consecuencia una curva de

profundidad.

Desde la primera aparición de la inspección de la resistividad la interpretación de

tales curvas ha sido una cuestión de gran preocupación y controversia para algunos

investigadores, lo que hace este estudio un problema de gran envergadura.

Los métodos de interpretación que han sido desarrollados pueden ser

aproximadamente divididos en dos clases. El primero de estos es netamente

empírico y basado en la experiencia. El segundo consiste en un número de

métodos que son basados en las teorías y cálculos de varios autores.

Método Empírico

Debido a que el estudio de los suelos puede tornarse bastante complejo,

representando una meta de gran envergadura para los profesionales del campo,

muchos expertos prefieren basarse en la experiencia; por tanto han desarrollado

técnicas no muy precisas, con la salvedad de que en muchos casos

sobredimensionan dichos SPAT y por ende llegan a resultados favorables, que se

ven contrarrestados por la inversión económica que se debe realizar. La

experiencia de campo tiene muchos métodos, que se basan en las medidas de

resistividad del terreno donde se va a ubicar el sistema.

El primero de los métodos a mencionar consiste en tomar las medidas de campo

del terreno en estudio, y llevarlas a una grafica, la cual se denomina curva de

resistividad aparente o curva de profundidad. Dado a que el método de medida de

resistividad comúnmente usado es el método de Wenner, se requiere graficar las

medidas de resistividad obtenidas vs la separación de los electrodos a la cual

corresponde cada una ver figura Nº 7.

Fig 1. Curva Ejemplo de Resistividad Aparente

El primer criterio que se tiene es evaluar la variación entre las medidas adyacentes.

Si se cumple que la variación entre medidas es mayor o igual al 10%, se tiene

asume que el suelo es heterogéneo, y que puede estar compuesto por varios

estratos, en donde el valor de resistividad al primer estrato corresponde a la

medida patrón, es decir la medida con la cual se esta comparando.

Asimismo se menciona otro método de cálculo un poco más radical, el método

aplicado consiste en observar la curva punto a punto de manera que se pueda leer

el primer punto de inflexión presentado, en este caso casualmente corresponde al

mismo valor arrojado por el primer método.

El método que mayormente se usa en la práctica, es el de realizar un promedio de

las medidas tomadas en el terreno, y asumir que el suelo es homogéneo, aunque

los resultados generalmente sean favorables, no conllevan a la mejor solución

económica ya que cuando se aplica este método, el diseñador se ve obligado a

sobredimensionar el sistema de manera tal de que se cumpla con los objetivos

propuestos.

Cuando los estudios del suelo, arrojan valores altamente críticos, es decir valores

de resistividad mayores a 3000 Ω-m la práctica conlleva a introducir barras a libre

albedrío hasta que se tenga una resistencia de puesta a tierra favorable para el

cliente.

V. Elementos útiles para elaborar SPAT

VI. Medición de resistencia

La resistencia del terreno se mide fundamentalmente para encontrar la

profundidad de la roca, así como para encontrar los puntos óptimos para localizar

la red de tierras de una subestación, planta generadora o transmisora en

radiofrecuencia. Asimismo puede ser empleada para indicar el grado de corrosión

de tuberías subterráneas.

En general, los lugares con resistividad baja tienden a incrementar la corrosión. En

este punto es necesario aclarar que la medición de la resistividad del terreno, no es

un requisito para obtener la resistencia de los electrodos a tierra.

Las conexiones de puesta a tierra en general poseen impedancia compleja,

teniendo componentes inductivas, capacitivas y resistivas, todas las cuales afectan

las cualidades de conducción de la corriente.

Las resistencias de la conexión son de particular interés en los sistemas de

transmisión de energía (bajas frecuencias), debido a la conexión. Por el contrario,

los valores de capacitancia e inductancia son de particular interés en altas

frecuencias como en comunicaciones de radio y descargas atmosféricas.

Además de lo anteriormente expuesto, las mediciones de puesta a tierra se hacen

para:

Proteger efectivamente los sistemas contra los efectos de las descargas

atmosféricas.

Proporcionar un medio para disipar la corriente eléctrica en la tierra bajo

condicione normales o de corto circuito, sin exceder ningún límite

operacional de los equipos o suspender la continuidad del servicio.

Minimizar la interferencia de los circuitos eléctricos de transmisión y

distribución con los sistemas de comunicación y control.

PRINCIPIOS Y METODOS DE PUESTA A TIERRA.

Dentro de los propósitos principales para los cuales se determinan los valores de

impedancia de puesta a tierra están:

Determinar la impedancia actual de las conexiones de puesta a tierra.

Como control y verificación los cálculos en el diseño de sistemas de

distribución de puesta a tierra.

La adecuación de una puesta a tierra para transmisión de radiofrecuencia.

La adecuación de la puesta a tierra para protección contra descargas

atmosféricas.

Asegurar, mediante el diseño apropiado de la puesta a tierra, el buen

funcionamiento de los equipos de protección.

A la par de la resistencia de valor óhmico (activa), existe una componente reactiva

que hay que tener en cuenta cuando el valor óhmico es menor a 0.5 W , pero es

despreciable cuando el valor óhmico es mayor a 1 W .

La resistencia de toma de tierra es, prácticamente, la resistencia del volumen del

material del terreno que rodea el elemento de la toma hasta una distancia

aproximada 5 m. Las mediciones de tierra deben realizarse, no solo durante la

energización, sino periódicamente para determinar las posibles variaciones.

La medición de resistencia a tierra de electrodos es una técnica que requiere

conocer aparte del método de medición, algunos factores que afectan los

resultados de las mediciones, y que son:

El tipo de prueba.

El tipo de aparato empleado.

El lugar físico de las puntas de prueba

TIPO DE PRUEBA

Existen dos tipos de pruebas fundamentalmente. Las demás son variaciones de

éstas. Aunque muy parecidas, los resultados de las mediciones no son

exactamente los mismos. Los métodos son:

a. Método de caída de potencial. Llamado también: Tres Puntos, 62%, etc.

b. Método Directo. También conocido como: Dos Puntos. - No reconocido en la

NOM-001-SEMP- 1994

TIPO DE APARATO.

No todos los aparatos de medición de resistencia a tierra trabajan de la misma

manera. Existen diferencias muy marcadas en el tipo de corriente empleada. A

manera de ilustrar estas diferencias, los aparatos más utilizados en nuestro medio

son el Vibroground y el Megger de tierras. Ambos emplean corriente alterna para

la medición pero el primero a una frecuencia de 25 Hz, el último a 133 Hz. Y los

voltajes en circuito abierto son respectivamente de 120 y 22 Volts.

LUGAR FISICO

Las varillas electrodos de los instrumentos de medición pueden ser colocadas en

todas direcciones como a una infinidad de distancias entre ellas. Aunque es el

mismo punto de medida, las lecturas no son idénticas; a veces ni en terrenos

vírgenes debido a la presencia de corrientes de agua o de capas de distinta

resistividad. En los terrenos industriales es aún mayor la diferencia debido a la

presencia de objetos metálicos enterrados como tuberías, varillas de construcción,

rieles, canalizaciones eléctricas, etc.

Todos los resultados son aproximados y se requiere cuidado tanto con el equipo de

prueba como con la selección de los puntos de referencia de la puesta a tierra.

Dentro de los métodos para la medición de las impedancias de puesta a tierra se

conocen los siguientes:

Método de la tierra conocida.

Método de los tres puntos.

Método de la caída de potencial..

A continuación cada uno de estos métodos es expuesto con sus ventajas y

desventajas.

MÉTODO DE LA TIERRA CONOCIDA.

Este método consiste en encontrar la resistencia combinada entre el electrodo a

probar y uno de resistencia despreciable.

Figura 1. Método de la tierra conocida.

En este método se hace circular una corriente entre las dos tomas de tierra, esta

corriente se distribuye en forma similar a las líneas de fuerza entre polos

magnéticos. El inconveniente de este método es encontrar los electrodos de

resistencia conocida y los de resistencia despreciable.

MÉTODO DE LOS TRES PUNTOS O TRIANGULACIÓN.

Consiste en enterrar tres electrodos (A, B, X), se disponen en forma de triángulo,

tal como se muestra en la figura 2, y medir la resistencia combinada de cada par:

X+A, X+B, A+B, siendo X la resistencia de puesta a tierra buscada y A y B las

resistencias de los otros dos electrodos conocidas.

Figura 2 . Método de las tres puntas.

Las resistencias en serie de cada par de puntos de la puesta a tierra en el triángulo

sera determinada por la medida de voltaje y corriente a través de la resistencia. Así

quedan determinadas las siguientes ecuaciones:

R1= X+A De donde:

R2= X+B

R3= A+B X= (R1+R2-R3)/2

Este método es conveniente para medidas de resistencias de las bases de las

torres, tierras aisladas con varilla o puesta a tierra de pequeñas instalaciones. No

es conveniente para medidas de resistencia bajas como las de mallas de puesta a

tierra de subestaciones grandes. El principal problema de este metodo es que A y B

pueden ser demasiado grandes comparadas con X (A y B no pueden superar a 5X),

resultando poco confiable el calculo.

MÉTODO DE LA CAIDA DE POTENCIAL.

Figura 3. Método de la caída de potencial.

Es el método mas empleado, los electrodos son dispuestos como lo muestra la

figura 3; E es el electrodo de tierra con resistencia desconocida; P y C son los

electrodos auxiliares colocados a una distancia adecuada (). Una corriente (I)

conocida se hace circular a través de la tierra, entrando por el electrodo E y

saliendo por el electrodo C. La medida de potencial entre los electrodos E y P se

toma como el voltaje V para hallar la resistencia desconocida por medio de la

relación V/I .

La resistencia de los electrodos auxiliares se desprecia, porque la resistencia del

electrodo C no tiene determinación de la caída de potencial V. La corriente I una

vez determinada se comporta como contante. La resistencia del electrodo P, hace

parte de un circuito de alta impedancia y su efecto se puede despreciar.

VII. Materiales para larga vida

VIII. Buenas y malas practica

IX. Como lograr 5-10 Ω o menos

CONEXIONES

Los electrodos de tierra tienen que ser conectados entre si de alguna manera y es

normal que sea vía cobre desnudo si es posible, ya que esto ayudará a reducir el

valor de impedancia global. Las conexiones entre los diferentes componentes

deben ser mecánicamente robustas, tener buena resistencia a la corrosión y baja

resistividad eléctrica. Es prudente evitar uniones y conexiones innecesarias. Debe

considerarse el valor de corriente de falla y la duración de la falla que se espera

que soporte el sistema de tierra. Varios estándares indican especificaciones para

los materiales que son mínimos aceptables, por ejemplo, establecen que las coplas

para barras de cobre necesitan un contenido mínimo de cobre de 80%. A

continuación se explican en más detalle los métodos de unión que se emplean,

incluyendo métodos mecánicos, bronceados (soldadura en fuerte), soldadura

exotérmica y soldados por fusión autógena.

Conexiones mecánicas

Se usan comúnmente y pueden ser mecánicas (conexión apernada) o hidráulicas

(compresión). Los conectores deben satisfacer los requerimientos de los

estándares aplicables. El proceso de probar el cumplimiento de las normas

involucra habitualmente una serie de pruebas de vida durante las cuales el

conector es sometido a impactos mecánicos, eléctricos y térmicos. En

consecuencia son factores importantes el diseño, tamaño y material usado –

particularmente ya que tales conectores pueden permanecer invisibles en el

terreno por cierto número de años, antes de que sean solicitados para operar. Es

esencial una conexión eléctrica de baja resistencia, especialmente en sistemas de

electrodos del tipo radial. Durante la mantención, se han descubierto conexiones

con resistencia de más de 20 ohms. Claramente, esto perjudica el comportamiento

del sistema de electrodos.

Cuando se apernan entre sí cintas de cobre, debe tenerse cuidando con el tamaño

de las perforaciones efectuadas para acomodar el perno. Si son demasiado

grandes, la capacidad de transporte de corriente de la cinta se perjudicará. Por

esta razón, los estándares y reglamentos de práctica normalmente limitan el

diámetro de la perforación a un tercio del ancho de la cinta o menos.

Cuando se apernan metales diferentes (por ejemplo cintas de cobre y aluminio),

las superficies deben ser minuciosamente limpiadas y protegidas por un inhibidor

de óxido. Una vez efectuada la conexión, el exterior debe ser cubierto por pintura

bituminosa u algún otro medio para proteger contra el ingreso de humedad.

Cuando se une cobre y aluminio, el cobre primero debe ser estañado. Una unión

apernada de este tipo es actualmente el método recomendado preferentemente

en los estándares para conectar metales diferentes, en el caso de instalaciones

exteriores y en subestaciones eléctricas. Estas conexiones deben estar a una

mínima distancia sobre tierra y no pueden ser enterradas.

Para unir distintos tipos de conductores, por ejemplo, barras de tierra a cinta o

cable, se dispone de abrazaderas apropiadas. Estas deben tener un alto contenido

de cobre. No deben usarse bandas metálicas.

En alguna oportunidad se usó uniones de tipo estañado y remachado. La cinta de

cobre se perforaba, luego era estañada y remachada. Sin embargo, los remaches

algunas veces se rompen y sueltan debido a vibración, etc. Este método de unión

claramente no es recomendado para tratar los altos valores de corriente de falla

encontrados ahora.

Conexiones bronceadas (soldadas en fuerte)

La conexión bronceada se aplica ampliamente al cobre y aleaciones de cobre. Este

método tiene la ventaja de proporcionar una baja resistencia de unión la cual no se

corroe. Actualmente, es el método preferido descrito por los estándares para

conectar cintas de cobre en el interior de subestaciones. Sin embargo, es esencial

que el bronceado sea efectivo. Puede ser difícil hacer una buena unión en terreno,

particularmente donde están involucradas grandes áreas de sección transversal.

Son esenciales las superficies planas limpias pues los materiales de bronceado

generalmente no fluyen como la soldadura. Existe así la posibilidad de conexiones

adecuadas sólo en los puntos de contacto, pero con vacíos importantes que

quedan sin llenar. Para este trabajo es esencial una buena fuente de calor,

particularmente para conectores grandes.

5.6.3 Uniones exotérmicas

Estas uniones se realizan mediante un molde de grafito que se diseña para ajustar

el tipo específico de unión y el tamaño de los conductores. Usando una pistola con

pedernal se enciende una mezcla de polvo de aluminio y de óxido de cobre y la

reacción que se crea forma una unión de cobre virtualmente puro en torno a los

conductores. La reacción de alta temperatura se produce en el interior del molde

de grafito. Si se ocupa y mantiene adecuadamente, cada molde puede usarse para

realizar entre 50 y 70 uniones. Este tipo de unión asegura los siguientes beneficios:

• Proporciona una unión permanente, de baja resistencia eléctrica y resistente a la

corrosión.

• La técnica empleada no requiere adiestramiento, relativamente.

• Puede operar a alta temperatura, permitiendo eventualmente reducir el calibre

del conductor.

DETERMINACIÓN DEL CALIBRE DE LOS CONDUCTORES DEL SISTEMA DE TIERRA

Conductor del electrodo de puesta a tierra

Aparato mecánico de conexión para partes puestas a tierra de un circuito eléctrico,

capas de soportar durante un tiempo especifico corrientes eléctricas en

condiciones anormales como las de un cortocircuito, pero que no se requiere para

conducir corriente eléctrica en condiciones normales del circuito eléctrico.

De acuerdo a la NOM-001-SEDE-1999.

Materiales. Los materiales del conductor del electrodo de puesta a tierra se

especifican en los siguientes incisos:

a) Conductor del electrodo de puesta a tierra. El conductor del electrodo de puesta

a tierra debe ser de cobre o aluminio. El material elegido debe ser resistente a la

corrosión que se pueda producir en la instalación, y debe estar adecuadamente

protegido contra la corrosión. El conductor debe ser macizo o cableado, aislado,

forrado o desnudo, y debe ser de un solo tramo continuo, sin empalmes ni

uniones.

Excepción 1: Se permiten empalmes en barras conductoras.

Excepción 2: Cuando haya una acometida con más de un envolvente, está

permitido conectar derivaciones al conductor del electrodo de puesta a tierra.

Cada una de estas derivaciones debe llegar hasta el interior del envolvente. El

tamaño nominal del conductor del electrodo de puesta a tierra debe estar de

acuerdo con lo indicado en 250-94, pero los conductores de la derivación pueden

tener un tamaño nominal de acuerdo con los conductores del electrodo de puesta

a tierra especificados en 250-94, según el conductor de mayor tamaño nominal

que entre en los respectivos envolventes. Los conductores de la derivación se

deben conectar al conductor del electrodo de puesta a tierra de modo que este

conductor no contenga ningún empalme o unión.

Excepción 3: Se permite empalmar el conductor del electrodo de puesta a tierra

por medio de conectadores de presión del tipo irreversible aprobados y listados

para ese fin o mediante un proceso de soldadura exotérmica.

b) Tipos de conductores para la puesta a tierra de equipo. El conductor de puesta a

tierra de equipo tendido con los conductores del circuito o canalizado con ellos,

debe ser de uno de los siguientes tipos o una combinación de varios de ellos:

1) un conductor de cobre u otro material resistente a la corrosión. Este

conductor debe ser macizo o cableado, aislado, cubierto o desnudo y

formar un cable o barra de cualquier forma;

2) un tubo metálico tipo pesado;

3) un tubo metálico tipo semipesado;

4) un tubo metálico tipo ligero;

5) un tubo metálico flexible, si tanto el tubo como sus accesorios están

aprobados y listados para puesta a tierra;

6) la armadura de un cable de tipo AC;

7) el blindaje de cobre de un cable con blindaje metálico y aislamiento

mineral;

8) el blindaje metálico de los conductores con blindaje metálico y los

conductores de puesta a tierra que sean cables de tipo MC;

9) los soportes para cables tipo charola, tal como se permite en 318-3(c) y

318-7;

10) cableductos, tal como se permite en 365-2(a);

11) otras canalizaciones metálicas con continuidad eléctrica, aprobadas para

usarse para puesta a tierra.

Excepción 1: Cuando los conductores de un circuito, como los contenidos en este

Artículo, estén protegidos por dispositivos de sobrecorriente de 20 A nominales o

menos, se permiten como medios de puesta a tierra de esos circuitos a tubo

metálico flexible y tubo metálico flexible hermético a los líquidos de tamaños

nominales de 10 a 35 mm, siempre que se cumplan las condiciones siguientes:

a) Que la longitud sumada del tubo metálico flexible y del tubo metálico flexible

hermético a los líquidos en el mismo tramo de retorno de tierra, no sea superior a

1,8 m.

b) Que el tubo termine en accesorios aprobados y listados para puesta a tierra.

Excepción 2: Cuando los conductores de un circuito contenidos en ellos estén

protegidos por dispositivos de sobrecorriente de más de 20 A nominales pero que

no excedan de 60 A, se permite utilizar como medios de puesta a tierra de esos

circuitos al tubo metálico flexible y hermético a los líquidos aprobado y listado en

diámetros nominales 19 a 32 mm, siempre que se cumplan las condiciones

siguientes:

a. Que la longitud total del tubo metálico flexible del tramo de retorno de tierra, no

sea superior a 1,8 m.

b. Que no haya otro tubo metálico flexible o tubo metálico flexible hermético a los

líquidos de tamaños nominales de 10 a 35 mm que sirva como conductor de

puesta a tierra de equipo en el mismo tramo de retorno de tierra.

c. Que el tubo termine en accesorios aprobados y listados para puesta a tierra.

c) Puesta a tierra suplementaria. Se permiten electrodos suplementarios de puesta

a tierra para aumentar los conductores de puesta a tierra de equipo especificados

en 250-91(b), pero el terreno natural no se debe utilizar como el único conductor

de puesta a tierra de equipo.

250-92. Instalación. Los conductores de puesta a tierra se deben instalar como se

especifica en los siguientes incisos:

a) Conductor del electrodo de puesta a tierra. Un conductor del electrodo de

puesta a tierra o su envolvente debe sujetarse firmemente a la superficie sobre la

que va instalado. Un conductor de cobre o aluminio de 21,15 mm2 (4 AWG) o

superior se debe proteger si está expuesto a daño físico severo. Se puede llevar un

conductor de puesta a tierra de 13,3 mm2 (6 AWG) que no esté expuesto a daño

físico, a lo largo de la superficie del edificio sin tubería o protección metálica,

cuando esté sujeto firmemente al edificio; si no, debe ir en tubo metálico tipo

pesado, semipesado, ligero, en tubo no- metálico tipo pesado, o un cable armado.

Los conductores de puesta a tierra de tamaño nominal inferior a 13,3 mm2 (6

AWG) deben alojarse en tubo metálico tipo pesado, semipesado, ligero, en

tubo no-metálico tipo pesado, o en cable armado

No se deben usar como conductores de puesta a tierra, conductores aislados o

desnudos de aluminio que estén en contacto directo con materiales de albañilería

o terreno natural, o si están sometidos a condiciones corrosivas. Cuando se utilicen

a la intemperie, los conductores de puesta a tierra de aluminio no se deben instalar

a menos de 45 cm del terreno natural.

b) Envolventes para conductores del electrodo de puesta a tierra. Las envolventes

metálicas del conductor del electrodo de puesta a tierra deben ser eléctricamente

continuas desde el punto de conexión a los envolventes o equipo hasta el

electrodo de puesta a tierra, y deben estar sujetas firmemente a las abrazaderas o

herrajes de tierra. Las envolventes metálicas que no sean continuas físicamente

desde el envolvente o equipo hasta el electrodo de puesta a tierra, se deben hacer

eléctricamente continuas mediante un puente de unión de sus dos extremos al

conductor de puesta a tierra. Cuando se utilice una canalización como protección

del conductor de puesta a tierra, su instalación debe cumplir los requisitos del

Artículo correspondiente a las canalizaciones.

c) Conductor de puesta a tierra de equipo. Un conductor de puesta a tierra de

equipo se debe instalar como sigue:

1) Cuando consista en una canalización, un soporte para cables tipo charola,

armadura o forro de cables o cuando sea un conductor dentro de una canalización

o cable, se debe instalar cumpliendo las disposiciones aplicables de esta NOM

usando accesorios para uniones y terminales que estén aprobados para usarlos con

el tipo de canalización o cable utilizados. Todas las conexiones, uniones y

accesorios se deben fijar firmemente con los medios adecuados.

2) Cuando haya un conductor independiente de tierra de equipo, como establece

la Excepción de 250-50(a) y (b) y la Excepción 2 de 250-57(b) se debe instalar de

acuerdo con lo indicado en el inciso (a) anterior en lo que respecta a las

limitaciones del aluminio y a la posibilidad de daño físico.

Excepción: No es necesario que los cables inferiores a 13,3 mm2 (6 AWG) se alojen

dentro de una canalización o armadura cuando se instalen por los espacios huecos

de una pared o cuando vayan instalados de modo que no sufran daño físico.

250-93. Tamaño nominal del conductor del electrodo de puesta a tierra para c.c.

En los siguientes incisos se fijan los tamaños nominales de los conductores del

electrodo de puesta a tierra de una instalación de c.c.

a) No debe ser de tamaño nominal inferior al del neutro. Cuando un sistema

eléctrico de c.c. consista en un circuito balanceado de tres conductores o un

devanado de equilibrio con protección contra sobrecorriente, como se establece

en 445-4(d), el conductor del electrodo de puesta a tierra no debe ser de tamaño

nominal inferior al del neutro.

b) No debe ser de tamaño nominal inferior al del conductor más grande. En

instalaciones de c.c. distintas a las del anterior inciso (a), el conductor del electrodo

de puesta a tierra no debe ser de tamaño nominal inferior al del conductor de

mayor tamaño nominal del suministro de energía.

c) No debe ser inferior a 8,367 mm2 (8 AWG). En ningún caso el conductor del

electrodo de puesta a tierra debe ser inferior a 8,367 mm2 (8 AWG) de cobre o de

13,3 mm2 (6 AWG) de aluminio.

Excepciones a los anteriores (a) a (c):

a. Cuando esté conectado a electrodos fabricados como se indica en 250-83(c) o

(d), no es necesario que la parte del conductor del electrodo de puesta a tierra que

constituya la única conexión con dicho electrodo sea superior a 13,3 mm2 (6 AWG)

de cobre o 21,15 mm2 (4 AWG) de aluminio.

b. Cuando esté conectado a un electrodo empotrado en concreto, como se indica

en 250-81(c), no es necesario que la parte del conductor del electrodo de puesta a

tierra que constituya la única conexión con dicho electrodo sea superior a 13,3

mm2 (6 AWG) de cobre o 21,15 mm2 (4 AWG) de aluminio.

c. Cuando esté conectado a un anillo de tierra como se indica en 250-81(d), no es

necesario que la parte del conductor del electrodo de puesta a tierra que

constituya la única conexión con dicho electrodo sea de mayor tamaño nominal

que el conductor utilizado en el anillo de tierra.

250-94. Tamaño nominal del conductor del electrodo de puesta a tierra en

instalaciones de c.a. El tamaño nominal del conductor del electrodo de puesta a

tierra de una instalación de c.a. puesta o no puesta a tierra, no debe ser inferior a

lo especificado en la Tabla 6.

Excepción:

a. Cuando esté conectado a electrodos fabricados como se indica en la sección

250-83(c) o (d), no es necesario que la parte del conductor del electrodo de puesta

a tierra que constituye la única conexión con dicho electrodo, sea superior a 13,3

mm2 (6 AWG) de cobre o 21,15 mm2 (4 AWG) de aluminio.

b. Cuando esté conectado a un electrodo empotrado en concreto, como se indica

en 250-81(c), no es necesario que la parte del conductor del electrodo de puesta a

tierra que constituye la única conexión con dicho electrodo sea superior a 13,3

mm2 (6 AWG) de cobre o 21,15 mm2 (4 AWG) de aluminio.

c. Cuando esté conectado a un anillo de tierra como se indica en 250-81(d), no es

necesario que la parte del conductor del electrodo de puesta a tierra que

constituye la única conexión con dicho electrodo sea de mayor tamaño nominal

que el conductor utilizado en el anillo de tierra.

Tamaño nominal del mayor conductor de

entrada a la acometida o sección

equivalente de conductores en paralelo

mm2 (AWG o kcmil)

Tamaño nominal del conductor

al electrodo de tierra

mm2 (AWG o kcmil)

Cobre Aluminio Cobre Aluminio

33,62 (2) ó menor 53,48 (1/0) ó menor 8,367 (8) 13,3 (6)

42,41 o 53,48 (1 ó

1/0)

67,43 o 85,01 (2/0 ó

3/0) 13,3 (6) 21,15 (4)

67,43 o 85,01 (2/0 ó

3/0) 4/0 ó 250 kcmil 21,15 (4) 33,62 (2)

Más de 85,01 a

177,3

(3/0 a 350)

Más de 126,7 a 253,4

(250 a 500) 33,62 (2) 53,48 (1/0)

Más de 177,3 a

304,0

(350 a 600)

Más de 253,4 a

456,04

(500 a 900) 53,48 (1/0) 85,01 (3/0)

Más de 304 a

557,38

(600 a 1100)

Más de 456,04 a

886,74

(900 a 1750) 67,43 (2/0) 107,2 (4/0)

Más de 557,38

(1100) Más de 886,74 (1750) 85,01 (3/0) 126,7 (250)

Tabla 6. Conductor del electrodo de tierra de instalaciones de c.a.

250-95. Tamaño nominal de los conductores de puesta a tierra de equipo. El

tamaño nominal de los conductores de puesta a tierra de equipo, de cobre o

aluminio, no debe ser inferior a lo especificado en la Tabla 7.

Cuando haya conductores en paralelo en varias canalizaciones o cables, como se

permite en 310-4, el conductor de puesta a tierra de equipo, cuando exista, debe

estar instalado en paralelo. Cada conductor de puesta a tierra de equipo instalado

en paralelo debe tener un tamaño nominal seleccionado sobre la base de la

corriente eléctrica nominal del dispositivo de protección contra sobrecorriente que

proteja los conductores del circuito en la canalización o cable, según la Tabla 7.

Cuando se usen varios grupos de conductores de entrada a la acometida, como

permite la Sección 230-40 Excepción No. 2, la sección transversal equivalente del

mayor conductor de entrada a la acometida se debe calcular por la mayor suma de

las secciones transversales de los conductores de cada grupo.

Cuando no haya conductores de entrada a la acometida, la sección transversal del

conductor al electrodo de puesta a tierra se debe calcular por la sección

transversal equivalente del mayor conductor de entrada a la acometida de acuerdo

con la corriente eléctrica de carga calculada.

Véanse las restricciones de instalación en 250-92(a).

NOTA: Para el tamaño nominal del conductor de puesta a tierra de una instalación

de c.a. conectado con el equipo de la acometida, véase 250-23(b).

Cuando el tamaño nominal de los conductores se ajuste para compensar caídas de

tensión eléctrica, los conductores de puesta a tierra de equipo, cuando deban

instalarse, se deberán ajustar proporcionalmente según el área en mm2 de su

sección transversal.

Cuando solo haya un conductor de puesta a tierra de equipo con varios circuitos en

el mismo tubo o cable, su tamaño nominal debe seleccionarse de acuerdo con el

dispositivo de sobrecorriente de mayor corriente eléctrica nominal de protección

de los conductores en el mismo tubo o cable.

Si el dispositivo de sobrecorriente consiste en un interruptor automático de

disparo instantáneo o un protector de motor contra cortocircuitos, como se

permite en 430-52, el tamaño nominal del conductor de puesta a tierra de equipo

se puede seleccionar de acuerdo con la capacidad nominal del dispositivo de

protección del motor contra sobrecorriente, pero no debe ser inferior a lo

especificado en la Tabla 7.

Excepción 1: Un conductor de puesta a tierra de equipo no-inferior a 0,8235 mm2

(18 AWG) de cobre y no menor al tamaño nominal de los conductores del circuito y

que forme parte de cables de aparatos eléctricos, según se establece en 240-4.

Excepción 2: No es necesario que el conductor de puesta a tierra de equipo sea de

mayor tamaño nominal que el de los conductores de los alimentadores de equipo.

Excepción 3: Cuando se use como conductor de puesta a tierra de equipo un tubo

o armadura o blindaje de cable, como se establece en 250-51, 250-57(a) y 250-

91(b).

Capacidad o ajuste

máximo del dispositivo

automático de protección

contra sobre corriente en

el circuito antes de los

equipos, canalizaciones,

etc.

(A)

Tamaño nominal mm2 (AWG o

kcmil)

Cable de

cobre

Cable

de

alumini

o

5 2,082 (14) ---

20 3,307 (12) ---

30 5,26 (10) ---

40 5,26 (10) ---

60 5,26 (10) ---

100 8,367 (8) 13,3 (6)

200 13,3 (6) 21,15 (4)

300 21,15 (4) 33,62 (2)

400 33,62 (2) 42,41 (1)

500 33,62 (2) 53,48 (1/0)

600 42,41 (1) 67,43 (2/0)

800 53,48 (1/0) 85,01 (3/0)

1000 67,43 (2/0) 107,2 (4/0)

1200 85,01 (3/0) 126,7 (250)

1600 107,2 (4/0) 177,3 (350)

2000 126,7 (250) 202,7 (400)

2500 177,3 (350) 304 (600)

3000 202,7 (400) 304 (600)

4000 253,4 (500)

405,37

(800)

5000 354,7 (700) 608 (1200)

6000 405,37 (800) 608 (1200)

Tabla 7. Tamaño nominal mínimo de los conductores de tierra para canalizaciones

y equipos.