PUESTA A TIERRA.pdf

ndice

1. Qu es una puesta a tierra? ............................................................................................. 2

2. Composicin de una instalacin de puesta a tierra .......................................................... 3

2.1. El terreno ........................................................................................................ 4

2.2. Tomas de tierra .................................................................................................. 4

2.3. Conductores de tierra .......................................................................................... 4

2.4. Bornes de puesta a tierra ................................................................................... 5

2.5. Conductores de proteccin ..................................................................................... 5

2.6. Conductores equipotenciales ................................................................................. 6

3. Resistencia de las tomas de tierra ..................................................................................... 7

4. Otros aspectos que se deben tener en cuenta ....................................................................... 9

5. Posicion del codigo Nacional de electricidad frente a las puestas a tierra ............................................ 11

TECNICAS DE SEGURIDAD Pgina 1 de 11

INTERRUPTOR DIFERENCIAL ............................................ ..........................................12II.

I. PUESTA A TIERRA

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Puesta a tierra

Qu aprenderemos?

Cul es la utilidad de las instalaciones de puestas a tierra as como la normativa aplicable a estetipo de instalaciones.

De qu se compone una red de tierras y cules son las partes ms importantes de una instala-cin de este tipo.

Qu elementos de una instalacin elctrica deben conectarse a la red de tierras.

Cmo seleccionar los materiales ms adecuados para la ejecucin de este tipo de instalaciones.

Cmo medir la resistencia de una red de tierras.

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PUESTA A TIERRA E INTERRUPTOR DIFERENCIAL


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1. Qu es una puesta a tierra?

Independientemente de las medidas de seguridad que actualmente equipen losaparatos elctricos, hemos visto a lo largo del libro que todas las instalacioneselctricas deben incorporar redes de tierra, como medida de proteccin contracontactos indirectos.

As pues, en los edificios destinados a viviendas se instalan sistemas de puestaa tierra, acompaados de interruptores diferenciales de alta sensibilidad quegarantizan la seguridad de las personas.

Podemos definir la puesta o conexin a tierra como la conexin elctricadirecta de todas las partes metlicas de una instalacin, sin fusibles ni otros sis-temas de proteccin, de seccin adecuada y uno o varios electrodos enterradosen el suelo, con objeto de conseguir que en el conjunto de instalaciones, edifi-cios y superficies prximas al terreno, no existan diferencias de potencial peli-grosas y que, al mismo tiempo, permita el paso a tierra de las corrientes dedefecto o la de descarga de origen atmosfrico.

La finalidad principal de una puesta a tierra es limitar la tensin que con res-pecto a tierra, puedan presentar, en un momento dado, las masas metlicas,asegurar la actuacin de las protecciones y eliminar o disminuir el riesgo quesupone una avera en los materiales elctricos utilizados.

El sistema de proteccin est basado, principalmente, en no permitir la exis-tencia de tensiones entre diferentes masas metlicas o entre stas y el suelo, su-periores a 24 V en viviendas y locales hmedos, o 50 V en locales secos. Estosvalores son los mximos que puede soportar el cuerpo humano sin peligro delesiones graves.

Para conseguir estos valores de tensin, se equipan las instalaciones con unalnea paralela a los conductores de enlace del edificio que sea capaz de enviar atierra cualquier corriente de fuga, derivacin, etc., as como las descargas deorigen atmosfricos (rayos).

Fig. 1.Como dice su nombre, la puesta a tierra conecta todas las partes metlicas de la instalacin de la vivienda a tierra para evitar la existencia de diferencias de potencial peligrosas.




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2. Composicin de una instalacin de puesta a tierra

Como muestra la figura 2, las instalaciones de puesta a tierra constan de las siguientes partes:

El terreno.

Tomas de tierra.

Conductor de tierra o lnea de enlace con el electrodo de puesta a tierra.

Borne principal de tierra.

Conductor de proteccin.

Conductor de unin equipotencial principal.

Conductor de equipotencialidad suplementaria.

Masa.

Elemento conductor.

Canalizacin metlica principal de agua.

La eleccin e instalacin de los materiales que aseguren la puesta a tierra debenser tales que:

El valor de la resistencia de puesta a tierra est conforme con las normas deproteccin y de funcionamiento de la instalacin y se mantenga de esta ma-nera a lo largo del tiempo, teniendo en cuenta los requisitos generales indi-cados en el REBT (ITC-BT-24) y los requisitos particulares de las Instruc-ciones Tcnicas aplicables a cada instalacin.

Las corrientes de defecto a tierra y las corrientes de fuga puedan circular sinpeligros, particularmente desde el punto de vista de solicitaciones trmicas,mecnicas y elctricas.

La solidez o la proteccin mecnica quede asegurada con independencia delas condiciones estimadas de influencias externas.

Contemplen los posibles riesgos debidos a electrlisis que pudieran afectara otras partes metlicas.

Masa

Tubera principalde aguaToma de tierra

Conductorequipotencial

principal

Elementoconductor

Conductorequipotencialsuplementario

Lnea deenlace

Borne principalde tierra

Conductor deproteccin

Fig. 2.Representacin esquemtica

de un circuito de puesta a tierra.




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2.1.El terreno

El terreno es el encargado de disipar las corrientes de fuga o de defecto y las deorigen atmosfrico.

La resistencia al paso de la corriente entre los electrodos y el terreno define laresistividad del mismo, permitindonos conocer su comportamiento elctrico.Un buen contacto entre ellos, facilita el paso de la corriente elctrica, mientrasque un mal contacto la dificulta. A este valor que define la bondad del contac-to se le denomina resistencia de paso a tierra y se mide en ohmios.

As pues, a la hora de dimensionar los electrodos sobre un terreno dado, elvalor de la resistencia de paso deber ser el menor posible.

2.2. Tomas de tierra

Se entiende por toma de tierra la parte de la instalacin encargada de canali-zar, absorber y disipar las corrientes de defecto o de origen atmosfrico que sonconducidas a travs de las lneas principales de tierra.

Los electrodos utilizados para las tomas de tierra son muy variados, los msfrecuentes estn formados por:

Barras y tubos.

Pletinas y conductores desnudos.

Placas.

Anillos o mallas metlicas constituidos por los elementos anteriores o suscombinaciones.

Armaduras de hormign enterradas; con excepcin de las armaduras pre-tensadas.

Otras estructuras enterradas que se demuestre que son apropiadas.

El tipo, los materiales utilizados y la profundidad de enterramiento de lastomas de tierra, deben ser tales que, la posible prdida de humedad del suelo,la corrosin y la presencia del hielo u otros factores climticos, no aumenten suresistencia elctrica por encima del valor previsto. La profundidad nunca serinferior a 0,50 m. Las canalizaciones metlicas de otros servicios nunca debenutilizarse como tomas de tierra por razones de seguridad.

2.3. Conductores de tierra

Se conoce como lnea de enlace o conductores de tierra a los que conectan alconjunto de electrodos o anillo con el borne principal o punto de puesta a tierra.

La seccin de los conductores de tierra ser la indicada en la tabla 1 y de ca-ractersticas similares a los conductores de proteccin que ms adelante se descri-ben.

El conexionado entre los componentesde las tierras debe realizarse con sumocuidado para garantizar una buena con-duccin elctrica y evitar daos en losconductores o los electrodos.

Fig. 3.Los conductores de cobre utilizados como electrodos cumplirn con lo especificado en la norma UNE 21.022 clase 2.

Tabla 1. Secciones mnimas de los conductores de tierra

TipoProtegido

Sin proteccinmecnicamente

Protegido contra la Segn tabla 10.2 Cobre: 16 mm2

corrosin* Acero galvanizado:16 mm2

No protegido Cobre: 25 mm2

contra la corrosin Hierro: 50 mm2

* La proteccin contra la corrosin puede obtenerse mediante envolvente.




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2.4. Bornes de puesta a tierra

Los bornes de puesta a tierra forman el punto de unin entre la toma de tierray el circuito de puesta a tierra de un edificio.

Como muestra la figura 10.4 el punto de puesta a tierra est forma-do por un sistema de placas y tornillos que permite la conexin ydesconexin del edificio con la toma de tierra.

El punto de puesta a tierra se aloja en el interior de una arqueta decaractersticas y dimensiones apropiadas.

Al borne principal de tierra se conectan los siguientes conductores:

Los de tierra.

Los de proteccin.

Los de unin equipotencial principal.

Los de puesta a tierra funcional, si son necesarios.

Sobre los conductores de tierra y en lugar accesible, debe preverse un disposi-tivo que permita medir la resistencia de la toma de tierra. Este dispositivopuede estar combinado con el borne principal de tierra, debe ser desmontablemediante un til, tiene que ser mecnicamente seguro y debe asegurar la con-tinuidad elctrica.

2.5.Conductores de proteccin

Los conductores de proteccin unen las masas de una instalacin y los ele-mentos metlicos que puedan existir, como caeras, calderas, etc. y cualquierotra masa importante del edificio, con las lneas de tierra.

Los conductores sern de cobre aislados, de color amarillo-verde a rayas y su seccin de-pende del conductor de fase que acompae, segn la tabla 2.

Los valores de la tabla slo son vlidos paraconductores de proteccin fabricados delmismo material que los activos. Si la aplica-cin de la tabla conduce a valores no norma-lizados, se tienen que utilizar conductoresque tengan la seccin normalizada superiorms prxima.

En todos los casos, los conductores de proteccin que no forman parte de la ca-nalizacin de alimentacin sern de cobre con una seccin, al menos, de:

2,5 mm2, para conductores de proteccin protegidos mecnicamente.

4 mm2, para conductores de proteccin sin proteger.

Cuando el conductor de proteccin sea comn a varios circuitos, la seccin deese conductor debe dimensionarse en funcin de la mayor seccin de los con-ductores de fase. Como conductores de proteccin pueden utilizarse:

Conductores en los cables multiconductores o conductores aislados o des-nudos que posean una envolvente comn con los conductores activos.

Conductores separados desnudos o aislados.

Fig. 4.Punto de puesta a tierra.

Tabla 2. Relacin entre las secciones de los conductores de proteccin y fase

Seccin de los conductores Seccin mnima de losde fase de la instalacin. conductores de proteccin

(S en mm2) (S en mm2)S 16 Sp = S

16 < S 35 Sp = 16S > 35 Sp = S/2




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Cuando la instalacin consta de partes de envolventes de conjuntos montadosen fbrica o de canalizaciones prefabricadas con envolvente metlica, estas en-volventes pueden ser utilizadas como conductores de proteccin si satisfacen,simultneamente, las tres condiciones siguientes:

Que su continuidad elctrica sea tal que no resulte afectada por deteriorosmecnicos, qumicos o electroqumicos.

Que su conductibilidad sea, como mnimo, igual a la que resulta por la apli-cacin del presente apartado.

Que permita la conexin de otros conductores de proteccin en toda deri-vacin predeterminada.

Los conductores de proteccin deben estar convenientemente protegidos con-tra deteriores mecnicos, qumicos y electroqumicos y contra los esfuerzoselectrodinmicos.

Las conexiones deben ser accesibles para la verificacin y ensayos, excepto en elcaso de las efectuadas en cajas selladas con material de relleno o en cajas nodesmontables con juntas estancas.

2.6. Conductores equipotenciales

En una instalacin de tierras, se denominan conductores equipotenciales a aque-llos que conectan elctricamente todas las masas metlicas de la estructura de unedificio o de un recinto, con el fin de evitar diferencias de potencial entre ellas.

El conjunto forma una red equipotencial unida a la red de tierra del edificio.

Como ejemplo de una red equipotencial, podemos citar la instalacin de con-ductores equipotenciales en el interior de un cuarto de bao, donde todas lascanalizaciones metlicas de agua, desages, radiadores, las masas metlicas delos aparatos sanitarios y dems elementos conductores accesibles, como mar-cos de puertas, ventanas, etc., se conectan entre s y con la red de tierra de lavivienda.

Todas las redes equipotenciales de las diferentes viviendas estarn conectadasentre s y con la toma de tierra del edificio.

En las instalaciones a tierra hay dos tipos de conductores equipotenciales: elprincipal y el suplementario.

El conductor principal de equipotencialidad

El conductor principal de equipotencialidad debe tener una seccin no inferiora la mitad de la del conductor de proteccin de seccin mayor de la instalacin,con un mnimo de 6 mm2. Sin embargo, su seccin puede ser reducida a 2,5mm2, si es de cobre.

El conductor suplementario de equipotencialidad

Si el conductor suplementario de equipotencialidad uniera una masa a un ele-mento conductor, su seccin no ser inferior a la mitad de la del conductor deproteccin unido a esta masa.

La unin de equipotencialidad suplementaria puede estar asegurada, bien porelementos conductores no desmontables tales como estructuras metlicas nodesmontables bien por conductores suplementarios, o por combinacin delos dos.




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3. Resistencia de las tomas de tierra

El electrodo de una toma de tierra se dimensionar de forma que su resisten-cia de tierra, en cualquier circunstancia previsible, no sea superior al valor es-pecificado para ella, en cada caso. Este valor de resistencia de tierra ser tal quecualquier masa no pueda dar lugar a tensiones de contacto superiores a:

24 V en local o emplazamiento conductor.

50 V en los dems casos.

Si las condiciones de la instalacin son tales que pueden dar lugar a tensionesde contacto superiores a los valores sealados anteriormente, se asegurar la rpida eliminacin de la falta mediante dispositivos de corte adecuados a lacorriente de servicio.

La resistencia de un electrodo depende de sus dimensiones, de su forma y de laresistividad del terreno en el que se establece. Esta resistividad vara frecuente-mente de un punto a otro del terreno, y vara tambin con la profundidad.

La tabla 3 muestra, a ttulo de orientacin, unos valores de la resistividad para un cierto nmero de terrenos.

Con objeto de obtener una primera aproximacin de la resistencia a tierra, los clculos pueden efectuarse utilizando los valores medios indicados en la tabla 4.

Aunque los clculos efectuados a partir de estos valores no dan ms que unvalor muy aproximado de la resistencia a tierra del electrodo, la medida de re-sistencia de tierra de este electrodo puede permitir, aplicando las frmulasdadas en la tabla 10.5, estimar el valor medio local de la resistividad del terre-no. El conocimiento de este valor puede ser til para trabajos posteriores efec-tuados, en condiciones anlogas.




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Tabla 3. Valores orientativos de resistividad del terreno

Naturaleza del terrenoResistividad enOhmios metro

Pantanoso Menor de 30Limo 20 a 100Humos 10 a 150Turba hmeda 5 a 100Arcilla plstica 50Margas y Arcillas compactas 100 a 200Margas del Jursico 30 a 40Arena arcillosa 50 a 500Arena silcea 200 a 3.000Suelo pedregoso cubierto de csped 300 a 5.000Suelo pedregoso desnudo 1.500 a 3.000Calizas blandas 100 a 300Calizas compactas 1.000 a 5.000Calizas agrietadas 500 a 1.000Pizarras 50 a 300Roca de mica y cuarzo 800Granitos y gres procedente de alteracin 1.500 a 10.000Granito y gres muy alterado 100 a 600

Tabla 4. Valores medios aproximados de la resistividad del terreno

Naturaleza del terrenoValor medio de la resistividad

() en ohmios metroTerrenos cultivables y frtiles,

50terraplenes compactos y hmedosTerrenos cultivables poco frtiles y

500otros terraplenesSuelos pedregosos desnudos, arenas

3.000secas permeables

Tabla 5. Frmula para estudiar la resistencia de tierra en funcin de la resistividad del terreno y las caractersticas del electrodo

ElectrodoResistencia de tierra R

en Ohmios

Placa enterrada R = 0,8

Pica vertical R =

Conductor enterrado horizontalmente R = 2

, resistividad del terreno (Ohmios metro)P, permetro de la placa (m)

L, longitud de la pica o del conductor (m)

L

L

P




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4.Otros aspectos que sedeben tener en cuenta

Tomas a tierra independientes

Una toma a tierra se considerar independiente de otra, cuando una de ellasno alcance, respecto a un punto de potencial cero, una tensin superior a 50 Vcuando por la otra circula la mxima corriente de defecto a tierra prevista.

Separacin entre las tomas de tierra de las masas de las instalaciones

Se verificar que las masas puestas a tierra en una instalacin de utilizacin, ascomo los conductores de proteccin asociados a estas masas o a los rels deproteccin de masa, no estn unidas a la toma de tierra de las masas de un cen-tro de transformacin, para evitar que durante la evacuacin de un defecto atierra en el centro de transformacin, las masas de la instalacin de utilizacinpuedan quedar sometidas a tensiones de contacto peligrosas.

Se considerar que las tomas de tierra son elctricamente independientes cuan-do se cumplan todas y cada una de las condiciones siguientes:

No exista canalizacin metlica conductora (cubierta metlica de cable noaislada especialmente, canalizacin de agua, gas, etc.) que una la zona detierra del centro de transformacin con la zona en donde se encuentran losaparatos de utilizacin.

La distancia entre las tomas de tierra del centro de transformacin y lastomas de tierra u otros elementos conductores enterrados en los locales deutilizacin es al menos igual a 15 metros para terrenos cuya resistividad nosea elevada (

U = 1.200 V para sistemas de distribucin TT, siempre queel tiempo de eliminacin del defecto en la instalacinde alta tensin sea menor o igual a 5 segundos y 250 V,en caso contrario. Para redes TN, U ser inferior a dosveces la tensin de contacto mxima admisible de lainstalacin definida en el Reglamento sobre Condi-ciones Tcnicas y Garanta de Seguridad en Centraleselctricas, Subestaciones y Centros de transformacin.

El centro de transformacin est situado en un recinto ais-lado de los locales de utilizacin o bien, si est contiguo alos locales de utilizacin o en el interior de los mismos, estestablecido de tal manera que sus elementos metlicos noestn unidos elctricamente a los elementos metlicosconstructivos de los locales de utilizacin.

Slo se podrn unir la puesta a tierra de la instalacin de uti-lizacin (edificio) y la puesta a tierra de proteccin (masas)del centro de transformacin, si el valor de la resistencia depuesta a tierra nica es lo suficientemente baja para que secumpla que en el caso de evacuar el mximo valor previsto dela corriente de defecto a tierra (Id) en el centro de transfor-macin, el valor de la tensin de defecto (Vd = Id Rt) seamenor que la tensin de contacto mximo aplicada, definidaen el Reglamento sobre Condiciones Tcnicas y Garanta deSeguridad en Centrales Elctricas, Subestaciones y Centros deTransformacin.

Revisin de las tomas de tierra

Por la importancia que ofrece, desde el punto de vista de la seguridad, cual-quier instalacin de toma de tierra deber ser obligatoriamente comprobadapor el Director de la Obra o Instalador Autorizado en el momento de dar dealta la instalacin para su puesta en marcha.

Personal tcnicamente competente efectuar la comprobacin de la instalacinde puesta a tierra, al menos anualmente, en la poca en la que el terreno estms seco. Para ello, se medir la resistencia de tierra y se repararn con carc-ter urgente los defectos que se encuentren.

En los lugares en que el terreno no sea favorable a la buena conservacin de loselectrodos, stos y los conductores de enlace entre ellos, hasta el punto de pues-ta a tierra, se pondrn al descubierto para su examen, al menos una vez cadacinco aos.

Fig. 5.Las conexiones a tierra deben ser accesibles.




5. Posicion del codigo nacional de electricidad frente a las puestas a tierra

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