Sistemas de Puesta a Tierra

Introducción

La puesta a tierra es la conexión de un equipo a tierra mediante un conductor. La tierra, compuesta por diversos materiales, se considera un buen conductor eléctrico. Por esta razón, su potencial eléctrico se asume como cero, utilizándose como punto de referencia.

Beneficios de los Sistemas de Puesta a Tierra

Los sistemas de puesta a tierra protegen contra sobretensiones, garantizando:

  • Protección del personal y los equipos.
  • Un potencial de referencia único para todos los elementos de la instalación.

Para lograr esto, las redes de tierra deben:

  • Constituir una tierra única equipotencial.
  • Tener baja resistencia.

Tipos de Sobretensiones

Descargas Eléctricas (Externas)

Los rayos pueden causar impactos directos o indirectos. Las causas indirectas, más comunes, son las caídas de rayos sobre tendidos aéreos o en las inmediaciones, generando inducciones en los conductores.

Conmutaciones de las Empresas de Energía (Externas)

Las operaciones normales en la distribución de energía pueden causar sobrevoltajes, especialmente en distribuciones largas y aéreas.

Contacto con Sistemas de Alto Voltaje (Externas)

Ocurre cuando una línea de alta tensión entra en contacto con conductores de baja tensión o cuando falla el aislamiento de un transformador. Su impacto depende de la conexión del neutro (aislado o a tierra).

Principios de Protección

Para una protección integral:

  • Red de Tierra Externa: Evacua la energía de rayos o sobretensiones, evitando que ingrese a la planta.
  • Red de Tierra Interna: Evita diferencias de potencial entre equipos o partes de un mismo equipo en caso de sobretensiones.
  • Protecciones en Ingresos: Se instalan en cada ingreso de conductores metálicos a la planta. Detectan sobretensiones y las conducen a la red externa para su evacuación.

Red de Tierra Externa

a) La puesta a tierra del mástil comienza con un pararrayos (Franklin, piezoeléctrico o iónico) en la cima, conectado a un cable de bajada (cobre desnudo de 50 mm² o fleje de cobre de 30 x 2 mm²) que termina en una cámara de pararrayos.

b) La puesta a tierra de la planta consiste en un anillo perimetral enterrado, formado por cable de cobre desnudo de 50 mm² y jabalinas de cobre, que comienza y termina en la cámara del edificio.

Conclusiones

  • Red externa común (tierras unificadas).
  • Baja resistencia.
  • Anillo de tierra (recomendado).
  • Conexiones soldadas.
  • Cámaras de inspección en puntos singulares.
  • Cable desnudo para mejor drenaje.
  • Sección mínima de cable: 50 mm² de cobre.
  • Interconectar tierras antiguas con nuevas.
  • Usar el mismo material para cable y jabalinas.
  • Pararrayos en la parte más alta.
  • Cercar la bajada del pararrayos.

Red de Tierra Interna

Conclusiones

  • La red interna conecta el equipo a tierra, evitando daños personales y materiales.
  • Conexiones radiales (no en serie).
  • Puesta a tierra centralizada.
  • Cables aislados en PVC o desnudos (verde o verde/amarillo si son aislados).
  • Verificar secciones de cables en placas de tierra secundarias distantes.
  • Evitar secciones de cable pequeñas (mayor inductancia).

Protecciones

Para Descargas Directas (Pararrayos)

Los pararrayos proporcionan un camino de menor resistencia que el aire para las descargas atmosféricas. Tipos: Franklin, piezoeléctrico o iónico.

  • Ubicación: Partes más elevadas.
  • Cantidad: Depende de las superficies y alturas a proteger.

Para Energía

Protegen equipos alimentados con CA contra descargas directas o indirectas. Existen dos tipos:

  • Descargadores autovalvulares (cerca del medidor): Para sobretensiones de larga duración.
  • Protectores en el tablero principal de CA: Para todo tipo de sobretensiones.