El sistema de puesta a tierra general conecta las diferentes partes de una instalación eléctrica con la superficie conductora de la Tierra para garantizar la seguridad y funcionalidad.
La tierra física en una instalación eléctrica equipotencializa todas las partes metálicas para que no existan diferencias de potencial entre ellas. Se realiza con la finalidad de garantizar la seguridad de las personas y equipos ante defectos en las propias instalaciones.
Según el objetivo para el que se diseña el sistema de puesta a tierra, existen dos tipos de puesta a tierra:
- Puesta a tierra de protección o masas: se define como las partes metálicas de la instalación que no están en tensión normalmente, pero que pueden estarlo a consecuencia de averías, accidentes, descargas atmosféricas o sobretensiones.
- Puesta a tierra de servicio o neutro: se define como el retorno de la corriente en la instalación y tiene como misión fijar un potencial de referencia.
Instalación de una toma de tierra: cómo instalar toma de tierra en un sistema eléctrico
Según el sistema eléctrico que requiere la instalación de toma de tierra general, se han de seguir unos determinados pasos y pautas. En todos los casos, la toma de tierra se debe realizar antes de la cimentación, ya que si se planifica de manera posterior habrá que buscar soluciones más complicadas y costosas.
Instalación de la toma de tierra en sistemas de baja tensión
El objetivo de este sistema de puesta a tierra es garantizar que, si una persona entra en contacto con un objeto metálico que debido a una avería eléctrica tenga cierta tensión, esta no exceda el umbral seguro, generalmente establecido en un máximo de 50 V.
Elementos de la toma de tierra
Los materiales que se usan en una puesta a tierra variarán ligeramente según la resistividad del terreno.
A continuación, se describen las partes de una toma de tierra:
Electrodos para puesta de tierra
La toma de tierra general se suele hacer mediante un anillo o malla de conductor horizontal desnudo y enterrado, complementado por electrodos verticales para disminuir la resistencia.
Existen diferentes tipos de electrodos según sean sus características y funcionalidad:
- Las picas, también conocidas como jabalinas, son electrodos de acero con recubrimiento electrolítico de cobre que se utilizan en las soluciones de tipo estándar en terrenos de baja resistividad. La pica es una barra de acero cobrizada y se recomienda el uso de un grosor de cobre superior a 250 micras. Normalmente las picas son de 2 metros y pueden empalmarse para conseguir longitudes mayores. También existen picas de cobre macizo, acero galvanizado y acero inoxidable.
- Electrodos dinámicos se usan en suelos con alta resistividad, por ejemplo, cuando el suelo es de roca y no sirve la solución estándar.
En estos casos, se usa el electrodo dinámico APLIROD©, formado por un tubo hueco de cobre relleno con una mezcla de compuestos iónicos que mejoran la resistividad del terreno alrededor del electrodo entre 30-80%.
- Las placas se recomiendan para tomas de tierra en terrenos pedregosos. Generalmente son de cobre o acero galvanizado.
- Los electrodos de grafito se caracterizan por ser buenos conductores e inertes frente a los agentes químicos, por ello están indicados en terrenos con alta resistividad. Es conveniente instalarlos en pozos profundos, de forma que el electrodo quede al menos dos metros por debajo de la superficie.
Arquetas en instalaciones de puesta a tierra
Las arquetas se sitúan orientadas hacia el exterior de los edificios. Su función es realizar los registros de inspección y comprobaciones.
La conexión de la arqueta de registro de la toma de tierra se realiza en el fondo de la excavación, mediante un dispositivo que permita la desconexión, y debe llevar el símbolo de tierra.
Uniones en la toma de tierra: permanentes y mecánicas
Los componentes de conexión deben asegurar la continuidad entre el conductor de bajada y la toma de tierra. Se recomienda realizar las conexiones mediante soldadura exotérmica APLIWELD©, ya que, a diferencia de las conexiones mecánicas, las uniones soldadas no se degradan y son una solución permanente que no se va a deteriorar con el paso del tiempo.
Mejoradores de la conductividad
Los mejoradores de la conductividad se utilizan en terrenos con alta resistividad, donde conseguir un valor bajo de resistencia de tierra puede ser imposible aun instalando múltiples electrodos, para conseguir retener la humedad del terreno y aportar iones que reduzcan significativamente la resistencia de manera perdurable y sin corrosión.
Pararayos: instalación de toma de tierra
Los pararrayos han de tener su propia toma de tierra, independiente de la puesta a tierra general pero unida a esta mediante una vía de chispas para evitar problemas de corrosión y disminuir las sobretensiones.
En un sistema de protección contra el rayo cada conductor de bajada debe tener una toma de tierra, constituida por los elementos conductores en contacto con el terreno capaces de dispersar la corriente del rayo en este.
La toma de tierra del pararrayos ha de tener un valor de resistencia exclusiva inferior a 10 ohmios. Debido a que el rayo es una corriente impulsional, es importante que la impedancia de la toma de tierra sea baja.
En lo que respecta a los electrodos utilizados, no se recomienda emplear solo uno de gran longitud. Se recomiendan electrodos profundos si la resistividad de la superficie es elevada y los estratos inferiores del terreno son húmedos.
Estudio geoeléctrico avanzado: un análisis experto de la resistividad del terreno para optimizar la puesta a tierra
Un estudio geoeléctrico caracteriza el subsuelo de un terreno, determinando la estratificación: número de estratos de la zona de la toma de tierra, profundidad a la que se encuentran, espesor y resistividad aparente. Conocer la resistividad del terreno en cada capa del subsuelo permite elegir el sistema de puesta a tierra más adecuado.
Este tipo de estudios habitualmente requieren de equipos específicos y personal con amplios conocimientos en la materia para su correcta ejecución, lo que los complica y encarece.
Aplicaciones Tecnológicas ha desarrollado una metodología propia basada en la simplificación de la toma de medidas, en las comunicaciones IoT y en la aplicación de la Inteligencia Artificial que proporciona los resultados más fiables con el procedimiento más optimizado posible, lo que hace este servicio extremadamente competitivo.
Proyectos de sistemas de puesta a tierra 4.0
Además, Aplicaciones Tecnológicas S.A cuenta con un servicio de Proyectos de sistemas de puesta a tierra 4.0 que cuenta con un equipo técnico de expertos y las herramientas informáticas más avanzadas.
Tras la evaluación inicial del proyecto por el equipo técnico, nuestras herramientas informáticas comparan las diferentes soluciones al problema, indicando cuál es la óptima en términos de coste, requerimientos técnicos y funcionales, etc.
Nuestros proyectos de sistemas de puesta a tierra 4.0 contemplan:
- Realización previa de un estudio geoeléctrico que determine la estratificación y resistividades del terreno. En Aplicaciones Tecnológicas S.A. disponemos de un servicio de estudios geoeléctricos muy competitivo.
- Diseños basados en normativas internacionales y proyectados con software avanzado para determinar la mejor solución de forma objetiva.
- Empleo de conductores antirrobo y electrodos específicos según las particularidades del terreno: electrodos resistentes a la corrosión para terrenos agresivos, electrodos especiales y/o anillos conductores perimetrales para los terrenos de elevada resistividad, etc.
- Conexiones perdurables entre conductores mediante la soldadura exotérmica Apliweld® Secure +, que las mantiene en excelentes condiciones durante toda la vida útil de la instalación.
- Sistema de monitorización avanzada y continua del estado de las tomas de tierra mediante Smart Earthing Monitoring System.
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