La medición de la puesta a tierra es un requisito indispensable para la seguridad. Para garantizar el correcto funcionamiento de la puesta a tierra, se han de realizar mediciones periódicas de su resistencia.
En la ITC-BT-18 del REBT se especifica que “personal técnicamente competente efectuará la comprobación de la instalación de puesta a tierra, al menos anualmente, en la época en la que el terreno esté mas seco (que es cuando mayor será la resistividad de este). Para ello, se medirá la resistencia de tierra, y se repararán con carácter urgente los defectos que se encuentren”.
Existen 2 tipos de aparatos para medir la resistencia de las instalaciones de puesta a tierra:
● Telurómetros o terrómetros: medidores de resistencia de tierra de 3 y 4 hilos.
● Pinzas de medida de bucle de tierra: tienen el aspecto de unas pinzas amperimétricas, pero cuentan con un transformador de generación y un transformador de medida.
Ambos aparatos se basan en aplicar una tensión al electrodo y medir la corriente resultante. Utilizan corriente alterna CA para la prueba, pues la tierra no conduce bien la corriente continua CC.
Por otro lado, a las frecuencias de las líneas eléctricas (50 Hz), la componente resistiva de la impedancia de la tierra suele ser bastante mayor que la componente reactiva. Por esta razón, los términos impedancia Z y resistencia R se utilizan habitualmente en los textos casi de manera intercambiable.
Medición de la Puesta a Tierra con el Telurómetro
Los telurómetros son medidores de resistencia de tierra a 3 ó 4 hilos que combinan una fuente de corriente y un medidor de tensión. Además, requieren del uso de picas o de pinzas. Presentan las siguientes características:
● Uso de corriente alterna: emplean CA para la prueba con una frecuencia cercana, pero distinta, a la frecuencia de red (50 Hz) y sus armónicos. Así, se evitan interferencias de corrientes originadas por otras fuentes durante la mediciones. Incorporan un filtro de entrada diseñado específicamente para captar su propia señal y rechazar cualquier otra interferencia externa.
● Medidores de 3 o 4 hilos: los medidores de 4 hilos, a diferencia de los de 3 hilos, disponen de cables de generación y medida independientes. Esta característica les permite compensar la resistencia eléctrica de los propios cables de prueba, que en algunos casos pueden ser considerable debido a sus longitudes.
Antes de proceder con la medición de tierra, es fundamental seguir una serie de normas de seguridad:
1º) Equipos de protección individual: durante las conexiones, es imprescindible utilizar guantes aislantes, protección ocular y cualquier otro equipo de protección adecuado.
2º) Verificación de corriente en el conductor de tierra: una avería puede generar una corriente permanente a través del sistema de tierra. Por ello, se debe verificar la presencia de corriente en el conductor de tierra utilizando una pinza amperimétrica antes de iniciar la medición. Si supera 1 A, se identificará el origen de esta corriente antes de continuar.
3º) Riesgos de desconectar un electrodo durante una tormenta: nunca desconectar un electrodo de tierra si existe la posibilidad de una tormenta eléctrica con descargas atmosféricas.
4º) Influencia de instalaciones vecinas: una avería en la puesta a tierra de una instalación vecina puede ocasionar la presencia de tensión en los bornes del electrodo que se está verificando.
Telurómetro con Método de la Caída de Potencial
El telurómetro que realiza la medición de puesta a tierra, mediante el método de la caída de potencial, es el método tradicional de medida de la resistencia de la toma de tierra.
El método de caída de potencial, también es conocido como método de 3 puntos para la medición de la puesta a tierra, ya que implica la instalación de 3 electrodos en el terreno.
Para proceder a la medición de tierras con este método, es necesario desconectar previamente el electrodo de puesta a tierra de la instalación. Esta maniobra que se ejecuta en el punto de puesta a tierra (PPAT)
Conexión del Telurómetro en el Método de Caída de Potencial
El telurómetro se compone de 3 cables para medir la resistencia de la toma de tierra. No obstante, los modelos con más precisión pueden requerir 4 cables para compensar la resistencia de los propios cables de prueba en el resultado de la medida de tierra.
Tanto si el telurómetro tiene 3 hilos como si tiene 4, incluyen 2 bornes para conectar 2 picas auxiliares al aparato. También disponen de un borne para conectar el electrodo bajo prueba con un cable, pero el de 4 hilos añade un borne adicional para conectar otro cable a dicho electrodo de prueba.
Las conexiones que se deben realizar las siguientes:
● S: conexión a la pica auxiliar de tensión. Esta pica se deberá clavar en la tierra a cierta distancia del electrodo bajo prueba.
● H: conexión a la pica auxiliar de corriente. Esta pica se deberá clavar en la tierra a una distancia aún mayor.
● E: conexión al electrodo bajo prueba.
● ES: conexión adicional al electrodo bajo prueba para los medidores a 4 hilos.
La conexión del telurómetro a 3 hilos es la siguiente:
Y esta es la conexión del telurómetro a 4 hilos:
El telurómetro inyecta una corriente alterna en la tierra entre el electrodo E que se está comprobando y la pica de corriente H. A continuación, mide la caída de tensión entre la pica de tensión S y el electrodo E. Por último, y mediante la Ley de Ohm, el aparato calcula la resistencia entre S y E, realizando el cociente entre la tensión medida y la corriente inyectada.
Procedimiento de Medición con el Telurómetro en el Método de Caída de Potencial
En la medición de puesta a tierra con telurómetro, en el método de caída de potencial, se tendrá en cuenta que:
– El electrodo a medir y las picas auxiliares deben de estar alineadas.
– Las distancias entre electrodo de puesta a tierra E, pica de tensión S y pica de corriente H debe ser al menos de 20 metros entre ellas.
– En la medida, los cables no se deben cruzar entre sí para evitar errores de medida por acoplamientos capacitivos.
– Para medidas de resistencia de tierra que superen los 10 Ω, el efecto de la resistencia del cable que conecta el aparato al electrodo bajo prueba se considera despreciable. Sin embargo, en mediciones donde se esperan valores de resistencia de tierra bajos, el método de 4 hilos permite añadir un cuarto cable para eliminar la influencia de la resistencia de dicho cable. Esto evita la caída de tensión en el cable y asegura que no afecte al resultado de la prueba.
Se considera que la medición es correcta cuando, al mover la pica de tensión S unos metros hacia la izquierda y la derecha en la línea recta formada por los 3 electrodos, el valor de resistencia medido permanece constante. Si hay variaciones, se debe aumentar la distancia entre los 3 electrodos de medición hasta que se cumpla este criterio.
Telurómetro con Método Selectivo
Hay telurómetros de alta gama que realizan la medida de tierra mediante el método selectivo, que es una variante del método de caída de potencial.
La gran ventaja de estos telurómetros es que NO es necesario desconectar previamente el electrodo de puesta a tierra de la instalación. Esto significa que no hay que interrumpir el suministro de energía para realizar la prueba, ni someterse al riesgo que supone desconectar el electrodo bajo tensión
Al igual que el método de caída de potencial, el método selectivo emplea picas para inyectar corriente y medir la caída de la tensión. En ambos métodos se aplican las mismas reglas para la colocación de estas picas. Sin embargo, a diferencia del método de caída de potencial, con este método se realiza la medida de tierra mediante una pinza sobre el electrodo a medir.
Es importante considerar que en el esquema TT, la estructura metálica del edificio está en contacto con el terreno, al igual que el conductor neutro. Si no desconectamos el electrodo a medir de la instalación, resulta difícil determinar qué parte de la corriente inyectada por la pica de corriente regresa a través del electrodo bajo prueba y cuál lo hace a través del neutro.
Por otro lado, el método selectivo utiliza una pinza amperimétrica (transformador de corriente) altamente sensible y precisa para medir la corriente de prueba en el electrodo que se desea comprobar, sin necesidad de desconectarlo de la instalación. La pinza de medida de corriente dispone de un filtro digital que reduce los efectos de posibles intensidades de otras fuentes.
Pinzas de Medida de Bucle de Tierra
Tienen el aspecto de pinzas amperimétricas, pero internamente son muy diferentes. Estas pinzas utilizan un filtrado avanzado para reconocer su propia señal y rechazar todas las demás.
No realiza la medición de la puesta a tierra, sino la medición de la impedancia del bucle de tierra o impedancia del bucle de defecto de la instalación. Para ello, no es necesario desconectar su toma de tierra ni utilizar ninguna pica auxiliar de medida
Funcionamiento de las Pinzas de Medida de Bucle de Tierra
Para realizar la medida, el medidor utiliza una pinza de tensión con un transformador especial. El transformador genera una tensión en el conductor de tierra con una frecuencia de prueba especial distinta y superior a los 50 Hz de la red.
Al aplicar esta tensión alterna, se produce una corriente que fluye a través del circuito de defecto, que depende de la impedancia total del bucle (incluyendo la resistencia de puesta a tierra).
Además, utiliza otra pinza de medida con un segundo transformador de intensidad. Esta mide la corriente resultante en el bucle de tierra a la frecuencia de la tensión de prueba.
El aparato de medida de bucle de tierra se alimenta mediante los conductores de la instalación creando una unión fase-tierra de alta impedancia para la frecuencia de 50 Hz, pero de muy baja impedancia para la frecuencia de prueba. Esto permite que una corriente resultante Id circule entre fase y tierra, cerrando así el bucle de defecto.
Medición de la Impedancia del Bucle de Tierra
La corriente resultante Id recorre la denominada impedancia del bucle de tierra o impedancia del bucle de defecto. Esta impedancia estará compuesta por todas las impedancias que debe recorrer dicha corriente.
En el caso de un esquema TT, como se muestra en la figura, la impedancia de bucle ZB de tierra incluye las siguientes resistencias:
– La de la bobina secundaria del transformador RB.
– La del conductor activo de fase RL.
– La del conductor de protección RCP.
– La resistencia de tierra de la instalación RT.
– La resistencia del neutro del transformador RN.
La pinza mide la resistencia total de todas esas resistencias que están conectadas en serie, es decir, la impedancia del bucle de defecto ZB.
El procedimiento de medida se basa en el siguiente razonamiento: dado que la resistencia de tierra RT de la instalación forma parte del valor de la impedancia del bucle de defecto ZB, si el valor de la impedancia medida es menor que el valor especificado para la resistencia de tierra RT, podremos concluir que la resistencia de tierra de la instalación es inferior al valor máximo permitido.
Preguntas Frecuentes sobre la Medición de la Puesta a Tierra
¿Cómo se mide la puesta a tierra?
La ITC-BT-18 del REBT exige medir la resistencia de tierra anualmente, preferiblemente en época seca (mayor resistividad del terreno). Los métodos de medición principales son:
● Método de la caída de potencial: es el método tradicional de medida con el telurómetro. Se utilizan 3 electrodos: el electrodo bajo prueba (E), una pica de tensión (S) y una pica de corriente (H). Se inyecta corriente entre E-H y se mide tensión entre E-S. Requiere desconectar el electrodo del punto de puesta a tierra y separar las picas un mínimo de 20 m.
● Método selectivo: es una variante de medida del anterior, pero no requiere desconectar el electrodo de la instalación. Utiliza una pinza amperimétrica para medir la corriente que circula por el electrodo bajo prueba.
● Medida de bucle de tierra: unas pinzas miden la impedancia del bucle de tierra (impedancia del bucle de defecto), que incluye la resistencia de tierra y otras impedancias del circuito. No es necesario desconectar el electrodo ni usar picas auxiliares.
Para la medición se recomienda:
– Equipos de protección individual: guantes aislantes y protección ocular.
– Verificación de corriente en el conductor de tierra: antes de medir, comprobar que no haya corrientes superiores a 1 A.
– Riesgos de tormentas eléctricas: nunca desconectar un electrodo del punto de puesta a tierra durante una tormenta.
¿Cuánto debe dar la medición de puesta a tierra?
El REBT no establece un valor de resistencia de puesta a tierra (RT), pero establece los valores máximos admisibles. En la práctica, un objetivo común para instalaciones de baja tensión es lograr que sea inferior a 10 Ω. En instalaciones de telecomunicaciones o sistemas de protección contra rayos, se pueden requerir valores incluso inferiores a 5 Ω.
El REBT vincula la RT máxima permitida con la tensión de contacto límite UL (que se considera segura para las personas) y la intensidad de disparo del interruptor diferencial (IΔn). La relación se expresa mediante la fórmula:
RT = UL / IΔn.
UL = tensión de contacto límite (24 V en locales exteriores o húmedos y de 50 V en general).
IΔn = sensibilidad del diferencial (ej: 30 mA, 300 mA).
Aplicando esta fórmula, se obtienen los valores máximos de resistencia de puesta a tierra admisibles para diferentes sensibilidades:
IΔn RT (24 V) RT (50 V)
10 mA 2.400 Ω 5.000 Ω
30 mA 800 Ω 1.666 Ω
300 mA 80 Ω 166 Ω
500 mA 48 Ω 100 Ω
1A 24 Ω 50 Ω
3A 8 Ω 16,67 Ω
La RT puede variar según las condiciones del terreno, la humedad y la profundidad del electrodo de tierra.
¿Cómo saber si una puesta a tierra está bien?
Para comprobar si una puesta a tierra es buena y está funcionando correctamente, se pueden utilizar varios procedimientos:
● Prueba del diferencial: presionar el botón "TEST" del interruptor diferencial en el cuadro eléctrico. Debe cortar la corriente. Esto nos asegura que, en caso de defecto, el diferencial está operativo.
● Inspección visual: revisar conexiones, cables y picas de tierra (sin corrosión o daños). Confirmar que los conductores estén bien conectados a la barra de tierra del cuadro. Verificar que las picas de tierra estén bien instaladas y enterradas.
● Medición de continuidad: desconectar el magnetotérmico del circuito a probar. Medir continuidad con multímetro entre una tierra conocida (tubería metálica o chasis de aparato conectado a tierra) y el conductor de tierra. Una lectura baja (menor a 1 Ω) indica buena conexión.
● Medición de voltaje: medir el voltaje entre la fase y neutro. El valor debe estar entre 220-240V, para una tensión nominal de 230 V. Después, medir entre fase y tierra. El valor debe ser similar al de la medición anterior.
● Medición de la resistencia de puesta a tierra: se requiere un telurómetro. La resistencia debe ser tal que las tensiones de contacto no superen los 24V en locales húmedos y 50V en otros lugares. El valor ideal debería ser menor o igual a 10 Ω.
¿Qué pasa si toco una puesta a tierra?
Tocar una puesta a tierra puede ser seguro o peligroso dependiendo de las condiciones de la instalación. Una puesta a tierra puede ser segura en instalaciones correctamente diseñadas, pero presenta riesgos en estas situaciones:
● Averías en la instalación: si hay un defecto en la instalación, el conductor de tierra podría estar transportando corriente (por ejemplo, una fase en contacto con el chasis de un aparato). Tocarlo podría resultar peligroso, especialmente si la resistencia de puesta a tierra es alta o si el diferencial no funciona bien.
● Corrientes parásitas: en instalaciones mal mantenidas o con conexiones deficientes, pueden circular corrientes no deseadas por el conductor de tierra.
● Tormentas eléctricas: durante una tormenta, el sistema de puesta a tierra puede conducir corrientes elevadas debido a descargas atmosféricas. Tocar el electrodo o el conductor de tierra en estas condiciones es extremadamente peligroso.
● Instalaciones vecinas defectuosas: si una instalación cercana tiene una puesta a tierra defectuosa, podría inducir tensiones peligrosas en nuestro sistema de tierra.
Por todo esto, se debería verificar la ausencia de corriente en el conductor de tierra antes de manipularlo, utilizar EPIs y asegurarse de que el elemento de protección esté en buen estado.
¿Cuál es la fórmula para calcular la resistencia de puesta a tierra?
El cálculo de la resistencia de puesta a tierra (RT) depende del tipo de electrodo utilizado (picas, placas o conductores) y de la resistividad del terreno (ρ), en Ω·m, que varía según la composición del suelo (arcilla, arena, roca, etc.). Las fórmulas principales para calcular la resistencia de puesta a tierra de cada electrodo individual son:
● Pica vertical:
– Individual: RT = ρ / L (L: longitud en metros)
– Varias picas iguales (n): RT = R1P / n (resistencia en paralelo)
● Placa:
– Individual: RT = 0,8 ⋅ ρ / P (P: perímetro de la placa en metros)
– Horizontal: RT = 1,6 ⋅ ρ / P
● Conductor horizontal:
– RT = 2 ⋅ ρ / L
La resistencia de tierra total será el paralelo de los electrodos individuales, incluido el conductor horizontal.
Los factores que influyen en la resistencia de tierra son:
– Resistividad del terreno (ρ): depende de la humedad, temperatura y tipo de suelo (ej: arcilla < ρ < roca).
– Geometría del electrodo: mayor superficie de contacto (longitud, perímetro) reduce RT.
– Configuración del sistema: varios electrodos en paralelo reducen la resistencia total.
¿Cómo saber si una casa tiene conexión a tierra?
Para saber si una casa tiene conexión a tierra (toma de tierra o puesta a tierra), se pueden seguir varios métodos:
1º) Inspección visual en el cuadro eléctrico: revisar si hay cables de color verde y amarillo conectados a un bornero de metal o terminal en el cuadro marcado con el símbolo de tierra (3 líneas decrecientes). Confirmar si el cable de tierra está conectado a una pica enterrada o al sistema de puesta a tierra del edificio.
2º) Inspección en los enchufes: los enchufes deben tener pestañas metálicas laterales o tres orificios (fase, neutro y tierra). No obstante, esto no garantiza que la conexión esté realmente presente y funcionando correctamente.
3º) Uso de un comprobador de enchufes: es la forma más sencilla y segura para usuarios no técnicos. Este dispositivo, al enchufarse, indica si hay conexión a tierra y si el cableado es correcto. Se adquiere en ferreterías o tiendas eléctricas.
4º) Prueba con un multímetro: medir el voltaje entre fase y neutro (≈230 V), fase y tierra (≈230 V) y neutro y tierra (≈0 V). Si los valores son correctos, hay conexión a tierra.
Si hay dudas, siempre es recomendable consultar a un electricista cualificado para garantizar la seguridad de la instalación.
¿Qué voltaje es peligroso para el cuerpo humano?
El voltaje peligroso para el cuerpo humano depende de las condiciones del entorno y de la resistencia del cuerpo (Rc). Según el REBT, la tensión límite de seguridad (VL) se define para minimizar el riesgo de electrocución.
● En un local seco (Rc ≈ 1.666 Ω), la tensión segura es de VL = 50 V.
● En un local húmedo (Rc ≈ 800 Ω), el límite seguro baja a VL = 24 V.
Estos valores se calculan multiplicando la resistencia del cuerpo por la corriente límite que puede causar daños, establecida en 30 mA (0,03 A). Por ejemplo:
– En un local seco:
VL = 1.666 Ω ⋅ 0,03 A ≈ 50 V
– En un local húmedo:
VL = 800 Ω ⋅ 0,03 A = 24 V
Superar estos valores implica un riesgo significativo. Por ejemplo, en instalaciones domésticas con 230 V, el contacto accidental puede ser mortal, especialmente en ambientes húmedos, donde la resistencia corporal disminuye.
Desde 10 mA se producen contracciones musculares, 30 mA puede causar paro respiratorio, y más de 100 mA, la muerte. La peligrosidad depende de la resistencia de la piel, tiempo de exposición y trayectoria de la corriente (si atraviesa el tórax o la cabeza, el riesgo es mayor).
¿Cuánto se debe enterrar una varilla de tierra?
El REBT (ITC-BT-18) establece pautas para la instalación de electrodos de tierra, indicando que deben ubicarse en zanjas con una profundidad mínima de 0,50 m, aunque se recomienda 0,80 m para mayor eficacia:
● Varillas (picas): suelen medir 2 metros de longitud y deben enterrarse completamente, sumando la profundidad mínima (0,50 m o 0,80 m). Esto garantiza contacto con capas del suelo más húmedas y de menor resistividad. Si se instalan varias picas, la separación mínima debe ser el doble de su longitud (ej. 4 m para picas de 2 m).
Las conexiones entre la varilla y el conductor de tierra deben realizarse con abrazaderas de acero inoxidable o mediante soldadura aluminotérmica para evitar corrosión.
● Conductores enterrados: si se utilizan cables desnudos enterrados horizontalmente o pletinas desnudas para unir varios electrodos, deben enterrarse a la profundidad mínima de 0,50 metros, aunque se recomienda 0,80 metros para mejorar su eficacia.
● Placas: suelen medir 0,5 x 1 m o 1 x 1 m, y se instalan generalmente de forma vertical.
En terrenos difíciles o instalaciones críticas, se pueden combinar varillas, placas y conductores enterrados para reducir la resistencia de tierra.
¿Cómo puedo medir la tierra con un multímetro?
Para medir la conexión a tierra con precisión se requiere un telurómetro, ya que un multímetro convencional no está diseñado para medir la resistencia de tierra. No obstante, el multímetro puede usarse para comprobaciones básicas:
● Comprobación de continuidad: verifica si existe conexión física entre un punto de tierra (como el pin de un enchufe) y una toma de tierra conocida (tubería metálica que se sepa que está conectada a tierra o barra de tierra del cuadro eléctrico). Una lectura positiva confirma la conexión, pero no nos dirá si la conexión a tierra es efectiva en términos de resistencia de paso al suelo.
● Comprobación de voltaje: con el circuito en tensión, se puede medir el voltaje entre la fase y tierra (debería dar ~230V) y neutro-tierra (debería ser ~0V). Un voltaje elevado en neutro-tierra podría indicar un problema en el sistema de puesta a tierra o en el cableado.
En conclusión, las pruebas con un multímetro no miden la resistencia real de la conexión a tierra al suelo, que es el factor crítico para la seguridad y el correcto funcionamiento de la protección. Para medir la resistencia de tierra, se necesitan métodos más avanzados que involucran la inyección de corriente en el suelo y la medición del voltaje resultante, utilizando un telurómetro.
¿Qué calibre de cable se recomienda para la puesta a tierra?
La ITC-BT-26 del REBT establece los criterios para la selección de conductores de protección en instalaciones interiores (viviendas, locales comerciales y oficinas):
● Conductores de protección: conectan el borne de conexión en el cuadro general de protección con las masas de los aparatos. Su sección dependerá de los conductores de fase que acompañe:
– Si SF ≤ 16 mm2 → S = SF
– Si 16 mm2 ≤ SF ≤ 35 mm2 → S = 16 mm2
– Si SF > 35 mm2 → S = SF / 2
● Línea principal de tierra y líneas secundarias de tierra: estas líneas unen el punto o puntos de puesta a tierra del edificio con los cuadros interiores de los usuarios. Se sigue el mismo criterio que los conductores de protección con un mínimo de 16 mm2.
● Línea de enlace con tierra: es el conductor que une los electrodos del terreno con un punto de puesta a tierra:
– Cobre/acero galvanizado protegido (aislado): 16 mm²
– Sin protección anticorrosión: 25 mm² (cobre) y 50 mm² (hierro)
● Conductores enterrados: son cables o pletinas desnudas enterradas horizontalmente. Son de cobre, de sección mínima
– Cobre: 35 mm2
– Acero galvanizado: 95 mm2
¿Por qué el cable de tierra tiene corriente?
En una instalación eléctrica, el cable de tierra no debe presentar corriente o solo fugas mínimas. La presencia de corriente significativa sin activación del diferencial indica un problema que puede generar tensiones peligrosas en las carcasas de los equipos, incluso estando apagados, representando un riesgo de electrocución. Las principales causas de corriente en el cable de tierra son:
● Fallo de aislamiento: la causa más frecuente ocurre cuando una fase entra en contacto con la carcasa metálica o el propio cable de tierra debido al deterioro del aislamiento, derivando la corriente defectuosa hacia tierra.
● Conexiones incorrectas: la inversión accidental entre neutro y tierra hace que la corriente de retorno circule por el conductor de protección en lugar del neutro.
● Corrientes de fuga: algunos aparatos electrónicos, especialmente aquellos con filtros de entrada o fuentes de alimentación conmutadas, pueden generar pequeñas fugas a tierra inofensivas. Estas corrientes pueden sumarse en instalaciones con muchos dispositivos.
● Bucle de tierra o diferencias de potencial: se producen cuando existen múltiples caminos de conexión a tierra entre equipos interconectados, generando corrientes circulantes. Es común en sistemas de audio/video o comunicaciones.
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