Estructura de las Puestas a Tierra
La seguridad eléctrica depende en gran medida de que la estructura de las puestas a tierra esté diseñada y ejecutada correctamente, de forma que garantice una trayectoria segura a las corrientes de defecto.
En los edificios de viviendas, oficinas y/o locales comerciales (esquema TT), según la ITC-BT-26, se dispondrá en la base de las excavaciones de cimentación de los inmuebles, un cable rígido de cobre desnudo de una sección mínima de 35 mm2, formando un anillo cerrado a lo largo de todo el perímetro del edificio.
A este anillo deberán conectarse electrodos verticalmente hincados en el terreno, cuando se prevea la necesidad de disminuir la resistencia de tierra que pueda presentar el conductor en anillo.
Cuando se trate de construcciones que comprendan varios edificios próximos, se procurará unir entre sí los anillos que forman la toma de tierra de cada uno de ellos. El objetivo es el de formar una malla lo más extensa posible.
En rehabilitación o reforma de edificios existentes, también se puede realizar la conexión a tierra situando en patios de luces o en jardines particulares del edificio, uno o varios electrodos adecuados.
Todas las masas o estructuras metálicas significativas presentes en el entorno de la instalación se conectarán a la toma de tierra establecida. También se conectarán las masas metálicas accesibles de los dispositivos receptores.
En el caso de edificaciones, se conectarán a tierra:
– Guías metálicas de los aparatos elevadores.
– Depósitos de gasóleo.
– Canalizaciones de gas, agua y calefacción general.
– Estructuras metálicas y armaduras de hormigón.
– Centralización de contadores.
– La C.G.P. (Caja General de Protección).
– Instalación de pararrayos.
– Antenas de televisión y radio.
En edificios de viviendas, oficinas y/o locales comerciales, las instalaciones de puesta a tierra tienen la siguiente estructura:
Contenidos
Electrodos o Tomas de Tierra
Son masas metálicas de cobre o acero galvanizado, en contacto permanente con el terreno, que facilitan el paso de la corriente de defecto hacia éste. Se sitúan en zanja a una profundidad nunca inferior a 0,50 m, aunque se aconseja una profundidad mínima de 0,80 m.
Las conexiones pueden realizarse mediante elementos de presión inoxidables o también, mediante soldadura aluminotérmica o autógena.
Las canalizaciones metálicas de otros servicios (agua, líquidos o gases inflamables, calefacción central, etc.) no forman parte de la estructura de las puestas a tierra. Por tanto, no deben ser utilizadas como tomas de tierra por razones de seguridad.
Se pueden utilizar electrodos formados por los elementos siguientes:
– Barras o tubos.
– Pletinas o conductores desnudos.
– Placas.
– Anillos o mallas metálicas constituidos por los elementos anteriores o sus combinaciones.
– Armaduras de hormigón enterradas, exceptuando las armaduras pretensadas.
– Otras estructuras enterradas que se demuestre que son apropiadas.
Podemos destacar los siguientes tipos de electrodos:
● Picas: barras alargadas que se introducen en el terreno de forma vertical. La longitud usual de las picas es de 2 m. La distancia mínima entre 2 picas consecutivas deberá ser de 2 veces la longitud de la pica. Suelen ser de acero recubierto de cobre y diámetro de 1,4 cm.
● Placas: elementos de forma rectangular que se introducen en el terreno generalmente de forma vertical, permitiendo una gran superficie de contacto con el terreno. Suelen ser de cobre o de acero galvanizado y suelen medir 0,5 x 1 m ó 1 x 1 m.
● Conductores enterrados: cables o pletinas desnudas enterradas horizontalmente bajo la cimentación de los edificios y en contacto con el terreno. Los cables en paralelo deberán tener entre sí una separación como mínimo de 5 m. Suelen ser de cobre (sección mínima de 35 mm2) o de acero galvanizado (sección de 95 mm2).
Línea de Enlace con Tierra
La línea de enlace con tierra (LET) o conductor de tierra es la parte de la instalación que une los electrodos, o conjunto de electrodos, con un punto de puesta a tierra (PPAT).
Dentro de la estructura de las puestas a tierra, la línea de enlace se distingue de otros elementos de la instalación de tierras por ser la única con una parte tanto enterrada como aérea.
La sección no tiene que ser nunca inferior a la exigida en el caso de los conductores de protección (CP). Se utilizarán conductores desnudos o aislados de cobre, y su sección mínima variará dependiendo del tipo de conductor, de si está desnudo o aislado y de si está protegido bajo tubo o no, siguiendo la siguiente norma establecida en la ITC-BT-18.
* La protección contra la corrosión puede obtenerse mediante una envolvente (conductor aislado)
NOTA: No obstante, a lo indicado en esta tabla, es recomendable que la sección mínima del conductor de tierra de cobre enterrado y desnudo sea de 35 mm2.
Punto de Puesta a Tierra
El punto de puesta a tierra (PPAT) o borne de puesta a tierra es un elemento situado fuera del terreno que une la línea de enlace con tierra (LET) o conductor de tierra con la línea principal de tierra (LPT) de la instalación.
Consta de un sistema de apriete que permite conectar o desconectar la instalación de tierra del edificio con las tomas de tierra. Suele ser de cobre recubierto de cadmio.
La sección debe ser la misma que la de la línea de enlace con tierra (LET) o conductor de tierra. Se suele alojar en el interior de una arqueta.
La función de este elemento es permitir medir la resistencia de la toma de tierra correspondiente. Este dispositivo debe ser desmontable necesariamente por medio de un útil, tiene que ser mecánicamente seguro y debe asegurar la continuidad eléctrica. También recibe el nombre de puente seccionador de tierra.
La cantidad de puntos de puestas a tierra en la estructura de un edificio puede variar según el tamaño de la instalación eléctrica. Según la ITC-BT-26 los puntos de puesta a tierra se situarán en los edificios de viviendas, oficinas y/o locales comerciales en:
a) Patios de luces (destinados a cocinas, cuartos de baño, etc.)
b) El local o lugar de la centralización de contadores.
c) La base de las estructuras metálicas de ascensores y montacargas.
d) La CGP metálica (Caja General de Protección).
e) Locales de servicios generales o especiales que por sus características deban ponerse a tierra.
La identificación de los conductores de protección a partir del punto de puesta a tierra se consigue con el color amarillo-verde a rayas del aislamiento.
Punto de Puesta a Tierra en Patios de Luces
En proyectos de rehabilitación o reforma de edificios existentes, se pueden utilizar patios de luces o jardines particulares como ubicaciones alternativas para Instalar uno o varios electrodos de tierra.
Al realizar la conexión a tierra en patios de luces o jardines, se reducen los costes de mano de obra, se evitan perforaciones profundas en suelos difíciles y se consigue que la conexión a tierra se realice sin afectar a la estructura interna del edificio.
Es común aprovechar estos puntos de tierra para conectar también las uniones equipotenciales de baños y aseos. Esto asegura que todas las partes metálicas de estos espacios se mantengan al mismo potencial, reduciendo significativamente el riesgo de descarga eléctrica en caso de un defecto.
Punto de Puesta a Tierra en el Local o Lugar de la Centralización de Contadores
El punto de puesta a tierra en el centralización de contadores ayuda a disipar cualquier corriente de defecto que pueda producirse en la instalación general del edificio o en cualquier contador específico, reduciendo el riesgo de daños a los dispositivos de medida.
Además, en tareas de inspección o mantenimiento, el punto de tierra proporciona una referencia segura que permite detectar rápidamente corrientes de defecto. Este punto se utiliza para medir la resistencia de la toma de tierra de la instalación.
Punto de Puesta a Tierra en la Base de las Estructuras Metálicas de Ascensores y Montacargas
Las estructuras metálicas de los ascensores y montacargas pueden, en caso de fallo de aislamiento en el sistema de motor o de iluminación, conducir corrientes de defecto. La puesta a tierra de estas estructuras permite derivar estas corrientes y reducir el riesgo de que se acumulen en la cabina o en las superficies metálicas.
El REBT exige la conexión a tierra en la base de las estructuras metálicas garantizando así que, cualquier persona que realice mantenimiento o cualquier usuario, cuente con una protección adicional en caso de que estas instalaciones entren en contacto accidental con conductores activos.
Punto de Puesta a Tierra en la Caja General de Protección (CGP)
De acuerdo con los requerimientos del MT 2.80.12 de Iberdrola, se debe ubicar el punto de puesta a tierra junto a la caja general de protección, para ser utilizado como punto para mediciones, o durante la ejecución, mantenimiento o reparación de la red de distribución.
Este punto de puesta a tierra también sirve como toma de referencia de tierra para realizar mediciones y tareas de mantenimiento en la propia CGP y en la línea general general de alimentación. Esta función es útil para medir tensiones y verificar la correcta conexión del neutro y otros conductores de la instalación.
Punto de Puesta a Tierra en Locales de Servicios Generales o Especiales
Algunos locales de servicios generales (como salas de calderas, salas de generadores, cuartos de bombas) y otros locales especiales (por ejemplo, salas de servidores o laboratorios) requieren puntos de puesta a tierra específicos debido a la naturaleza de sus equipos y las condiciones de seguridad necesarias:
– Salas con equipos eléctricos grandes: estos locales contienen equipos que suelen generar mayor riesgo de defecto a tierra debido a su potencia, como en el caso de generadores y calderas. La puesta a tierra permite derivar corrientes de defecto rápidamente y evita el peligro de descargas.
– Espacios que contienen equipos sensibles: en salas de servidores o equipos de comunicación, la puesta a tierra ayuda a minimizar las interferencias electromagnéticas, protegiendo los dispositivos de transmisión y recepción de datos de posibles fallos o pérdida de datos.
– Entornos industriales o de laboratorio: las cargas estáticas o las sobretensiones pueden ser un riesgo para los equipos. La conexión a tierra en estos espacios ayuda a disipar estas cargas de manera segura.
Línea Principal de Tierra
La línea principal de tierra (LPT) es el conductor que parte de un punto de puesta a tierra (PPAT) y al que se conectan las líneas secundarias de tierra o derivaciones de la línea principal de tierra (DLPT). De cada punto de puesta a tierra saldrá una línea principal de tierra.
Se establecerán en las mismas canalizaciones que las de las líneas generales de alimentación LGA cuando alimenten varias centralizaciones de contadores CC.
La sección de la LPT estará relacionada con la sección mayor de los conductores de fase que acompaña (generalmente, la línea general de alimentación). Estarán constituidas por conductores de cobre de igual sección que la fijada para los conductores de protección con un mínimo de 16 mm2.
Ejemplo: Si la fase de la LGA es de Sf = 120mm2 ⇒ SLPT = 120/2 = 60 ⇒ Normalizada: SLPT = 70mm2.
Líneas Secundarias de Tierra
Las líneas secundarias de tierra o derivaciones de la línea principal de tierra (DLPT) son conductores que unen la línea principal de tierra (LPT) con los conductores de protección (CP) de la instalación interior. De cada línea principal saldrán varias derivaciones.
Además, tanto las líneas secundarias de tierra como las derivaciones individuales se instalarán en las mismas conducciones.
Serán de cobre y la sección estará relacionada con la sección mayor de los conductores de fase que acompaña (la derivación individual), siguiendo el mismo criterio que para el conductor de protección (CP), es decir:
Conductores de Protección
Los conductores de protección son conductores que unen las derivaciones de la línea principal de tierra (DLPT) con las masas de la instalación, con la finalidad de proteger a contactos indirectos. Estos conductores forman la parte final en la estructura de las puestas a tierra.
Las uniones de los conductores de protección CP de la instalación interior se realizan mediante elementos de presión:
– Con las masas: suelen disponer de elementos a tornillo para conectar el conductor de protección CP.
– Con la derivación de la línea principal de tierra DLPT: se hacen mediante bornes de conexión en el cuadro general de protección.
Serán de cobre y su sección dependerá de los conductores de fase que acompañe, siguiendo el mismo criterio que las derivaciones de la línea principal de tierra (DLPT), es decir:
Presentarán el mismo aislamiento que los conductores activos y se instalarán por la misma canalización que éstos.
Ejercicio Resuelto de Instalaciones de Puesta a Tierra: Sección de los Conductores de Protección
A continuación, se presenta 1 ejercicio resuelto de instalaciones de puesta tierra sobre la sección de los conductores de protección:
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