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 modo que garantice una trayectoria segura de las corrientes de defecto hacia el terreno.

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:

Esquema de la estructura de las puestas a tierra en el que se observa la designación cada línea y elemento de una instalación de puesta a tierra
Contenidos
  1. Electrodos o Tomas de Tierra
  2. Línea de Enlace con Tierra
  3. Punto de Puesta a Tierra
  4. Línea Principal de Tierra
  5. Líneas Secundarias de Tierra
  6. Conductores de Protección
  7. Preguntas Frecuentes sobre la Estructura de las Puestas a Tierra

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 como 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

Las picas son 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.

Imagen de varias picas de tierra para clavar en el terreno que forman parte de la estructura de las puestas a tierra

Placas

Las placas son 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.

Imagen de una placa de tierra para enterrar en el terreno que puede formar parte de la estructura de las puestas a tierra

Conductores Enterrados

Los conductores enterrados son 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).

Imagen de conductor de tierra de cobre para enterrar horizontalmente en el terreno que forma parte de la estructura de las puestas a tierra

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.

Tabla de sección mínima de la línea de enlace dependiendo del tipo de conductor y de su protección

* 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.

Imagen de un punto de puesta a tierra PPAT que forma parte de la estructura de las puestas a tierra

La función de este elemento es permitir la medida de 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.

Tabla de sección de la línea principal de tierra en la que se observa su relación con el conductor de fase

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:

Tabla de sección de la línea secundaria de tierra en la que se observa su relación con el conductor de fase

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:

Tabla de sección del conductor de protección en la que se observa su relación con el conductor de fase que acompaña

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:

Preguntas Frecuentes sobre la Estructura de las Puestas a Tierra

¿Qué es un electrodo de toma a tierra?

Un electrodo de toma a tierra, o simplemente electrodo de tierra, es un componente metálico (cobre, acero galvanizado, etc.) enterrado en el terreno, diseñado para establecer un contacto eléctrico seguro con la tierra.

Su función principal es disipar corrientes de defecto o fugas hacia el suelo, protegiendo a las personas y equipos de descargas peligrosas.

Según la ITC-BT-26, en edificios se emplean sistemas como anillos perimetrales de cobre (sección mínima de 35 mm²), picas verticales, placas o mallas metálicas, dependiendo de las necesidades de resistencia del terreno.

Los tipos de electrodos más comunes son:
● Picas: barras de acero-cobre de unos 2 m de longitud, hincadas verticalmente.
● Placas: superficies metálicas (ej. 1x1 m) que maximizan el contacto con el terreno.
● Conductores enterrados: cables desnudos dispuestos horizontalmente bajo la cimentación.

Los electrodos bajo el terreno se conectan a una Línea de Enlace con Tierra (LET) que enlaza con el Punto de Puesta a Tierra (PPAT), ubicado sobre el terreno en áreas como centralizaciones de contadores o patios de luces. Todas las uniones se realizan con soldadura aluminotérmica o elementos de presión inoxidables para asegurar continuidad eléctrica.

¿Por qué se necesita un electrodo de puesta a tierra?

El electrodo de puesta a tierra es un elemento esencial en las instalaciones eléctricas porque garantiza la seguridad de personas y equipos al desviar corrientes de defecto o fugas hacia el terreno, evitando descargas peligrosas.

Su presencia es obligatoria según normativas como el REBT (Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión) y la ITC-BT-26, que regulan su diseño y ejecución.

Sus funciones principales son:
1º) Protección contra contactos indirectos: si un aparato eléctrico sufre un fallo de aislamiento, la corriente de defecto se deriva a tierra a través del electrodo, evitando que las masas metálicas (ej. carcasa de una lavadora) se vuelvan peligrosas.
2º) Correcto funcionamiento de protecciones: permite que los interruptores diferenciales actúen rápidamente, cortando el suministro ante fugas o corrientes de defecto a tierra.
3º) Estabilidad de la instalación: proporciona una referencia de potencial cero, evitando sobretensiones por descargas atmosféricas (rayos) o fallos en la red.

Las consecuencias de no instalar electrodos son:
– Riesgo de electrocución por contacto con masas en tensión.
– Daños en equipos por sobretensiones no disipadas.
– Incumplimiento legal, con implicaciones en seguros y responsabilidades.

¿Dónde deben colocarse los electrodos de tierra?

Los electrodos de tierra deben colocarse estratégicamente para garantizar una conexión efectiva con el terreno y una baja resistencia eléctrica. Según la ITC-BT-26 y normativas complementarias, su ubicación depende del tipo de edificación:

● En edificios nuevos:
– Se instala un anillo de cobre desnudo (mínimo 35 mm²) en el perímetro de la cimentación, a una profundidad no inferior a 0,50 m (recomendable 0,80 m).
– Se complementa con picas verticales (normalmente de 2 m) cuando se requiere reducir la resistencia de tierra.
– Los anillos de tierra de edificios próximos deben interconectarse para formar una malla extensa.
– Se deben situar varios puntos de puesta a tierra en las ubicaciones que indica la ITC-BT-26.

● Consideraciones técnicas:
– Distancia entre picas: mínimo el doble de su longitud (4 m para picas de 2 m)
– Separación entre conductores horizontales paralelos: mínimo 5 m
– En áreas rocosas o terrenos secos: usar tratamientos químicos si es necesario.
– Contacto óptimo con el terreno: garantizar buen contacto eléctrico para baja resistencia de tierra.
– Protección mecánica: blindar electrodos y conexiones si hay riesgo de daños físicos.
– Profundidad en climas fríos: enterrar por debajo del nivel de congelación para evitar aumento de resistencia por hielo.

¿Qué es una placa de tierra?

Una placa de tierra es un tipo de electrodo utilizado en sistemas de puesta a tierra, diseñado para establecer una conexión segura y eficiente entre las instalaciones eléctricas y el terreno.

Consiste en una lámina metálica rectangular (de cobre o acero galvanizado) con dimensiones estándar de 0,5x1 m o 1x1 m, que se entierra vertical u horizontalmente para maximizar su superficie de contacto con el suelo.

Las características principales son:
● Materiales: se fabrican en cobre electrolítico (mínimo 2 mm de espesor) o acero galvanizado (mayor espesor por su menor conductividad).
● Instalación:
– Profundidad mínima de 0,5 m (recomendable 0,8 m)
– En terrenos húmedos preferentemente
– Con conexión mediante soldadura aluminotérmica o abrazaderas certificadas
● Ventajas:
– Gran superficie de contacto que reduce resistividad
– Ideal para suelos poco profundos o con capas freáticas altas
– Menos sensible a variaciones estacionales que las picas verticales

Las aplicaciones típicas son:
✓ Edificios con limitaciones para instalar picas profundas
✓ Instalaciones industriales donde se requiera baja resistencia
✓ Zonas con suelos rocosos donde las picas convencionales no son prácticas

¿Qué es la línea de enlace con tierra?

La Línea de Enlace con Tierra (LET), también conocida como conductor de tierra, es el elemento conductor que conecta físicamente los electrodos de puesta a tierra con el punto de puesta a tierra (PPAT) de la instalación eléctrica.

Sus características principales son:
● Configuración física:
– Parte enterrada (une electrodos al PPAT)
– Parte aérea (en interior de edificios)
– Sección mínima según ITC-BT-18: 16 mm² para cobre protegido o 25 mm² para cobre desnudo
● Requisitos técnicos:
– Material: cobre desnudo o aislado (nunca aluminio)
– Protección anticorrosiva: aislamiento o tratamiento especial en ambientes agresivos
– Continuidad: conexiones mediante soldadura aluminotérmica o conectores certificados

En esencia, la LET forma parte fundamental del sistema de puesta a tierra, proporcionando una conexión de baja resistencia entre la instalación eléctrica y los electrodos de tierra. Esto permite que, en caso de fallo de aislamiento, la corriente se derive rápidamente a tierra, activando los dispositivos de protección (como el diferencial) y evitando así riesgos de electrocución.

La instrucción ITC-BT-18 del REBT es la que regula las características, secciones mínimas y condiciones de instalación de la línea de enlace con tierra.

¿Qué es un punto de puesta a tierra?

El Punto de Puesta a Tierra (PPAT) actúa como interfaz entre la instalación de tierra enterrada y la instalación eléctrica del edificio:

● Función principal:
– Conectar la Línea de Enlace con Tierra (enterrada) con la Línea Principal de Tierra (interior)
– Permitir la medición de la resistencia de tierra sin alterar la instalación
– Servir como nodo central para distribuir la tierra a toda la edificación

● Características constructivas:
– Consta de un borne principal de tierra de cobre o acero cadmiado
– Incluye un puente seccionador para mediciones (desconexión solo con herramienta)
– Se aloja normalmente en una arqueta de inspección (protección IP54)
– Sección mínima del conductor: 35 mm² para cobre desnudo (ITC-BT-26)

● Ubicaciones según ITC-BT-26:
– Patios de luces
– Centralización de contadores
– Base de estructuras de ascensores
– Caja General de Protección (CGP)
– Locales técnicos especiales que deban ponerse a tierra

● Requisitos funcionales:
– Accesibilidad permanente
– Identificación visible (símbolo de tierra)
– Protección contra daños mecánicos y corrosión

¿Qué son los conductores de protección?

Los conductores de protección (CP) son cables instalados específicamente para garantizar la seguridad contra contactos indirectos.

Estos conductores, identificables por su coloración amarillo-verde, cumplen las siguientes funciones vitales en el sistema de puesta a tierra:
● Conectar todas las masas metálicas de la instalación: conectan carcasas de equipos, estructuras, etc., al sistema de tierra.
● Proporcionar un camino de baja impedancia: facilitan el paso de las corrientes de defecto hacia el terreno.
● Proteger de riegos eléctricos: permiten la actuación rápida de los dispositivos de protección (interruptores diferenciales).
● Realizar conexiones equipotenciales: también conectan entre sí diferentes masas igualando su potencial y reduciendo el riesgo de diferencias de tensión peligrosas (como en los baños).

De forma general, se instalan en la misma canalización que los conductores activos. Son siempre conductores de cobre cuya sección mínima depende del conductor de fase asociado.

Los conductores de protección de las masas de los equipos eléctricos terminan conectados al borne principal de tierra de la instalación. A su vez, la línea de enlace con tierra conecta el borne principal de tierra con los electrodos del terreno.

¿Qué sección debe tener un conductor de protección?

La sección mínima de los conductores de protección (CP) está regulada por la ITC-BT-18 del REBT y se determina según la sección de la fase:
● Para conductores de fase ≤ 16 mm²: igual sección que el conductor de fase
● Para conductores de fase de 25 o 35 mm²: sección fija de 16 mm²
● Para conductores de fase > 35 mm²: la mitad de la sección del conductor de fase (con mínimo de 16 mm²)

A continuación, se muestran unos ejemplos prácticos:
– Circuito con conductor de fase de 6 mm² → CP de 6 mm²
– Circuito con conductor de fase de 25 mm² → CP de 16 mm²
– Línea principal con conductor de fase de 95 mm² → CP de 50 mm²

La selección final debe considerar:
✓ Máxima corriente de defecto previsible
✓ Longitud del circuito
✓ Naturaleza del aislamiento
✓ Condiciones ambientales

Estos valores garantizan que el conductor pueda soportar las corrientes de defecto sin deteriorarse, permitiendo la correcta actuación de las protecciones. La ITC-BT-19 exige verificar periódicamente su integridad mediante medición de continuidad.

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