Resistencia de las Tomas de Tierra

La resistencia de las tomas de tierra RT será tal que su valor, en cualquier circunstancia previsible, no sea superior al valor especificado para ella en cada caso.

El valor de la resistencia de las tomas de tierra RT no podrá dar lugar a tensiones de contacto superiores a:

– 24 V en local o emplazamiento conductor

– 50 V en los demás casos

Si las condiciones de la instalación pudieran dar lugar a tensiones de contacto superiores a los valores anteriores, se asegurará la rápida eliminación del defecto mediante dispositivos de corte adecuados a la corriente de servicio.

El valor ideal de la resistencia de tierra RT debería ser de 0 Ω. En el REBT no se indica un valor concreto de resistencia de tierra máxima admisible.

En la práctica no hay ningún valor máximo para las instalaciones de puesta a tierra reconocido de forma unánime por la normativa internacional. No obstante, tendremos en cuenta estos valores máximos que aconsejan diferentes normativas:

– Edificios destinados a vivienda: 37 Ω si no hay pararrayos y 15 Ω si hay pararrayos (guía técnica de la ITC-BT-26).

– Edificios con instalaciones de telecomunicaciones: 10 Ω, que ayuda a disminuir el ruido radioeléctrico, asegurando una calidad óptima de la señal recibida (normativa de telecomunicaciones).

– Instalaciones: 25 Ω en general y 5 Ω si hay equipos sensibles (NEC: National Electrical Code, según norma NEC 250.56).

– En general: 5 Ω (NFPA: National Fire Protection Association e IEEE: Institute of Electrical and Electronics Engineers).

La resistencia de tierra RT de un electrodo depende de sus dimensiones, de su forma y de la resistividad ρ del terreno en la que se establece.

Contenidos
  1. Cálculo de la Resistencia de las Tomas de Tierra de los Electrodos
  2. Resistividad del Terreno
  3. Método para el Cálculo de Electrodos en Edificios de Viviendas
  4. Preguntas Frecuentes de la Resistencia de las Tomas de Tierra

Cálculo de la Resistencia de las Tomas de Tierra de los Electrodos

La resistencia de tierra RT de un electrodo metálico no se refiere a la resistencia que ofrece el propio conductor del electrodo al paso de la corriente, sino a la resistencia que la corriente encuentra al pasar desde el electrodo hacia el terreno. Es por ello que también se la denomina resistencia de paso a tierra.

Cuanto mayor sea la superficie de contacto entre el electrodo y el terreno, mayor número de "puntos" tendrá la corriente para fluir hacia el suelo. A mayor dimensión del electrodo, mayor será el paso de corriente hacia el terreno, lo que se traduce en una menor resistencia de tierra RT.

Podremos calcular la resistencia de las tomas de tierra RT de los electrodos con las fórmulas de la ITC-BT-18 que se indican en los siguientes apartados.

Podemos observar en todas estas fórmulas que a mayor dimensión del electrodo, menor será el valor de la RT.

Cálculo de la Resistencia a Tierra de las Picas

La resistencia RT de paso a tierra de una pica se calcula así:

Fórmula de la resistencia a tierra de las picas en función de la resistividad del terreno y de la longitud de la pica

donde:

ρ = resistividad del terreno (Ω·m)

L = longitud de la pica (m)

Si tenemos “n” picas iguales conectadas a través de un conductor enterrado, las picas quedarán en paralelo entre sí. Entonces, considerando que una pica tiene una resistencia de paso a tierra de R1P, las “n” picas tendrán una resistencia de paso a tierra RT de:

Fórmula de la resistencia a tierra de n picas iguales en función de la resistencia a tierra de una pica

donde:

R1P = resistencia de una pica (Ω)

n = número de picas iguales

Cálculo de la Resistencia a Tierra de las Placas

La resistencia RT de paso a tierra de una placa instalada verticalmente se calcula así:

Fórmula de la resistencia a tierra de las placas verticales en función de la resistividad del terreno y del perímetro de la placa

donde:

ρ = resistividad del terreno (Ω·m)

P = perímetro de la placa (m)

Si por condicionantes del terreno no fuera posible la instalación vertical, el valor de la resistencia de tierra de una placa instalada horizontalmente se calculará según la fórmula siguiente:

Fórmula de la resistencia a tierra de las placas horizontales en función de la resistividad del terreno y del perímetro de la placa

Cálculo de la Resistencia a Tierra de los Conductores

La resistencia RT de paso a tierra de un conductor enterrado horizontalmente será:

Fórmula de la resistencia a tierra de los conductores en función de la resistividad del terreno y de la longitud del conductor

donde:

ρ = resistividad del terreno (Ω·m)

L = longitud de la pica (m)

Cálculo Automatizado de Resistencias de Tierra

Se pueden obtener resultados automatizados en segundos, sin complicaciones, mediante nuestra calculadora de electrodos de tierra. La herramienta calculará automáticamente la resistencia total del sistema de puesta a tierra introduciendo el tipo de terreno, la configuración de electrodos (picas, conductores y placas) y sus dimensiones.

Por otro lado, se puede determinar el número exacto de picas, combinadas estratégicamente con conductores enterrados, para alcanzar una resistencia de tierra específica. Este cálculo, rápido y automatizado, se puede conseguir con nuestra calculadora de picas de tierra.

Ejercicios Resueltos de Instalaciones de Puesta a Tierra: Resistencia a Tierra de Electrodos

A continuación, se presentan 8 ejercicios resueltos del cálculo de la resistencia de paso a tierra de diferentes electrodos:

Resistividad del Terreno

La resistividad ρ del terreno define el comportamiento eléctrico de este, es decir, nos da una idea de la resistencia que ofrece a ser atravesado por una corriente eléctrica. Una resistividad alta indica que el terreno es mal conductor eléctrico. Se mide en Ω·m.

Variación de la Resistividad del Terreno

La resistividad ρ varía continuamente porque queda afectada por los siguientes factores:

– Humedad: cuanto mayor sea la humedad del terreno menor será su resistividad.

– Temperatura: la temperatura del terreno por debajo de los 0°C aumenta su resistividad al dificultar el paso de la corriente.

– Salinidad: los valores de salinidad altos reducen su resistividad.

– Estratigrafía: según las capas de estratos de las cuales se compone el terreno, habrá un valor más alto o más bajo de resistividad.

Por tanto, la resistencia de tierra RT del terreno no permanece constante en el tiempo, pudiendo variar incluso en varios cientos y hasta miles de ohmios.

Tratamientos para Reducir la Resistividad del Terreno

Existen en la actualidad varios tratamientos que permiten mejorar el valor de la resistividad del terreno en el caso de no poder obtener un valor bajo de resistencia de tierra.

Los tratamientos utilizados son los siguientes:

● Tratamiento con sales: se mezclan las sales (cloruro sódico, sulfito de cobre, etc.) con el terreno. Al diluirse con la humedad y la lluvia, hace que la resistencia baje. Su duración puede llegar hasta 2 años aproximadamente.

● Tratamiento con geles: están compuestos por sustancias que, al mezclarse con el agua de lluvia forman un gel que mejoran la conductividad del terreno. Su duración es de 6 a 8 años.

● Tratamiento con abono electrolítico: el abono se hace a base de sulfato de calcio tratado. Es muy poco soluble, pero aumenta considerablemente la conductividad del terreno. Este abono puede durar hasta 15 años.

Como la resistividad del terreno no es homogénea a lo largo de éste, se suele determinar una resistividad aparente. Estas resistividad es la resultante de las diferentes capas que lo componen.

Valores Orientativos de la Resistividad del Terreno

La siguiente tabla 3, que corresponde a la ITC-BT-18 del REBT, muestra a título de orientación, unos valores de la resistividad para un cierto número de terrenos.

Tabla de la resistividad para un cierto número de terrenos de la ITC-BT-18 del REBT

Con objeto de obtener una primera aproximación de la resistencia a tierra, los cálculos pueden efectuarse con los valores medios indicados en la tabla 4 de la misma instrucción del REBT.

Tabla de valores medios de la resistividad de terrenos de la ITC-BT-18 del REBT

Método para el Cálculo de Electrodos en Edificios de Viviendas

Para calcular los electrodos necesarios para que la resistencia de tierra RT de un edificio destinado a viviendas sin pararrayos sea de 37 Ω máximo, y en edificios con pararrayos de 15 Ω máximo, existe un método de cálculo definido en las normas técnicas de la edificación NTE-IEP y que también se indica en la guía técnica de la ITC-BT-26.

Mediante una tabla puede determinarse el número orientativo de picas verticales en función de las características del terreno, la longitud del anillo y según la presencia o no de pararrayos en el edificio.

La resistencia de las tomas de tierra obtenida RT con la aplicación de los valores de esa tabla garantizará la seguridad de las personas ante una corriente de defecto. Se conseguirá que dicha resistencia no supere los valores máximos aconsejables (resistencia de tierra de 37 ohmios sin pararrayos y 15 ohmios con pararrayos).

Se trata de la siguiente tabla, que nos dará el número de electrodos en función de las características del terreno y la longitud del anillo (se supone que el conductor enterrado es de cobre desnudo de 35 mm2 de sección):

Tabla del número de electrodos en función de las características del terreno y la longitud del anillo

A continuación, se presenta un ejemplo de anillo enterrado de puesta a tierra:

Imagen de ejemplo de anillo enterrado de puesta a tierra de un edificio

La longitud en planta de este anillo sería: L = 3 L1 + 3 L2 + 3 L3 + 3 L4.

Con nuestra calculadora de picas de tierra se puede saber al instante la cantidad de picas necesarias, conociendo la longitud de los conductores enterrados, para lograr la resistencia de tierra de 15 Ω o de 37 Ω.

Ejercicios Resueltos de Instalaciones de Puesta a Tierra: Electrodos en Edificios de Viviendas

A continuación, se presentan 7 ejercicios resueltos del cálculo de la resistencia de puesta a tierra en viviendas y en edificios de viviendas para diferentes electrodos, según el método de cálculo que se indica en la guía técnica de la ITC-BT-26:

Preguntas Frecuentes de la Resistencia de las Tomas de Tierra

¿Cuál es la resistencia máxima de una toma de tierra?

La resistencia máxima de una toma de tierra no está fijada de en el REBT, pero se establecen criterios basados en la seguridad. El valor ideal es 0 Ω, aunque en la práctica se admiten valores superiores, siempre que garanticen tensiones de contacto seguras: ≤ 24 V en locales conductores y ≤ 50 V en el resto de casos.

Aunque el REBT no especifica un valor único, los límites prácticos y recomendados oscilan entre 5 Ω y 37 Ω, según el tipo de instalación y normativas aplicables:
● Viviendas: 37 Ω (sin pararrayos) y 15 Ω (con pararrayos), según la ITC-BT-26.
● Telecomunicaciones: 10 Ω para minimizar interferencias (normativa de telecomunicaciones).
● Instalaciones generales: 25 Ω (NEC 250.56), reducido a 5 Ω para equipos sensibles según NFPA e IEEE.

Los factores que influyen en la resistencia (RT) son:
– Resistividad del terreno (ρ): depende de humedad, temperatura, salinidad y estratificación. Terrenos húmedos y fértiles (ρ ≈ 50 Ω·m) son más conductores que los secos (ρ ≈ 3000 Ω·m).
– Tipo de electrodo: picas, placas o conductores enterrados

Existen tratamientos para mejorar RT: se emplean sales, geles o abonos electrolíticos para reducir ρ, especialmente en terrenos problemáticos.

¿Qué es la resistencia de tierra REBT?

La resistencia de tierra (RT) en el REBT es la oposición que presenta un sistema de puesta a tierra al paso de la corriente eléctrica hacia el terreno. Su objetivo principal es garantizar la seguridad de las personas y equipos, evitando tensiones de contacto peligrosas y facilitando la actuación de las protecciones (como interruptores diferenciales) en caso de defectos.

● Valores límite de tensión: la RT debe ser lo suficientemente baja para que, en caso de fallo, la tensión de contacto no supere 24 V en locales conductores o 50 V en el resto de casos. Si no se cumplen estos límites, se requieren dispositivos de corte automático que eliminen el defecto rápidamente.

● No hay un valor fijo máximo, pero se recomiendan valores prácticos:
– Viviendas: ≤37 Ω (sin pararrayos) o ≤15 Ω (con pararrayos), según ITC-BT-26.
– Instalaciones críticas: ≤5 Ω (normativas NFPA/IEEE).

Los factores que influyen en RT son:
1º) Resistividad del terreno (ρ): varía con la humedad, salinidad y temperatura. Se mejora la RT reduciendo ρ con tratamientos del terreno (sales o geles).
2º) Tipo de electrodo: picas, placas o conductores enterrados, calculados con fórmulas específicas (ITC-BT-18). Se mejora la RT con el uso de múltiples electrodos en paralelo.

¿Cómo se calcula la resistencia de una puesta a tierra?

El cálculo de la resistencia de puesta a tierra (RT) depende del tipo de electrodo utilizado (picas, placas o conductores), la resistividad del terreno (ρ) y su configuración. El REBT (ITC-BT-18) proporciona fórmulas específicas para cada caso:

1º) Picas verticales:
RT = ρ / L
(ρ = resistividad del terreno en Ω·m; L = longitud de la pica en metros).
Para varias picas en paralelo: RT = R1P / n
(R1P = resistencia de una pica; n = número de picas).

2º) Placas:
– Instalación vertical: RT = 0.8 · ρ / P
– Instalación horizontal: RT = 1.6 · ρ / P
(P = perímetro de la placa en metros).

3º) Conductores enterrados horizontalmente:
RT = 2 · ρ / L
(L = longitud del conductor).

Ejemplo práctico: para un terreno con ρ = 100 Ω·m y una pica de 2 m:
RT = 100 / 2 = 50 Ω. Si se usan 2 picas: RT ≈ 25 Ω.

El diseño debe garantizar que RT cumpla los límites de seguridad (ej.: ≤37 Ω en viviendas). La medición real con telurómetro es esencial para validar los cálculos.

¿Es segura una resistencia de tierra de 37 ohmios?

Una resistencia de tierra de 37 Ω puede considerarse segura en instalaciones domésticas sin pararrayos, según lo establecido en la ITC-BT-26 del REBT. Sin embargo, su seguridad real depende de varios factores:

1º) Contexto de la instalación
– Viviendas sin pararrayos: 37 Ω es el valor máximo recomendado, siempre que los dispositivos diferenciales actúen correctamente.
– Instalaciones con pararrayos o equipos sensibles: el límite baja a 15 Ω o menos (normativas NEC, NFPA), ya que corrientes más altas podrían generar tensiones peligrosas.

2º) Tensión de contacto admisible
En caso de defecto, la tensión de contacto no debe superar:
– 24 V en locales húmedos.
– 50 V en condiciones normales.

3º) Factores adicionales
– Resistividad del terreno: en terrenos secos (ρ alta), lograr 37 Ω puede requerir múltiples electrodos o tratamientos químicos.
– Protecciones complementarias: la seguridad depende de que los diferenciales (≤30 mA) desconecten antes de que la tensión sea peligrosa.

En conclusión, 37 Ω es aceptable en viviendas sin pararrayos, pero no es óptimo para instalaciones industriales, telecomunicaciones o con equipos sensibles (se recomienda ≤5–10 Ω).

¿Cuánto tiene que medir una pica de tierra?

La longitud de una pica de tierra no está fijada en el REBT, pero se determinan valores recomendados en función de:

● Normativa y usos:
– Para instalaciones domésticas se recomiendan picas de 2 metros
– En instalaciones industriales o con equipos sensibles pueden requerirse picas de hasta 3 metros

● Cálculo técnico:
La longitud total de picas necesaria se calcula mediante la fórmula:
L = ρ / (RT · n)
Donde:
ρ = resistividad del terreno (Ω·m)
RT = resistencia deseada (ej: 37 Ω)
n = número de picas

● Recomendaciones prácticas:
– En terrenos con resistividad media (100-300 Ω·m): 2 metros suelen ser suficientes
– Para terrenos secos (ρ > 500 Ω·m) pueden requerirse picas más largas (3m)
– Diámetro mínimo: 14-16 mm (norma UNE 202003)
– Material: cobre o acero cobreado
– Separación entre picas: ≥ 2 veces la longitud de la pica (para evitar interferencias)

La longitud final debe garantizar que la resistencia medida cumpla los requisitos de la instalación, verificándose siempre con telurómetro. En caso de ser necesario instalar varias picas conectadas en paralelo se usan conductores enterrados horizontalmente.

¿Cómo puedo reducir la resistencia de una puesta a tierra?

1º) Aumentar el número o la longitud de los electrodos:
– Instalar picas adicionales: conectar varias picas en paralelo (separadas al menos el doble de su longitud) reduce la resistencia total.
– Usar electrodos más largos: picas de mayor longitud (2-3 m) alcanzan capas más húmedas del terreno, disminuyendo la resistencia.

2º) Mejorar la conductividad del terreno (tratamientos químicos):
– Sales (cloruro de sodio, sulfato de cobre): aumentan la conductividad temporalmente (1-2 años).
– Geles conductivos: ofrecen mayor durabilidad (5-8 años).
– Bentonita o carbón mineral: retienen humedad y mejoran la conexión con el electrodo.

3º) Utilizar configuraciones de electrodos más eficientes:
– Anillos o mallas de tierra: enterrar conductores en forma de anillo o rejilla alrededor de la instalación mejora la dispersión.
– Electrodos horizontales: son útiles en terrenos superficiales con baja resistividad.

4º) Seleccionar el mejor lugar para la pica:
– Zonas húmedas: instalar en áreas con mayor humedad natural (ej.: cerca de desagües).
– Evitar terrenos rocosos o arenosos: si es inevitable, usar tratamientos químicos.

¿Qué relación tiene un interruptor diferencial con la puesta a tierra?

El interruptor diferencial y la puesta a tierra son sistemas de protección complementarios pero con funciones distintas:

1º) Función del diferencial: detecta desequilibrios entre corriente de entrada y salida cuando hay una fuga o defecto a tierra (su sensibilidad IΔn determina la máxima RT admisible)

2º) Función de la puesta a tierra: proporciona un camino seguro para las corrientes de defecto limitando la tensión de contacto en masas metálicas. Su eficacia depende de su resistencia (RT)

3º) Relación entre interruptor diferencial y puesta a tierra: la relación es RT = UL / IΔn, que indica que cuanto mayor sea el valor de sensibilidad IΔn (menos sensible) menor deberá ser el valor de la resistencia de puesta a tierra.
Para diferenciales de IΔn = 30 mA (valor doméstico típico):
– Locales húmedos (UL = 24 V): RT máxima = 24 / 0,03 = 800 Ω
– Locales secos (UL = 50 V): RT máxima = 50 / 0,03 = 1.666 Ω

No obstante, en la práctica se buscan valores mucho menores, incluso a 10 Ω por estos motivos:
● Garantizar el funcionamiento óptimo de protecciones
● Compensar posibles degradaciones del electrodo o propiedades del terreno
● Cumplir con normativas específicas (telecomunicaciones, pararrayos, etc.)

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