etip proyectos y peritaciones en C�rdoba
ingeniería INDUSTRIAL
consultoría energÉtica
TELÉFONO: 957 41 00 41
MÓVIL: 660 41 31 66
blog de noticias ETIP
Servicios › INSTALACIONES ELECTRICAS DE ALTA Y BAJA TENSION › Intalaciones Eléctricas de Baja tensión › Puesta a tierra

Conceptos básicos de la puesta a tierra de instalaciones.

En España el esquema TT (neutro del CT a tierra y masas de los receptores a tierra) es obligatorio para la distribución pública de energía eléctrica. Por tanto, todos los receptores de instalaciones sin CT propio deben conectar las masas de su instalación a tierra obligatoriamente.

El objeto de la puesta a tierra de las masas de los receptores es asegurar la seguridad de las personas ante contactos indirectos. En el esquema TT la utilización del interruptor diferencial (ID) es generalizada, con lo que la máxima tensión que puede aparecer en las masas de los receptores (tensión de defecto), cuando ha habido un defecto a tierra, será el producto de la máxima intensidad de defecto sin que actúe el diferencial por la resistencia de tierra.

El REBT, en su ITC-BT-24, exige que la tensión de defecto sea inferior a la tensión límite de contacto convencional:

RA · Ia < U (1)

Siendo:

  • RA,  la suma de la resistencia de la toma de tierra y los conductores de protección de las masas,
  • Ia, la corriente que asegura el funcionamiento de protección (si protegemos con ID será 30 mA en viviendas, 300 mA en industrias generalmente).
  • U es la tensión de contacto límite convencional (24 V en locales conductores y 50 V en los demás casos).

En la tabla 1 se recogen las resistencias de tierra RA máximas admisibles (según la ecuación 1), dependiendo de la conductividad del local y de la sensibilidad del diferencial.

Tabla 1.- Máximos valores de la resistencia de tierra admisibles en esquemas TT con ID (interruptor diferencial)

 

10 mA

30 mA

300 mA

500 mA

Local seco

5000 Ω

1666,6 Ω

166,6 Ω

100 Ω

Local conductor (húmedo o mojado)

2400 Ω

800 Ω

80 Ω

48 Ω

 

Puesta a tierra en edificios

Las instalaciones de puesta a tierra se harán según la instrucción ITC-BT-18 del REBT.

Para el caso de edificios de viviendas, habrá que cumplir también la ITC-BT-26.

Todas las masas metálicas del edificio deben conectarse a tierra: masas de los receptores BT a través de los conductores de protección. Bañeras, duchas metálicas y canalizaciones de agua mediante conector equipotencial. Y por último, canalizaciones metálicas de agua, gas, depósitos de gasoil y antenas de radio y TV y toda masa metálica importante existente en la zona.

Las canalizaciones de agua, gas, calefacción… no deben ser usadas como toma de tierra. Las envolventes de plomo y de otro tipo que no sean corrosibles pueden utilizarse como toma de tierra, previa autorización del propietario.


Electrodos y anillo de puesta a tierra

Según la ITC-BT-26, en los edificios de nueva construcción, antes de comenzar la cimentación, en el fondo de las zanjas de cimentación se instalará un cable de cobre desnudo formando un anillo cerrado que cubra todo el perímetro del edificio. A este anillo se le conectará la estructura metálica del edificio.

Las uniones se harán mediante soldadura aluminotérmica o autógena de forma que se asegure su fiabilidad. Las tomas de tierra estarán enterradas como mínimo 0.5 m para evitar que la pérdida de humedad o la presencia de hielo en las capas más superficiales del terreno les afecte, aunque se recomienda que el conductor esté enterrado al menos 0.8 m. El anillo será de cobre desnudo y de sección mínima según la tabla 2 (tabla 1 de laITC-BT-18) de 25 mm2, aunque según la NTE de 1973 “Puestas a tierra” (se aplica a efectos de recomendación) debe ser al menos de 35 mm2, con lo que nos quedaremos con este último valor. Al anillo se conectarán electrodos verticalmente hincados en el terreno cuando se prevea la necesidad de disminuir la resistencia de tierra. Cuando las construcciones comprendan varios edificios próximos se procurará unir entre sí los anillos que forman la toma de tierra de cada uno de ellos.

Tabla 2. Secciones mínimas para los conductores de tierra o líneas de enlace a tierra.

 

TIPO

 

Protegido mecánicamente

No protegido mecánicamente

Protegido contra la corrosión

(envolvente)

Según Tabla 3

16 mm2 Cu

16 mm2 Acero galvanizado

No Protegido contra la corrosión

(envolvente)

25 mm2 Cu

50 mm2 Hierro


Tabla 3. Secciones mínimas para los conductores de protección.

 

Sección de los conductores de fase de la instalación S ( mm2)

Sección mínima de los conductores de protección Sp ( mm2)

S < 16

Sp = S

16 < S < 35

Sp = 16

S > 35

Sp = S/2


Bornes o puntos de puesta a tierra

Habrá uno o varios bornes o puntos de puesta de tierra, donde se conectarán los conductores de protección procedentes de las masas metálicas de los receptores, los conductores de uniones equipotenciales de canalizaciones metálicas de agua, gas, depósitos de gasoil y antenas de radio y TV y toda masa metálica importante existente en la zona.

Los puntos o bornes de puesta a tierra, para edificios nuevos de viviendas, serán los siguientes (ITC-BT-26):

  • En el lugar o local de la centralización de contadores, si la hay (éste será el borne principal de tierra).
  • En la base de las estructuras metálicas de los ascensores, si los hay.
  • En el punto de ubicación de la CGP (la LGA debe llevar conductor de protección que constituirá la línea principal de tierra).

También se podrá poner un punto de puesta a tierra en cualquier local donde se prevea la instalación de elementos destinados a servicios generales o especiales y que por sus condiciones deban ponerse a tierra.

El REBT en la ITC-BT-18 exige un dispositivo que permita medir la resistencia de tierra, que puede estar en el borne principal de tierra, y que debe ser desmontable mediante un útil, mecánicamente seguro y asegurar la continuidad eléctrica (figura 2).

El borne de puesta a tierra de la CGP se podrá usar además como puesta a tierra para mantenimiento y reparación de la red de distribución. En edificios en rehabilitación o reforma se podrá hacer la puesta a tierra en los patios de luces.


Conductor de tierra o línea de enlace con tierra

Del borne principal de tierra saldrá el conductor de tierra o línea de enlace con tierra, que enlazará con el anillo o los electrodos de puesta a tierra (toma de tierra), y cuya sección se calcula según la tabla 2. Según el antiguo REBT debía ser al menos de 35 mm2 de Cu o 50 mm2 de acero galvanizado, mientras que el nuevo REBT permite secciones menores (25 mm2 de Cu desnudo, y menores todavía si el cable está protegido contra la corrosión con envolvente).


Línea principal de tierra y derivaciones

La línea principal de tierra, así como sus derivaciones (líneas secundarias) y los conductores de protección (circuitos interiores) cumplen la función de unir las masas con la puesta a tierra del edificio.

En edificios de viviendas, la línea principal de tierra irá por la misma canalización que la línea general de alimentación (LGA), y será de Cu sección mínima 16 mm2 si las fases son de sección menor de 35 mm2 , y para valores mayores de sección de fase, serán la mitad de dicho valor, según la tabla 3 (tabla 2 de la ITC-BT-18).

Serán barras planas o redondas, o conductores desnudos o aislados, debiendo colocar protección mecánica donde sean accesibles. Las derivaciones de las líneas principales de tierra (líneas secundarias de tierra) irán por las mismas canalizaciones que las derivaciones individuales y su sección se calculará según la tabla 3. Los conductores de protección irán por las mismas canalizaciones que los conductores activos de cada circuito de la vivienda, serán de Cu y del mismo aislamiento que los conductores activos, y se calculan según la tabla 3.

Cálculo de la toma de tierra

Los valores de resistencia de tierra exigibles según el REBT, para sistemas TT con protección diferencial (tabla 1), son muy elevados en general, y se consiguen fácilmente.

En la práctica las tomas de tierra suelen tener valores muy inferiores a los exigidos por el REBT.

La Guía Técnica de Aplicación del REBT, basándose en la Norma Tecnológica de la Edificación (NTE), recomienda realizar la puesta a tierra según la tabla 4. En dicha tabla se entra con el tipo de terreno y la longitud en planta del anillo, L (en la figura 1, L =3·L1 + 3·L2 + 3·L3 + 3·L4), y se obtiene el número de picas de 2 m que deberán clavarse verticalmente en el terreno y unirse al anillo. La tabla de la NTE no es más que la aplicación de las expresiones de la resistencia de tierra para electrodos formados por conductores enterrados horizontalmente y por picas verticales. Esta tabla calcula la tierra para que en el caso más desfavorable de cada tipo de terreno (ρ máximo) se obtenga 37 Ω en edificios sin pararrayos y 15 Ω en edificios con pararrayos.

  

Tabla 4. Cálculo de la toma de tierra según NTE.(Recomendado)

 

Terrenos orgánicos, arcillas y margas

Arenas arcillosas y graveras, rocas sedimentarias y metamórficas

Calizas agrietadas y rocas eruptivas

Gravas y arena silícea

Nº de Picas de 2 m. de longitud

Longitud en planta de la línea enterrada

 

sin pararrayos

 

 

con pararrayos

 

 

sin pararrayos

 

 

con pararrayos

 

 

sin pararrayos

 

 

con pararrayos

 

 

sin pararrayos

 

 

con pararrayos

 

25

34

28

67

54

134

162

400

0

^

30

25

63

50

130

158

396

1

 

26

^

59

46

126

154

392

2

 

^

 

55

42

122

150

388

3

 

 

 

51

38

118

146

384

4

 

 

 

47

34

114

142

380

5

 

 

 

43

30

110

138

376

6

 

 

 

39

^

106

134

372

7

 

 

 

35

 

105

130

368

8

 

 

 

^

 

98

126

364

9

 

 

 

 

 

94

122

360

10

 

 

 

 

 

74

102

340

15

 

 

 

 

 

^

82

320

20

 

 

 

 

 

 

^

280

30

 

 

 

 

 

 

 

240

40

 

 

 

 

 

 

 

200

50

 

 

 

 

 

 

 

^

 

 

 

Figura 1. Puesta a tierra.
imagen red tierras edificio.jpg 

En la tabla 5 se recogen las expresiones para el cálculo analítico de las puestas de tierra, en función del tipo de electrodo utilizado. Si hay N electrodos iguales en la puesta a tierra, la resistencia total a tierra es la de uno dividido por N.

 

Tabla 5. Resistencias de tierra para los electrodos más comunes.

 

Electrodo

Resistencia (Ω)

Placa enterrada profunda

P: perímetro de la p laca (m)

R = 0,8 ρ / P

Placa superficial

P: perímetro de la p laca (m)

R = 1,6 ρ / P

Pica vertical

L: longitud de la pica (m)

R =  ρ / L

Conductor enterrado horizontalmente

L: longitud del conductor (m)

R = 2 ρ / L

Malla de tierra

r: radio del círculo con la misma superficie que el área cubierta por la malla (m).

L: longitud total del conductor enterrado (m)

R = ρ / 4r + ρ/L