Con la introducción de la electrónica como parte fundamental de los equipos, y teniendo en cuenta los fenómenos transitorios que aparecen en las subestaciones, y en general en los ambientes industriales, hay que dar la importancia que realmente tiene a las tomas de tierra de esos equipos, dado que como se va a demostrar mas adelante, las frecuencias que existen en estos ambientes pueden llegar a valores muy elevados y ser, por tanto, muy perjudiciales para los equipos electrónicos – digitales que puedan estar instalados en esos entornos.
Con la introducción de la electrónica como parte fundamental de los equipos, y teniendo en cuenta los fenómenos transitorios que aparecen en las subestaciones, y en general en los ambientes industriales.
Hay que dar la importancia que realmente tiene a las tomas de tierra de esos equipos, dado que como se va a demostrar mas adelante, las frecuencias que existen en estos ambientes pueden llegar a valores muy elevados y ser, por tanto, muy perjudiciales para los equipos electrónicos digitales que puedan estar instalados en esos entornos.
Tipos de puesta a tierra
Puesta a tierra en señales electrónicas. Para evitar la contaminación con señales en frecuencias diferentes a la deseada. Se logra mediante blindajes de todo tipo conectados a una referencia cero o a tierra.
Puesta a tierra de protección electrónica. Para evitar la destrucción de elementos semiconductores por sobre voltajes, se colocan dispositivos de protección de forma de limitar los picos de sobré tensión conectados entre los conductores activos y tierra. Los sistemas de puesta a tierra de los equipos electrónicos y de control, consta de una serie de electrodos instalados remotamente al edificio. En el interior se instala una barra de cobre electrolítico de dimensiones adecuadas montada a 2,60 metros sobre nivel de piso terminado con una leyenda indicativa, que es de uso exclusivo para el sistema de electrónica.
La resistencia a tierra máxima en este sistema debe ser de unos 2 ohms, cuando no se alcanza la resistencia deseada, se instala algún elemento químico para reducir la resistividad del terreno y alcanzar así, la resistencia a tierra requerida.
Puesta a tierra de protección atmosférica. Como su nombre lo indica, se destina para drenar a tierra las corrientes producidas por descargas atmosféricas (rayos) sin mayores daños a personas y propiedades. Se logra con una malla metálica igualadora de potencial conectada al planeta tierra que cubre los equipos o edificios a proteger o se conforma con electrodos tipo copperweld y cable tipo pararrayos de cobre Clase 1 de 27 hilos.
La distancia del edificio con respecto al sitio donde se entierre el electrodo, no debe ser inferior a 2,50 metros y debe quedar totalmente aislado de los sistemas de tierras para fuerza y para electrónica.
El suelo y sus características de resistencia eléctrica
Según fotos una barra de cobre se coloca en el suelo y a esta se introduce una corriente de 1 A.
Conclusión: La resistividad del suelo no es la misma siempre para el mismo tipo de material!
¿Que pasa cuando tenemos una barra al suelo?
Vamos a ver la manifestación de diferentes potenciales dependiendo de la resistencia del suelo como se ve en el grafico, aplicando una corriente de 2 A
Mediciones de tierra
Las características eléctricas del terreno en el cual se entierran los electrodos de una instalación de tierra es la principal causa de las indeterminaciones que se presentan en el estudio de una instalación.
| Naturaleza del terreno | Resistencia (ohmios x m) |
|---|---|
| Terrenos pantanosos | De algunas unidades a 30 |
| Lodo | De 20 a 100 |
| Humus | De 10 a 150 |
| Roca sedimentaria (marga) | De 30 a 40 |
| Arena arcillosa | De 50 a 500 |
| Arena silícea | De 200 a 3 000 |
| Terreno pedregoso desnudo | De 1 500 a 3 000 |
| Terreno pedregoso recubierto de césped | De 300 a 500 |
| Calizas tiernas | De 100 a 300 |
| Calizas agrietadas | De 500 a 1 000 |
| Micacita | 800 |
| Granitos y areniscas en alteración | De 1 500 a 10 000 |
| Granitos y areniscas muy alterados | De 100 a 600 |
Sea cual sea el tipo de toma de tierra elegido, su papel radica en estar en estrecho contacto con la tierra para proporcionar una conexión con el terreno y que circulen las corrientes de defecto. La realización de una correcta toma de tierra dependerá entonces de tres elementos esenciales como:
- La naturaleza de la toma de tierra
- El conductor de tierra
- La naturaleza y la resistividad del terreno, de ahí la importancia de realizar medidas de resistividad antes de la implantación de nuevas tomas de tierra.
Podemos aconsejar que el mejor método de afrontar esta situación sea proceder por la vía experimental y de efectuar una serie de mediciones sistemáticas en todas las posibles condiciones.
Se procede a medidas sistemáticas de la resistencia total de instalación de tierra o se busca la resistencia deseada, ubicando el electrodo, la profundidad del entierro o con otro medio que la practica lo aconseje, se trata de llegar a un valor inferior al máximo, que permita contener el potencial de tierra entre valores adecuados no peligrosos.
¿Cuál es el objetivo de diseño de tierra para la instrumentación y equipos de medición electrónica?
- Hacer la protección eléctrica de todos los equipos que están en el sistema!
- Crear una referencia fuerte para soportar tormentas eléctricas
- Concepto fundamental: todos los puntos del sistema deben estar conectados en una única referencia y si posible conectar esta referencia a una referencia principal de la área o de la planta!
Ejemplos de puesta a tierra en una planta
Ejemplo de puesta a tierra en instalaciones industriales
