Sistema de Puesta a Tierra

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.

¿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 terrenoResistencia (ohmios x m)
Terrenos pantanososDe algunas unidades a 30
LodoDe 20 a 100
HumusDe 10 a 150
Roca sedimentaria (marga)De 30 a 40
Arena arcillosaDe 50 a 500
Arena silíceaDe 200 a 3 000
Terreno pedregoso desnudoDe 1 500 a 3 000
Terreno pedregoso recubierto de céspedDe 300 a 500
Calizas tiernasDe 100 a 300
Calizas agrietadasDe 500 a 1 000
Micacita800
Granitos y areniscas en alteraciónDe 1 500 a 10 000
Granitos y areniscas muy alteradosDe 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

Ejemplos de puesta a tierra en sistemas de pesaje

Báscula Puente

Silo Pesador