Puesta a tierra: entendiendo los elementos esenciales para construir los cimientos del sistema eléctrico de una estructura

Puesta a tierra: entendiendo los elementos esenciales para construir los cimientos del sistema eléctrico de una estructura

09 Nov 2021

Puesta a tierra es un término con el que un electricista, ingeniero eléctrico o administrador de instalaciones está muy familiarizado y lo usa con frecuencia, pero ¿qué significa? La idea inicial es que solo se trata de conectar un conductor de puesta a tierra a la tierra. En términos simples eso es correcto, pero es más que eso. Primero, tenemos que entender qué es la puesta a tierra para poder establecer un sistema de puesta a tierra adecuado.

Puesta a tierra, según se define en la edición 2020 de NFPA 70®, Código Eléctrico Nacional (NEC®), Art. 100, es conectar a tierra o a un cuerpo conductor que extiende la conexión a tierra. Entonces, estoy seguro de que muchos de ustedes están pensando, simplemente inserte un cable en la tierra y listo, ¿verdad? No exactamente. Primero tiene que existir una ruta de corriente de falla a tierra efectiva creada para garantizar un sistema eléctrico seguro. Básicamente, es la creación de una ruta conductora de electricidad de baja impedancia que facilita el funcionamiento del dispositivo de protección contra sobre corriente. Esta ruta tiene que ser capaz de transportar de manera segura la corriente máxima de falla a tierra que probablemente se le imponga desde cualquier punto del sistema de cableado eléctrico donde pueda ocurrir una falla a tierra. La tierra en sí no se considera una ruta de corriente de falla a tierra efectiva, por lo que insertar el cable en la tierra no es suficiente.

La puesta a tierra es la base misma del sistema eléctrico de un edificio o estructura. De acuerdo con 250.20 (B) del NEC 2020, los sistemas de corriente alterna (CA) de 50 voltios a

1000 voltios tienen que estar puestos a tierra, lo que significa referenciados a tierra. Esto se logra mediante un sistema de electrodos de puesta a tierra correctamente instalado. Tener un sistema de electrodos de puesta a tierra fuerte estabiliza el voltaje y ayuda a eliminar las fallas a tierra. El 2020 NEC, Sección 250.50 proporciona el esquema de un sistema de electrodos de puesta a tierra, y la sección 250.52 enumera los electrodos de puesta a tierra aprobados. Algunos de los electrodos de puesta a tierra más eficientes para edificios y estructuras son:

  • Tubería de agua subterránea de metal
  • Estructuras metálicas de soporte en el suelo
  • Electrodo revestido de hormigón
  • Anillo a tierra

Un sistema de electrodos de puesta a tierra es una conexión a la tierra, a través de los electrodos de puesta a tierra requeridos por el código. Luego, los electrodos de puesta a tierra se vuelven a conectar al servicio eléctrico del edificio a través de un conductor de electrodo de puesta a tierra (EPT). El EPT, en el servicio del edificio o estructura, se termina en la barra neutra dentro del equipo de servicio eléctrico junto al conductor puesto a tierra (neutro). La barra neutra está unida (conectada) al gabinete del equipo de servicio a través del puente de enlace principal que a su vez crea una ruta de corriente de falla a tierra efectiva para el sistema eléctrico.

Pero una vez que se ha establecido una ruta de corriente de falla a tierra efectiva hacia la tierra, ¿entonces qué? ¿Cómo se conectará a tierra el equipo eléctrico que se encuentra en edificios y estructuras? Es a través del conductor de puesta a tierra del equipo del circuito derivado (ECD). Las ECD vienen en varios tamaños, tipos y materiales, cómo se encuentra en el NEC 2020, Sección 250.118. Algunos de ellos son:

  • Conductores de cobre, aluminio o aluminio revestido de cobre
  • Conducto de metal rígido (RMC)
  • Conducto metálico intermedio (IMC)
  • Tubería metálica eléctrica (EMT)

Con frecuencia, los ECD son el sistema de canalización, RMC, IMC o EMT. Estos tipos de ECD se unen entre sí y al gabinete del equipo a través de una serie de tornillos de fijación o acoplamientos y conectores de compresión listados. La mayoría de los conectores utilizan contratuercas o casquillos de unión para la conexión al equipo eléctrico o gabinetes. Cuando se utilizan bujes de unión, se requiere un conductor adicional, denominado puente de unión de equipos, que se requiere para finalizar la conexión al gabinete, barra neutra o barra ECD. Esto ayuda a completar la ruta de corriente de falla a tierra efectiva. El uso de un buje de unión con puentes de unión de equipos puede ser más propenso a errores humanos o fallas mecánicas, por lo tanto, la ruta de corriente de falla a tierra efectiva puede no ser tan sólida. Los EGC que son conductores eléctricos como los conductores de cobre, aluminio o aluminio revestidos de cobre, pueden ser más efectivos debido a la conexión directa al equipo eléctrico, gabinete, barra neutra o barra ECD. La oportunidad de falla es menor con este tipo de ECD debido a los puntos de conexión reducidos.

En general, al instalar un ECD, el ECD aprobado debería estar contenido dentro de la misma canalización, zanja, cable o cordón del servicio eléctrico o subpanel que los conductores del alimentador o del circuito derivado que proporcionan energía al equipo eléctrico. Desde el punto de vista de la seguridad eléctrica y observando NFPA 70E®, Norma para la Seguridad Eléctrica Lugares de Trabajo, Sección 120.5 (8), donde existe la posibilidad de voltajes inducidos, todos los conductores y partes del circuito deberían estar puestos a tierra antes de tocarlos. Este es uno de los posibles pasos para establecer una condición de trabajo eléctricamente segura (CTES), por lo que un ECD débil o que no funciona haría difícil o imposible crear un CTES cuando surja la necesidad de reemplazar o mantener el equipo eléctrico.

Para obtener más información sobre la unión adecuada, eche un vistazo más profundo al Art. 250 del NEC 2020.

No establecer una ruta de corriente de falla a tierra efectiva a través de una puesta a tierra adecuada puede evitar que los dispositivos de protección contra sobrecorriente funcionen correctamente y, por lo tanto, no eliminen de manera efectiva una falla a tierra, lo que podría resultar en un incidente de descarga eléctrica, electrocución o arco eléctrico. Al crear la ruta de corriente de falla a tierra efectiva, no solo estará haciendo el trabajo correctamente, sino que se mantendrá a usted y a los demás a salvo para comenzar.

Por Dean Austin, Especialista Eléctrico en NFPA

La edición 2021 en español de NFPA 70E®, Norma para la Seguridad Eléctrica en Lugares de Trabajo, ahora está disponible a través de NFPA LiNK™, la plataforma de entrega de información de la Asociación para profesionales de protección contra incendios, seguridad humana, eléctrica y de edificaciones en todo el mundo.

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