Puestas a tierra

Como indica nuestro vigente Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión en la Instrucción ITC-BT 018: “las puestas a tierra se establecen principalmente con objeto de limitar la tensión que, con respecto a tierra, puedan presentar en un momento dado las masas metálicas, asegurar la actuación de las protecciones y eliminar o disminuir el riesgo que supone una avería en los materiales eléctricos utilizados”.
Esta “puesta a tierra” se realiza mediante la unión eléctrica directa –mediante conductores eléctricos sin fusibles ni protección alguna– de una parte del circuito eléctrico y/o de las partes conductoras no pertenecientes al mismo a una toma de tierra constituida por un electrodo o grupos de electrodos enterrados en el suelo.

Ampliando lo indicado por el Reglamento, debemos recordar que las puestas a tierra de la mayoría de las instalaciones eléctricas se establecen con el propósito de cumplir tres objetivos básicos:
a) Limitar la tensión que, con respecto a tierra, pueda aparecer en un momento dado en las masas metálicas de la instalación (protección contra contactos indirectos), derivando a tierra las correspondientes corrientes de defecto.
b) Proporcionar una vía segura de evacuación de las eventuales descargas atmosféricas y de las corrientes de fuga de los receptores electrónicos.
c) Ofrecer una tensión de referencia cero para los receptores electrónicos de la propia instalación, así como para las señales de datos que intercomunican los equipos informáticos.

Según se indica en la Instrucción del Reglamento antes citada, para materializar la toma de tierra se pueden utilizar electrodos formados por: barras, tubos, pletinas, conductores desnudos, placas, anillos o mallas metálicas constituidas por los elementos anteriores o sus combinaciones, armaduras de hormigón enterradas (con excepción de las armaduras pretensadas) u otras estructuras conductoras enterradas que se demuestre que son apropiadas para este propósito.
Como conocen aquellos lectores que hayan asistido a las charlas que en distintas asociaciones de instaladores hemos impartido por toda España, el electrodo más eficiente es el mallado constituido por un reticulado de conductores de cobre desnudo de 35 mm2, que puede estar unido a las zapatas de hormigón de la cimentación de los edificios, tal como se muestra en la figura 1.
El tipo y la profundidad de enterramiento de las tomas de tierra deben ser tales que la posible pérdida de humedad del suelo, la presencia del hielo u otros efectos climáticos no aumenten la resistencia de la toma de tierra por encima del valor máximo previsto (15 Ω para edificios con pararrayos y
35 Ω para edificios sin pararrayos). Por otro lado, la normativa aplicable a las Infraestructuras Técnicas de Comunicaciones obliga a que el valor de la toma de tierra en estas instalaciones sea inferior a 10 Ω. Por lo tanto, la profundidad de enterramiento nunca será inferior a 0,5 metros.
Debe preverse sobre los conductores de tierra, y en lugar accesible, un dispositivo que permita medir la resistencia de la toma de tierra correspondiente. Este dispositivo puede estar combinado con el borne principal de tierra, debe ser desmontable utilizando necesariamente un útil adecuado, ser mecánicamente seguro y asegurar la continuidad eléctrica entre la red de conductores de protección de la instalación y los electrodos de puesta a tierra.

Resistencia
La resistencia de la toma de tierra depende de la resistividad del terreno y de la estructura del electrodo de puesta a tierra.
La resistividad del terreno es una característica que determina su capacidad para disipar la corriente eléctrica y depende de
la composición y naturaleza del suelo, así como de la humedad, temperatura, grado de compactación y eventual presencia en el mismo de tuberías u otros elementos metálicos enterrados en las proximidades del electrodo.
Ya se ha indicado la mayor eficacia de un electrodo mallado en comparación con otros tipos (picas, placas, etc.). Se debe a que la resistencia de la puesta
a tierra disminuye según aumenta la superficie metálica en contacto con el terreno y, por tanto, longitud total del cable desnudo que constituye el mallado, y es evidente la facilidad para obtener una mayor longitud en un electrodo mallado comparado con cualquier otro tipo de electrodo.
Como el contenido de humedad del terreno aumenta con la profundidad, una forma práctica de disminuir la resistencia de un sistema de puesta a tierra es colocar el electrodo a la mayor profundidad posible.

La Guía Técnica de aplicación, que desarrolla el vigente Reglamento Electrotécnico de Baja Tensión incluye el cuadro que sigue, en el que se indica la longitud necesaria (en metros) del cable constitutivo del mallado para conseguir los límites de resistencia de 15 y 37 Ω antes citados, bien sea un edificio con o sin pararrayos y de acuerdo con la naturaleza del terreno (ver figura 2).

Puede observarse como la colocación de picas adicionales unidas al mallado permite reducir los metros de cable necesario en una cuantía de cuatro metros de cable por cada pica de dos metros adicional. Así, por ejemplo, en un edificio dotado de pararrayos construido sobre un terreno calizo la longitud del cable constitutivo del mallado debería ser de 134 metros. Ahora bien, si incorporamos 10 picas bastaría un mallado de cuarenta metros menos, esto es, 94 metros.
Como el contenido de humedad del terreno aumenta con la profundidad, una forma de disminuir la resistencia de un sistema de puesta a tierra es colocar el electrodo a la mayor profundidad posible, por lo que sería deseable colocar el mallado coincidiendo con el momento en que se está colocando los cimientos del edificio.
Esto se puede hacer en los edificios de nueva planta. En el caso de rehabilitación de edificios ya construidos es evidente la imposibilidad de incorporar electrodos mallados, por lo que hay que recurrir al empleo de picas colocadas en los patios de luces, con la dificultad evidente de obtener valores de la resistencia del sistema de puesta a tierra de la magnitud antes citada.

Destacado: El electrodo más eficiente es el mallado constituido por un reticulado de conductores de cobre desnudo de 35 mm2