Una puesta a tierra será un sistema muy importante que debe implementarse en todo tipo de establecimiento (comercial o de vivienda). Debe ser realizado y medido de manera correcta por profesionales, cumpliendo con las normas y protocolo de puesta a tierra establecido. De esta manera se certifica la calidad de la misma, además de recalcar la importancia de seleccionar un adecuado sistema de puesta a tierra para una instalación y los elementos que la componen.
La puesta a tierra (también conocido como pozo a tierra) es el sistema o mecanismo de seguridad que conecta las superficies metálicas conductoras de electricidad a un punto dentro de la tierra. También se le conoce como toma o conexión a tierra, surgiendo a partir del siglo XIX cuando se empezó a usar más aparatos eléctricos y se buscaba proteger la integridad de las personas y maquinaria. La instalación consiste en 2 partes clave: el terreno y el mecanismo en sí (elementos o materiales que componen el SPAT).
Nuestro suelo es un gran conductor de electricidad, lo que significa que también puede recibir estas descargas y atenuarlas. Un sistema de puesta a tierra tiene el funcionamiento y propósito de controlar el voltaje a tierra o suelo, dentro de unos límites que sean predecibles. De esta manera, se encargará de transferir la descarga eléctrica a la tierra de manera directa e inmediata. Este proceso se da con la ayuda de un cable de baja resistencia y que termina con un electrodo instalado en el suelo.
También proporciona un flujo de corriente que permitirá la detección de una conexión no deseada entre los conductores del sistema y el suelo (una falla a tierra). Las malas prácticas en la conexión a tierra y la selección incorrecta de dispositivos de protección contra rayos y sobretensiones pueden ser la causa de problemas periódicos difíciles de diagnosticar en una instalación. Aquello puede resultar en la pérdida de producción y fallas del equipo.
El puesto a tierra es indispensable para las construcciones.
La importancia de puesta a tierra está estrechamente relacionada con la calidad de protección contra sobretensiones. Esto se debe a que una ruta de alta impedancia o resistencia puede aumentar la exposición de los equipos sensibles a los efectos de la sobretensión. En realidad, en caso de pérdida total o falta de conexión a tierra, la protección contra sobretensiones pierde eficacia.
Estas fallas de corriente pueden ocurrir, por ejemplo, cuando se pela un cable de alimentación dañado. También ocurre cuando los cables eléctricos entran en contacto con la carcasa del dispositivo. Sin un cable a tierra, la corriente atravesaría el cuerpo de la primera persona que pudiera tocar el dispositivo y ocasionar una electrocución.
Un protocolo de puesta a tierra es un conjunto de procedimientos y directrices establecidos para garantizar que la instalación y mantenimiento de un sistema de puesta a tierra se realicen de manera segura y efectiva. Este protocolo suele contener instrucciones detalladas sobre cómo diseñar, instalar, verificar y mantener un sistema de puesta a tierra de acuerdo con estándares y regulaciones específicas.
Algunos de los elementos que un protocolo de puesta a tierra puede abordar incluyen:
Los protocolos de puesta a tierra son fundamentales para garantizar la seguridad eléctrica y la operación confiable de las instalaciones eléctricas, especialmente en entornos industriales, comerciales y residenciales donde se utilizan equipos y sistemas eléctricos.
La calidad de la instalación y sus componentes garantizan la respuesta eficiente del sistema. Además, es esencial que al implementarlo se efectúe a manera de prueba una medición de la puesta o pozo a tierra. Solo con este tipo de ensayo se podrá verificar la resistencia y que funcione correctamente. Por otro lado, también es importante conocer los diferentes tipos de puesta a tierra, ya que la decisión de implementar uno en específico puede deberse a factores como el terreno y la resistividad proyectada. Algunos motivos principales para tener una buena conexión son:
Para que la protección funcione correctamente, es fundamental el correcto estado de la conexión en una instalación eléctrica. La instalación de puesta a tierra se realiza conectando eléctricamente las respectivas partes a un sistema de electrodo de cobre a tierra, colocados al nivel del suelo o por debajo. Esto será esencial en cualquier tipo de propiedad y se debe usar material para pozo a tierra de calidad, resistentes a la corrosión y que garanticen la implementación correcta del sistema.
La varilla de cobre para pozo a tierra o barras se utilizan para proporcionar la conexión a tierra en todas las condiciones del suelo con el fin de lograr sistemas de puesta a tierra satisfactorios. El cobre es un material resistente que posee una conductividad eficiente, lo que proporciona una alta capacidad de dirigir la corriente eléctrica. Dependiendo de la condición corrosiva y la conductividad eléctrica del suelo, el electrodo de puesta a tierra se puede acomodar para lograr una protección de pozo a tierra segura, confiable y a largo plazo.
Los materiales como Thor gel o Thor cem disminuirán la resistencia y van a prevenir dificultades en la instalación de pozo a tierra respecto a la conductividad de la infraestructura. De esta forma, el gel o cemento conductivo van a acelerar y mejorar el rendimiento del sistema en cualquier tipo de terreno. Además, no hay contaminación ya que los compuestos son de materia química inerte segura que no se derretirá en el suelo.
Ya sea una caja de registro de concreto o una de material PVC, esta es la parte que ayuda a los cables a descargar la corriente a donde pertenece cuando ocurre algún mal funcionamiento de los equipos eléctricos. Esta quedará visible encima de la superficie, actuando como una cubierta. La caja identifica la ubicación del pozo y sus conexiones, protegiendo los componentes dentro y debajo de ella.
Con el cable CPT el voltaje que se produzca tiene un camino para escapar, el cual será directo a tierra. Una vez más, el cobre es un excelente conductor ya que tiene baja resistividad y soporta la corrosión efectivamente.
Se utilizan para unir las varillas o electrodos de tierra y las acometidas a las terminales de cobre. Un conector AB también tiene una alta resistencia a la torsión y son mecánicamente fuertes para asegurar una conexión duradera y segura entre la acometida, el electrodo, el energizador y el sistema de puesta a tierra. De esta forma se garantiza una conexión a tierra y conductividad eléctrica óptima.
Cabe resaltar que las fallas eléctricas pueden originarse debido al desgaste de los equipos eléctricos, su tiempo de vida, sobretensiones transitorias, error humano, entre otros. Durante actividades operativas normales, el aumento de la potencia de energía es uno de los principales aspectos donde la conexión a tierra debe estar correctamente conectada.
La puesta a tierra (pozo a tierra) proporciona la menor resistencia a través de la cual desviarán las corrientes de falla. El tipo de puesta a tierra a implementar va a depender de diversos factores como el tipo de suelo, la resistividad objetivo, el tamaño disponible del terreno, etc. Siendo el propósito principal de estos sistemas el proporcionar una referencia a la tierra, se puede clasificar por la forma de instalación en:
Una puesta a tierra vertical suele ser el tipo de aterramiento más usado y conocido. En esta instalación se coloca el electrodo o varilla de cobre de ¾” o ⅝” en posición vertical dentro de un pozo que va desde 0.80 cm o 1 metro de diámetro. Se tiene en cuenta que se puede llegar a excavar a una profundidad de más de 2.60 metros. Un pozo a tierra vertical ocupa poca extensión de área en el terreno y se debe implementar con tierra de cultivo tratada para mejorar la capacidad conductiva
En una instalación de puesta a tierra horizontal es importante que el electrodo de cobre o conductores estén con tierra de chacra tratada dentro de una zanja. Esta debe tener 40 cm de ancho, no más de 0.80 cm de profundidad y un largo promedio de 3 metros, pudiendo llegar hasta los 15. Estas longitudes dependerán de la consideración del especialista y los resultados que se desee obtener. Un pozo a tierra horizontal con cemento conductivo o gel es más económico, tiene buen rendimiento, requiere menos excavación y tiene un menor nivel de resistividad.
Los tipos de pozo a tierra también se pueden dividir por su funcionamiento:
La puesta a tierra de un equipo se refiere a la conexión a tierra de todas las partes metálicas que en condiciones normales no transportan corriente. Esto se instala para que las partes metálicas con las que una persona podría tener contacto estén en cero voltios, protegiéndolo de los peligros de descargas eléctricas. La conexión a tierra en equipos debe transportar efectivamente la corriente máxima de falla prevista, sin sobrecalentarse. Por lo tanto, el sistema debe estar diseñado para mantener muy bajos los voltajes de superficie del equipo, que se desarrollan durante condiciones anormales. En caso ocurra una falla, gracias a una puesta a tierra industrial la corriente fluirá de regreso a la fuente del sistema a través de los conductores de conexión a tierra del equipo. Considerar una resistencia resultante no mayor a 25 Ohm.
La puesta a tierra de todos los sistemas electrónicos y redes de computadoras, es un caso especial de la conexión a tierra. El buen rendimiento de este tipo de sistema de conexión a tierra, se logra con una distribución adecuada de conexiones a tierra multipunto y bien unidas. La unión multipunto proporciona una conexión de baja impedancia para el equipo electrónico. Este sistema es mucho más fácil de inspeccionar y probar, ya que no se deben cumplir requisitos especiales durante las modificaciones o la expansión del sistema eléctrico. Considerar una resistencia resultante no mayor a 5 Ohm.
La garantía de rendimiento de todo sistema de protección contra rayos depende de un sistema de puesta a tierra eficiente. Por esta razón, para que los electrodos de puesta a tierra sean efectivos deben tener baja resistencia eléctrica. Esto permite que la corriente del rayo no se desvíe y se conduzca por ese camino para disiparse en la tierra de manera segura. Los materiales a utilizar deben tener calidad, buen rendimiento y resistencia a la corrosión ya que estarán enterrados en el suelo durante muchos años. Considerar una resistencia resultante no mayor a 10 Ohm.
Asimismo, las conexiones a tierra se pueden diferenciar por los materiales utilizados:
En este caso se instala un pozo a tierra con thorgel, material que permite mejorar la conductividad en el terreno. Se puede realizar de forma vertical o como una puesta a tierra horizontal.
Aquí se puede utilizar cemento conductivo Thor Cem para cubrir el electrodo o varilla de cobre para puesta a tierra. Es un conductor sólido, durable y no contamina el medio ambiente.
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