El sistema de puesta a tierra (SPT) es parte fundamental de cualquier instalación eléctrica. Una de las principales funciones que tiene este sistema es dirigir la corriente de falla y sobrecarga hacia tierra para salvaguardar la integridad física de los usuarios, además de proteger los equipos electrónicos y de cómputo (véase más en “Conoce los beneficios de un sistema de puesta en tierra”).
Podemos clasificar los sistemas de puesta a tierra en las siguientes categorías:
- Sistemas para la protección personal.
- Sistema de protección contra descargas atmosféricas.
- Sistema a tierra para cómputo y equipo sensible.
Sistema de Puesta a Tierra para Protección Personal
El sistema de puesta a tierra es el conjunto de materiales y/o equipos mecánicamente conectados que forman una trayectoria efectiva de la corriente de falla a tierra. Esta trayectoria debe ser baja en impedancia y diseñada para transportar la corriente bajo condiciones de falla a tierra desde el punto de falla hasta la fuente de alimentación eléctrica y que facilite el funcionamiento del dispositivo de protección contra sobrecorriente.
El Art. 250 de la NOM-001-SEDE-2012 cubre los requisitos generales para la puesta a tierra y unión de instalaciones eléctricas, así como, los requisitos específicos de lo siguiente:
1. Sistemas, circuitos y equipos en los que se exige, se permite o no se permite que estén puestos a tierra.
2. El conductor del circuito que debe ser puesto a tierra en un SPT.
3. Ubicación de las conexiones de puesta a tierra.
4. Tipos y tamaños de conductores de unión y de puesta a tierra, así como de electrodos de puesta a tierra.
5. Métodos de puesta a tierra y unión.
Es de suma importancia tener claro el concepto de unión para este tema. La unión nos indica que se debe realizar una conexión confiable entre todas las partes metálicas de los equipos eléctricos que forman parte de la instalación, tales como: carcazas, cajas metálicas, tuberías metálicas, mallas, charolas, etc. Además, se debe atender los métodos de conexión entre estos equipos como el uso de conectores mecánicos, tipos de soldaduras o coples en algunos casos, esto para garantizar la continuidad eléctrica.
Se debe tener en cuenta las siguientes normas para el sistema de puesta a tierra:
- NOM-001-SEDE-2012. Utilización.
- NOM-022-STPS-2015. Electricidad estática en los Centros de Trabajo.
- IEEE-STD-142. Recommended Practice for Grounding of Industrial and Commercial Power Systems.
Sistemas de Protección Contra Descargas Atmosféricas
Como se mencionó en el artículo “Sistema de protección contra descargas atmosféricas”, un sistema de protección contra de descargas atmosféricas es un conjunto de elementos (metálicos y conductores eléctricos) utilizados para proteger un espacio contra el efecto de tormentas eléctricas y con ello reducir el riesgo y el daño que puede generar.
Para realizar un óptimo diseño de nuestro sistema de protección contra descargas atmosféricas debemos cubrir tres partes fundamentales:
1. Valoración del riesgo.
2. Diseño del Sistema Externo de Protección (SEPTE).
3. Diseño del Sistema Interno de Protección (SIPTE).
1. Valoración del riesgo
Es una medida empírica, la cual estima en forma razonable la probabilidad de incidencia de un rayo directo sobre una estructura tomando en cuenta la complejidad del fenómeno.
2. Sistema Externo de Protección contra Tormentas Eléctricas (SEPTE)
Los principales componentes de este sistema de protección son los siguientes:
1. Puntas aéreas o terminales aéreas.
2. Conductor de bajada.
3. Conjunto de electrodos para conexión a tierra.
Para diseñar este sistema el principal método de cálculo es el “Método de la esfera rodante” con el cual se determinará el número y ubicación de las terminales aéreas.
3. Sistema Interno de Protección Contra Tormentas Eléctricas (SIPTE)
Para este sistema se considera la unión equipotencial interna, descritas en la norma NMX-J-549-ANCE.
Sistemas a Tierra para Cómputo y Equipo Sensible
El aumento en el uso de dispositivos electrónicos en entornos industriales y comerciales demanda un diseño de instalación eléctrica que proporcione energía confiable a estos equipos, debemos tener en cuenta que estas instalaciones requieren de consideraciones especiales.
Los equipos de redes de comunicaciones y dispositivos electrónicos están sujetos a perturbaciones derivadas de diferenciales de voltaje que pueden causarles fallas y daños.
De la misma manera, estos equipos pueden generar específicamente armónicos que afecten negativamente a los componentes del sistema diseñados para corrientes de carga sinusoidales y crear una distorsión en la forma de onda y magnitud del voltaje.
Por lo tanto, un sistema de puesta a tierra para cómputo y equipo sirve para reducir las distorsiones en la forma y magnitud de la onda sinusoidal que pudiese afectar a cualquier equipo electrónico o de cómputo.
Tierra Asilada
Normalmente, se conoce a un sistema de tierra para cómputo y equipo sensible como “tierra aislada”, esto debido a que este sistema consta de un conductor de puesta a tierra de equipos con aislamiento color verde, esto para evitar contacto con superficies metálicas que puedan inducir cualquier tipo de disturbio a este conductor y afectar a los equipos sensibles.
Tierra Aislada en la NOM-001-SEDE-2012:
·Art. 250-146 (d) Contactos Aislados NOM-001-SEDE-2012.
·Art. 408-40 Excepción Puesta a Tierra de los tableros de Alumbrado y Control NOM-001-SEDE-2012.
Sistema Derivado Separado
Se refiere al sistema de alambrado de una propiedad cuya alimentación procede de una fuente de energía o equipo diferente a la alimentación del suministrador. Tales sistemas no tienen conexión eléctrica entre los conductores de un circuito de un sistema a los conductores de un circuito de otro sistema, exceptuando las conexiones a través de la tierra, de cubiertas de metal, de canalizaciones metálicas o conductores de puesta a tierra de equipo.
Conexión de Sistemas
Se debe considerar la unión entre sí de todos los electrodos de puesta a tierra separados, esto limitará las diferencias de potencial entre ellos y entre sus sistemas de alambrado.
Art. 250-50. Sistema de electrodos de puesta a tierra
Todos los electrodos de puesta a tierra que se describen en 250-52(a)(1) hasta (a)(7) que estén presentes en cada edificio o estructura alimentada se deben unir entre sí para formar el sistema de electrodos de puesta a tierra. Cuando no existe ninguno de estos electrodos de puesta a tierra, se debe instalar y usar uno o más de los electrodos de puesta a tierra en 250-52(a)(4) hasta (a)(8). En ningún caso, el valor de resistencia a tierra del sistema de electrodos de puesta a tierra puede ser mayor que 25 Ohms.
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Antonio Andrade
Ingeniero Eléctrico de Diseño Jr.
Antonio cuenta con más de 4 años de experiencia en el desarrollo de proyectos ejecutivos y supervisión de obra en ingeniería eléctrica implementados en México; destaca su participación en el desarrollo del proyecto ejecutivo y supervisión de obra en la remodelación y actualización de la instalación eléctrica del Museo Internacional del Barroco, Puebla, México. Antonio está firmemente convencido de que la preparación y el continuo aprendizaje son herramientas fundamentales para lograr el éxito en cualquier proyecto.
