Toma de tierra

OBJETO
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.

PUESTA O CONEXIÓN A TIERRA. DEFINICIÓN
La puesta o conexión a tierra es la unión eléctrica directa, sin fusibles ni protección alguna, de una parte del circuito eléctrico o de una parte conductora no perteneciente al mismo mediante una toma de tierra con un electrodo o grupos de electrodos enterrados en el suelo.

Mediante la instalación de puesta a tierra se deberá conseguir que en el conjunto de instalaciones, edificios y superficie próxima del terreno no aparezcan diferencias de potencial peligrosas y que, al mismo tiempo, permita el paso a tierra de las corrientes de defecto o las de descarga de origen atmosférico.

CARACTERISTICAS
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 previsto. La profundidad nunca será inferior a 0,50 m.

La profundidad de enterramiento del electrodo deberá medirse desde la parte superior del mismo. Además, en lugares en los que existan riesgo continuado de heladas, se recomienda una profundidad mínima de enterramiento de la parte superior del electrodo de 0,8 m.

Los materiales utilizados y la realización de las tomas de tierra deben ser tales que no se vea afectada la resistencia mecánica y eléctrica por efecto de la corrosión de forma que comprometa las características del diseño de la instalación.

Las canalizaciones metálicas de otros servicios (agua, líquidos o gases inflamables, calefacción central, etc.) no deben ser utilizadas como tomas de tierra por razones de seguridad.

La ITC-BT-26 aplicable a viviendas, locales comerciales, oficinas y otros locales con usos análogos, exige que la toma de tierra se realice en forma de anillo cerrado que interese a todo el perímetro del edificio al que se conectan, en su caso, los electrodos verticalmente hincados en el terreno cuando se prevea la necesidad de disminuir la resistencia de tierra que pueda presentar el conductor en anillo. En otros casos no contemplados en la ITC-BT-26, se recomienda también utilizar esta disposición constructiva.

Es recomendable que la sección mínima del conductor de tierra de cobre enterrado y desnudo sea de 35 mm2.

Se considera que las conexiones son eléctricamente correctas, si se realizan, por ejemplo, mediante grapas de conexión, soldadura aluminotérmica o autógena.

Los electrodos artificiales más utilizados para constituir la toma tierra son las placas enterradas, picas verticales y conductores enterrados horizontalmente.

Las dimensiones mínimas recomendadas para los electrodos de puesta a tierra, son las siguientes:

RESISTENCIA DE LAS TOMAS DE TIERRA
El electrodo se dimensionará de forma que su resistencia de tierra, en cualquier circunstancia previsible, no sea superior al valor especificado para ella, en cada caso.
Este valor de resistencia de tierra será tal que cualquier masa no pueda dar lugar a tensiones de contacto superiores a:
– 24 voltios en un local o emplazamiento conductor (húmedo o mojado), verificándose siempre la siguiente expresión.
Uc = Rt (ohmios) x Is (Amperios) 24 voltios
– 50 voltios en los demás casos, verificándose siempre la siguiente expresión.
Uc = Rt (ohmios) x Is (Amperios) 50 voltios

Si las condiciones de la instalación son tales que pueden dar lugar a tensiones de contacto superiores a los valores señalados anteriormente, se asegurará la rápida eliminación de la falta mediante dispositivos de corte adecuados a la corriente de servicio.
La resistencia de un electrodo depende de sus dimensiones, de su forma y de la resistividad del terreno en el que se establece. Esta resistividad  varía frecuentemente de un punto a otro del terreno, y varía también con la profundidad.

Uc: Tensión de contacto máxima permitida
Rt: Valor de la resistencia de tierra a conseguir al constituir la «toma tierra»
Is: Sensibilidad del interruptor diferencial

La resistencia de tierra de un electrodo depende de sus dimensiones, de su forma y de la resistividad del terreno en el que se establece. Se obtiene de la siguiente forma:

Electrodo                                               Resistencia de tierra (ohmios)    

Placa enterrada verticalmente                            R = 0,8 *ρ/ p

Placa enterrada horizontalmente                       R = 1,6 *ρ/ p

Pica vertical                                                             R = ρ/ L

Conductor enterrado                                            R = 2 ρ / L

ρ: Resistividad del terreno (ohmios x metro)
p: Perímetro de la placa (metros)
L: Longitud de la pica o del conductor (metros)

TABLAS

Naturaleza terreno                                                        ρ Resistividad en Ohm.m                                     

Terrenos pantanosos   de algunas unidades a                                           30
Limo                                                                                                        20 a 100
Humus                                                                                                    10 a 150
Turba húmeda                                                                                         5 a 100
Arcilla plástica                                                                                                  50
Margas y Arcillas compactas                                                             100 a 200
Margas del Jurásico                                                                                 30 a 40
Arena arcillosas                                                                                      50 a 500
Arena silícea                                                                                      200 a 3.000
Suelo pedregoso cubierto de césped                                           300 a 5.000
Suelo pedregoso desnudo                                                           1500 a 3.000
Calizas blandas                                                                                    100 a 300
Calizas compactas                                                                        1.000 a 5.000
Calizas agrietadas                                                                            500 a 1.000
Pizarras                                                                                                   50 a 300
Roca de mica y cuarzo                                                                                  800
Granitos y gres procedente de alteración                              1.500 a 10.000
Granito y gres muy alterado                                                              100 a 600

Naturaleza terreno                                                   Valor medio de la resistividad en Ohm.m
Terrenos cultivables y fértiles, terraplenes compactos y húmedos                    50
Terraplenes cultivables poco fértiles y otros terraplenes                                   500
Suelos pedregosos desnudos, arenas secas permeables                                3.000

REVISIÓN DE LAS TOMAS DE TIERRA
Por la importancia que ofrece, desde el punto de vista de la seguridad cualquier instalación de toma de tierra, deberá ser obligatoriamente comprobada por el Director de la Obra o Instalador Autorizado en el momento de dar de alta la instalación para su puesta en marcha o en funcionamiento.

Personal técnicamente competente efectuará la comprobación de la instalación de puesta a tierra, al menos anualmente, en la época en la que el terreno esté mas seco. Para ello, se medirá la resistencia de tierra, y se repararán con carácter urgente los defectos que se encuentren.
En los lugares en que el terreno no sea favorable a la buena conservación de los electrodos, éstos y los conductores de enlace entre ellos hasta el punto de puesta a tierra, se pondrán al descubierto para su examen, al menos una vez cada cinco años.

Máximos valores de la resistencia de tierra admisibles en esquema TT con ID.
                                                      10 mA            30 mA        300 mA              500 mA
Local seco                                   5.000 Ω       1.666,6 Ω      166,6 Ω                 100 Ω
Local conductor o viviendas    2.400 Ω             800 Ω            80 Ω                   48 Ω

Según la NTE-IEP (Puesta a tierra) los valores de la resistencia de tierra son:

37 Ω en edificios sin pararrayos.
15 Ω en edificios con pararrayos.