Puesta a tierra en edificios y en instalaciones eléctricas

Diseñar el sistema de puesta a tierra del edificio

Un típico electrodo de puesta a tierra (a la izquierda del tubo gris), consistente en una varilla conductora clavada en el suelo, en una vivienda de Australia.[1] La mayoría de los códigos eléctricos especifican que el aislamiento de los conductores de protección de puesta a tierra debe ser de un color distintivo (o una combinación de colores) que no se utilice para ningún otro fin.

En ingeniería eléctrica, la toma de tierra es un punto de referencia en un circuito eléctrico desde el que se miden las tensiones, una vía de retorno común para la corriente eléctrica o una conexión física directa a la Tierra.

Los circuitos eléctricos pueden estar conectados a tierra por varias razones. Las partes conductoras expuestas de los equipos eléctricos se conectan a tierra para proteger a los usuarios del riesgo de descarga eléctrica. Si el aislamiento interno falla, pueden aparecer tensiones peligrosas en las partes conductoras expuestas. La conexión de las partes expuestas a tierra permitirá a los disyuntores (o RCD) interrumpir el suministro de energía en caso de fallo. En los sistemas de distribución de energía eléctrica, un conductor de protección de tierra (PE) es una parte esencial de la seguridad proporcionada por el sistema de puesta a tierra.

Técnicas de puesta a tierra eléctrica

La instalación de puesta a tierra es una conexión entre la protección lumínica, la instalación eléctrica del edificio y los equipos con las capas de tierra. Su función es llevar la carga eléctrica a la tierra, donde se disipa su energía, e igualar los potenciales. El objetivo es la máxima seguridad para residentes y trabajadores, el funcionamiento seguro de las instalaciones, la prevención de incendios y el suministro constante de electricidad.

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Existen diferentes tipos de instalaciones de puesta a tierra según las funciones y las condiciones en las que se van a realizar y la tensión de diseño que van a tomar. Se realizan de forma diferente para maximizar su rendimiento. Se utilizan diferentes formatos y soluciones técnicas: verticales, horizontales, mixtas. La profundidad a la que se llega está directamente relacionada con los riesgos propios de las instalaciones y las prescripciones de los documentos normativos. A veces es necesario penetrar la profundidad en función de la conductividad de las capas de tierra.

Cómo conectar a tierra un edificio

Los electrodos de puesta a tierra deben instalarse y conectarse a los servicios eléctricos y a algunos alimentadores o circuitos derivados en edificios separados y alejados del servicio. ¿Está permitido instalar el conductor del electrodo de puesta a tierra dentro del edificio y, en caso afirmativo, cuál es la longitud permitida del electrodo de puesta a tierra cuando se encuentra dentro del edificio?

El artículo 250.4 del Código Eléctrico Nacional (NEC) de 2002 establece los requisitos de rendimiento para la puesta a tierra y la conexión de los sistemas eléctricos con y sin conexión a tierra. El resto del artículo 250 proporciona los métodos prescriptivos o, en otras palabras, los métodos reales requeridos para la puesta a tierra y la conexión del sistema eléctrico.

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Para entender la cuestión de la instalación de un conductor de puesta a tierra en el interior de un edificio, primero hay que entender el propósito y las funciones del electrodo de puesta a tierra y del conductor de puesta a tierra. El electrodo de puesta a tierra debe conectarse a la tierra y al equipo eléctrico de manera que se establezca una diferencia de potencial cero entre la tierra y el equipo eléctrico. Esta diferencia de potencial cero ayudará a estabilizar la tensión del sistema eléctrico. El conductor del electrodo de puesta a tierra conecta el electrodo de puesta a tierra con el sistema eléctrico.

Sistema de puesta a tierra para edificios comerciales

La necesidad de conectar eléctricamente el bucle de puesta a tierra de la protección contra el rayo instalada directamente en el edificio con el bucle de puesta a tierra de las instalaciones eléctricas se describe en los documentos normativos vigentes (código de instalaciones eléctricas). Citamos literalmente: “Los dispositivos de puesta a tierra para la protección de las instalaciones eléctricas de los edificios y estructuras y la protección contra el rayo de la 2ª y 3ª categoría de estos edificios y estructuras, por lo general, deben estar unidos”. Sólo las categorías 2ª y 3ª son las más comunes, la 1ª categoría incluye objetos explosivos con protección contra el rayo que están sujetos a requisitos especiales. No obstante, la presencia de la palabra “normalmente” implica la posibilidad de que haya excepciones.

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Los edificios modernos de oficinas, y ahora de viviendas, contienen muchos sistemas de servicios públicos. Es difícil imaginar la ausencia de sistemas de ventilación, sistemas de extinción de incendios, videovigilancia, control de acceso, etc. Naturalmente, a los diseñadores de estos sistemas les preocupa que, como consecuencia de un rayo, fallen los “delicados” componentes electrónicos. Al mismo tiempo, los ingenieros tienen algunas dudas sobre la conveniencia de conectar los bucles de dos tipos de toma de tierra y existe el deseo de “diseñar tomas de tierra sin conexión eléctrica “de acuerdo con la ley”. ¿Es posible este enfoque y aumentará realmente la seguridad de los dispositivos electrónicos?

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