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La puesta a tierra

En toda instalación eléctrica es necesario garantizar la seguridad de las personas que harán uso de ella. Para tal efecto es necesario dotarla de los mecanismos de protección que corresponda. En este artículo, analizamos los efectos de la energía eléctrica en las personas y algunos de los sistemas de puesta a tierra utilizados a nivel nacional e internacional.

En la actualidad es común encontrarse con instalaciones eléctricas para alimentar muchos aparatos eléctricos, fijos y móviles; con estructuras susceptibles de deterioro desde el punto de vista eléctrico, haciendo fundamental la protección contra fallas de aislamiento que originan la aparición de tensiones por contactos indirectos. Las tensiones por contacto indirecto se originan en las estructuras metálicas de los equipos eléctricos, cuando un conductor o terminal energizado, ante la pérdida de aislamiento, establece contacto con la estructura metálica energizando a esta.

Para minimizar los efectos de dichos contactos indirectos, toda instalación eléctrica debe contar con un sistema de protección; el método más efectivo y el que presenta la mayor seguridad para las personas es el sistema de puestas a tierra de protección.


Peligrosidad de la corriente eléctrica

Los efectos de la corriente eléctrica sobre las partes vitales del cuerpo humano dependen de lo siguiente:

Magnitud de la corriente eléctrica en el cuerpo.

Duración de la exposición.

Resistencia eléctrica del cuerpo.

Con respecto a la resistencia eléctrica del cuerpo, varía según las condiciones físicas y psíquicas del sujeto y del estado de su piel (seca o mojada).

Se estima que la resistencia de la piel seca puede ser de 100,000 a 300,000 Ohms por cm², pero la resistencia de la piel húmeda puede abatirse a 1% de estos valores. Las corrientes más débiles pueden producir efectos inesperados, involuntarios y por ello algún accidente recibe el nombre de corrientes de reacción.

El cuadro siguiente describe los efectos de las corrientes de reacción en el cuerpo humano.

En relación con este mismo tema, es útil analizar la curva de peligro que representa la corriente eléctrica para el cuerpo humano (ver página anterior).


Sistemas de puestas a tierra

Los objetivos de instalar la puesta a tierra en conductores eléctricos, materiales y partes de equipo que no deben transportar corrientes eléctricas indeseables en forma permanente son:

Conducir a tierra las corrientes de fuga, producidas por una falla de aislamiento que haya energizado las carcasas de los equipos eléctricos.

Evitar que las carcasas metálicas de los equipos eléctricos aparezcan tensiones que resulten peligrosas para la vida humana.

Permitir la protección del circuito eléctrico (disyuntor magnético térmico), y que despeje la falla en un tiempo no superior a cinco segundos.

Limitar sobre tensiones debidas a descargas atmosféricas y fenómenos transitores.

Limitar la diferencia de potencial a tierra en un circuito, durante su operación normal.

Para lograr que una puesta a tierra de protección cumpla con los objetivos previstos, es necesario establecer un medio a través del cual sea posible entrar en contacto con el terreno.

De acuerdo a las dimensiones del terreno disponible para la ejecución de una puesta a tierra, se usan los siguientes tipos de elementos para su construcción:

Para lograr valores óptimos de resistencia a tierra en una instalación de puesta a tierra, se deben considerar los siguientes factores:

Es necesario conocer qué tan buen conductor de la electricidad es el suelo y para esto es necesario saber su resistencia eléctrica, la cual está determinada por el tipo de suelo, el contenido de humedad y su composición química.

Alternativas para la disposición de un sistema de tierra.

No todos los terrenos resultan ser buenos conductores de la electricidad, por ejemplo: la tierra orgánica húmeda es 10 veces mejor conductora de electricidad que la tierra húmeda y 100 veces mejor conductora de la electricidad en comparación a la tierra seca.

En muchos países se tiene una amplia variedad de suelos y para cada tipo y determinada composición climatológica existe una alternativa diferente en diseño y disposición de un sistema de tierra para poder obtener un valor idóneo de resistencia a tierra tales como:

Electrodos verticales.

Electrodos profundos.

Electrodos horizontales.

Electrodos de placa.

Electrodos de anillo.

Electrodos químicos.

Agregar aditivos al terreno para mejorar la conductividad de los mismos, es un método para obtener una mejor puesta a tierra. En terrenos de muy baja conductividad se puede rebajar el valor de una puesta a tierra hasta en un 40% por uso de aditivos.

Septiembre 2014
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