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SISTEMAS DE PUESTA A TIERRA
Principales consideraciones

Los sistemas de puesta a tierra buscan resguardar la seguridad de los usuarios de un sistema eléctrico, los que podrían quedar expuestos a tensiones peligrosas por contacto directo o indirecto. Por esa razón, juegan un rol importante en el diseño de una instalación eléctrica.

Los criterios principales que deben considerarse en el diseño de un sistema de puesta a tierra son proteger a los usuarios, limitando al mínimo el tiempo de la falla, haciendo que el valor del voltaje con respecto a la tierra que se alcance en la parte fallada sea igual o inferior al valor de seguridad, o bien, haciendo que la corriente, que pueda circular a través del cuerpo del operador, no exceda un cierto valor de seguridad predeterminado.

En relación a la pregunta de cómo afectan los diferentes tipos de suelo a un sistema puesta a tierra, esto dependerá del tipo de suelo. Por ejemplo, en un suelo rocoso, con partículas muy distanciadas entre sí y donde existen muchos intersticios entre ellas, es más difícil que se propague la corriente que en un terreno de tierra vegetal, aunque ello también dependerá de la humedad de este y de los minerales que pueda tener.

Por lo mismo, todo buen diseño de un sistema de puesta a tierra requiere un estudio del corte geo-eléctrico del terreno donde se ubicará el sistema. En el norte del país los terrenos ofrecen una mayor resistividad de suelo, lo que genera mayores requerimientos en el diseño, sin embargo, es necesario precisar que el sistema puesta a tierra, indistintamente del lugar donde se ubique, deberá cumplir con los voltajes de seguridad de paso y contacto.


Mantenciones y mala instalación

Una conexión a tierra de mala calidad no solo contribuye a un tiempo de inactividad innecesario, sino que es peligroso y aumenta el riesgo de fallas en los equipos. Si un sistema de conexión a tierra es ineficaz, podríamos estar expuestos a riesgos de descarga eléctrica, además de errores en los instrumentos.

Si las corrientes de fallo no cuentan con una ruta a tierra a través de un sistema de conexión a tierra diseñado y mantenido de la forma apropiada, podrían encontrar rutas no deseadas que podrían terminar dañando a las personas y/o sus bienes. Es por ello que siempre se debe tener presente que el principal objetivo de una buena puesta a tierra es la seguridad de las personas, pero también el evitar daños en equipos y artefactos. Un buen sistema de conexión a tierra mejorará la confiabilidad de los equipos y reducirá la posibilidad de daños debidos a rayos o corrientes de falla.

Con el paso del tiempo, los terrenos corrosivos, con un gran contenido en humedad, altos niveles de sal y temperaturas elevadas, pueden degradar las varillas o electrodos de toma de tierra y sus conexiones. Por lo tanto, aunque el sistema de conexión a tierra hubiese tenido valores bajos de resistencia de tierra al instalarse por primera vez, la resistencia del sistema de conexión a tierra puede aumentar si los electrodos de toma de tierra se han degradado.

Es altamente recomendable que se inspeccionen todas las tomas y conexiones a tierra al menos una vez al año como parte del programa de mantenimiento predictivo normal. Durante estas inspecciones periódicas, si se detecta un aumento de la resistencia de más de un 20%, el técnico debe investigar el origen del problema y corregirlo.

Sin embargo, se debe considerar que siempre el mantenimiento de cualquier parte de un sistema eléctrico, lo deberá realizar un Instalador Eléctrico Autorizado por SEC, en la clase que corresponda.


Normativa y marco legal

La instalación de este tipo de sistemas de prevención se rige por los siguientes marcos legales:

Para el caso de instalaciones de consumo en Baja Tensión la NCh 4/2003; “Instalaciones de Consumo en Baja Tensión”.

Para el caso de sistemas eléctricos de generación, transmisión y distribución, la NSEG 5 E.n. 71 “Electricidad, Instalación de Corrientes Fuertes”.

Y para el caso de Subestaciones la NSEG 20 E.n. 71 “Electricidad, Subestaciones y Transformadoras Interiores”.

En el caso chileno, la SEC está en proceso de actualización de la Normativa vigente al respecto, el que considera dos reglamentos: uno que cubra las instalaciones de consumo y otro que abarque las instalaciones de distribución, transmisión y generación.

En este último se consideran cambios normativos, principalmente en lo relacionado con la innovación en la puesta a tierra de instalaciones, reemplazando el criterio de exigir un determinado valor de resistencia de la malla de puesta a tierra, por exigir un máximo de voltaje de paso y de contacto, que son los que realmente representan el eventual peligro para las personas. Para esto se considerará la experiencia de las normas internacionales como la IEEE 80 y la IEC 60364.

Por último, hoy en día la tecnología está en condiciones de brindar excelentes resultados con métodos emergentes para la confección de sistemas de puesta a tierra, que van desde mejorar la resistividad de terreno hasta la creación de nuevos electrodos de puesta a tierra, como las barras químicas.

Artículo Gentileza Superintendencia de Electricidad y Combustibles (SEC). Mayor información en www.sec.cl
Septiembre 2014
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Comentarios acerca de este artículo
Florentino Galvez Ibarra Innovative Concepts Chile S.A. (24/09/2014)
Se agradece el aporte de SEC. Es necesario enfatizar que la normativa es el mínimo aceptable y marco de referencia para el diseñador y no reempaza el proceso de ingeniería que debe respaldar una solución. Hay toda un área relacionada con el desempeño de los SPT bajo perturbaciones de régimen transitorio qe no son abordados por nuestra legislación técnica y que corresponden a la realidad de un gran número de aplicaciones intensivas en tecnología electrónica, que requieren del uso de herramientas avanzadas de evaluación y diseño que permiten estudiar la respuesta de los SPT ante componentes de alta frecuencia, que pueden evidenciar deficiencias importantes en sistemas que a frecencia industrial pueden tener un desempeño aceptabe o al menos satisfacer el requerimiento normativo, aunque no el de la aplicación.
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