1 Cálculo de los sistemas de Tierra En España el
esquema TT (neutro del CT a tierra y masas de los receptores a
tierra) es obligatorio para la distribución pública
de energía eléctrica. El objeto de la puesta a
tierra de las masas de los receptores es asegurar la seguridad de
las personas ante contactos indirectos. El REBT, en su ITC-BT-24,
exige que la tensión de defecto sea inferior a la
tensión límite de contacto convencional:
Ra·Ia < U (1) siendo Ra la suma de la resistencia de la
toma de tierra y los conductores de protección de las
masas, Ia la corriente que asegura el funcionamiento de
protección (si protegemos con ID será 30 mA en
viviendas, 300 mA en industrias generalmente), y U es la
tensión de contacto límite convencional (24 V en
locales conductores y 50 V en los demás casos).
2 Puesta a tierra en edificios Las instalaciones de puesta a
tierra se harán según la instrucción
ITC-BT-18 del REBT. Para el caso de edificios de viviendas,
habrá que cumplir también la ITC-BT-26. Todas las
masas metálicas del edificio deben conectarse a tierra:
masas de los receptores BT a través de los conductores de
protección. Bañeras, duchas metálicas y
canalizaciones de agua mediante conector equipotencial. Y por
último, canalizaciones metálicas de agua, gas,
depósitos de gasoil y antenas de radio y TV y toda masa
metálica importante existente en la zona. Las
canalizaciones de agua, gas, calefacción… no deben
ser usadas como toma de tierra. Electrodos y anillo de puesta a
tierra Según la ITC-BT-26, en los edificios de nueva
construcción, antes de comenzar la cimentación, en
el fondo de las zanjas de cimentación se instalará
un cable de cobre desnudo formando un anillo cerrado que cubra
todo el perímetro del edificio. A este anillo se le
conectará la estructura metálica del
edificio.
3 El anillo será de cobre desnudo y de sección
mínima según la tabla 2 (tabla 1 de la ITC-BT-18)
de 25 mm2, aunque según la NTE de 1973 “Puestas a
tierra” debe ser al menos de 35 mm2, con lo que nos
quedaremos con este último valor. Al anillo se
conectarán electrodos verticalmente hincados en el terreno
cuando se prevea la necesidad de disminuir la resistencia de
tierra. Bornes o puntos de puesta a tierra Habrá uno o
varios bornes o puntos de puesta de tierra, donde se
conectarán los conductores de protección
procedentes de las masas metálicas de los receptores, los
conductores de uniones equipotenciales de canalizaciones
metálicas de agua, gas, depósitos de gasoil y
antenas de radio y TV y toda masa metálica importante
existente en la zona. El REBT en la ITC-BT-18 exige un
dispositivo que permita medir la resistencia de tierra, que puede
estar en el borne principal de tierra, y que debe ser desmontable
mediante un útil, mecánicamente seguro y asegurar
la continuidad eléctrica (figura 2).
4 Conductor de tierra o línea de enlace con tierra Del
borne principal de tierra saldrá el conductor de tierra o
línea de enlace con tierra, que enlazará con el
anillo o los electrodos de puesta a tierra (toma de tierra), y
cuya sección se calcula según la tabla 2.
5 Línea principal de tierra y derivaciones La línea
principal de tierra, así como sus derivaciones
(líneas secundarias) y los conductores de
protección (circuitos interiores) cumplen la
función de unir las masas con la puesta a tierra del
edificio. La línea principal de tierra irá por la
misma canalización que la línea general de
alimentación (LGA), y será de Cu sección
mínima 16 mm2 si las fases son de sección menor de
35 mm2, y para valores mayores de sección de fase,
serán la mitad de dicho valor, segúnla tabla 3
(tabla 2 de la ITC-BT-18). Las derivaciones de las líneas
principales de tierra (líneas secundarias de tierra)
irán por las mismas canalizaciones que las derivaciones
individuales y su sección se calculará según
la tabla 3. Los conductores de protección irán por
las mismas canalizaciones que los conductores activos de cada
circuito de la vivienda, serán de Cu y del mismo
aislamiento que los conductores activos, y se calculan
según la tabla 3.
6 Cálculo de la toma de tierra Los valores de resistencia
de tierra exigibles según el REBT, para sistemas TT con
protección diferencial (tabla 1), son muy elevados en
general, y se consiguen fácilmente. La Guía
Técnica de Aplicación del REBT, basándose en
la Norma Tecnológica de la Edificación (NTE),
recomienda realizar la puesta a tierra según la tabla 4.
En dicha tabla se entra con el tipo de terreno y la longitud en
planta del anillo, L (en la figura 1, L = 3·L1 +
3·L2 + 3·L3 + 3·L4), y se obtiene el
número de picas de 2 m que deberán clavarse
verticalmente en el terreno y unirse al anillo. La tabla de la
NTE no es más que la aplicación de las expresiones
de la resistencia de tierra para electrodos formados por
conductores enterrados horizontalmente y por picas verticales.
Esta tabla calcula la tierra para que en el caso más
desfa- vorable de cada tipo de terreno (? máximo) se
obtenga 37 ? en edificios sin pararrayos y 15 ? en edificios con
pararrayos.
7 Terreno de caliza agrietada Edificio con pararrayos L =
3·L1 + 3·L2 + 3·L3 + 3·L4) Por
ejemplo L1 = 5 m L2 = 5 m L3 = 10 m L4 = 15 m L = 105 m Y si
vamos a la tabla
8 8 picas de 2 m de longitud, separadas al menos 4 m (2 veces su
longitud) según NTE-IEP. Pero…habrá que
tener en cuenta que a esta distancia la resistencia del grupo de
picas en paralelo aumenta un 20%, debido a que se influyen entre
sí. Para que la resistencia del grupo sea la de
cálculo, deberán separarse las picas al menos 4
veces su longitud (8 m), de esta forma la corriente que disipa
cada pica a tierra no influye en las otras.
9 Si por el contrario, realizamos el cálculo
analítico de las puestas de tierra, en función del
tipo de electrodo utilizado, en la tabla 5 se recogen las
expresiones para ,si hay N electrodos iguales en la puesta a
tierra, la resistencia total a tierra es la de uno dividido por
N. Por ejemplo, si se utiliza placa superficial, optaremos por la
fórmula: Nota: Aquí podemos ver una tabla de
valores aproximados de resistividad del terreno según su
naturaleza
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11 Separación entre las distintas tomas de tierra en
edificios con CT Los edificios con Centro de
Transformación (CT) en el mismo edificio, las indus- trias
con CT propio, y en general las instalaciones BT cercanas a
centros de transformación deben cumplir ciertas
condiciones respecto a las puestas a tierra. En los CT, salvo en
el esquema IT (utilizado únicamente en quirófanos y
otras instalaciones donde la continuidad del servicio sea
crucial), el neutro se conecta a tierra. Las masas de la
aparamenta del CT (autoválvulas, interruptores,
seccionadores, celdas en general…) se conectan también a
tierra, con el objeto de evitar tensiones peligrosas en caso de
defectos a tierra. Por otro lado, como hemos visto, las masas de
los receptores BT (tierra del edificio) también se
conectan a tierra, con lo que tenemos 3 puestas a tierra dis-
tintas. El REBT, en la ITC-BT-18, aptdo. 10, define que dos
tierras son independientes cuando una de ellas no alcance,
respecto a un punto de potencial cero, una tensión
superior a 50 V cuando por la otra circula la máxima
corriente de defecto a tierra prevista.