Las puestas a tierra eléctricas.
• Diseño moderno y verificación.
• Normas argentinas actuales.
• SISTEMAS DE PUESTA
A TIERRA (SPAT)
• Dimensionado de los sistemas de
puesta a tierra a frecuencia
industrial (SPAT)
• El diseño de los sistemas de puesta a
tierra debe reunir estos cuatro requisitos:
1) Asegurar la resistencia mecánica y la
resistencia a la corrosión del SPAT.
2) Resistir, desde un punto de vista
térmico, la máxima corriente de falla a
tierra probable (normalmente obtenida
por cálculo).
3) Evitar los daños a los bienes y al
equipamiento eléctrico y electrónico
puestos a tierra.
4) Proteger a las personas de los efectos de
las tensiones que aparecen en los
sistemas de puesta a tierra durante la
• Los parámetros significativos para el
dimensionado del sistema de puesta a
tierra son los siguientes:
• Las características del terreno (suelo).
• El valor de la corriente de falla.
• Estos parámetros eléctricos
dependen principalmente del
método de puesta a tierra del
neutro del sistema de media
tensión.
• En una instalación que emplea diferentes
niveles de tensión se deben cumplir los
cuatro requisitos en cada sistema de alta
tensión. No es necesario considerar fallas
simultáneas en sistemas de tensión
Ejemplo de tensiones, corrientes y
resistencias en contactos a tierra en un poste (Figura 2 IRAM 2281-4)
Ejemplo de corrientes, tensiones y resistencias en contactos a tierra en una subestación de
Cable con una envoltura metálica continua aislada pero con ambos extremos expuestos. La envoltura está conectada a tierra en la subestación
UE Subida del potencial a tierra
USS Tensión de paso
UST Fuente de tensión de contacto
UTST Fuente de tensión de contacto transferida,
si la envoltura no está puesta a tierra en el extremo remoto
UTSTE Fuente de tensión de contacto transferida, si la envoltura está puesta a tierra también en el extremo remoto
Potencial de superficie de tierra
Ejemplos de la variación de potencial de superficie de la tierra y de las tensiones en caso de electrodos de tierra portadores de corriente (estado dinámico) (Figura 2.1 de UNE 207003: 2000)
Ejemplo de red de tierra en una subestación transformadora a la
intemperie Referencias:
jabalina de PAT con cámara de inspección descargador de sobretensiones de línea aérea de AT seccionador de la interruptor de potencia transformador de tensión
seccionador del transformador de potencia
“chicote” (conexión a la red de PAT de mallas (9 x 6 = 54) con 12 jabalinas)
Esquema de las jabalinas de acero-cobre acoplables con sus accesorios (Figura 1 de la
Resistencia de dispersión o de puesta a tierra Rj = Rpat medida a la profundidad de hincado Lj de una JVR
(jabalina redonda vertical) (IRAM 2309)
La Rj = Rpat (Lj) representada por la recta AMB y las rectas AC de Rpat calculada para ρ ≈ 14 Ωm = constante (suelo
homogéneo) y la recta DB para ρs ≈ 18 Ωm = constante
• El concepto de Pierre G. Laurent sobre la aproximación al valor verdadero o exactitud de las fórmulas de cálculo de puesta a tierra dice:
• “Las incertidumbres sobre la resistividad del suelo y sus variaciones estacionales, las heterogeneidades de los
terrenos y la calidad más o menos buena de los contactos electrodo-terreno hacen que, en la práctica, no se pueda pretender calcular las tomas de tierra. A lo sumo,
cuando se tiene una idea sobre las resistividades, se puede predeterminar el orden de magnitud de sus resistencias y de sus gradientes de potencial en su proximidad o,
inversamente, evaluar el orden de magnitud a darles para mantener resistencias y gradientes dentro de los límites apropiados”.
• Comentarios generales sobre la verificación
y la supervisión de los sistemas de puesta a
tierra
a) Verificación mediante inspección
El estado de algunos de los componentes de ciertos
sistemas de puesta a tierra debe verificarse periódicamente mediante inspección (por ejemplo cada 5 años)
b) Verificación mediante mediciones (o cálculos) Las mediciones (o los cálculos) de las impedancias
(resistencias) de la puesta a tierra o de las tensiones de contacto pueden ser necesarias después de grandes
Mapa orientativo de
resistividades eléctricas de
suelos
Precipitación media
anual
Superposición de isohietas
y líneas de igual
resistividad eléctrica de
suelos
Normas argentinas actuales
• Vocabulario de puesta a tierra.
• Procedimientos para Puesta a Tierra.
• Materiales para Puesta a Tierra.
• IRAM 2455-195 Vocabulario de
Puesta a Tierra
Vocabulario Electrotécnico Internacional.
Versión argentina. Capítulo 195. Puesta a
tierra y protección contra los choques
eléctricos.
Versión en castellano, portugués, inglés,
francés, alemán e italiano.
• Procedimientos para Puesta a tierra
• IRAM 2281-1 Generalidades.
• IRAM 2281-2 Mediciones.
• IRAM 2281-3 Instal. de baja tensión.
• IRAM 2281-4 Centrales, suestacio. y redes
• IRAM 2281-7 Hospitalarias.
• IRAM 2281-8 Alumbrado exterior.
• IRAM 2379 Esquemas de conexión.
• IRAM 2281-1 Generalidades
• Da una guía sobre los métodos por adoptar para
poner a tierra un sistema eléctrico con el fin de
proteger la vida humana y animal, los bienes y
los sistemas eléctricos, en ese orden.
Se aplica a puesta a tierra de conductores,
equipos y aparatos eléctricos conectados a la red
eléctrica y a otras instalaciones eléctricas.
• IRAM 2281-2 Guía de mediciones de
magnitudes de puesta a tierra
• Describe técnicas de medición de la resistencia de
dispersión a tierra, la resistividad del suelo y los
gradientes de potencial resultantes de las
corrientes dispersadas al suelo.
Asiste al ingeniero y al técnico para obtener
información precisa de los valores medidos en el
campo.
• IRAM 2281-3 Instalaciones
industriales y redes de baja tensión
• Especifica las características esenciales que
deben reunir las P.A.T. de protección de las
personas, animales y bienes de las instalaciones
eléctricas de baja tensión, para prevenir los
efectos patológicos en el cuerpo humano, en los
animales y los daños contra la propiedad que
• 2281-4 Centrales, subestaciones y redes
• Da un código de práctica para la construcción y aplicación de la P.A.T. en instalaciones con tensiones alternas nominales
mayores que 1 kV con frecuencias de servicio menores que 100 Hz.
No se aplica a:
Instalaciones en explotaciones mineras. Instalaciones de Rx.
Estructuras de instalaciones de tubos fluorescentes que funcionen con tensiones mayores 1000 V.
Instalaciones de efluvios electrostáticos. Instalaciones eléctricas de pesquería. Instalaciones de electrofiltros.
• IRAM 2281-7 Instalaciones de puesta
a tierra y seguridad eléctrica en
hospitales
• En estudio y con un posible estudio
conjunto con la AEA
• 2281-8 Puesta a tierra de columnas,
de torres y otros sistemas de
alumbrado exterior
• Especifica características esenciales de las puestas a tierra de protección de las personas, animales y bienes de las instalaciones de alumbrado exterior de baja tensión para prevenir efectos dañinos causados por la corriente eléctrica. Se aplica a instalaciones de alumbrado exterior sobre
columnas de acero u hormigón o columnas de material aislante y también a luminarias suspendidas por cables tensores u otros dispositivos de sujeción a paredes.
• IRAM 2379 Sistemas (redes) de distribución y
de alimentación eléctrica en corriente
alterna. Clasificación de los esquemas de
conexiones (puestas) a tierra de las redes de
distribución y de alimentación de las masas
de las instalaciones eléctricas en baja
tensión. (Tensiones nominales hasta 1000 V).
Clasifica los esquemas de conexiones (o puestas) a tierra de los sistemas (redes) de distribución de energía eléctrica en corriente alterna de baja tensión.
• Materiales para puesta a tierra
• IRAM 2309 Jabalinas de acero-cobre.
• IRAM 2310 Jabalinas de acero cincado.
• IRAM 2314 Jabalina electroquímica.
• IRAM 2315 Soldadura cuproaluminotérmica.
• IRAM 2466 Alambres de acero-cobre.
• IRAM 2467 Cables de acero-cobre.
• IRAM 2443 Morsetería para puesta a tierra.
• IRAM 2449 Conectores a compresión.
• IRAM 2309 Jabalina cilíndrica de Ac/Cu
• Da los requisitos que deben cumplir las jabalinas como los accesorios de puesta a tierra constituidas por varillas
acoplables o cilíndricas de acero metalúrgicamente unido a una capa de cobre para mejorar la resistencia de contacto a tierra y su protección contra la corrosión.
Se aplican a cualquier terreno, especialmente para los
corrosivos y para los de alta resistividad en los que puede ser necesario el uso de varias jabalinas en paralelo o bien
acopladas para alcanzar la profundidad de hincado que permita obtener la resistencia de tierra de la instalación.
• IRAM 2310 Jabalina cilíndrica de
acero cincado y sus accesorios
Especifica los requisitos que deben cumplir los electrodos de PAT constituidos por varillas cilíndricas lisas o
acoplables, construidas con acero revestido de una capa de cinc, para su protección contra la corrosión y para mejorar su resistencia de contacto.
Al instalar estas jabalinas se recomienda constatar que la agresividad del terreno al cinc y al acero no reduzca la duración de la aptitud eléctrica que se espera de las jabalinas.
• IRAM 2314 Jabalina electroquímica
(electrodo dinámico electrolítico) y sus
accesorios
• Establece requisitos que deben cumplir tanto las jabalinas
electroquímicas como sus accesorios. Están constituidas por un tubo de cobre hueco y un compuesto químico pastoso de alta conductividad que actúa de interface suelo-electrodo, en el lugar de la instalación.
Se utilizan en PAT de servicio y de protección de las instalaciones de alta, media y baja tensión, electrónica digital, pararrayos, etc.
Por a la baja impedancia que se logra se utiliza donde se necesita dispersar corrientes pulsantes de altas frecuencias tanto en alta como baja tensión. Son para todo tipo de
terrenos especialmente para los corrosivos y para altas resistividades.
• IRAM 2315 Soldadura
cuproaluminotérmica
• Especifica las uniones soldadas entre los distintos
elementos que constituyen o son parte de una instalación eléctrica tales como: sistemas, redes, mayas o electrodos de PAT de protección o de servicio, elementos conductores en instalaciones fijas de alta, media y baja tensión, de
tracción ferroviaria, de telecomunicaciones, de descargas atmosféricas, de protección catódica, etc.
