Puesta a tierra · Electricidad

Idea clave

La puesta a tierra une las masas metálicas con el terreno sin ninguna protección intercalada, para que una corriente de defecto se vaya a tierra y nadie quede expuesto a una tensión peligrosa. Tiene cuatro partes: toma de tierra (electrodos enterrados), conductor de tierra, borne principal con su dispositivo de medida y conductores de protección hasta cada masa. Su resistencia tiene que impedir tensiones de contacto de más de 50 V (24 V en locales conductores), se calcula con la resistividad del terreno y se mide cada año.

Diagrama

Partes de la instalación de puesta a tierra (ITC-BT-18, ap. 3)

flowchart BT
  T["Toma de tierra<br/>picas, anillo, placas<br/>≥ 0,50 m de profundidad"] --> CT["Conductor de tierra<br/>enterrado: 16 o 25 mm² Cu"]
  CT --> DM["Dispositivo de medida<br/>(borne de medida)<br/>desmontable con herramienta"]
  DM --> BP["Borne principal de tierra"]
  BP --> PE["Conductores de protección<br/>hasta cada masa"]
  BP --> EQ["Conductores de<br/>equipotencialidad principal<br/>agua, gas, calefacción"]
  PE --> M["Masas de los aparatos<br/>bases de enchufe, puntos de luz"]

En un edificio de viviendas (ITC-BT-26, ap. 3)

flowchart LR
  AN["Anillo de cobre desnudo<br/>en la cimentación<br/>+ picas si hace falta"] --> PP["Puntos de puesta a tierra<br/>CGP · contadores · ascensores"]
  PP --> LP["Línea principal de tierra<br/>≥ 16 mm² Cu<br/>junto a la LGA"]
  LP --> DV["Derivaciones<br/>junto a cada DI"]
  DV --> CU["Bornes de tierra<br/>del cuadro de la vivienda"]
  CU --> PEV["PE de todos los circuitos"]

Explicación

Qué es y para qué sirve (ITC-BT-18, ap. 2)

La unión eléctrica directa, sin fusibles ni protección alguna, de una parte del circuito o de una masa con el terreno, mediante electrodos enterrados. Sirve para dos cosas:

que no aparezcan diferencias de potencial peligrosas en el edificio y en el terreno de alrededor;
que las corrientes de defecto y las de descargas atmosféricas puedan pasar a tierra.

En una vivienda TT es la mitad de la protección contra contactos indirectos: la otra mitad es el diferencial (Protección contra contactos directos e indirectos).

Toma de tierra (ITC-BT-18, ap. 3.1)

Electrodos: barras y tubos (picas), pletinas y conductores desnudos, placas, anillos o mallas, y las armaduras del hormigón (no las pretensadas).
Profundidad mínima: 0,50 m, y suficiente para que la sequía o el hielo no suban la resistencia.
Materiales que no se corroan hasta comprometer el diseño.
Nunca se usan como toma de tierra las tuberías de agua, gas, líquidos inflamables o calefacción.

Conductores de tierra (ITC-BT-18, ap. 3.2)

Unen la toma de tierra con el borne principal. Enterrados, con las secciones mínimas de la tabla 1:

	Protegido mecánicamente	No protegido mecánicamente
Protegido contra la corrosión	Como un conductor de protección (ap. 3.4)	16 mm² cobre o 16 mm² acero galvanizado
No protegido contra la corrosión	25 mm² cobre o 50 mm² hierro	25 mm² cobre o 50 mm² hierro

Borne principal y dispositivo de medida (ITC-BT-18, ap. 3.3)

Al borne principal de tierra llegan los conductores de tierra, los de protección, los de equipotencialidad principal y los de tierra funcional.
En los conductores de tierra, en un lugar accesible, un dispositivo para medir la resistencia de la toma: desmontable solo con herramienta, seguro y que asegure la continuidad. Es el borne de medida o puente de comprobación que se abre para medir con el telurómetro (Mediciones reglamentarias).

Conductores de protección (ITC-BT-18, ap. 3.4)

Unen las masas con el conductor de tierra. Su sección (tabla 2), si son del mismo material que los de fase:

Sección de fase S	Sección mínima del conductor de protección
S ≤ 16 mm²	S (igual que la fase)
16 < S ≤ 35 mm²	16 mm²
S > 35 mm²	S/2

Si el conductor de protección no va con los activos, como mínimo 2,5 mm² con protección mecánica y 4 mm² sin ella.
Si es común a varios circuitos, se dimensiona con la mayor sección de fase.
No pueden ser conductores de protección las tuberías de agua o gas ni las estructuras metálicas.
No se intercala ningún aparato en el conductor de protección, y las masas no se conectan en serie: cada una con su derivación.

Equipotencialidad (ITC-BT-18, ap. 8)

Principal: une con el borne principal las canalizaciones metálicas que entran al edificio. Sección: la mitad del mayor conductor de protección, con un mínimo de 6 mm² (puede bajarse a 2,5 mm² si es de cobre).
Suplementaria: entre una masa y un elemento conductor próximo, con la mitad de la sección del conductor de protección de esa masa. Es la de los baños (ITC-BT-27 · Locales que contienen una bañera o ducha).

Resistencia de la toma de tierra (ITC-BT-18, ap. 9)

Tiene que impedir que una masa dé tensiones de contacto de más de 24 V en un local o emplazamiento conductor y de 50 V en los demás casos. Si no se consigue, la falta se elimina rápido con un dispositivo de corte adecuado: en la práctica, el diferencial, con $R_A \cdot I_{\Delta n} \leq U$ (ITC-BT-24 · Protección contra los contactos directos e indirectos, ap. 4.1.2).

La resistencia depende sobre todo de la resistividad del terreno (ρ, en Ω·m):

Terreno (tabla 4)	ρ media
Cultivable y fértil, terraplén compacto y húmedo	50 Ω·m
Terraplén cultivable poco fértil y otros	500 Ω·m
Suelo pedregoso desnudo, arena seca permeable	3000 Ω·m

La tabla 3 da rangos más detallados: de unas pocas unidades en terrenos pantanosos a 10 000 Ω·m en granito.

Fórmulas aproximadas (tabla 5):

Electrodo	Resistencia
Pica vertical de longitud L	$R = \dfrac{\rho}{L}$
Conductor enterrado horizontal de longitud L	$R = \dfrac{2 \rho}{L}$
Placa enterrada de perímetro P	$R = \dfrac{0{,}8 \rho}{P}$

Pica o anillo en terreno de 500 Ω·m

Una pica de 2 m: $R = 500 / 2 = 250\ \Omega$ . Con diferencial de 30 mA: $250 \cdot 0{,}03 = 7{,}5$ V. Cumple.
El anillo de un edificio, 100 m de cobre desnudo en la cimentación: $R = 2 \cdot 500 / 100 = 10\ \Omega$ .

Las fórmulas solo dan una primera aproximación. Con la medida se puede calcular al revés la resistividad real del terreno, útil para obras posteriores en la misma zona.

Tomas independientes y centros de transformación (ITC-BT-18, ap. 10 y 11)

Dos tomas son independientes si, cuando una deriva su máxima corriente de defecto, la otra no supera 50 V respecto a un punto lejano.
La tierra de las masas de la instalación no se une a la de las masas de un centro de transformación. Sin canalizaciones metálicas que las comuniquen y separadas al menos 15 m en terrenos de menos de 100 Ω·m.

Revisión (ITC-BT-18, ap. 12)

Se comprueba al dar de alta la instalación y al menos una vez al año, en la época en que el terreno esté más seco, se mide su resistencia y se reparan los defectos con urgencia.

En edificios de viviendas (ITC-BT-26, ap. 3)

Toma de tierra en obra nueva: en el fondo de las zanjas de cimentación, antes de hormigonar, un cable rígido de cobre desnudo formando un anillo cerrado por todo el perímetro, con picas si hace falta bajar la resistencia. Se une a la estructura metálica o a los hierros principales, al menos uno por zapata, con soldadura aluminotérmica o autógena. En rehabilitación, electrodos en patios o jardines.
Se conectan a tierra las masas metálicas importantes, los depósitos de gasóleo, la calefacción general, las instalaciones de agua y de gas canalizado y las antenas.
Puntos de puesta a tierra: en la centralización de contadores, en la base de los ascensores, junto a la CGP y donde haya servicios generales que lo necesiten.
Línea principal de tierra: de cobre, con la sección de los conductores de protección y 16 mm² como mínimo, por las mismas canalizaciones que la LGA. Las derivaciones, junto a las derivaciones individuales.
Conductores de protección en todos los circuitos de la vivienda, hasta cada punto de utilización.
En el cuadro, bornes o pletina para los conductores de protección y una placa del instalador con su nombre, la fecha y la intensidad del IGA (ap. 5).

Fórmulas

Magnitud	Fórmula	Unidad
Pica vertical	$R = \rho / L$	Ω
Conductor enterrado	$R = 2 \rho / L$	Ω
Placa enterrada	$R = 0{,}8 \rho / P$	Ω
Condición con diferencial en TT	$R_A \leq U / I_{\Delta n}$ (U = 50 V, o 24 V en local conductor)	Ω
Conductor de protección	S ≤ 16 → S · 16 < S ≤ 35 → 16 · S > 35 → S/2	mm²
Equipotencial principal	≥ mitad del mayor PE, mínimo 6 mm²	mm²

Qué dice el REBT

ITC-BT-18: puesta a tierra

Definición (ap. 2); tomas de tierra a 0,50 m como mínimo y sin usar tuberías (ap. 3.1); conductores de tierra (ap. 3.2, tabla 1); borne principal y dispositivo de medida (ap. 3.3); conductores de protección (ap. 3.4, tabla 2); equipotencialidad (ap. 8); resistencia, 24 o 50 V y fórmulas (ap. 9); separación de la tierra de un CT (ap. 11); revisión anual (ap. 12). Ver ITC-BT-18 · Instalaciones de puesta a tierra.

ITC-BT-26, ap. 3: edificios de viviendas

Anillo de cobre desnudo en la cimentación, elementos a conectar, puntos de puesta a tierra, línea principal de 16 mm² como mínimo y conductores de protección en todos los circuitos. Ver ITC-BT-26 · Viviendas: prescripciones generales de instalación.

En la práctica

Errores típicos

Usar la tubería de agua como toma de tierra o como conductor de protección: está prohibido. La tubería sí se une al borne principal, pero como equipotencialidad.
Masas en serie: encadenar el PE de un aparato al siguiente. Si se suelta uno, se quedan sin tierra todos los de detrás.
Intercalar un interruptor o un fusible en el conductor de protección.
Medir la tierra en verano y en invierno y quedarse con el mejor valor: se mide en la época más seca, que es el peor caso.
Unir la tierra del edificio con la del centro de transformación que está en el mismo solar.
Olvidar el borne de medida: sin él no se puede medir la toma sola.

Para practicar

Test: Test · Instalaciones interiores
Flashcards: Flashcards · Instalaciones interiores
Casos prácticos: CP13 · Toma de tierra de una vivienda unifamiliar
Simulador: la vivienda E del simulador de mediciones tiene una pica de 1900 Ω en terreno pedregoso.
Relacionado: Protección contra contactos directos e indirectos · Mediciones reglamentarias · ITC-BT-18 · Instalaciones de puesta a tierra · ITC-BT-26 · Viviendas: prescripciones generales de instalación