Una falla a tierra no avisa cu\u00e1ndo ocurrir\u00e1. Puede presentarse durante una descarga atmosf\u00e9rica, una falla de aislamiento o una maniobra en equipos de potencia, y sus consecuencias alcanzan a las personas, la continuidad operativa y los activos cr\u00edticos. Esta gu\u00eda para sistemas de puesta a tierra establece los criterios que deben revisarse al dise\u00f1ar, instalar y verificar una soluci\u00f3n para instalaciones industriales, comerciales, de telecomunicaciones e infraestructura p\u00fablica en M\u00e9xico.<\/p>\n
Un sistema de tierra f\u00edsica no se resuelve con la colocaci\u00f3n aislada de una varilla. Es un conjunto de conductores, electrodos, uniones, barras, conexiones equipotenciales y, cuando aplica, elementos de protecci\u00f3n contra descargas atmosf\u00e9ricas. Su desempe\u00f1o depende de la ingenier\u00eda del proyecto, de las condiciones reales del terreno y de la calidad de la ejecuci\u00f3n.<\/p>\n
La funci\u00f3n principal es proporcionar un camino controlado para las corrientes de falla y limitar tensiones peligrosas entre partes met\u00e1licas accesibles. Al mismo tiempo, permite que los dispositivos de protecci\u00f3n detecten y despejen una falla en condiciones previsibles. En instalaciones con equipos electr\u00f3nicos, comunicaciones o automatizaci\u00f3n, tambi\u00e9n contribuye a reducir diferencias de potencial que pueden afectar la operaci\u00f3n y la integridad de los equipos.<\/p>\n
No todos los sistemas tienen el mismo objetivo ni la misma configuraci\u00f3n. La tierra de una subestaci\u00f3n, la de una torre de telecomunicaciones, la de un centro de datos y la de un arco carretero parten de riesgos y cargas distintas. Por ello, copiar una soluci\u00f3n de otro sitio sin estudiar suelo, cortocircuito, geometr\u00eda y equipos conectados puede generar una instalaci\u00f3n aparentemente terminada, pero insuficiente ante una condici\u00f3n de falla real.<\/p>\n
El dise\u00f1o debe atender la normatividad aplicable, las especificaciones particulares del proyecto y los criterios de la entidad suministradora cuando correspondan. En M\u00e9xico, la NOM-001-SEDE aplicable<\/a> es una referencia central para las instalaciones el\u00e9ctricas. Para infraestructura de energ\u00eda, las exigencias del proyecto, las especificaciones de CFE y referencias t\u00e9cnicas como IEEE pueden definir c\u00e1lculos, m\u00e9todos de prueba y niveles de desempe\u00f1o adicionales.<\/p>\n El punto de partida es conocer la resistividad del terreno. Este valor no es uniforme por el simple hecho de estar dentro de un mismo predio. Cambia con la estratigraf\u00eda, humedad, temperatura, compactaci\u00f3n, presencia de roca y sales naturales. Una medici\u00f3n realizada en superficie o en un solo punto no siempre representa las capas que influir\u00e1n en el comportamiento de la malla.<\/p>\n La resistividad se determina mediante m\u00e9todos de campo adecuados, como el arreglo de cuatro puntas, con separaciones que permitan interpretar el suelo a distintas profundidades. Los resultados deben documentarse y emplearse para definir el modelo de terreno. Con esa informaci\u00f3n se eval\u00faa si bastan electrodos verticales, si se requiere una malla enterrada, si conviene ampliar el \u00e1rea de dispersi\u00f3n o si es necesario utilizar materiales mejoradores de suelo.<\/p>\n El segundo dato cr\u00edtico es la corriente de falla y su tiempo de despeje. Una red de tierra debe soportar t\u00e9rmicamente la energ\u00eda asociada a una falla sin degradar sus conductores ni conexiones. Tambi\u00e9n debe controlar las tensiones de paso y de contacto. La primera se presenta entre los pies de una persona al caminar sobre una zona energizada; la segunda ocurre al tocar una estructura met\u00e1lica mientras se est\u00e1 de pie sobre el terreno.<\/p>\n El valor de resistencia a tierra es relevante, pero no debe revisarse de forma aislada. Un n\u00famero bajo no garantiza por s\u00ed mismo una instalaci\u00f3n segura. En una subestaci\u00f3n<\/a>, por ejemplo, la distribuci\u00f3n del potencial en la superficie, la geometr\u00eda de la malla y la interconexi\u00f3n de estructuras pueden ser tan determinantes como el valor de resistencia medido. El criterio correcto depende del tipo de instalaci\u00f3n y de su an\u00e1lisis de riesgo.<\/p>\n La malla de tierra se dise\u00f1a considerando el \u00e1rea a proteger, la ubicaci\u00f3n de equipos, cercas, estructuras met\u00e1licas, registros, transformadores y trayectorias de cables. Los conductores enterrados forman una red que ayuda a distribuir la corriente de falla y a disminuir gradientes de potencial. Los electrodos verticales pueden complementar esa red al alcanzar estratos con mejores condiciones de conductividad.<\/p>\n La equipotencialidad es igual de relevante. Las masas met\u00e1licas que puedan energizarse por una falla deben integrarse al sistema: gabinetes, soportes, estructuras, charolas, postes, torres, cercas y carcasas de equipos, seg\u00fan el alcance del proyecto. Una estructura aislada de la red principal puede mantener una diferencia de potencial peligrosa, aunque existan electrodos cercanos.<\/p>\nDise\u00f1o de sistemas de puesta a tierra: variables cr\u00edticas<\/h2>\n
Geometr\u00eda, interconexi\u00f3n y equipotencialidad<\/h3>\n