SlideShare ist ein Scribd-Unternehmen logo
1 von 24
Downloaden Sie, um offline zu lesen
Introducción

Cuando se crea un proyecto para alguna empresa o se asesora sobre la
conexión de redes (LAN y Eléctrica) muchas veces nos topamos con la
sorpresa de que la consideración de la puesta a tierra es la menos importante,
algunos creen que teniendo un buen estabilizador, supresor de picos y
conectando un cable al fierro de construcción del vecino el problema está
resuelto, otros piensan que solo se debe utilizar para las zonas con tormentas
eléctricas o para empresas muy grandes.
Aun cuando todas estas personas conocen que los sistemas eléctricos
deben ser conectados a tierra esta práctica no está muy extendida, no solo las
grandes redes o mega centros informáticos necesitan puesta a tierra también la
electrónica cacera lo utiliza.
Los sistemas de puesta a tierra deben ser diseñados para asegurarse
que, durante una falla a tierra, los potenciales tanto en el terreno como en los
conductores conectados al electrodo de tierra o en los conductores expuestos
en la cercanía, estén dentro de los límites apropiados, en el Venezuela las
disposiciones reglamentarias y las normas técnicas están manejadas por el
Código Nacional de Electricidad.
La puesta a tierra de instalaciones eléctricas está relacionada en primer
lugar con la seguridad. El sistema de puesta a tierra se diseña normalmente
para cumplir dos funciones de seguridad. La primera es establecer conexiones
equipotenciales, la segunda función de un sistema de puesta a tierra es
garantizar que, en el evento de una falla a tierra, toda corriente de falla que se
origine, pueda retornar a la fuente de una forma controlada. Por una forma
controlada se entiende que la trayectoria de retorno está predeterminada, de tal
modo que no ocurra daño al equipo o lesión a las personas.
¿QUÉ ES UNA TIERRA FÍSICA O PUESTA A TIERRA?
Una tierra física se define como un sistema de conexión formado por
electrodos y líneas de tierra de una instalación eléctrica.
Generalmente el término es usado para hacer referencia a una red o
conexión de seguridad que debe instalarse en los centros de trabajo o en
cualquier lugar donde se tenga equipo eléctrico o electrónico, ya que de
improviso surgen descargas ya sean por fenómenos naturales como los rayos
o artificiales como sobre cargas, interferencias o incluso errores humanos, es
por eso que una instalación de puesta a tierra tiene como función forzar o
drenar al terreno las intensidades de corriente nocivas que se puedan originar.
En pocas palabras consiste en la conexión de equipos eléctricos u
electrónicos a tierra, esto es pasando por el cable hasta llegar al terreno donde
se encuentra una pieza de metal llamada electrodo en donde se hace la
conexión mediante la cual circula la corriente no deseada o las descargas
eléctrica evitando que se dañen aparatos, maquinaria o personas.
Instalación de Tierra física
La instalación a Tierra física se realiza en el terreno inmediato donde se
hizo la instalación del equipo con la finalidad de que al originarse las descargas
ya mencionadas, estas sean confinadas en forma de ondas para que se
dispersen en el terreno subyacente y la carga que fluye hacia la tierra física se
disipe.
El tipo de instalación dependerá del tipo de terreno y el uso de energía de cada
lugar.
Tipos de Instalación
Electrodo de varilla de cobre, de un diámetro nominal no menor de 12
mm y de longitud no menor de 2,0 m, la profundidad mínima a la cual debe
introducirse es de 2,5 m.
Si se encuentra roca a menos de 1,25 m de profundidad, el electrodo
debe enterrarse horizontalmente.
Este es el tipo más utilizado en nuestro medio, no necesariamente es el
adecuado para nuestra instalación, siempre es necesario ir donde un técnico
que analice el proyecto y realice los cálculos necesarios.

Electrodo embutido en una fundación o cimiento de concreto, por lo
menos a 5 cm de la base que está en contacto directo con la tierra. El electrodo
consiste de un conductor de cobre desnudo de por lo menos 6 m de longitud y
de una sección no menor de 25 mm2.
Electrodo compuesto de un conductor de cobre desnudo enterrado
horizontalmente a una profundidad no menor de 0,75 m. El electrodo consiste
de un conductor de cobre desnudo de por lo menos 10 m de longitud y de una
sección no menor de 35 mm2.

Otros tipos de Instalación:
Placas
Los electrodos de placa son de cobre o de acero galvanizado. Las
planchas de acero galvanizado tienen un mínimo de 3 mm de espesor y son
cuadradas de 915 ó 1220 mm por lado. Las planchas de cobre son típicamente
cuadradas de 600 mm ó 900 mm de lado y entre 1,6 mm y 3 mm de espesor.
Mallas de tierra
Es un reticulado formado por la unión de conductores horizontales,
normalmente según direcciones perpendiculares y uniformemente espaciados,
incluyendo

eventualmente

conductores

verticales

(barras).

Se

utiliza

especialmente cuando el objetivo principal de la puesta a tierra es mantener un
control de potenciales en la superficie del terreno, con un bajo valor de
resistencia.

Electrodo activo.
Consiste de un tubo de cobre llenado parcialmente con sales o
sustancias conductivas, con perforaciones en los extremos superior (para
ventilación) e inferior (para drenaje) y sellados ambos extremos con tapas.
La humedad existente en el aire ingresa por las perforaciones de
ventilación, entra en contacto con la sal o sustancia conductiva formando una
solución electrolítica que escurre hacia la parte inferior del tubo y fluye a través
de las perforaciones de drenaje hacia el suelo circundante, mediante osmosis.
De este modo, el electrolito forma «raíces» en el terreno que lo rodea, las
cuales ayudan a mantener su impedancia en un nivel bajo.
Es una alternativa atractiva cuando no se dispone de mucho terreno y se
desea obtener bajo valor de impedancia, (se estima del orden o inferior a 10
Ohms) pero tiene el inconveniente que requiere mantenimiento.

Existen más variedades de tipos de instalación sobre todo ahora que
todo se tecnifica existen soluciones de tipo trípode que son superiores,
cemento conductivo, etc. siempre es bueno consultar con un experto.
El tercer cable de tierras físicas.
El concepto de tierra física se aplica concretamente a un tercer cable o
alambre conductor que va conectado a la tierra o al suelo, éste se conecta en
el tercer conector de los tomacorrientes a los que se le llama polarizados.
En sí, una tierra física es todo un conjunto de elementos necesarios para una
adecuada instalación.
La tierra física protegerá a todo el equipo conectado a un tomacorriente
de cualquier sobrecarga que se pudiera originar y así mismo brindará
seguridad y tranquilidad a los habitantes de la casa.

Todo lo concerniente a este tema está regulado por la norma técnica
Peruana en el código nacional de electricidad, formulado por el ministerio de
energía y minas, a través de la dirección general de electricidad mediante
decreto ley Nº 119521, específicamente la información del tomo I aprobado por
resolución ministerial Nº 0285-78 EM/DGE del 19 de mayo de 1978 y del tomo
V aprobado por resolución ministerial Nº 139-82-EM/DGE del 02 de junio de
1982
Los medios digitales de la actualidad son una realidad del mundo
globalizado y hay información en línea o banda ancha que necesitan mayor
cuidado porque presentan algunas debilidades entre las cuales podemos
contar con la sensibilidad a los cambios bruscos en las condiciones de
operación, esto es a las perturbaciones en la alimentación eléctrica o a los
fenómenos eléctricos transitorios que se presentan o inducen en los sistemas
interconectados.

Para evitar y atenuar la peligrosidad de estas perturbaciones en la vida y
funcionamiento de los equipos, se ha previsto la estabilidad, continuidad de
funcionamiento y la protección de los mismos con dispositivos que eviten el
ingreso de estos transitorios a los sistemas en fracciones de segundo
(nanosegundos) y sean a tierra (SPAT), que es el primer dispositivo protector
no solo de equipo sensible, dispersados por una ruta previamente asignada
como es el sistema de puesta sino también de la vida humana evitando
desgracias o pérdidas que lamentar. La protección que son indesligables uno
de otro: los equipos protectores (pararrayos, filtros, supresores, TVSS, Vía de
Chispas, etc.) y el sistema dispersor o Sistema de Puesta eléctrica y
electrónica tiene pues dos componentes fundamentales, a Tierra (SPAT),
entendiéndose este como el pozo infinito donde ingresan corrientes de falla o
transitorios y no tienen retorno porque van a una masa neutra y son realmente
dispersados.

PROPIEDADES ELECTROMAGNÉTICAS DE LAS TIERRAS

Para entender cabalmente los fenómenos que acontecen en una puesta
a tierra es necesario tener en cuenta algunos conocimientos sobre las
propiedades eléctricas y magnéticas de los suelos y el comportamiento de los
mismos cuando se producen corrientes transitorias o de falla. Asimismo para
poder diseñar los sistemas de puesta a tierra será muy útil conocer en detalle
estos parámetros. La tierra (suelo, subsuelo) tiene propiedades que se
expresan fundamentalmente por medio de tres magnitudes físicas que son:
La resistividad eléctrica ρ (o su inversa la Conductividad σ).
La constante dieléctrica ε y
La permeabilidad magnética μ
El comportamiento físico de los suelos depende de las propiedades y
modo de agregación de sus minerales y de la forma, volumen y relleno
(generalmente agua y aire) de los poros. Además de estas relaciones conviene
estudiar el efecto que sobre dichas propiedades ejercen la presión y la
temperatura

RESISTIVIDAD DE SUELOS

Se sabe por física elemental que la resistencia R de un conductor alargado y
homogéneo de forma cilíndrica vale:
R = ρ l/s
donde: R = resistencia en Ω
ρ = resistividad en (Ω-metro)
l = longitud del conductor en metros m
s = sección en metros cuadrados

La resistividad es una medida de la dificultad que la corriente eléctrica
encuentra a su paso en un material determinado, pero igualmente se considera
la facilidad de paso, resultando así el concepto de, Conductividad, que
expresado numéricamente es inverso a la resistividad y se expresa en
siemens-metro de modo que: σ = 1/ρ

La resistividad es una de las magnitudes físicas de mayor amplitud de
variación, como lo prueba el hecho de que la resistividad del poliestileno supera
a la del cobre en 23 órdenes de magnitud.

TRANSITORIOS E INTERFERENCIAS
Los equipos electrónicos no trabajan satisfactoriamente cuando se
presentan transitorios o interferencias.
Transitorios.- La causa mayor de fallas de los componentes
electrónicos de los puertos de interconexión de datos, y los de control en bajo
Los transitorios se eliminan mediante componentes conectados a la
tierra del sistema. Las corrientes provocadas por las descargas atmosféricas
prefieren viajar por conductores metálicos más que por la simple tierra, porque
representan un camino de menor impedancia. Esto destruye el aislamiento.
Además, los rayos también causan una diferencia de potencial entre el blindaje
y los conductores internos que puede destruir componentes electrónicos en la
interconexión, ya que los cables y sus circuitos de conexión deben soportar los
voltajes máximos que se puedan obtener entre los extremos de los cables.
Cuando es muy grave el problema debido a estar interconectando los cables
dos sistemas de tierra diferentes, como en el caso de un sistema de control
distribuido, los conductores se prefieren del tipo de fibra óptica. Otra solución
utilizada es el interconectar los distintos sistemas de tierra de una industria o
edificio mediante conexiones a una red de tierra perimetral adicional, para
lograr el mismo potencial a tierra en cualquier lado.
voltaje, es el sobre-esfuerzo eléctrico que usualmente se origina en los
transitorios causados por: (1) las descargas atmosféricas; (2) por las
maniobras de interrupción de cargas inductivas, o; (3)

por descargas

electrostáticas. Este sobre-esfuerzo es causado por voltajes de una magnitud
de decenas de volts a varios miles de volts y, con duración de unas decenas de
nanosegundos a unas centenas de microsegundos. Los que se conocen
normalmente como "picos" de voltaje".
Ningún cable enterrado, ni siquiera de potencia, es inmune a los
transitorios provocados por los rayos.
Interferencia causada por armónicas.- Las armónicas se generan en
fuentes de poder de tipo conmutada de computadoras, y en los variadores de
frecuencia entre otros lugares. Su efecto en los equipos electrónicos se mitiga
incrementando calibres de conductores, cambiando el diseño y configuración del
transformador de alimentación y, usando filtros activos. Los filtros pasivos
compuestos de capacitores e inductores no son generalmente efectivos (excepto
como protección de bancos de capacitores) porque la frecuencia de corte del
filtro tiene que ser muy cercana a la fundamental, lo que es prácticamente
imposible de diseñar en un filtro de este tipo.
Interferencia en radiofrecuencia.- La interferencia por radiofrecuencia,
RFI por sus siglas en inglés, es causada principalmente por transmisiones
radiales. Sin embargo, este tipo de interferencia también es producida por los
componentes electrónicos trabajando a altas frecuencias. En los equipos
electrónicos su efecto se minimiza con un buen blindaje en cables y en los
mismos equipos. Aunque, la mejor manera de acabar con la RFI es blindar el
ruido directamente en su fuente. Los blindajes mencionados para ser efectivos
se deben conectar a la tierra del sistema.
Interferencia electromagnética.- Este tipo de interferencia, conocido por
sus siglas en inglés EMI, es ruido eléctrico que se convierte en un voltaje en un
sistema eléctrico. Sus fuentes son las mismas que generan la interferencia en
radiofrecuencia.

Este tipo de interferencia en los equipos electrónicos se corrige
conectando todo a una única puesta a tierra del sistema.

En resumen, los efectos en los equipos electrónicos de los transitorios y
de gran parte de los tipos de interferencias se eliminan mediante la conexión
adecuada de los componentes a una referencia de tierra.

CABLES, PANTALLAS Y CANALIZACIONES
Los blindajes de cables usualmente son de metal sólido o una película
plástica metalizada con un alambre guía. Para que sea efectiva la protección
de los cables internos contra los tipos de interferencias mencionados arriba, el
blindaje debe cubrir los conductores, ser continuo entre los extremos y debe
estar bien aterrizado.
Todos los cables blindados provocan un problema contradictorio. Para
mejorar su desempeño para bloquear la interferencia en altas frecuencias,
ambos extremos del blindaje deberían estar bien aterrizados. Sin embargo, a
menos que ambos extremos estén al mismo potencial, fluirá una pequeña
corriente a través del blindaje entre esos puntos. De ahí que, en la práctica, las
pantallas en sistemas electrónicos son conectadas únicamente en el extremo
más cercano al equipo de control, y se dejan completas y aisladas en el otro
extremo, normalmente el lado del sensor.
Similarmente una canalización metálica con cables que conduzcan
señales lógicas o de control se puede aislar en un extremo para evitar el
fenómeno de corrientes de tierra circulando por ella. Para ello, se emplea un
cople de PVC y, obviamente, el otro extremo continúa puesto a tierra de
acuerdo con los requisitos de la NOM-001-SEDE-2005{250-}.
Para eliminar la mayoría de los problemas por ruido eléctrico inducido en
los cables de señal y de control, se recomienda colocarlos a más de 1,5 m de
los cables de alta tensión o de gran potencia. Y cuando es necesario cruzarlos,
se recomienda que el cruce sea a 90 grados para eliminar cualquier inducción.
En el caso de las canalizaciones plásticas segmentadas - canaletas tipo
Panduit - que son para llevar fuerza y señal a computadoras, es necesario
conocer las condiciones bajo las cuales la canalización está aprobada, ya que
no todas las que existen en el mercado evitan que el ruido eléctrico de los
cables de fuerza cause una reducción en la velocidad de transmisión de datos.

PROTECTORES

DE

CABLES

DE

INSTRUMENTACIÓN

Y

DE

COMUNICACIONES.
Para controlar las descargas y los fenómenos transitorios, se añaden
dispositivos de protección a los cables que conectan entre sí los equipos de
computación, instrumentación y de comunicaciones.
Estos dispositivos desvían la corriente, bloquean la energía que viaja por
los conductores, filtran ciertas frecuencias, regulan voltajes o, realizan una
combinación de todas estas tareas.
Los protectores funcionan mejor, siempre y cuando se coloquen muy
cercanamente al sistema a proteger, ya así que tanto los protectores como el
equipo protegido permanecen al mismo potencial bajo condiciones de
transitorios.
Como familias de protectores tenemos:
a) Válvulas de gas
b) Filtros
c) Semiconductores
1. VÁLVULAS DE GAS.
Estos dispositivos se construyen de tal manera que la trayectoria de la
descarga sea de baja impedancia una vez que se sobrepase el nivel máximo
de voltaje. Como ejemplo tenemos las válvulas de gas, como son las lámparas
de neón.
Esta es la clase de protección más lenta pero la que puede manejar más
energía al menor costo.
Los protectores telefónicos son de esta clase.

2. FILTROS
Los filtros comunes contienen elementos pasivos, capacitores e
inductores, en configuración pasa-baja.
Muchos equipos de comunicaciones (faxes, modems, etc.) tienen este
tipo de protección en la conexión de potencia, en forma de una ferrita. Y, con
ella

protegen

el

aparato

de

ruido

eléctrico

de

alta

frecuencia.

3. SEMICONDUCTORES
Los dispositivos semiconductores son los arreglos más sofisticados. Son
más rápidos y baratos pero generalmente manejan menos energía que otras
alternativas de igual precio. Y debido a su rango limitado de operación y
características, estos dispositivos deben especificarse más precisamente. Nota:
Existen dispositivos electrónicos para proteger por corriente o por voltaje.
Las resistencias no lineales compuestas de óxidos de zinc en una matriz
de óxido de bismuto, llamados varistores, funcionan por voltaje y se
manufacturan para manejar un máximo de energía en joules o en wattsegundos. El dispositivo se selecciona para operar a un voltaje ligeramente
mayor que el máximo esperado de la fuente de voltaje. Cada varistor de óxido
metálico tiene una capacitancia inherente, lo cual crea algunos problemas en
señales de altas frecuencias (>135 MHz). Además, un varistor se degrada con
el tiempo en operación.
La protección con varistores es la más empleada actualmente, tanto en
las conexiones de fuerza como en las de los puertos de comunicaciones. Su
desventaja es que cuando se dañan por una descarga, los equipos quedan
desprotegidos porque fallan siempre abriendo el circuito de descarga.
Los diodos de tipo zener o, avalancha son dispositivos más rápidos que
los varistores pero no pueden manejar tanta energía como los últimos. Y, ya
que no pueden disipar energía, se les usa en ocasiones junto con válvulas con
gas, donde el diodo dispara primero y la gran energía se disipa en la válvula de
gas.
El circuito de un zener consiste de una resistencia o inductancia en serie
y el zener conectado en derivación con la carga. Si el rango del zener no es
excedido, este dispositivo no se degrada con el tiempo. Sin embargo, debido a
su limitada capacidad de corriente, un zener sin otro medio de protección se
daña irremediablemente.
La efectividad de estos dispositivos depende de la longitud de la conexión a
tierra (al chasís). La más corta es la mejor. Además, se debe tener precaución
en no unir los cables de entrada junto a los de salida del protector, por existir la
posibilidad de un acoplamiento inductivo entre ellos.
Modos de protección.El modo de protección depende de la conexión al circuito a proteger.
Unidades de protección de "modo diferencial" se conectan entre líneas y, los de
"modo común", entre los hilos de señal y tierra.
Como mínimo, un protector en "modo común" se debe colocar en cada
extremo del conductor.
Para cancelar el ruido inducido en "modo diferencial" en líneas de
instrumentación como en redes de comunicaciones se usan pares trenzados.
Así, el ruido se induce igualmente en ambos conductores cancelando el efecto.
Como los transitorios también son una forma de ruido, también se
inducen en los conductores. Cables multiconductores acoplan la energía del
transitorio a todos los pares de conductores del cable. Y como la energía
inducida es la misma, siendo un par o muchos, se disipa más energía en un
arreglo multiconductor.
Cuando existen más de 6 pares, se emplean protectores conectados en
derivación y, cuando son menos, en serie, por ser mayor la energía presente
por par. Los protectores en serie consisten de filtros como también de
supresores en derivación.
Todos los pares que no se usen de un cable multiconductor deben ser
conectados a tierra y así, la energía inducida en ellos, pasará directamente a
tierra.

Ejemplo de aplicación de Protectores: PLC.Para proteger Controladores Lógicos Programables (PLCs por sus siglas
en inglés), la protección estándar dada por varistores en derivación es
suficiente. Siempre y cuando no existan cables con señales que provengan de
lugares fuera del sistema de tierras al que está conectado el PLC.
Cuando se tienen señales provenientes de fuera del sistema de puesta a
tierra del PLC, se emplean protectores con aislamiento galvánico. Dichos
protectores aíslan eléctricamente la señal que no tiene la misma referencia de
tierra.
Debido a los requisitos de la puesta a tierra de los equipos eléctricos y
debido a la presencia de tuberías metálicas en una planta industrial, es
imposible aislar galvánicamente todas las trayectorias de tierra, y esto puede
crear lazos de corriente en equipos electrónicos con resultados nefastos. Si
éste es el caso, es probable que uniendo las redes de tierras por medio de una
red perimetral, y empleando protectores sin separación galvánica, y dejando la
pantalla sin conectar en un extremo, se resuelva el problema. La otra solución,
es por el momento, la que sugieren los fabricantes de equipos de controles
distribuidos y comunicaciones: emplear cables de fibra óptica del tipo sin
pantalla metálica.

PUESTA A TIERRA DE EQUIPOS ELECTRÓNICOS.
Existen cuatro esquemas de aterrizado de equipos electrónicos. Estos
son:
a) El convencional.
b) El esquema de tierra aislada.
c) Esquema de tierra aislada total.
d) Esquema de malla de referencia.

1. ESQUEMA CONVENCIONAL.
El esquema convencional utiliza únicamente las recomendaciones de
puesta a tierra de la NOM {250-} pero no incluye el uso de los contactos de
tierra aislada de la sección {250-74 Excepción 4}.

Este esquema encuentra su uso en las instalaciones de PCs donde
únicamente existe alumbrado y algún otro equipo eléctrico, tal como en los
pequeños comercios o en las viviendas. Pero, no es recomendado para las
instalaciones comerciales, educativas o industriales, porque:

a) Puede resultar excesivamente ruidoso el sistema de tierras.

b) Los transitorios pueden sobrepasar el nivel de aislamiento.
c) No es compatible con las recomendaciones de puesta a tierra de la
mayoría de los fabricantes de equipos electrónicos.
d) El alambrado puede resultar obsoleto cuando se cambien las tarjetas
y equipos por otros de una tecnología de mayor velocidad.

2. ESQUEMA DE TIERRA AISLADA

Este esquema es el más socorrido en la industria, y por la mayoría de
los proveedores de equipos electrónicos, porque reduce el ruido de modo
común, y está descrito en la NOM {250-74 Excepción 4}. En él, la puesta a
tierra del equipo es separada de la puesta a tierra de las canalizaciones, así
cualquier corriente espúrea no afecta a los equipos así conectados.

El ruido de modo común es toda señal no deseada que aparece en
todos los conductores de señal al mismo tiempo con respecto a la tierra.

El tipo de receptáculo (contacto) para este esquema es diferente, y, tiene
un triángulo de color naranja pintado en la placa para diferenciarlo de los
receptáculos normales.
La frase "tierra aislada" ha sido interpretada equivocadamente como de
una tierra separada,

Provocando en caso de falla precisamente un voltaje a tierra inseguro para las
personas y para los equipos.

En esta configuración se tiene una conexión a tierra relativamente libre
de ruido e interferencia para la referencia lógica de los aparatos y, es
complementada con la tierra de seguridad convencional del sistema de tierras
de potencia. Pero, tiene las siguientes limitaciones:

a) En altas frecuencias, la impedancia del conductor de tierra puede ser
demasiado alta para servir de buena conexión.
b) El acoplamiento no intencional de los dos sistemas de tierras (aislado
y de puesta a tierra de las canalizaciones) dentro de los aparatos o en
sus conexiones a cables blindados, puede causar lazos de corriente,
resultando en ruidos electrónicos que inutilizan el sistema aislado. Un
ejemplo de ese caso, es cuando la impresora está conectada al sistema
de tierra normal, y la computadora al sistema de tierra aislado.

3. ESQUEMA DE TIERRA AISLADA TOTAL
Este esquema consiste en conectar todas las computadoras, los
aparatos e instrumentos a tierra usando una configuración de estrella a partir
de un solo punto físico, el cual es un cabezal o placa de conexión -Existen
fabricantes de ellas-, el o la cual a su vez está conectada mediante un
conductor apropiado a la red general de tierras, de acuerdo con la norma NOM001-SEDE-2005.
Esta configuración es utilizada en los transmisores de comunicaciones
(radiodifusión, sitios celulares, etc.), donde es posible tener un mismo punto de
puesta a tierra para todos los equipos y para todas las pantallas de los cables.
Sin embargo, también tiene sus limitaciones:
a) Esta configuración puede ser difícil de crear en un ambiente industrial.
b) Todos los equipos cercanos deben conectarse de esta manera a
tierra o, se pueden tener lazos de corrientes.
c) Puede tener una impedancia en alta frecuencia muy alta, que en
términos prácticos, la puesta a tierra sea ineficaz. Este problema es
posible que no se tenga en la mayoría de equipos industriales, porque
no emplean muy altas frecuencias

4. ESQUEMA DE MALLA DE REFERENCIA.
La figura muestra esta configuración para una sala o centro de cómputo,
con piso falso de tipo celular. Observar que adicionalmente a la estrella
mencionada en el punto anterior, los equipos y partes metálicas estructurales
se conectan a este tipo de piso mediante trencillas, y que al ofrecer un plano de
referencia de tierra, baja la impedancia a tierra en todas las frecuencias.

En el mercado se conoce dicha malla como Signal Reference Grid
(SRG) y la comercializa la compañía Erico entre otras.
Sus limitantes son:
a) Muchos fabricantes de equipos electrónicos industriales no están de acuerdo
con su empleo.
b) En ambientes industriales, es difícil su implementación.

Consideraciones finales.No importa cual de los tres últimos métodos se emplee para la puesta a
tierra de los equipos electrónicos, la trayectoria de los cables es crucial.
Siempre conecte a tierra cada aparato por separado.
Los equipos en racks deben conectarse a tierra mediante cables, no
obstante se supondría que los perfiles del rack los pondrían a tierra, lo que no
siempre es real porque existen problemas de pintura y de montaje. Este cable
es mejor que sea forrado y de color verde para que no cortocircuito otros
cables.
El aterrizado de blindajes y el de cables de señal también deben ser
parte integral del diseño de sistemas de tierras.

CON TRANSFORMADOR DE AISLAMIENTO Y EQUIPOS DE AIRE
ACONDICIONADO

El diagrama muestra el caso de equipos de procesamiento de datos
(ADP en inglés) conectados en el mismo panel con unidades de aire
acondicionado. El resultado es desastroso para el buen funcionamiento de los
equipos de datos.

La solución es utilizar un transformador de aislamiento con puesta a tierra
local. Lo que la NOM menciona como sistema derivado.
La conexión a tierra de dicho sistema derivado puede hacerse
totalmente por separado del sistema de tierra de la acometida, de dos
maneras, tal como se muestra en los dos dibujos siguientes.

FINALIDAD DE LAS PUESTAS A TIERRA

Los objetivos principales de las puestas a tierra son:
1. Obtener una resistencia eléctrica de bajo valor para derivar a tierra
Fenómenos
Eléctricos Transitorios (FETs.), corrientes de falla estáticas y parásitas; así
como
ruido eléctrico y de radio frecuencia.
1. Mantener los potenciales producidos por las corrientes de falla dentro de los
límites de seguridad de modo que las tensiones de paso o de toque no sean
peligrosas para los humanos y/o animales.
2. Hacer que el equipamiento de protección sea más sensible y permita una
rápida
derivación de las corrientes defectuosas a tierra.
3. Proporcionar un camino de derivación a tierra de descargas atmosféricas,
transitorios y de sobretensiones internas del sistema.
4. Ofrecer en todo momento y por el tiempo de vida útil del SPAT (±20 años)
baja resistencia eléctrica que permita el paso de las corrientes de falla.
5. Servir de continuidad de pantalla en los sistemas de distribución de líneas
Telefónicas, antenas y cables coaxiales.

RECOMENDACIONES FINALES
Las máquinas electrónicas sofisticadas sean computadoras o máquinas de
proceso, pueden ser protegidas con las siguientes medidas:
1. Uso de circuitos totalmente dedicados, a través de un transformador de
aislamiento, o, de un circuito totalmente independiente desde la
acometida.
2. Colocar en cascada supresores de picos, para eliminar ruidos eléctricos.
3. Separar físicamente las máquinas de las fuentes de ruido como son las
soldadoras por arco, las máquinas de electroerosión y los variadores de
velocidad electrónicos sin reactores de línea.

Weitere ähnliche Inhalte

Was ist angesagt?

Instalacion de una tierra fisica
Instalacion de una tierra fisicaInstalacion de una tierra fisica
Instalacion de una tierra fisicaMarie Dreamars
 
16832767 sistema-pozo-a-tierra
16832767 sistema-pozo-a-tierra16832767 sistema-pozo-a-tierra
16832767 sistema-pozo-a-tierraGilber Cm
 
Los sistemas puesta a tierra y sus elementos
Los sistemas puesta a tierra y sus elementosLos sistemas puesta a tierra y sus elementos
Los sistemas puesta a tierra y sus elementosmarijoalbarran
 
Puesta a tierra
Puesta a tierraPuesta a tierra
Puesta a tierraJoan Pil
 
Tierra fisica
Tierra fisicaTierra fisica
Tierra fisicaJose Mora
 
Como instalar una tierra física
Como instalar una tierra físicaComo instalar una tierra física
Como instalar una tierra físicazayri
 
Centro de telecomunicaciones
Centro de telecomunicacionesCentro de telecomunicaciones
Centro de telecomunicacionesRuben Robles
 
Proyecto de sistemas puesta a tierra
Proyecto de sistemas puesta a tierraProyecto de sistemas puesta a tierra
Proyecto de sistemas puesta a tierraPaola Lucia Testa
 
Modulo 3 diseno de puesta a tierra
Modulo 3 diseno de puesta a tierraModulo 3 diseno de puesta a tierra
Modulo 3 diseno de puesta a tierraJuan Sanchez
 
Puesta a tierra
Puesta a tierraPuesta a tierra
Puesta a tierrajosaos76
 
Expocision sobre sistemas te protecion
Expocision sobre sistemas te protecionExpocision sobre sistemas te protecion
Expocision sobre sistemas te protecionFelipe Reyes
 
Sistema puesta a tierra
Sistema puesta a tierra Sistema puesta a tierra
Sistema puesta a tierra katherine
 
sistema de puesta a tierra
 sistema de puesta a tierra sistema de puesta a tierra
sistema de puesta a tierraMiguel Escalona
 
Puesta a tierra
Puesta a tierraPuesta a tierra
Puesta a tierraNoPaAM
 

Was ist angesagt? (20)

Instalacion de una tierra fisica
Instalacion de una tierra fisicaInstalacion de una tierra fisica
Instalacion de una tierra fisica
 
Liz pinedo pozo tierra
Liz  pinedo pozo tierraLiz  pinedo pozo tierra
Liz pinedo pozo tierra
 
16832767 sistema-pozo-a-tierra
16832767 sistema-pozo-a-tierra16832767 sistema-pozo-a-tierra
16832767 sistema-pozo-a-tierra
 
Qué es una tierra física
Qué es una tierra físicaQué es una tierra física
Qué es una tierra física
 
Los sistemas puesta a tierra y sus elementos
Los sistemas puesta a tierra y sus elementosLos sistemas puesta a tierra y sus elementos
Los sistemas puesta a tierra y sus elementos
 
Sistemas de Puesta a Tierra (ICA-Procobre, Sep 2015)
Sistemas de Puesta a Tierra (ICA-Procobre, Sep 2015)Sistemas de Puesta a Tierra (ICA-Procobre, Sep 2015)
Sistemas de Puesta a Tierra (ICA-Procobre, Sep 2015)
 
Polo a tierra cv
Polo a tierra cvPolo a tierra cv
Polo a tierra cv
 
Puesta a tierra
Puesta a tierraPuesta a tierra
Puesta a tierra
 
Tierra fisica
Tierra fisicaTierra fisica
Tierra fisica
 
Como instalar una tierra física
Como instalar una tierra físicaComo instalar una tierra física
Como instalar una tierra física
 
Centro de telecomunicaciones
Centro de telecomunicacionesCentro de telecomunicaciones
Centro de telecomunicaciones
 
Proyecto de sistemas puesta a tierra
Proyecto de sistemas puesta a tierraProyecto de sistemas puesta a tierra
Proyecto de sistemas puesta a tierra
 
Modulo 3 diseno de puesta a tierra
Modulo 3 diseno de puesta a tierraModulo 3 diseno de puesta a tierra
Modulo 3 diseno de puesta a tierra
 
Puesta a tierra
Puesta a tierraPuesta a tierra
Puesta a tierra
 
Expocision sobre sistemas te protecion
Expocision sobre sistemas te protecionExpocision sobre sistemas te protecion
Expocision sobre sistemas te protecion
 
Puesta a tierra
Puesta a tierraPuesta a tierra
Puesta a tierra
 
Sistema puesta a tierra
Sistema puesta a tierra Sistema puesta a tierra
Sistema puesta a tierra
 
Fundamentos de ing electrica
Fundamentos de ing electricaFundamentos de ing electrica
Fundamentos de ing electrica
 
sistema de puesta a tierra
 sistema de puesta a tierra sistema de puesta a tierra
sistema de puesta a tierra
 
Puesta a tierra
Puesta a tierraPuesta a tierra
Puesta a tierra
 

Ähnlich wie Actividad 1 miguel angel valecillos

Polo a tierra
Polo a tierraPolo a tierra
Polo a tierraDaniella
 
Seminario Puesta a Tierra 1 completo par
Seminario Puesta a Tierra 1 completo parSeminario Puesta a Tierra 1 completo par
Seminario Puesta a Tierra 1 completo parCristopherDiaz20
 
Investigación 290414
Investigación 290414Investigación 290414
Investigación 290414Toyn5
 
Informe sobre polo a tierra
Informe sobre polo a tierraInforme sobre polo a tierra
Informe sobre polo a tierraMiguel Angel
 
Informe sobre poloatierra
Informe sobre poloatierraInforme sobre poloatierra
Informe sobre poloatierraMiguel Angel
 
Informe sobre polo a tierra
Informe sobre polo a tierraInforme sobre polo a tierra
Informe sobre polo a tierraMiguel Angel
 
Informe sobre polo a tierra
Informe sobre polo a tierraInforme sobre polo a tierra
Informe sobre polo a tierraMiguel Angel
 
Informe sobre polo a tierra
Informe sobre polo a tierraInforme sobre polo a tierra
Informe sobre polo a tierraMiguel Angel
 
Informe sobre polo a tierra
Informe sobre polo a tierraInforme sobre polo a tierra
Informe sobre polo a tierraMiguel Angel
 
Pozo tierra
Pozo tierraPozo tierra
Pozo tierratelesup
 
Puesta a tierra
Puesta a tierraPuesta a tierra
Puesta a tierraAnnie Mrtx
 
Cat guia de_medicion_de_tierra
Cat guia de_medicion_de_tierraCat guia de_medicion_de_tierra
Cat guia de_medicion_de_tierraRoberto Urrutia
 
El Sistemas de tierra física en las instalaciones eléctricas
El Sistemas de tierra física en las instalaciones eléctricas El Sistemas de tierra física en las instalaciones eléctricas
El Sistemas de tierra física en las instalaciones eléctricas Instituto Juan Pablo Segundo
 

Ähnlich wie Actividad 1 miguel angel valecillos (20)

Polo a tierra
Polo a tierraPolo a tierra
Polo a tierra
 
Liz pinedo pozo tierra
Liz  pinedo pozo tierraLiz  pinedo pozo tierra
Liz pinedo pozo tierra
 
Seminario Puesta a Tierra 1 completo par
Seminario Puesta a Tierra 1 completo parSeminario Puesta a Tierra 1 completo par
Seminario Puesta a Tierra 1 completo par
 
Investigación 290414
Investigación 290414Investigación 290414
Investigación 290414
 
Informe sobre polo a tierra
Informe sobre polo a tierraInforme sobre polo a tierra
Informe sobre polo a tierra
 
Informe sobre poloatierra
Informe sobre poloatierraInforme sobre poloatierra
Informe sobre poloatierra
 
Informe sobre polo a tierra
Informe sobre polo a tierraInforme sobre polo a tierra
Informe sobre polo a tierra
 
Polo a tierra
Polo a tierraPolo a tierra
Polo a tierra
 
Victor 1
Victor 1Victor 1
Victor 1
 
Pozo a tierra
Pozo a tierraPozo a tierra
Pozo a tierra
 
Informe sobre polo a tierra
Informe sobre polo a tierraInforme sobre polo a tierra
Informe sobre polo a tierra
 
Informe sobre polo a tierra
Informe sobre polo a tierraInforme sobre polo a tierra
Informe sobre polo a tierra
 
Informe sobre polo a tierra
Informe sobre polo a tierraInforme sobre polo a tierra
Informe sobre polo a tierra
 
Pozo tierra
Pozo tierraPozo tierra
Pozo tierra
 
Puesta a tierra
Puesta a tierraPuesta a tierra
Puesta a tierra
 
Sistema de puesta a tierra
Sistema de puesta a tierraSistema de puesta a tierra
Sistema de puesta a tierra
 
Polo a tierra
Polo a tierraPolo a tierra
Polo a tierra
 
Polo a tierra
Polo a tierraPolo a tierra
Polo a tierra
 
Cat guia de_medicion_de_tierra
Cat guia de_medicion_de_tierraCat guia de_medicion_de_tierra
Cat guia de_medicion_de_tierra
 
El Sistemas de tierra física en las instalaciones eléctricas
El Sistemas de tierra física en las instalaciones eléctricas El Sistemas de tierra física en las instalaciones eléctricas
El Sistemas de tierra física en las instalaciones eléctricas
 

Actividad 1 miguel angel valecillos

  • 1. Introducción Cuando se crea un proyecto para alguna empresa o se asesora sobre la conexión de redes (LAN y Eléctrica) muchas veces nos topamos con la sorpresa de que la consideración de la puesta a tierra es la menos importante, algunos creen que teniendo un buen estabilizador, supresor de picos y conectando un cable al fierro de construcción del vecino el problema está resuelto, otros piensan que solo se debe utilizar para las zonas con tormentas eléctricas o para empresas muy grandes. Aun cuando todas estas personas conocen que los sistemas eléctricos deben ser conectados a tierra esta práctica no está muy extendida, no solo las grandes redes o mega centros informáticos necesitan puesta a tierra también la electrónica cacera lo utiliza. Los sistemas de puesta a tierra deben ser diseñados para asegurarse que, durante una falla a tierra, los potenciales tanto en el terreno como en los conductores conectados al electrodo de tierra o en los conductores expuestos en la cercanía, estén dentro de los límites apropiados, en el Venezuela las disposiciones reglamentarias y las normas técnicas están manejadas por el Código Nacional de Electricidad. La puesta a tierra de instalaciones eléctricas está relacionada en primer lugar con la seguridad. El sistema de puesta a tierra se diseña normalmente para cumplir dos funciones de seguridad. La primera es establecer conexiones equipotenciales, la segunda función de un sistema de puesta a tierra es garantizar que, en el evento de una falla a tierra, toda corriente de falla que se origine, pueda retornar a la fuente de una forma controlada. Por una forma controlada se entiende que la trayectoria de retorno está predeterminada, de tal modo que no ocurra daño al equipo o lesión a las personas.
  • 2. ¿QUÉ ES UNA TIERRA FÍSICA O PUESTA A TIERRA? Una tierra física se define como un sistema de conexión formado por electrodos y líneas de tierra de una instalación eléctrica. Generalmente el término es usado para hacer referencia a una red o conexión de seguridad que debe instalarse en los centros de trabajo o en cualquier lugar donde se tenga equipo eléctrico o electrónico, ya que de improviso surgen descargas ya sean por fenómenos naturales como los rayos o artificiales como sobre cargas, interferencias o incluso errores humanos, es por eso que una instalación de puesta a tierra tiene como función forzar o drenar al terreno las intensidades de corriente nocivas que se puedan originar. En pocas palabras consiste en la conexión de equipos eléctricos u electrónicos a tierra, esto es pasando por el cable hasta llegar al terreno donde se encuentra una pieza de metal llamada electrodo en donde se hace la conexión mediante la cual circula la corriente no deseada o las descargas eléctrica evitando que se dañen aparatos, maquinaria o personas. Instalación de Tierra física La instalación a Tierra física se realiza en el terreno inmediato donde se hizo la instalación del equipo con la finalidad de que al originarse las descargas ya mencionadas, estas sean confinadas en forma de ondas para que se dispersen en el terreno subyacente y la carga que fluye hacia la tierra física se disipe. El tipo de instalación dependerá del tipo de terreno y el uso de energía de cada lugar. Tipos de Instalación Electrodo de varilla de cobre, de un diámetro nominal no menor de 12 mm y de longitud no menor de 2,0 m, la profundidad mínima a la cual debe introducirse es de 2,5 m.
  • 3. Si se encuentra roca a menos de 1,25 m de profundidad, el electrodo debe enterrarse horizontalmente. Este es el tipo más utilizado en nuestro medio, no necesariamente es el adecuado para nuestra instalación, siempre es necesario ir donde un técnico que analice el proyecto y realice los cálculos necesarios. Electrodo embutido en una fundación o cimiento de concreto, por lo menos a 5 cm de la base que está en contacto directo con la tierra. El electrodo consiste de un conductor de cobre desnudo de por lo menos 6 m de longitud y de una sección no menor de 25 mm2.
  • 4. Electrodo compuesto de un conductor de cobre desnudo enterrado horizontalmente a una profundidad no menor de 0,75 m. El electrodo consiste de un conductor de cobre desnudo de por lo menos 10 m de longitud y de una sección no menor de 35 mm2. Otros tipos de Instalación: Placas Los electrodos de placa son de cobre o de acero galvanizado. Las planchas de acero galvanizado tienen un mínimo de 3 mm de espesor y son cuadradas de 915 ó 1220 mm por lado. Las planchas de cobre son típicamente cuadradas de 600 mm ó 900 mm de lado y entre 1,6 mm y 3 mm de espesor.
  • 5. Mallas de tierra Es un reticulado formado por la unión de conductores horizontales, normalmente según direcciones perpendiculares y uniformemente espaciados, incluyendo eventualmente conductores verticales (barras). Se utiliza especialmente cuando el objetivo principal de la puesta a tierra es mantener un control de potenciales en la superficie del terreno, con un bajo valor de resistencia. Electrodo activo. Consiste de un tubo de cobre llenado parcialmente con sales o sustancias conductivas, con perforaciones en los extremos superior (para
  • 6. ventilación) e inferior (para drenaje) y sellados ambos extremos con tapas. La humedad existente en el aire ingresa por las perforaciones de ventilación, entra en contacto con la sal o sustancia conductiva formando una solución electrolítica que escurre hacia la parte inferior del tubo y fluye a través de las perforaciones de drenaje hacia el suelo circundante, mediante osmosis. De este modo, el electrolito forma «raíces» en el terreno que lo rodea, las cuales ayudan a mantener su impedancia en un nivel bajo. Es una alternativa atractiva cuando no se dispone de mucho terreno y se desea obtener bajo valor de impedancia, (se estima del orden o inferior a 10 Ohms) pero tiene el inconveniente que requiere mantenimiento. Existen más variedades de tipos de instalación sobre todo ahora que todo se tecnifica existen soluciones de tipo trípode que son superiores, cemento conductivo, etc. siempre es bueno consultar con un experto. El tercer cable de tierras físicas. El concepto de tierra física se aplica concretamente a un tercer cable o alambre conductor que va conectado a la tierra o al suelo, éste se conecta en el tercer conector de los tomacorrientes a los que se le llama polarizados. En sí, una tierra física es todo un conjunto de elementos necesarios para una adecuada instalación.
  • 7. La tierra física protegerá a todo el equipo conectado a un tomacorriente de cualquier sobrecarga que se pudiera originar y así mismo brindará seguridad y tranquilidad a los habitantes de la casa. Todo lo concerniente a este tema está regulado por la norma técnica Peruana en el código nacional de electricidad, formulado por el ministerio de energía y minas, a través de la dirección general de electricidad mediante decreto ley Nº 119521, específicamente la información del tomo I aprobado por resolución ministerial Nº 0285-78 EM/DGE del 19 de mayo de 1978 y del tomo V aprobado por resolución ministerial Nº 139-82-EM/DGE del 02 de junio de 1982 Los medios digitales de la actualidad son una realidad del mundo globalizado y hay información en línea o banda ancha que necesitan mayor cuidado porque presentan algunas debilidades entre las cuales podemos contar con la sensibilidad a los cambios bruscos en las condiciones de
  • 8. operación, esto es a las perturbaciones en la alimentación eléctrica o a los fenómenos eléctricos transitorios que se presentan o inducen en los sistemas interconectados. Para evitar y atenuar la peligrosidad de estas perturbaciones en la vida y funcionamiento de los equipos, se ha previsto la estabilidad, continuidad de funcionamiento y la protección de los mismos con dispositivos que eviten el ingreso de estos transitorios a los sistemas en fracciones de segundo (nanosegundos) y sean a tierra (SPAT), que es el primer dispositivo protector no solo de equipo sensible, dispersados por una ruta previamente asignada como es el sistema de puesta sino también de la vida humana evitando desgracias o pérdidas que lamentar. La protección que son indesligables uno de otro: los equipos protectores (pararrayos, filtros, supresores, TVSS, Vía de Chispas, etc.) y el sistema dispersor o Sistema de Puesta eléctrica y electrónica tiene pues dos componentes fundamentales, a Tierra (SPAT), entendiéndose este como el pozo infinito donde ingresan corrientes de falla o transitorios y no tienen retorno porque van a una masa neutra y son realmente dispersados. PROPIEDADES ELECTROMAGNÉTICAS DE LAS TIERRAS Para entender cabalmente los fenómenos que acontecen en una puesta a tierra es necesario tener en cuenta algunos conocimientos sobre las propiedades eléctricas y magnéticas de los suelos y el comportamiento de los mismos cuando se producen corrientes transitorias o de falla. Asimismo para poder diseñar los sistemas de puesta a tierra será muy útil conocer en detalle estos parámetros. La tierra (suelo, subsuelo) tiene propiedades que se expresan fundamentalmente por medio de tres magnitudes físicas que son: La resistividad eléctrica ρ (o su inversa la Conductividad σ). La constante dieléctrica ε y La permeabilidad magnética μ
  • 9. El comportamiento físico de los suelos depende de las propiedades y modo de agregación de sus minerales y de la forma, volumen y relleno (generalmente agua y aire) de los poros. Además de estas relaciones conviene estudiar el efecto que sobre dichas propiedades ejercen la presión y la temperatura RESISTIVIDAD DE SUELOS Se sabe por física elemental que la resistencia R de un conductor alargado y homogéneo de forma cilíndrica vale: R = ρ l/s donde: R = resistencia en Ω ρ = resistividad en (Ω-metro) l = longitud del conductor en metros m s = sección en metros cuadrados La resistividad es una medida de la dificultad que la corriente eléctrica encuentra a su paso en un material determinado, pero igualmente se considera la facilidad de paso, resultando así el concepto de, Conductividad, que expresado numéricamente es inverso a la resistividad y se expresa en siemens-metro de modo que: σ = 1/ρ La resistividad es una de las magnitudes físicas de mayor amplitud de variación, como lo prueba el hecho de que la resistividad del poliestileno supera a la del cobre en 23 órdenes de magnitud. TRANSITORIOS E INTERFERENCIAS Los equipos electrónicos no trabajan satisfactoriamente cuando se presentan transitorios o interferencias. Transitorios.- La causa mayor de fallas de los componentes electrónicos de los puertos de interconexión de datos, y los de control en bajo
  • 10. Los transitorios se eliminan mediante componentes conectados a la tierra del sistema. Las corrientes provocadas por las descargas atmosféricas prefieren viajar por conductores metálicos más que por la simple tierra, porque representan un camino de menor impedancia. Esto destruye el aislamiento. Además, los rayos también causan una diferencia de potencial entre el blindaje y los conductores internos que puede destruir componentes electrónicos en la interconexión, ya que los cables y sus circuitos de conexión deben soportar los voltajes máximos que se puedan obtener entre los extremos de los cables. Cuando es muy grave el problema debido a estar interconectando los cables dos sistemas de tierra diferentes, como en el caso de un sistema de control distribuido, los conductores se prefieren del tipo de fibra óptica. Otra solución utilizada es el interconectar los distintos sistemas de tierra de una industria o edificio mediante conexiones a una red de tierra perimetral adicional, para lograr el mismo potencial a tierra en cualquier lado. voltaje, es el sobre-esfuerzo eléctrico que usualmente se origina en los transitorios causados por: (1) las descargas atmosféricas; (2) por las maniobras de interrupción de cargas inductivas, o; (3) por descargas electrostáticas. Este sobre-esfuerzo es causado por voltajes de una magnitud de decenas de volts a varios miles de volts y, con duración de unas decenas de nanosegundos a unas centenas de microsegundos. Los que se conocen normalmente como "picos" de voltaje". Ningún cable enterrado, ni siquiera de potencia, es inmune a los transitorios provocados por los rayos. Interferencia causada por armónicas.- Las armónicas se generan en fuentes de poder de tipo conmutada de computadoras, y en los variadores de frecuencia entre otros lugares. Su efecto en los equipos electrónicos se mitiga incrementando calibres de conductores, cambiando el diseño y configuración del transformador de alimentación y, usando filtros activos. Los filtros pasivos compuestos de capacitores e inductores no son generalmente efectivos (excepto como protección de bancos de capacitores) porque la frecuencia de corte del filtro tiene que ser muy cercana a la fundamental, lo que es prácticamente imposible de diseñar en un filtro de este tipo.
  • 11. Interferencia en radiofrecuencia.- La interferencia por radiofrecuencia, RFI por sus siglas en inglés, es causada principalmente por transmisiones radiales. Sin embargo, este tipo de interferencia también es producida por los componentes electrónicos trabajando a altas frecuencias. En los equipos electrónicos su efecto se minimiza con un buen blindaje en cables y en los mismos equipos. Aunque, la mejor manera de acabar con la RFI es blindar el ruido directamente en su fuente. Los blindajes mencionados para ser efectivos se deben conectar a la tierra del sistema. Interferencia electromagnética.- Este tipo de interferencia, conocido por sus siglas en inglés EMI, es ruido eléctrico que se convierte en un voltaje en un sistema eléctrico. Sus fuentes son las mismas que generan la interferencia en radiofrecuencia. Este tipo de interferencia en los equipos electrónicos se corrige conectando todo a una única puesta a tierra del sistema. En resumen, los efectos en los equipos electrónicos de los transitorios y de gran parte de los tipos de interferencias se eliminan mediante la conexión adecuada de los componentes a una referencia de tierra. CABLES, PANTALLAS Y CANALIZACIONES Los blindajes de cables usualmente son de metal sólido o una película plástica metalizada con un alambre guía. Para que sea efectiva la protección de los cables internos contra los tipos de interferencias mencionados arriba, el blindaje debe cubrir los conductores, ser continuo entre los extremos y debe estar bien aterrizado. Todos los cables blindados provocan un problema contradictorio. Para mejorar su desempeño para bloquear la interferencia en altas frecuencias, ambos extremos del blindaje deberían estar bien aterrizados. Sin embargo, a menos que ambos extremos estén al mismo potencial, fluirá una pequeña corriente a través del blindaje entre esos puntos. De ahí que, en la práctica, las
  • 12. pantallas en sistemas electrónicos son conectadas únicamente en el extremo más cercano al equipo de control, y se dejan completas y aisladas en el otro extremo, normalmente el lado del sensor. Similarmente una canalización metálica con cables que conduzcan señales lógicas o de control se puede aislar en un extremo para evitar el fenómeno de corrientes de tierra circulando por ella. Para ello, se emplea un cople de PVC y, obviamente, el otro extremo continúa puesto a tierra de acuerdo con los requisitos de la NOM-001-SEDE-2005{250-}. Para eliminar la mayoría de los problemas por ruido eléctrico inducido en los cables de señal y de control, se recomienda colocarlos a más de 1,5 m de los cables de alta tensión o de gran potencia. Y cuando es necesario cruzarlos, se recomienda que el cruce sea a 90 grados para eliminar cualquier inducción. En el caso de las canalizaciones plásticas segmentadas - canaletas tipo Panduit - que son para llevar fuerza y señal a computadoras, es necesario conocer las condiciones bajo las cuales la canalización está aprobada, ya que no todas las que existen en el mercado evitan que el ruido eléctrico de los cables de fuerza cause una reducción en la velocidad de transmisión de datos. PROTECTORES DE CABLES DE INSTRUMENTACIÓN Y DE COMUNICACIONES. Para controlar las descargas y los fenómenos transitorios, se añaden dispositivos de protección a los cables que conectan entre sí los equipos de computación, instrumentación y de comunicaciones. Estos dispositivos desvían la corriente, bloquean la energía que viaja por los conductores, filtran ciertas frecuencias, regulan voltajes o, realizan una combinación de todas estas tareas. Los protectores funcionan mejor, siempre y cuando se coloquen muy cercanamente al sistema a proteger, ya así que tanto los protectores como el
  • 13. equipo protegido permanecen al mismo potencial bajo condiciones de transitorios. Como familias de protectores tenemos: a) Válvulas de gas b) Filtros c) Semiconductores 1. VÁLVULAS DE GAS. Estos dispositivos se construyen de tal manera que la trayectoria de la descarga sea de baja impedancia una vez que se sobrepase el nivel máximo de voltaje. Como ejemplo tenemos las válvulas de gas, como son las lámparas de neón. Esta es la clase de protección más lenta pero la que puede manejar más energía al menor costo. Los protectores telefónicos son de esta clase. 2. FILTROS Los filtros comunes contienen elementos pasivos, capacitores e inductores, en configuración pasa-baja. Muchos equipos de comunicaciones (faxes, modems, etc.) tienen este tipo de protección en la conexión de potencia, en forma de una ferrita. Y, con
  • 14. ella protegen el aparato de ruido eléctrico de alta frecuencia. 3. SEMICONDUCTORES Los dispositivos semiconductores son los arreglos más sofisticados. Son más rápidos y baratos pero generalmente manejan menos energía que otras alternativas de igual precio. Y debido a su rango limitado de operación y características, estos dispositivos deben especificarse más precisamente. Nota: Existen dispositivos electrónicos para proteger por corriente o por voltaje. Las resistencias no lineales compuestas de óxidos de zinc en una matriz de óxido de bismuto, llamados varistores, funcionan por voltaje y se manufacturan para manejar un máximo de energía en joules o en wattsegundos. El dispositivo se selecciona para operar a un voltaje ligeramente mayor que el máximo esperado de la fuente de voltaje. Cada varistor de óxido metálico tiene una capacitancia inherente, lo cual crea algunos problemas en señales de altas frecuencias (>135 MHz). Además, un varistor se degrada con el tiempo en operación. La protección con varistores es la más empleada actualmente, tanto en las conexiones de fuerza como en las de los puertos de comunicaciones. Su desventaja es que cuando se dañan por una descarga, los equipos quedan desprotegidos porque fallan siempre abriendo el circuito de descarga. Los diodos de tipo zener o, avalancha son dispositivos más rápidos que los varistores pero no pueden manejar tanta energía como los últimos. Y, ya que no pueden disipar energía, se les usa en ocasiones junto con válvulas con gas, donde el diodo dispara primero y la gran energía se disipa en la válvula de gas. El circuito de un zener consiste de una resistencia o inductancia en serie y el zener conectado en derivación con la carga. Si el rango del zener no es excedido, este dispositivo no se degrada con el tiempo. Sin embargo, debido a su limitada capacidad de corriente, un zener sin otro medio de protección se daña irremediablemente.
  • 15. La efectividad de estos dispositivos depende de la longitud de la conexión a tierra (al chasís). La más corta es la mejor. Además, se debe tener precaución en no unir los cables de entrada junto a los de salida del protector, por existir la posibilidad de un acoplamiento inductivo entre ellos. Modos de protección.El modo de protección depende de la conexión al circuito a proteger. Unidades de protección de "modo diferencial" se conectan entre líneas y, los de "modo común", entre los hilos de señal y tierra. Como mínimo, un protector en "modo común" se debe colocar en cada extremo del conductor. Para cancelar el ruido inducido en "modo diferencial" en líneas de instrumentación como en redes de comunicaciones se usan pares trenzados. Así, el ruido se induce igualmente en ambos conductores cancelando el efecto. Como los transitorios también son una forma de ruido, también se inducen en los conductores. Cables multiconductores acoplan la energía del transitorio a todos los pares de conductores del cable. Y como la energía inducida es la misma, siendo un par o muchos, se disipa más energía en un arreglo multiconductor. Cuando existen más de 6 pares, se emplean protectores conectados en derivación y, cuando son menos, en serie, por ser mayor la energía presente por par. Los protectores en serie consisten de filtros como también de supresores en derivación.
  • 16. Todos los pares que no se usen de un cable multiconductor deben ser conectados a tierra y así, la energía inducida en ellos, pasará directamente a tierra. Ejemplo de aplicación de Protectores: PLC.Para proteger Controladores Lógicos Programables (PLCs por sus siglas en inglés), la protección estándar dada por varistores en derivación es suficiente. Siempre y cuando no existan cables con señales que provengan de lugares fuera del sistema de tierras al que está conectado el PLC. Cuando se tienen señales provenientes de fuera del sistema de puesta a tierra del PLC, se emplean protectores con aislamiento galvánico. Dichos protectores aíslan eléctricamente la señal que no tiene la misma referencia de tierra. Debido a los requisitos de la puesta a tierra de los equipos eléctricos y debido a la presencia de tuberías metálicas en una planta industrial, es imposible aislar galvánicamente todas las trayectorias de tierra, y esto puede crear lazos de corriente en equipos electrónicos con resultados nefastos. Si éste es el caso, es probable que uniendo las redes de tierras por medio de una red perimetral, y empleando protectores sin separación galvánica, y dejando la pantalla sin conectar en un extremo, se resuelva el problema. La otra solución, es por el momento, la que sugieren los fabricantes de equipos de controles distribuidos y comunicaciones: emplear cables de fibra óptica del tipo sin pantalla metálica. PUESTA A TIERRA DE EQUIPOS ELECTRÓNICOS. Existen cuatro esquemas de aterrizado de equipos electrónicos. Estos son: a) El convencional. b) El esquema de tierra aislada.
  • 17. c) Esquema de tierra aislada total. d) Esquema de malla de referencia. 1. ESQUEMA CONVENCIONAL. El esquema convencional utiliza únicamente las recomendaciones de puesta a tierra de la NOM {250-} pero no incluye el uso de los contactos de tierra aislada de la sección {250-74 Excepción 4}. Este esquema encuentra su uso en las instalaciones de PCs donde únicamente existe alumbrado y algún otro equipo eléctrico, tal como en los pequeños comercios o en las viviendas. Pero, no es recomendado para las instalaciones comerciales, educativas o industriales, porque: a) Puede resultar excesivamente ruidoso el sistema de tierras. b) Los transitorios pueden sobrepasar el nivel de aislamiento. c) No es compatible con las recomendaciones de puesta a tierra de la
  • 18. mayoría de los fabricantes de equipos electrónicos. d) El alambrado puede resultar obsoleto cuando se cambien las tarjetas y equipos por otros de una tecnología de mayor velocidad. 2. ESQUEMA DE TIERRA AISLADA Este esquema es el más socorrido en la industria, y por la mayoría de los proveedores de equipos electrónicos, porque reduce el ruido de modo común, y está descrito en la NOM {250-74 Excepción 4}. En él, la puesta a tierra del equipo es separada de la puesta a tierra de las canalizaciones, así cualquier corriente espúrea no afecta a los equipos así conectados. El ruido de modo común es toda señal no deseada que aparece en todos los conductores de señal al mismo tiempo con respecto a la tierra. El tipo de receptáculo (contacto) para este esquema es diferente, y, tiene un triángulo de color naranja pintado en la placa para diferenciarlo de los receptáculos normales.
  • 19. La frase "tierra aislada" ha sido interpretada equivocadamente como de una tierra separada, Provocando en caso de falla precisamente un voltaje a tierra inseguro para las personas y para los equipos. En esta configuración se tiene una conexión a tierra relativamente libre de ruido e interferencia para la referencia lógica de los aparatos y, es
  • 20. complementada con la tierra de seguridad convencional del sistema de tierras de potencia. Pero, tiene las siguientes limitaciones: a) En altas frecuencias, la impedancia del conductor de tierra puede ser demasiado alta para servir de buena conexión. b) El acoplamiento no intencional de los dos sistemas de tierras (aislado y de puesta a tierra de las canalizaciones) dentro de los aparatos o en sus conexiones a cables blindados, puede causar lazos de corriente, resultando en ruidos electrónicos que inutilizan el sistema aislado. Un ejemplo de ese caso, es cuando la impresora está conectada al sistema de tierra normal, y la computadora al sistema de tierra aislado. 3. ESQUEMA DE TIERRA AISLADA TOTAL Este esquema consiste en conectar todas las computadoras, los aparatos e instrumentos a tierra usando una configuración de estrella a partir de un solo punto físico, el cual es un cabezal o placa de conexión -Existen fabricantes de ellas-, el o la cual a su vez está conectada mediante un conductor apropiado a la red general de tierras, de acuerdo con la norma NOM001-SEDE-2005.
  • 21. Esta configuración es utilizada en los transmisores de comunicaciones (radiodifusión, sitios celulares, etc.), donde es posible tener un mismo punto de puesta a tierra para todos los equipos y para todas las pantallas de los cables. Sin embargo, también tiene sus limitaciones: a) Esta configuración puede ser difícil de crear en un ambiente industrial. b) Todos los equipos cercanos deben conectarse de esta manera a tierra o, se pueden tener lazos de corrientes. c) Puede tener una impedancia en alta frecuencia muy alta, que en términos prácticos, la puesta a tierra sea ineficaz. Este problema es posible que no se tenga en la mayoría de equipos industriales, porque no emplean muy altas frecuencias 4. ESQUEMA DE MALLA DE REFERENCIA. La figura muestra esta configuración para una sala o centro de cómputo, con piso falso de tipo celular. Observar que adicionalmente a la estrella mencionada en el punto anterior, los equipos y partes metálicas estructurales se conectan a este tipo de piso mediante trencillas, y que al ofrecer un plano de referencia de tierra, baja la impedancia a tierra en todas las frecuencias. En el mercado se conoce dicha malla como Signal Reference Grid (SRG) y la comercializa la compañía Erico entre otras.
  • 22. Sus limitantes son: a) Muchos fabricantes de equipos electrónicos industriales no están de acuerdo con su empleo. b) En ambientes industriales, es difícil su implementación. Consideraciones finales.No importa cual de los tres últimos métodos se emplee para la puesta a tierra de los equipos electrónicos, la trayectoria de los cables es crucial. Siempre conecte a tierra cada aparato por separado. Los equipos en racks deben conectarse a tierra mediante cables, no obstante se supondría que los perfiles del rack los pondrían a tierra, lo que no siempre es real porque existen problemas de pintura y de montaje. Este cable es mejor que sea forrado y de color verde para que no cortocircuito otros cables. El aterrizado de blindajes y el de cables de señal también deben ser parte integral del diseño de sistemas de tierras. CON TRANSFORMADOR DE AISLAMIENTO Y EQUIPOS DE AIRE ACONDICIONADO El diagrama muestra el caso de equipos de procesamiento de datos (ADP en inglés) conectados en el mismo panel con unidades de aire acondicionado. El resultado es desastroso para el buen funcionamiento de los equipos de datos. La solución es utilizar un transformador de aislamiento con puesta a tierra local. Lo que la NOM menciona como sistema derivado.
  • 23. La conexión a tierra de dicho sistema derivado puede hacerse totalmente por separado del sistema de tierra de la acometida, de dos maneras, tal como se muestra en los dos dibujos siguientes. FINALIDAD DE LAS PUESTAS A TIERRA Los objetivos principales de las puestas a tierra son: 1. Obtener una resistencia eléctrica de bajo valor para derivar a tierra Fenómenos Eléctricos Transitorios (FETs.), corrientes de falla estáticas y parásitas; así como ruido eléctrico y de radio frecuencia. 1. Mantener los potenciales producidos por las corrientes de falla dentro de los límites de seguridad de modo que las tensiones de paso o de toque no sean peligrosas para los humanos y/o animales. 2. Hacer que el equipamiento de protección sea más sensible y permita una rápida
  • 24. derivación de las corrientes defectuosas a tierra. 3. Proporcionar un camino de derivación a tierra de descargas atmosféricas, transitorios y de sobretensiones internas del sistema. 4. Ofrecer en todo momento y por el tiempo de vida útil del SPAT (±20 años) baja resistencia eléctrica que permita el paso de las corrientes de falla. 5. Servir de continuidad de pantalla en los sistemas de distribución de líneas Telefónicas, antenas y cables coaxiales. RECOMENDACIONES FINALES Las máquinas electrónicas sofisticadas sean computadoras o máquinas de proceso, pueden ser protegidas con las siguientes medidas: 1. Uso de circuitos totalmente dedicados, a través de un transformador de aislamiento, o, de un circuito totalmente independiente desde la acometida. 2. Colocar en cascada supresores de picos, para eliminar ruidos eléctricos. 3. Separar físicamente las máquinas de las fuentes de ruido como son las soldadoras por arco, las máquinas de electroerosión y los variadores de velocidad electrónicos sin reactores de línea.