INSTALACIONES ELECTRICAS

1. VII JORNADAS DE INGENIERIA ELECTRICA
“INSTALACIONES ELÈCTRICAS EN EDIFICIOS”
PUESTA A TIERRA EN
EDIFICIOS
Ing. Eladio Murillo Rivera
LA PAZ - BOLIVIA

2. NORMAS ESTABLECIDAS EXISTENTES NACIONALES
La Norma NB 148005.- Instalaciones eléctricas, Sistemas de puesta a tierra, conductores para puesta a tierra
La Norma NB 148006.- Instalaciones eléctricas – Sistemas de puesta a tierra – electrodos de puesta a tierra
La norma NB 148007.- Instalaciones eléctricas- Sistemas puesta a tierra- Materiales que constituyen el poso
de puesta atierra.
Norma complementario a la norma NB 777.
NORMAS INTERNACIONALES

3. INSTALACION SISTEMA DE TIERRA PARA EDIFICIOS
Introducción
1.- consideraciones generales
2.-Definiciones
3.- Principales factores que depende el potencial a Tierra
•Humedad
•Temperatura
•Salinidad
•Compactación del terreno
•Granulometría
4.-Resistividad y métodos de medición
5.- Resistencia del electrodo en la tierra
6.- Métodos para la reducción de la resistencia de la tierra
7.- Evaluación del terreno a trabajar
•Dispersores naturales y artificiales
•Esquemas de conexión a tierra en baja tensión
•Medición de un sistema de tierra
•Equipotencialidad
8.-Proteccion de las Personas
• Tensión de Paso
• Tensión de contacto
10.- Protección contra descargas Atmosféricas.
11.- Metodología de las Instalaciones de tierra en Edificios.

4. INTRODUCCION.-
Toda energía eléctrica lleva consigo una infinidad
de peligros, ya sean estos externos como internos,
por lo que es conveniente proteger, y dar una
seguridad de los peligros que este con lleva.
Con el tiempo la tecnología de los equipos son
más sofisticados, y estos requieren de una
protección por lo que se debe pensar en la
protección de estos, y las personas.
El propósito de esta presentación es el de
realizar un sistema de tierra que cumpla con las
necesidades que se requiere un sistema de
Protección.

5. RAZONES FRECUENTES PARA TENER UN SISTEMA ATERRADO
•Proporcionar una impedancia suficientemente baja para facilitar la
operación satisfactoria de las protecciones en condiciones de falla.
•Asegurar que seres vivos presentes en la vecindad de las instalaciones
eléctricas no queden expuestos a potenciales inseguros, en régimen
permanente o en condiciones de falla.
•Mantener los voltajes del sistema dentro de límites razonables bajo
condiciones de falla (tales como descarga atmosférica, ondas de
maniobra o contacto inadvertido con sistemas de voltaje mayor), y
asegurar que no se excedan los voltajes de ruptura dieléctrica de las
aislaciones.
•Limitar el voltaje a tierra sobre materiales conductivo.
•Estabilizar los voltajes fase a tierra en líneas eléctricas bajo
condiciones de régimen permanente,
•Una forma de monitorear la aislación del sistema de suministro de
potencia. Para eliminar fallas a tierra con arco eléctrico persistente.
•Proporcionar una trayectoria alternativa para las corrientes inducidas
y de tal modo minimizar el «ruido» eléctrico en cables.
•Proporcionar una plataforma equipotencial sobre la cual pueda
operar equipos eléctricos y electrónicos.
1.- CONSIDERACINES GENERALES

6. Tierras típicas en instalaciones
•Instalaciones de viviendas.
•Instalaciones de edificios.
•Instalaciones de telecomunicaciones.
•Instalaciones en hospitales.
•Instalaciones de pararrayos.
•Instalaciones de subestaciones y centros de transformación.
•Instalaciones de torres de líneas de transmisión.

7. ESQUEMA DE UN SISTEMA DE TIERRA

8. 2.- DEFINICIONES
1.- Sistema de puesta a tierra.- Cuerpo conductor o conjunto de cuerpos
conductores desnudos, en contacto eléctrico directo con tierra.
2.- Conductor de puesta atierra.- Conductor o conjunto de conductores que
conectan el sistema de tierra con el colector
3.- Colector de tierra.- conductor en forma de barra o de anillo al que están
conectados , de un lado, de un lado el conductor o conductores de tierra y del otro
lado el o los sistemas de distribución de tierra.
4.- Sistema de distribución de tierra.- Conductor o conjunto de conductores que
enlazan al colector de tierra las distintas partes que han de ponerse a tierra.
5.- Instalación de tierra.- conjunto general de tierra, formado por la o las tomas de
tierra, o los sistemas de distribución.
6.- Instalación de tierra de servicio.- Instalación de tierra utilizada para el
funcionamiento de equipos electrónicos, de control, procesamiento de datos y de
comunicaciones.
7.- Instalación de tierra de protección.- Instalación de tierra para limitar y eliminar
los fenómenos eléctricos transitorios y accidentales de origen atmosférico e industrial.
8.- Instalación de tierras separadas.- Son tierras distintas concebidas de tal
manera que durante su funcionamiento, la influencia reciproca de una no sea
sensible a otra.
9.- Poner a tierra.- Conectar un equipo determinado a un Sistema de tierra.

9. 3.- PRINCIPALES FACTORES QUE DEPENDE EL
POTENCIAL A TIERRA
La resistividad del suelo (rocas, Suelos o tierra),
depende de las propiedades electromagnéticas, que se
expresan por medio de tres magnitudes físicas que
son:
•La resistividad eléctrica ρ
•La constante dieléctrica ˾ɛ
•La permeabilidad magnética µ
El comportamiento físico de las rocas depende de las
propiedades de sus minerales y de la forma, volumen y
relleno (generalmente de agua y aire) de los poros.
Los cuerpos eléctricamente conductores, son los que
permiten el paso de la corriente o cargas eléctricas,
mediante electrones o iones.
La conducción Electrónica son metales y
Semiconductores.
Iónica.- Son Los Electrolíticos sólidos (dieléctricos) y
Electrolitos líquidos

10. Salinidad.-
la conducción de La corriente es
principalmente electrolítica dependiendo
de la cantidad de humedad y las Sales
contenidas en la tierra.

11. Humedad.-
El terreno seco, es altamente resistivo y el agua pura es
altamente resistiva, para ver los efectos de la influencia del
agua en la tierra se muestra en la siguiente tabla los efectos que
este ocasiona, por las sales contenidas en el terreno.

12. Temperatura.-
No existe mucha información sobre los efectos de la
temperatura sin embargo el incremento de la temperatura se
ve que decrece la resistividad del terreno, esto se lo
muestra en el siguiente cuadro.

13. La compactación del terreno.-
La compactación tiene su influencia en la resistividad del
terreno, porque al compactar se reduce algunos huecos
existentes en el terreno, y se logra mayor contacto entre
electrodo y tierra.

14. La granulometría.-
Es un elemento importante ya que la humedad fluye sobre la porosidad, el poder de
retención de la humedad, y también de la calidad de contacto de los electrodos con la tierra,
incrementa la resistividad con el mayor grado de granos.
De acuerdo a su granulometría se clasifican en:
Arcillas (greda), Polvo, arena fina, arena gruesa, cascajo, grava, piedra suelta, roca.
Variaciones de la resistividad con el tiempo.
En el periodo de un año se tiene las 4 estaciones, se debe considerar la época mas
seca para el diseño de un puesto de tierra, por lo que se tiene una curva del comportamiento
de la resistividad en el año
En el gráfico las curvas muestran claramente las variaciones que se tiene con relación
a la época del año graficado por meses:
1 represente a la época seca donde la resistividad es mayor
2 representa la época húmeda.

15. 4.- RESISTIVIDAD Y MÉTODOS DE MEDICIÓN.-
La resistividad es la resistencia que ofrece la superficie de un
cubo, de un metro por un metro de arista.
Se mide Ω-m
Método de Wenner

19. 5.- RESISITENCIA DEL ELECTRODO EN LA TIERRA

24. 6.- METODOS PARA LA REDUCCION DE LA RESISTENCIA
DE TIERRA
Existen distintos métodos para lograr las resistencias
eléctricas, pero todas ellas presentan su punto de saturación,
es necesario conocer para poder realizar un diseño económico.
Los métodos son los siguientes:
•El aumento del número de electrodos en paralelo
•El aumento de la distancia entre ejes de los electrodos
•El aumento de la longitud del electrodo.
•El aumento delo diámetro del electrodo
•Cambio del terreno existente por otro de menor resistividad
•Tratamiento químico electrolítico del terreno.

25. Nº DE ELECTRODOS % DE REDUCCION
1
2 40
3 55
4 67
5 73
6 77
7 78
Aumento del número de electrodos en paralelo.-
La acción de aumentar el número de electrodos conectados en
paralelo disminuye el valor de la resistencia equivalente, pero
esta reducción no sigue la simple ecuación de resistencias en
paralelo; presentando un punto de saturación cuando el número de
electrodos aumenta por encima de 6 electrodos, esto de debe al
efecto de “Resistencia Mutua”.

26. Aumento de distancia entre ejes de los electrodos.-
Normalmente la distancia entre electrodos debe ser como
mínimo el doble de la longitud de los electrodos.
En los casos en que se requiera obtener resistencias
eléctricas bajas y haya disponibilidad de terreno, la distancia
entre los ejes de los electrodos debe ser lo mayor que se
pueda, esto por efecto de la resistencia reciproca entre
electrodos.

27. Aumento de la longitud de los electrodos.-
Aumentando la longitud de penetración de los electrodos es
posible alcanzar valores más bajos , que normalmente
presentan una baja resistividad, esto se debe al mayor
porcentaje de humedad, además se puede encontrar las
capas freáticas de agua.
Esta comprobado que mayor longitud de cable en malla
disminuye la resistencia.

28. Aumento del diámetro de los electrodos.-
El aumentar el diámetro de los electrodos de 5/8 a 3/4 se
obtendrá una pequeña reducción del valor de la resistencia y
este será con un segundo de un 11 % con el
Con un tercero 18%, con un cuarto 22 % y de ahí adelante
ya no se nota el aumento. En el siguiente cuadro se muestra
la diferencia, donde la curva A es la de referencia.

29. Cambio de terreno existente por otro de menor resistividad.-
Cuando terreno presentan alta resistividad, pueden cambiarse
total o parcialmente. Y se remplazan por otros de baja
resistividad, en algunos casos se lo realiza zarandeando.
La resistencia critica del electrodo se encuentra en un radio o
contorno de 0,30 a 0.50 m del electrodo, al fondo también se
debe dejar un espacio de unos 0.50 m para que tenga una
buena conexión con el terreno.
La reducción en %, puede estar entre 50% a 70%.

31. Tratamiento químico electrolítico.-
Los tratamientos químicos no deben ser realizados con sales
puras ni con cantidades exageradas, en la actualidad existen
empresas dedicadas a desarrollar componentes químicos,
para el tratamiento del sistema de tierra.
Entre estos componentes químicos podemos citar los
siguientes:
•Thor gel (PERU)
•Erico Gem (EEUU)
•Sand Ger (JAPON)
•Geo Gel 8+ (CLILENA)

32. CUADRO DE REDUCCION DEL THOR GEL

33. GEO – GEL 8 *

34. 7.- Evaluación del terreno a trabajar.-
Los estratos geológicos de un terreno natural son muy variados
en función del lugar y la zona geográfica de su ubicación, es
indispensable realizar una evaluación del terreno con el fin de
establecer los estratos geológicos , así como, de su resistividad
o resistencia eléctrica especifica al paso de la corriente.
Para determinar y apreciar la calidad del terreno será
necesario realizar algunas excavaciones en el terreno, para
apreciar su configuración geológica, pero lo mejor ante todo
es medir su resistividad, existen formulas y factores
correctivos que pueden determinar en teoría valores muy
aproximados.
Los estratos geológicos de los terrenos nunca son
homogéneos,, para considerar estos errores en lo futuro hay
que considerar un 25 % más de margen de error en las
mediciones de los distintos estratos.

36. TIPOS DE ELECTRODOS DE TIERRA DISPERSORES .- a) Naturales
b) Artificiales
Existen varios tipos usados en nuestro medio entre ellos citaremos
algunos de ellos:
Para poder realizar una instalación de puesta a tierra es indispensable
contar con un electrodo, aun que no los recomendamos todos es
necesario hacer referencia a ellos ya existen diversos tipos, a
continuación la descripción de los más comunes.
varilla

38. Esquema de conexión del neutro y tierra en BT
T : tierra, conexión directa a tierra.
N : neutro.
C : combinada.
S : separada.

39. Sistema TN-S típico: Fuente puesta a tierra en único punto. Conductores de neutro y tierra separados.
El cliente dispone de un terminal de tierra desde la pantalla del cable de servicio.

40. Suministro TN-C-S típico (tierra de protección múltiple) Neutro puesto a tierra por el proveedor en varias
ubicaciones. Cliente dispone de un terminal de tierra conectado a neutro de servicio.
Nota: En Chile actualmente está prohibida por reglamento la conexión a tierra de tuberías de agua o gas comunes
Sistema TT típico .La alimentación se pone a tierra en un único punto.
El cliente instala su tierra propia que es independiente de la tierra de la alimentación

41. Fuente aislada de tierra o conectada a tierra a través de alta impedancia. Todas las
partes conductivas expuestas de la instalación se conectan a una tierra
independiente.
Sistema PNB típico. Esta es una variación del sistema TN-C-S en que el cliente dispone
de un terminal de tierra conectado al neutro, de alimentación, pero el neutro se conecta a
tierra en un único punto. Se reserva este tipo de conexión cuando el cliente tiene su
propio transformador.

42. MEDICION DE LA TIERRA

43. EQUIPOTENCIALIDAD

44. 8.- PROTECCIÒN DE PERSONAS
• Tensión de paso
• Tensión de contacto

46. 9.- PROTECCION ATMOSFERICA

53. 10.- METODOLOGIA DE LA INSTALACCION DE TIERRA EN EDIFICIOS
Un sistema de puesta a tierra debe establecer un trayecto de corriente
directo hacia tierra, con una diferencia de tensión lo más baja posible entre
dos puntos cualquiera de una instalación, además amortiguar las
perturbaciones.
Entre las funciones más importantes de sistemas de puesta a tierra, se
encuentra la protección del personal y los equipos.
Dos de las causas más importantes de perturbaciones son los efectos del
rayo y efectos de la red.
En el pasado, la corriente de defecto de la red era el criterio decisivo para
dimensionar el sistema de tierra. Este principio puede ser correcto para
frecuencias de 50 a 60 Hz, pero esto es totalmente insuficiente en los
casos de alta frecuencia.
En la actualidad, sería más razonable caracterizar un sistema de puesta a
tierra por su impedancia.
Hoy en día las exigencias CEM (compatibilidad electromagnética) en los
sistemas de puesta a tierra tiene la misión complementaria de servir como
tierra de referencia y atenuar las perturbaciones en instalaciones con
aparatos eléctricos y electrónicos sensibles e interconectados.
La inducción a lo largo de las interconexiones crea ciertas perturbaciones.
ʃ Edl = - dϕ/dt

56. No es recomendable utilizar tomas de tierra independientes
“aisladas” porque las distintas tierras están siempre unidas entre
si, por el terreno a través de elementos parásitos en la instalación,
como capacidades o inductividades reciprocas.

57. Un sistema de puesta a tierra debe servir para preservar la
protección de lo siguiente defectos:
•Contra efectos del rayo
•Contra accidentes
•Protección de equipos y aparatos de la instalación.
• Contra perturbaciones electromagnéticas
Cada uno de estos cuatro aspectos impone condiciones
marginales para la configuración del sistema apuesta a tierra de la
mallada.
La ejecución de la correcta puesta a tierra es:
En ciertos edificios existe ya tomas de tierra integradas en masas.
Estos electrodos deben situarse dentro de los cimientos de
Hormigón, cerca del suelo, de forma que se consiga un buen
contacto con tierra. Esta solución es la más apropiada para edificios
de vivienda y de oficinas, pero no siempre es suficiente para
edificios industriales.

59. Instalación de un sistema de tierra mallada.-
Se entiende por puesta a tierra toda ligación conductora directa sin
fusible y de sección suficiente, que une determinados elementos o partes
de una instalación con el potencial de tierra
El objetivo de una puesta a tierra, es el de proteger de contactos
accidentales las partes de una instalación no destinada a estar bajo
tensión, para disipar sobretensiones.

60. F Cimientos con armaduras
n pisos
p pilar con armaduras
•1 cable telefónico
•2 conexión de blindaje de cables
•3 Distribución de la puesta atierra
•4Hacia la puesta a tierra principal
•5Conexión de las armaduras de los cimientos
•6 Puesta a tierra anular recomendada
•7 Puesta a tierra anular.
•8 Bloque de sistema 1 ó 2 con puesta a
•9 Piso
•10 conexión intermedia
•11 estera de conexión
•12 conexión recomendada blindaje de cables
•13 Conexión a toma de tierra mallada
•14 Distribución de corriente alterna
•15 tuberías
•16 Instalación de aire acondicionado
•17 Panel de corriente continua
•18Caja (masa) de inspección rectificadora

63. GRACIAS POR SU PARTICIPACION