Electrodos de puesta a tierra

Los electrodos de puesta a tierra , como piezas conductoras enterradas, constituyen un componente fundamental de seguridad en los sistemas eléctricos. Tienen diversas aplicaciones, desde electrodos de puesta a tierra superficiales colocados a profundidades de 0,5 a 1 metro hasta electrodos de puesta a tierra profundos colocados a profundidades superiores a 1 metro. Para que un sistema de puesta a tierra sea seguro, debe contar con el máximo nivel de integridad y una construcción robusta.

¿Qué son los electrodos de puesta a tierra?

Los electrodos de puesta a tierra son componentes conductores de gran superficie en instalaciones eléctricas que se entierran o incrustan en hormigón para proporcionar una conexión conductora con la tierra. Son un componente fundamental del sistema, ya que garantizan la seguridad eléctrica al establecer una conexión conductora entre los puntos de contacto designados de dispositivos y maquinaria y la tierra.

Los electrodos se fabrican generalmente en forma de estacas, varillas, placas y jaulas. Dado que están en contacto constante con el suelo, deben estar fabricados con materiales resistentes a la corrosión. Estos materiales no solo deben ser resistentes a los efectos químicos y biológicos, la oxidación y la electrólisis, sino también a las tensiones mecánicas que puedan producirse durante la instalación. Los materiales utilizados en las conexiones de los electrodos de puesta a tierra deben tener la misma resistencia mecánica que los electrodos y ser resistentes a los impactos mecánicos durante la instalación.

Se utilizan dos tipos diferentes de electrodos de puesta a tierra según su ubicación. Los electrodos de puesta a tierra superficiales se colocan generalmente a una profundidad de 0,5 a 1 metro. Los electrodos de puesta a tierra profundos, por otro lado, se entierran verticalmente a una profundidad de más de 1 metro.

Electrodos de puesta a tierra profundos: Los electrodos de puesta a tierra profundos se introducen en el suelo, y la distancia entre ellos no debe ser menor que la longitud de la varilla. Los electrodos de puesta a tierra de la varilla deben introducirse lo más verticalmente posible.

Electrodos de puesta a tierra de superficie (de tira): Son electrodos de puesta a tierra hechos de tira, conductor redondo o conductor trenzado, y generalmente no se entierran a gran profundidad. Pueden colocarse longitudinalmente o en configuración de estrella, anillo, ojal o una combinación de estas.

Adición de electrodos de puesta a tierra: Los empalmes se utilizan para conectar las partes conductoras de la red de puesta a tierra dentro del sistema de puesta a tierra. Los empalmes deben dimensionarse para proporcionar una conductividad eléctrica, mecánica y resistencia térmica equivalentes a los electrodos de puesta a tierra.

¿Para qué se utilizan los electrodos de puesta a tierra ?

Los electrodos de puesta a tierra desempeñan un papel fundamental en los sistemas eléctricos para la seguridad de las personas y la protección de los equipos. Eliminan el riesgo de descarga eléctrica al garantizar que las corrientes de fuga se canalicen de forma segura a tierra. También protegen los dispositivos eléctricos contra sobrecorrientes y sobretensiones, reduciendo el riesgo de fallos de funcionamiento e incendios. Especialmente en situaciones de cortocircuito, protegen tanto la vida humana como la seguridad del sistema al garantizar que las corrientes elevadas circulen por una ruta segura.

Los electrodos de puesta a tierra, que también protegen contra rayos, distribuyen de forma segura las altas tensiones, reduciendo el riesgo de arco eléctrico. Mejoran el rendimiento de los dispositivos electrónicos al reducir las interferencias eléctricas. En zonas con presencia de personas y animales, la resistencia de los sistemas de puesta a tierra debe ser de un máximo de 10 ohmios. Para reducir esta resistencia, los electrodos se entierran a gran profundidad y se prefiere un suelo con alta conductividad.

Tipos y características de los electrodos de puesta a tierra

Existen electrodos de puesta a tierra con diferentes características para adaptarse a diversas necesidades. Estos electrodos ofrecen ventajas específicas según el material utilizado y la técnica de fabricación.

Redes de puesta a tierra

Las redes de puesta a tierra se utilizan para garantizar la seguridad en las instalaciones eléctricas. Son sistemas interconectados fabricados con materiales conductores. Generalmente construidas con conductores de cobre, estas redes se instalan horizontalmente bajo tierra y están diseñadas para entrar en contacto con una gran parte del suelo.

Láminas galvanizadas

Las láminas galvanizadas se fabrican en dimensiones de 100 x 50 cm. Su espesor varía de 1 mm a 3 mm. Obras Públicas, Artículo n.° 30.1, LÁMINA DE PUESTA A TIERRA, 5 M. FLEJE GALVANIZADO Y SU ENTERRAMIENTO.

Estacas galvanizadas

Las estacas galvanizadas son varillas metálicas largas, generalmente de acero, protegidas contra la corrosión mediante un recubrimiento de zinc. Se utilizan en sistemas eléctricos para conectar la línea neutra a tierra. Estas estacas son las preferidas por su durabilidad y larga vida útil. Generalmente se fabrican en longitudes de entre 1 m, 1,5 m y 2 m. (Artículo de Obras Públicas n.º 30.4.2: Electrodo de tierra galvanizado de 2 m de longitud (65 x 65 x 7 mm) y su enterramiento).

Varillas galvanizadas (tipo puntiagudo)

Los electrodos de puesta a tierra galvanizados se recubren con zinc mediante la técnica de galvanizado por inmersión en caliente. Estos electrodos reciben un tratamiento especial para ser resistentes a la corrosión. Generalmente se fabrican en longitudes de 1, 1,5 y 2 metros, con espesores que oscilan entre 16 mm y 20 mm. Aunque son más económicos, su vida útil subterránea es menor que la de los electrodos de cobre.

Placas de cobre

Las placas de cobre utilizadas en sistemas de puesta a tierra se fabrican en tamaños de 70 x 70 cm y 100 x 100 cm, con espesores de entre 1 mm y 5 mm. El espesor mínimo de las placas de cobre debe ser de 1,5 mm. Su superficie está diseñada para ser de al menos 0,5 m².

Varillas de acero inoxidable revestidas de cobre

Las varillas de acero inoxidable revestidas de cobre destacan por sus propiedades no magnéticas. Se fabrican recubriendo acero inoxidable con cobre. Son especialmente preferidas en entornos con equipos electrónicos sensibles, ya que minimizan las interferencias electromagnéticas. Se fabrican en longitudes de 1000 mm a 3000 mm y espesores de cobre de 1 mm a 3 mm.

Varillas de acero revestidas de cobre

El acero de alta resistencia se recubre con cobre electrolítico puro al 99,95 % mediante un enlace metalúrgico. Las varillas de acero revestidas de cobre suelen tener un espesor de 250 micras. Es más económico que el cobre puro y tiene una vida útil subterránea mucho mayor que el acero. Mientras que los recubrimientos de 20 micras se agrietan al doblarse, los de 250 micras no se agrietan. Se fabrica de acuerdo con la norma IEC 61561-2.

Varillas de cobre (tipo puntiagudo)

Las varillas de cobre puntiagudas, fabricadas con cobre macizo, se fabrican en diámetros que van de 12 mm a 20 mm y longitudes de 1 a 3 metros. Por ejemplo, una varilla de 1 metro con un diámetro de 16 mm pesa aproximadamente 1,79 kg. Un modelo de 3 metros del mismo diámetro pesa 5,35 kg. Presentan una resistencia superior a la corrosión.

Varillas de cobre (tipo roscado)

Los electrodos de puesta a tierra de cobre roscados facilitan la conexión a otros electrodos o componentes del sistema. Generalmente se fabrican en diámetros de 14 mm, 16 mm, 18 mm y 20 mm. Los tamaños de rosca pueden ser M.8, M.10 o M.12, según el diámetro. Su longitud varía entre 1 y 3 metros. Gracias a su estructura conectable, se pueden crear electrodos más largos conectándolos entre sí.

Electrodo de tierra (varilla) de cobre electrolítico (conforme a las normas TS 435/T1 y TS EN IEC 62561-2)