Electrodos de puesta a tierra aprobados por la NOM

Por Ing. Hernán Hernández.

La puesta a tierra es un sistema de protección para el usuario de una red eléctrica. Para este fin se debe utilizar un electrodo, enterrado en un suelo con poca resistencia. Este sistema se distribuye a lo largo de la instalación para formar una ruta de conducción segura de una corriente de falla hacia el suelo. En los circuitos derivados, la tierra es el tercer conductor que proviene de la barra de tierras del tablero de distribución y se conecta a la terminal redondeada de los receptáculos eléctricos.

Otros propósitos del sistema de puesta a tierra, adicional a la conducción de la corriente de falla, es proteger efectivamente los sistemas contra los efectos de las descargas atmosféricas y minimizar la interferencia entre los circuitos eléctricos de transmisión y distribución y los sistemas de comunicación y control. Dicho lo anterior, el electrodo resulta sumamente importante, pero no en todos los casos será posible la instalación de uno en particular, por lo que existen opciones según lo indicado en el artículo 250 de la NOM 001 SEDE y que a continuación se mencionan.

Tubería metálica subterránea para agua

Debe ser una tubería metálica subterránea para agua que está en contacto directo con la tierra 3 metros o más (incluido el ademe metálico del pozo unido a la tubería) y eléctricamente continua (o convertida en eléctricamente continua al hacer la unión alrededor de las juntas aislantes o de la tubería aislante) hasta los puntos de conexión del conductor del electrodo de puesta a tierra y a los conductores o puentes de unión, si se instalan.

Acero estructural del edificio o estructura

Puede usarse cuando al menos un elemento metálico estructural localizado en los pilotes o en la cimentación esté en contacto directo con la tierra 3 metros o más, con o sin recubrimiento de concreto. También es permitido si los tornillos de sujeción que sostienen la columna de acero estructural están conectados a un electrodo recubierto de concreto que consiste en al menos 6 metros de una o más barras o varillas de refuerzo de acero desnudas o galvanizadas con zinc u otro recubrimiento eléctricamente conductor, de no menos de 13 milímetros de diámetro e instaladas en una longitud continua de 6 metros, o por varias piezas conectadas entre sí por conductores de amarre de acero, por soldadura exotérmica, soldadura autógena o eléctrica, u otros medios efectivos para crear una longitud de 6 metros o mayor, o un conductor desnudo de cobre con un tamaño no menor que 21.2 mm2 (4 AWG).

Los tornillos de sujeción deben estar conectados al electrodo recubierto en concreto por medio de soldadura autógena o eléctrica, soldadura exotérmica, alambres de amarre de acero o por otros medios aprobados.

Los componentes metálicos tienen que estar recubiertos de concreto con espesor mínimo de 5 centímetros y ubicados horizontalmente dentro de una porción del concreto de la cimentación o de las zapatas que estén en contacto directo con la tierra. Si hay varios electrodos recubiertos de concreto en un edificio o estructura, se permitirá la unión de sólo uno de ellos en el sistema de electrodos de puesta a tierra.

Una trayectoria efectiva de la corriente de falla a tierra debe ser construida intencionalmente, eléctricamente conductora, de baja impedancia y estar diseñada para transportar la corriente bajo condiciones de falla a tierra.

Es importante mencionar que no se considera “en contacto directo” con la tierra el concreto instalado con aislamiento, barreras de vapor, películas aislantes o similares, que separen el concreto de la tierra.

Anillo de puesta a tierra

Se trata de un anillo en contacto directo con la tierra, que rodea el edificio o estructura, con una longitud mínima 6 metros de conductor de cobre desnudo de tamaño 33.6 mm2 (2 AWG) o mayor.

Electrodos de varilla y tubería

Los electrodos de varilla y tubería no deben tener menos de 2.44 metros de longitud y cumplir con las siguientes características:

– No deben ser menores de la designación 21 (tamaño comercial de ¾); si son de acero, su superficie exterior debe ser galvanizada o debe tener otro recubrimiento metálico para protección contra la corrosión.

– Los electrodos de puesta a tierra tipo varilla de acero inoxidable o de acero recubierto con cobre o zinc deben tener como mínimo 16 milímetros de diámetro.

Electrodos de placa

Cada electrodo de placa debe tener como mínimo 0.20 m2 de superficie expuesta al suelo. Los electrodos de placas de hierro o acero, desnudos o con recubrimiento conductivo, deben tener un espesor mínimo de 6.40 milímetros; y los electrodos sólidos de metal no ferroso, no recubiertos, como mínimo 1.52 milímetros de espesor.

También pueden utilizarse otros sistemas o estructuras metálicas subterráneas locales, tales como sistemas de tuberías, tanques subterráneos y el ademe metálico de pozos subterráneos que no estén unidos a una tubería metálica para agua.

NO PERMITIDOS

Por otro lado, los electrodos de puesta a tierra no permitidos son los sistemas de tubería metálica subterránea para gas y estructuras de aluminio. Aunque la tubería para gas no puede utilizarse como electrodo de puesta a tierra, es recomendable aterrizarla si está instalada en, o fijada a un edificio o estructura, que pueda llegar a energizarse. Es decir, la tubería para gas se debe unir a la envolvente del equipo de acometida; al conductor puesto a tierra de la acometida; al conductor del electrodo de puesta a tierra, si es de tamaño suficiente; o a uno o más de los electrodos de puesta a tierra usados. Los conductores de unión o los puentes de unión se deben seleccionar de la tabla 250- 122, usando la capacidad nominal del circuito que pudiera llegar a energizar los sistemas de la tubería. Se permite usar, como medio de unión, el conductor de puesta a tierra de equipos del circuito que puede energizar la tubería.