MINISTERIO DE INDUSTRIA Y ENERGÍA

PUESTAS A TIERRA.

INSTRUCCIÓN MIE BT- 039

ÍNDICE

1. OBJETO DE LAS PUESTAS A TIERRA.
2. PUESTAS A TIERRA. DEFINICIÓN.
3. PARTES QUE COMPRENDEN LAS PUESTAS A TIERRA.
     3.1 Tomas de tierra.
     3.2 Líneas principales de tierra.
     3.3 Derivaciones de las líneas principales de tierra.
     3.4 Conductores de protección.
4. PROHIBICIÓN DE INCLUIR EN SERIE LAS MASAS Y LOS ELEMENTOS METÁLICOS EN LOS CIRCUITOS DE TIERRA.
5. TOMAS DE TIERRA INDEPENDIENTES.
6. ELECTRODOS. NATURALEZA, CONSTITUCIÓN, DIMENSIONES Y CONDICIONES DE INSTALACIÓN.
     6.1 Naturaleza de los electrodos.
     6.2 Constitución de los electrodos artificiales.
        6.2.1 Placas enterradas.
        6.2.2 picas verticales.
        6.2.3 Conductores enterrados horizontalmente.
     6.3 Constitución de los electrodos naturales.
7. RESISTENCIA DE TIERRA.
8. CARACTERÍSTICAS Y CONDICIONES DE INSTALACIÓN DE LAS LÍNEAS DE ENLACE CON TIERRA, DE LAS LÍNEAS PRINCIPALES DE TIERRA Y DE SUS DERIVACIONES.
      8.1 Naturaleza y secciones mínimas.
     8.2 Tendido de los conductores de la línea de enlace con la tierra.
     8.3 Tendido de los conductores de la línea principal de tierra de sus derivaciones y de los conductores de protección.
     8.4 Conexiones de los conductores de los circuitos de tierra con las partes metálicas y masa y con los electrodos.
     8.5 Prohibición de interrumpir los circuitos de tierra.
9. SEPARACIÓN ENTRE LAS TOMAS DE TIERRA DE LAS MASAS DE LAS INSTALACIONES DE UTILIZACIÓN Y DE LAS MASAS DE UN CENTRO DE TRANSFORMACIÓN.
10. REVISIÓN DE TOMAS DE TIERRA.

 

   1. OBJETO DE LAS PUESTAS A TIERRA

   Las puestas a tierra se establecen con objeto, principalmente, de limitar la tensión que con respecto a tierra puedan presentar en un momento dado las masas metálicas, asegurar la actuación de las protecciones y eliminar o disminuir el riesgo que supone una avería en el material utilizado.

   Las puestas a tierra, a las que se refiere la presente Instrucción, se aplicarán a todo elemento o parte de la instalación que otras instrucciones prescriban como obligatoria su puesta a tierra.

 

   2. PUESTAS A TIERRA. DEFINICIÓN

   La denominación "puesta a tierra" comprende toda la ligazón metálica directa sin fusible ni protección alguna, de sección suficiente, entre determinados elementos o partes de una instalación y un electrodo, o grupo de electrodos, enterrados en el suelo, con objeto de conseguir que el conjunto de instalaciones, edificios y superficie próxima del terreno no existan diferencias de potencial peligrosas y que, al mismo tiempo, permita el paso a tierra de las corrientes de falta o la descarga de origen atmosférico.

 

   3. PARTES QUE COMPRENDEN LAS PUESTAS A TIERRA

   Todo sistema de puesta a tierra constará de las siguientes partes:

- Tomas de tierra.

- Líneas principales de tierra.

- Derivaciones de las líneas principales de tierra.

- Conductores de protección.

   El conjunto de conductores, así como sus derivaciones y empalmes, que forman las diferentes partes de las puestas a tierra, constituyen el circuito de puesta a tierra.

    

   3.1 Tomas de tierra

   Las tomas de tierra estarán constituidas por los elementos siguientes:

     - Electrodo. Es una masa metálica, permanentemente en buen contacto con el terreno para facilitar el paso a éste de las corrientes de defecto que puedan presentarse o la carga eléctrica que tenga o pueda tener.

     - Línea de enlace con tierra. Está formada por los conductores que unen el electrodo o conjunto de electrodos con el punto de puesta a tierra.

     - Punto de puesta a tierra es un punto situado fuera del suelo que sirve de unión entre la línea de enlace con tierra y la línea principal de tierra.

   Las instalaciones que lo precisen, dispondrán de un número suficiente de puntos de puesta a tierra, convenientemente distribuidos, que estarán conectados al mismo electrodo o conjunto de electrodos.

   El punto de puesta a tierra estará constituido por un dispositivo de conexión (regleta, placa, borne, etc.) que permita la unión entre los conductores de las líneas de enlace y principal de tierra de forma que pueda, mediante útiles apropiados, separarse éstas, con el fin de poder realizar la medida de la resistencia de tierra.

 

   3.2 Líneas principales de tierra

   Las líneas principales de tierra estarán formadas por conductores que partirán del punto de puesta a tierra y a las cuales estarán conectadas las derivaciones necesarias para la puesta a tierra de las masas generalmente a través de los conductores de protección.

 

   3.3 Derivaciones de las líneas principales de tierra

   Las derivaciones de las líneas de tierra estarán constituidas por conductores que unirán la línea principal de tierra con los conductores de protección o directamente con las masas.

 

   3.4 Conductores de protección

   Los conductores de protección sirven para unir eléctricamente las masas de una instalación a ciertos elementos con el fin de asegurar la protección contra los contactos indirectos.

   En el circuito de puesta a tierra, los conductores de protección unirán las masas a la línea principal de tierra.

   En otros casos reciben igualmente el nombre de conductores de protección, aquellos conductores que unen las masas:

- al neutro de la red.

- a otras masas.

- a elementos metálicos distintos de las masas.

- a un relé de protección.

 

   4. PROHIBICIÓN DE INCLUIR EN SERIE LAS MASAS Y LOS ELEMENTOS METÁLICOS EN EL CIRCUITO DE TIERRA

   Los circuitos de puesta a tierra formarán una línea eléctricamente continua en la que no podrán incluirse en serie ni masas ni elementos metálicos, cualquiera que sean estos. Siempre la conexión de las masas y los elementos metálicos al circuito de puesta a tierra, se efectuará por derivaciones desde éste.

 

   5. TOMAS DE TIERRA INDEPENDIENTES

   Se considerará independiente una toma de tierra respecto a otra cuando una de las tomas de tierra, no alcance respecto de un punto a potencial cero, una tensión superior a 50 V cuando la otra toma disipa la máxima corriente de tierra prevista.

 

   6. ELECTRODOS. NATURALEZA, CONSTITUCIÓN, DIMENSIONES Y CONDICIONES DE INSTALACIÓN

   6.1 Naturaleza de los electrodos

   Los electrodos pueden ser artificiales o naturales. Se entiende por electrodos artificiales los establecidos con el exclusivo objeto de obtener la puesta a tierra, y por electrodos naturales las masas metálicas que puedan existir enterradas.

   Para las puestas a tierra se emplearan principalmente electrodos artificiales. No obstante los electrodos naturales que existirán en la zona de una instalación y que presenten y aseguren un buen contacto permanente con el terreno, pueden utilizarse bien solos o conjuntamente con otros electrodos artificiales. En general, se puede prescindir de éstos cuando su instalación presente serias dificultades y cuando los electrodos naturales cumplan los requisitos anteriormente señalados con sección suficiente y la resistencia de tierra que se obtenga con los mismos presente un valor adecuado.

 

   6.2 Constitución de los electrodos artificiales

   Los electrodos podrán estar constituidos por:

     - Electrodos simples constituidos por barras, tubos, placas, cables, pletinas u otros perfiles.

     - Anillos o mallas metálicas constituidos por elementos indicados anteriormente o por combinaciones de ellos.

   Los electrodos serán de metales inalterables a la humedad y a la acción química del terreno, tal como el cobre, el hierro galvanizado, hierro sin galvanizar con protección catódica o fundición de hierro. Para este último tipo de electrodos, las secciones mínimas serán el doble de las secciones mínimas que se indican para los electrodos de hierro galvanizados.

   Sólo se admite los metales ligeros, cuando sus resistencias a la corrosión son netamente superiores a la que presentan, en el terreno que se considere, el cobre o el hierro galvanizado.

     - La sección de un electrodo no debe ser inferior a de la sección del conductor que constituye la línea principal de tierra.

 

   6.2.1 Placas enterradas

   Las placas de cobre tendrán un espesor mínimo de 2 mm y las de hierro galvanizado de 2.5 mm. En ningún caso la superficie útil de la placa será inferior a 0.5 m2. Se colocarán en el terreno en posición vertical y en el caso en que sea necesaria la colocación de varias placas se separarán unos 3 metros unas de otras.

 

   6.2.2 Picas verticales

   Las picas verticales podrán estar constituidas por:

     - tubos de acero galvanizado de 25 mm de diámetro exterior, como mínimo,

     - perfiles de acero dulce galvanizado de 60 mm de largo, como mínimo,

     - barras de cobre o de acero de 14 mm de diámetro como mínimo; las barras de acero tiene que estar recubiertas de una capa protectora exterior de cobre de espesor apropiado.

   Las longitudes mínimas de estos electrodos no serán inferiores a 2 m. Si son necesarias dos picas conectadas en paralelo con el fin de conseguir una resistencia de tierra admisible, la separación entre ellas es recomendable que sea igual, por lo menos, a la longitud enterrada de las mismas; si son necesarias varias picas conectadas en paralelo, la separación entre ellas deberá ser mayor que en el caso anterior.

 

   6.2.3 Conductores enterrados horizontalmente

   Estos conductores pueden ser:

     - conductores o cables de cobre desnudo de 35 mm2 de sección, como mínimo,

     - pletinas de cobre de, como mínimo, 35 mm2 de sección y 2 mm de espesor,

     - pletinas de acero dulce galvanizado de, como mínimo, 100 mm2 de sección y 3 mm de espesor,

     - cables de acero galvanizado de 95 mm2 de sección, como mínimo. El empleo de cables formado por alambres menores de 2.5 mm de diámetro está prohibido,

     - alambres de acero, como mínimo, 20 mm2 de sección, cubiertos con una capa de cobre de 6 mm2 como mínimo.

   Los electrodos deberán estar enterrados a una profundidad que impida sean afectados por las labores del terreno y por las heladas y nunca a menos de 50 cm. No obstante, si la capa superficial del terreno tiene una resistividad pequeña y las capas más profundas son de elevada resistividad, la profundidad de los electrodos puede reducirse a 30 cm.

   El terreno será tan húmedo como sea posible y preferentemente tierra vegetal, prohibiéndose constituir los electrodos por picas metálicas simplemente sumergidas en agua. Se tenderán a suficiente distancia de los depósitos o infiltraciones que puedan atacarlos, y si es posible, fuera de los pasos de personas y vehículos.

   Para la puesta a tierra de apoyos de líneas aéreas y columnas de alumbrado público, cuando lo necesiten, será suficiente electrodos que tengan en conjunto una superficie de contacto con el terreno de 0.25 m2.

   Como superficie de contacto con el terreno, para las placas se considerarán las dos caras, mientras que para los tubos sólo cuenta la superficie externa de los mismos.

 

   6.3 Constitución de los electrodos naturales

   Los electrodos naturales puedan estar constituidos por:

     a) Una red extensa de conducciones metálicas enterradas, siempre que la continuidad de estas conducciones quede perfectamente asegurada, y en el caso de que las conducciones pertenezcan a una distribución pública o privada, haya acuerdo con los distribuidores correspondientes. Se prohibe utilizar como electrodos las canalizaciones de gas, de calefacción central y las conducciones de desagüe, humos o basuras.

     b) La cubierta de plomo de los cables de una red eléctrica de baja tensión enterrada, con la condición de que la continuidad de la cubierta de plomo esté perfectamente asegurada y, en el caso de que la red pertenezca a una distribución pública, haya acuerdo con el distribuidor.

     c) Los pilares metálicos de los edificios, si están interconectados, mediante una estructura metálica, y enterrados a cierta profundidad.

   El revestimiento eventual de hormigón no se opone a la utilización de los pilares metálicos como tomas de tierra y no modifica sensiblemente el valor de su resistencia de tierra.

 

   7. RESISTENCIA DE TIERRA

   El electrodo se dimensionará de forma que su resistencia de tierra, en cualquier circunstancia previsible, no sea superior al valor especificado para ella, en cada caso.

   Este valor de resistencia de tierra será tal que cualquier masa no pueda dar lugar a tensiones de contacto superiores a:

24 V en local o emplazamiento conductor

50 V en los demás casos.

   Si las condiciones de la instalación son tales que puedan dar lugar a tensiones superiores a los valores señalados anteriormente, se asegurará la rápida eliminación de la falta mediante dispositivos de corte adecuados de la corriente de servicio.

   NOTA.- La resistencia de tierra de un electrodo depende de sus dimensiones, de su forma y de la resistividad del terreno en el que se establece. Esta resistividad varía frecuentemente de un punto a otro del terreno, y varía también con la profundidad.

   La Tabla l da, a título de orientación, unos valores de la resistividad para un cierto número de terrenos. Con el fin de obtener una primera aproximación de la resistencia de tierra, los cálculos pueden efectuarse utilizando los valores medios indicados en la Tabla ll.

   Bien entendido que los cálculos efectuados a partir de estos valores no dan más que un valor muy aproximado de la resistencia de tierra del electrodo. La medida de resistencia de tierra de este electrodo puede permitir, aplicando las fórmulas dadas en la Tabla lll, estimar el valor medio local de la resistividad del terreno; el conocimiento de este valor puede ser útil para trabajos posteriores efectuados en unas condiciones análogas.

    

TABLA l

Naturaleza del terreno

Resistividad en Ohm . m

Terrenos pantanosos

de algunas unidades a 30

Limo

20 a 100

Humus

10 a 150

Turba húmeda

5 a 100

Arcilla plástica

50

Margas y arcillas compactas

100 a 200

Margas del jurásico

30 a 40

Arena arcillosa

50 a 500

Arena silícea

200 a 3.000

Suelo pedregoso cubierto de césped

300 a 500

Suelo pedregoso desnudo

1500 a 3.000

Calizas blandas

100 a 300

Calizas compactas

1000 a 5000

Calizas agrietadas

500 a 1000

Pizarras.

50 a 300

Rocas de mica y cuarzo

800

Granitos y gres procedente de alteración

1.500 a 10.000

Granitos y gres muy alterados

100 a 600

 

TABLA ll

Naturaleza del terreno

Valor medio de la resistividad en Ohm . m

Terrenos cultivables y fértiles, terraplenes compactos y húmedos

50

Terraplenes cultivables poco fértiles y terraplenes

500

Suelos pedregosos desnudos, arenas secas permeables..

3.000

 

TABLA lll

Electrodo

Resistencia de la tierra en ohm

Placa enterrada

Pica vertical

Conductor enterrado horizontalmente


r
resistividad de terreno ( Ohm . m )
P perímetro de la placa ( m )
L longitud de la pica del conductor ( m )

    

   8. CARACTERÍSTICAS Y CONDICIONES DE INSTALACIÓN DE LAS LÍNEAS DE ENLACE CON TIERRA, DE LAS LÍNEAS PRINCIPALES DE TIERRA Y DE SUS DERIVACIONES

   8.1 Naturaleza y secciones mínimas

   Los conductores que constituyen las líneas de enlace con tierra, las líneas principales de tierra y sus derivaciones, serán de cobre o de otro metal de alto punto de fusión y su sección debe ser ampliamente dimensionada de tal forma que cumpla las condiciones siguientes:

     a) La máxima corriente de falta que pueda producirse en cualquier punto de la instalación, no debe originar en el conductor una temperatura cercana a la de fusión ni poner en peligro los empalmes o conexiones en el tiempo máximo previsible de duración de la falta, el cual sólo podrá ser considerado como menor de dos segundos en los casos justificados por l as características de los dispositivos de corte utilizados.

     b) De cualquier forma los conductores no podrán ser, en ningún caso, de menos de 16 mm2 de sección para las líneas principales de tierra ni de 35 mm2 para las líneas de enlace con tierra, si son de cobre. Para otros metales o combinaciones de ellos, la sección mínima será aquella que tenga la misma conductancia que un cable de cobre de 16 mm2 o 35 mm2 según el caso.

   Para las derivaciones de las líneas principales de tierra, las secciones mínimas serán las que se indican en la Instrucción MI BT 017 para los conductores de protección.

 

   8.2 Tendido de los conductores de la línea de enlace con tierra

   Los conductores de enlace con tierra desnudos enterrados en el suelo se considerarán que forman parte del electrodo.

   Si en una instalación existen tomas de tierra independientes se mantendrá entre los conductores de tierra un aislamiento apropiado a las tensiones susceptibles de aparecer entre estos conductores en caso de falta,

 

   8.3 Tendido de los conductores de la línea principal de tierra, y sus derivaciones y de los conductores de protección

   El recorrido de estos conductores será lo más corto posible y sin cambios bruscos de dirección. No estarán sometidos a esfuerzos y estarán protegidos contra la corrosión y desgaste mecánico. Además, los conductores de protección cumplirán con lo establecido en la Instrucción MI BT 017.

 

   8.4 Conexiones de los conductores de los circuitos de tierra con las partes metálicas y masas y con los electrodos

   Los conductores de los circuitos de tierra tendrán un buen contacto eléctrico tanto con las partes metálicas y masas que desean poner a tierra como con el electrodo. A estos efectos se dispone que las conexiones de los conductores de los circuitos de tierra con las partes metálicas y con los electrodos se efectúen con todo cuidado por medio de piezas de empalme adecuadas, asegurando las superficies de contacto de forma que la conexión sea efectiva, por medio de tornillos, elementos de compresión, remaches o soldadura de alto punto de fusión. Se prohibe el empleo de soldaduras de bajo punto de fusión, tales como estaño, plata, etc.

   Los contactos deben disponerse limpios, sin humedad y en forma tal que no sea fácil que la acción del tiempo destruya por efectos electroquímicos las conexiones efectuadas. A este fin, y procurando siempre que la resistencia de los contactos no sea elevada, se protegerán éstos en forma adecuada con envolventes o pastas, si ello se estimase conveniente.

   En caso de utilizar como electrodo la conducción del agua, la conexión del conductor de enlace con tierra a dicha conducción se efectuará inmediatamente después de la entrada a ésta en el edificio y antes del contador general de agua. Su conexión se efectuará por medio de un conductor que estará necesariamente protegido especialmente contra los ataques químicos.

   Si no se pudiera respetar la condición anterior, por tropezar con grandes dificultades prácticas, el punto de conexión podrá encontrarse después del contador y de los accesorios que se encuentren en la conducción principal de agua. En este caso el contador y los demás accesorios de la conducción de agua serán puenteados por medio de un conductor de cobre de 16 mm2 de sección, como mínimo, u otro conductor de resistencia eléctrica equivalente, y dispuesto de forma que el contador de agua pueda ser montado o desmontado sin que sea necesario quitar el puente.

 

   8.5 Prohibición de interrumpir los circuitos de tierra

   Se prohibe intercalar en circuitos de tierra seccionadores, fusibles o interruptores. Sólo se permite disponer un dispositivo de corte en los puntos de puesta a tierra, de forma que permita medir la resistencia de la toma de tierra.

 

   9. SEPARACIÓN ENTRE LAS TOMAS DE TIERRA DE LAS MASAS DE LAS INSTALACIONES DE UTILIZACIÓN Y DE LAS MASAS DE UN CENTRO DE TRANSFORMACIÓN

   Se verificará que las masas puestas a tierra en una instalación, así como los conductores de protección asociados a estas masas o a los relés de protección de masa, no están unidas a la toma de tierra de las masas de un centro de transformación. Si no se hace el control mediante la medida efectuada entre las tomas de tierra de las masas de las instalaciones de utilización y la de las masas del centro de transformación, se considera que las tomas de tierra son eléctricamente independientes cuando se cumplen todas y cada una de las condiciones siguientes:

     a) No existe canalización metálica conductora (cubierta metálica de cable no aislada especialmente, canalización de agua, gas, etc.) que una la zona de tierras del centro de transformación con la zona donde se encuentran los aparatos de utilización.

     b) La distancia entre las tomas de tierra del centro de transformación y las tomas de tierra u otros elementos conductores enterrados en los locales de utilización, es al menos igual a 15 metros para terrenos cuya resistividad no sea elevada ( 100 ohmios metro cuadrado/metro). Cuando el terreno sea muy mal conductor, esta distancia será aumentada.

     c) El centro de transformación está situado en un recinto aislado de los locales de utilización o bien, si está contiguo a los locales de utilización o en el interior de los mismos, está establecido de tal manera que sus elementos metálicos no están unidos eléctricamente a los elementos metálicos constructivos de los locales de utilización.

 

   10. REVISIÓN DE TOMAS DE TIERRA

   Por la importancia que ofrece, desde el punto de vista de la seguridad, cualquier instalación de toma de tierra, deberá ser obligatoriamente comprobada por los servicios oficiales en el momento de dar de alta la instalación para el funcionamiento.

   Personal, técnicamente competente, efectuará esta comprobación anualmente en la época en que el terreno esté más seco. Para ello, se medirá la resistencia de tierra, reparando inmediatamente los defectos que se encuentren. En los lugares en que el terreno no sea favorable a la buena conservación de los electrodos, estos, así como también los conductores de enlace entre ellos hasta el punto de puesta a tierra, se pondrán al descubierto para su examen, al menos una vez cada cinco años.