Respaldo y calidad de energía
Sistemas de tierras físicas y equipotencialidad para instalaciones eléctricas y tecnológicas
Un sistema de puesta a tierra integra electrodos, conductores y uniones para establecer una referencia eléctrica, reducir diferencias de potencial y contribuir a la operación segura de las protecciones.
Dentro de la solución Respaldo y calidad de energía, este subservicio se refiere a la revisión, diseño e integración de la puesta a tierra y la unión equipotencial de equipos, tableros, racks, canalizaciones y otros elementos metálicos, de acuerdo con el alcance y las condiciones de la instalación.
En pocas palabras
La tierra física no consiste solamente en colocar una varilla. El sistema debe coordinar electrodos, conductores de protección, uniones, barras, conexiones y protecciones para evitar trayectorias improvisadas y diferencias de potencial entre los elementos de la instalación.
¿Qué es un sistema de tierras físicas?
Es el conjunto de elementos que conecta determinados puntos del sistema eléctrico y sus partes metálicas con una red de protección y con electrodos en contacto con el terreno.
Su implementación busca mantener las partes conductoras expuestas dentro de condiciones controladas y facilitar una trayectoria para las corrientes de falla. También puede servir como referencia para equipos eléctricos, electrónicos y de telecomunicaciones.
Técnicamente deben distinguirse la puesta a tierra del sistema, la puesta a tierra de los equipos, la unión equipotencial y el sistema de electrodos. Cada elemento cumple una función diferente dentro de la protección.
Elementos que puede contemplar
- Electrodos existentes en la edificación.
- Varillas, anillos, placas u otros electrodos permitidos por el diseño aplicable.
- Conductores hacia el sistema de electrodos.
- Conductores de puesta a tierra de equipos.
- Puentes y conductores de unión equipotencial.
- Barras de tierra para tableros, racks o cuartos técnicos.
- Conectores, registros y puntos de inspección.
- Identificación y documentación de las conexiones.
¿Cómo se implementa un sistema de puesta a tierra?
La implementación comienza con la revisión del sistema eléctrico, la edificación y los electrodos existentes.
- Se revisa la instalación. Se identifican acometida, tableros, transformadores, generadores, UPS, canalizaciones, racks y puntos de puesta a tierra existentes.
- Se reconocen los electrodos disponibles. Se revisan elementos estructurales, electrodos embebidos, anillos, varillas u otros componentes que deban formar parte del sistema.
- Se define la equipotencialidad. Se determinan las uniones entre gabinetes, charolas, tableros, estructuras, barras y demás partes metálicas.
- Se dimensionan los conductores. Las secciones, rutas y conexiones se establecen según el sistema eléctrico y los requisitos aplicables.
- Se instalan y protegen las conexiones. Los materiales deben ser compatibles con el ambiente, el terreno, la corrosión y los esfuerzos previstos.
- Se realizan mediciones. Puede revisarse la continuidad de los conductores y uniones, así como la resistencia respecto del terreno.
- Se documenta el sistema. Se registran electrodos, barras, conductores, uniones, resultados y condiciones de la instalación.
Puesta a tierra para infraestructura tecnológica
Los racks, gabinetes, PDU, equipos de telecomunicaciones, charolas y canalizaciones pueden requerir conductores y barras de unión para mantener continuidad eléctrica y reducir diferencias de potencial.
Estas conexiones deben coordinarse con el sistema de puesta a tierra del edificio. Crear electrodos independientes sin una unión correctamente diseñada puede producir diferencias de potencial entre sistemas.
Aplicaciones y componentes de las tierras físicas
La puesta a tierra debe abarcar los puntos que formen parte del sistema eléctrico y tecnológico, evitando soluciones aisladas o conexiones sin coordinación.
Instalaciones donde puede aplicarse
- Acometidas, tableros y sistemas de distribución.
- Transformadores, generadores y fuentes derivadas.
- UPS, PDU y equipos de respaldo eléctrico.
- Centros de datos y cuartos de telecomunicaciones.
- Racks, gabinetes, charolas y canalizaciones.
- Instalaciones corporativas, industriales, comerciales e institucionales.
- Infraestructura de audio, video, seguridad y control.
- Sistemas que requieren coordinación con protección contra sobretensiones o descargas atmosféricas.
Componentes que puede integrar
- Sistema de electrodos de puesta a tierra.
- Conductores de cobre u otros materiales permitidos.
- Barras principales y secundarias de unión.
- Conductores de protección para equipos.
- Puentes de unión para gabinetes y canalizaciones.
- Conectores mecánicos o uniones permanentes compatibles con el proyecto.
- Registros para inspección o medición.
- Etiquetas, planos y reportes de pruebas.
Ventajas de una puesta a tierra coordinada
- Protección ante fallas. Contribuye a que las corrientes de falla dispongan de una trayectoria controlada hacia su fuente.
- Equipotencialidad. Reduce diferencias de potencial entre gabinetes, estructuras y otros elementos conductores.
- Coordinación eléctrica. Relaciona tableros, UPS, PDU, racks y demás equipos dentro de una misma arquitectura.
- Referencia para equipos. Facilita una conexión de protección definida para infraestructura eléctrica y tecnológica.
- Mejor mantenibilidad. El etiquetado y la documentación permiten identificar conexiones y puntos de medición.
- Integración con otras protecciones. Proporciona una base para coordinar supresores, protección contra rayos y sistemas de respaldo.
Consideraciones para su implementación
El proyecto debe evaluarse como un sistema completo y no únicamente a partir del número o profundidad de los electrodos.
- Normativa aplicable. El diseño debe considerar la instalación, uso, nivel de tensión y requisitos vigentes en México.
- Electrodos existentes. Debe verificarse qué elementos ya forman parte del inmueble y cómo deben interconectarse.
- Tipo de terreno. La resistividad, humedad, composición y corrosividad influyen en el comportamiento del sistema.
- Trayectoria de falla. Debe conservarse una ruta conductora continua y de baja impedancia hacia la fuente.
- Equipotencialidad. Racks, charolas, tableros y estructuras deben coordinarse para evitar diferencias peligrosas.
- Compatibilidad de materiales. Los metales y conectores deben seleccionarse considerando corrosión y contacto entre materiales diferentes.
- Accesibilidad. Los puntos de inspección y conexiones que deban revisarse deben permanecer identificables y accesibles.
- Infraestructura tecnológica. Las barras y uniones para telecomunicaciones deben interconectarse con el sistema eléctrico del inmueble.
- Sobretensiones y rayos. La puesta a tierra debe coordinarse con esas protecciones, pero no las sustituye.
- Medición y mantenimiento. Conviene definir pruebas iniciales, periodicidad, criterios de aceptación y registro de resultados.
Relación con otros sistemas de respaldo y calidad de energía
La puesta a tierra forma parte de la infraestructura común sobre la que se conectan y coordinan los demás equipos de la solución eléctrica.
Cobertura y atención de proyectos en México
SOLIDEM contempla la atención de proyectos relacionados con sistemas de tierras físicas en todo México, de acuerdo con la ubicación, alcance y condiciones de la instalación.
Para una revisión inicial resulta útil contar con planos eléctricos, diagramas unifilares, ubicación de tableros y equipos, información de electrodos existentes, mediciones previas, características del terreno y antecedentes de la instalación.
Preguntas frecuentes sobre tierras físicas
¿La tierra física y el neutro son lo mismo?
No. El neutro puede transportar corriente durante la operación normal, mientras que el conductor de protección se utiliza para unir equipos y conducir corrientes de falla. Su unión debe realizarse únicamente en los puntos definidos por el diseño eléctrico.
¿Una resistencia baja garantiza que la instalación sea segura?
No por sí sola. También deben verificarse continuidad, uniones, conductores de protección, conexiones, corrosión, protecciones eléctricas y trayectoria de corriente de falla.
¿Qué resistencia debe tener una tierra física?
El criterio depende de la normativa, la instalación y sus equipos. En México, la NOM aplicable establece un límite para el sistema de electrodos, aunque algunos proyectos pueden requerir objetivos más estrictos y verificaciones adicionales.
¿Conviene instalar una varilla independiente para un rack?
No debe instalarse como una tierra aislada sin coordinación. Las barras y conexiones para racks o telecomunicaciones deben integrarse al sistema de puesta a tierra del inmueble conforme al diseño aplicable.
¿Cada cuánto debe medirse el sistema de tierras físicas?
La periodicidad depende del ambiente, criticidad, corrosión, mantenimiento y requisitos del inmueble. También conviene revisar el sistema después de modificaciones, fallas, trabajos eléctricos o cambios en la infraestructura.
Revisión de proyecto
¿Necesitas revisar o integrar el sistema de tierras físicas?
Comparte las características de la instalación, los equipos conectados y los antecedentes del sistema para revisar su alcance inicial.
Puedes incluir planos, diagramas unifilares, mediciones anteriores, ubicación de electrodos, tableros, UPS, racks, canalizaciones y condiciones del terreno.