En una instalación eléctrica de baja tensión, la puesta a tierra y el enlace equipotencial son acciones fundamentales para garantizar el correcto funcionamiento de los sistemas de protección contra descargas eléctricas, sobretensiones, rayos y descargas electrostáticas. También ayudan a asegurar el funcionamiento adecuado de equipos de tecnología de la información (computadoras, sistemas telefónicos, módems, controladores lógicos, etc.).
Las normas de instalación eléctrica y las buenas prácticas de ingeniería proporcionan diversas recomendaciones sobre cómo crear sistemas de puesta a tierra adecuados para lograr niveles óptimos de protección y operación para las instalaciones y sus equipos. Sin embargo, ¿realmente conocemos la diferencia entre la puesta a tierra y el enlace equipotencial?
Para entender esta diferencia, es mejor comenzar con las siguientes definiciones:
Tierra: Masa conductora de la Tierra cuyo potencial eléctrico, en cualquier punto, se considera convencionalmente igual a cero.
Puesta a tierra: Conexión eléctrica intencional y de baja impedancia con la tierra.
Sistema de puesta a tierra: Conjunto de todos los conductores y elementos conductores que constituyen un sistema de puesta a tierra en un lugar determinado.
Enlace equipotencial: Conexión eléctrica que coloca a las masas y elementos conductores prácticamente al mismo potencial.
Masa: Parte conductora que puede tocarse y típicamente no está viva pero puede volverse viva en condiciones de corte de energía. La carcasa metálica de paneles eléctricos, equipos eléctricos (como motores), equipos electroelectrónicos, electrodomésticos, etc., son buenos ejemplos de masas.
Elemento conductor: Elemento que no forma parte de la instalación eléctrica pero puede inducir un potencial en ella, generalmente el de la tierra. Tuberías metálicas de agua y alcantarillado, conductos de aire acondicionado, suelos metálicos elevados y marcos metálicos de ventanas, entre otros, son ejemplos de elementos conductores.
Es importante destacar que el concepto de puesta a tierra implica necesariamente algún tipo de contacto entre masas y elementos conductores con la tierra, con el objetivo de llevar todos los componentes del sistema de puesta a tierra lo más cerca posible del potencial de la tierra. Por ejemplo, al poner a tierra un motor eléctrico, queremos que su masa esté idealmente al potencial de la tierra.
Por otro lado, el concepto de enlace equipotencial no implica directamente la tierra, pero está relacionado con el objetivo de poner todas las masas y elementos conductores al mismo potencial entre sí, independientemente de cuál sea este potencial con respecto a la tierra (ver la figura a continuación). Aquí surge el ejemplo clásico de un avión, donde todas las masas y elementos conductores de la aeronave están interconectados (equipotencializados), pero es obviamente imposible conectar tales masas y elementos conductores a la tierra misma. Sin embargo, el enlace equipotencial realizado en la aeronave es crucial para el funcionamiento seguro de su instalación eléctrica, incluso sin el concepto de puesta a tierra.
En el caso del avión, la existencia de una diferencia de potencial entre el sistema eléctrico de la aeronave y la tierra puede no ser importante. Pero en la mayoría de las instalaciones eléctricas, es muy importante que las masas, los elementos conductores y la tierra estén lo más cerca posible del mismo potencial, evitando los riesgos de descargas eléctricas, mal funcionamiento y daños a equipos electroelectrónicos.
Puesta a tierra, Enlace Equipotencial y NBR 5410
Una vez entendido el concepto y la diferencia entre puesta a tierra y enlace equipotencial, la NBR 5410:2004, la norma brasileña que rige las instalaciones eléctricas de baja tensión, prescribe la existencia de:
Medida 1: una «infraestructura de puesta a tierra», llamada «electrodo de puesta a tierra», que está en contacto directo con la tierra. Este electrodo puede estar constituido por los refuerzos de hormigón de las cimentaciones, cintas metálicas, barras o cables sumergidos en el hormigón de las cimentaciones, mallas metálicas enterradas o varillas, tubos o placas metálicas enterradas.
Medida 2: un enlace equipotencial principal que reúne, en un punto llamado Bus de Enlace Equipotencial Principal (BEP), entre otros, los siguientes elementos: refuerzos de hormigón y otras estructuras metálicas, tuberías metálicas de agua y alcantarillado, conductos metálicos de aire acondicionado, conductores metálicos de líneas eléctricas, conductor neutro del suministrador, etc.
Medida 3: un conductor de puesta a tierra que interconecta el electrodo de puesta a tierra con el BEP. Nótese que, con el uso de este conductor de puesta a tierra, todas las masas y elementos conductores que están equipotencializados (al mismo potencial entre sí) a través de la Medida 2 ahora también se colocan al mismo potencial que la tierra obtenida por la Medida.
Medida 4: desde el BEP, se requiere el uso de «conductores de protección», conectando las masas y elementos conductores directa o indirectamente al BEP. Estos conductores de protección, por costumbre, todavía se llaman hoy cables de tierra, aunque esta designación no existe oficialmente.
En resumen, la NBR 5410 busca garantizar que todas las masas y elementos conductores estén al mismo potencial (enlace equipotencial) y que este potencial esté lo más cerca posible del potencial de la tierra (a través del sistema de puesta a tierra). Con estas medidas, se preservan la vida y la propiedad.
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