Tierras Físicas (3era. Parte)

Poner a tierra para reducir las diferencias de potencial.

 Toda estructura metálica conductiva expuesta que puede ser tocada por una persona, debe ser conectada a tierra (aterrizada). La mayoría de los equipos eléctricos se aloja en el interior de gabinetes metálicos y si un conductor energizado llega a entrar en contacto con éstos, el gabinete también quedará temporalmente energizado. La conexión a tierra de los gabinetes y de todas las partes metálicas de la estructura es para asegurar que, si tal falla ocurriese, entonces el potencial sobre todas las estructuras metálicas conductivas expuestas sea virtualmente el mismo. En otras palabras, si conectamos todas las partes metálicas de la estructura y gabinetes metálicos de equipos a tierra, esta conexión igualará el potencial en el interior del local, de modo que las diferencias resultantes son mínimas. De este modo, se crea una «plataforma» equipotencial.

 Si una persona está en contacto de manera simultanea con dos piezas diferentes de una estructura metálica expuesta, el conductor de conexión a tierra deberá garantizar que la persona no reciba un choque eléctrico, haciendo que la diferencia de potencial entre los equipos sea insuficiente para que esto ocurra. El mismo principio se aplica en el interior de grandes subestaciones eléctricas, industrias y casas. En industrias, la conexión a tierra de estructuras metálicas expuestas garantiza que una falla eléctrica a la carcasa de la máquina no genere una diferencia de potencial entre ella y la estructura metálica puesta a tierra en una máquina adyacente. En la casa, la conexión a tierra garantiza que si ocurriese una falla a la cubierta metálica de una máquina lavadora u otro electrodoméstico, cualquier persona que estuviese tocando en el momento de falla simultáneamente uno de estos equipos y el gabinete metálico, no experimentaría un choque eléctrico. Un caso muy especial lo tenemos en las instalaciones de algunas secciones de los hospitales (como los quirófanos y salas de cuidados intensivos).

 En estos lugares, los pacientes sometidos a una intervención quirúrgica o en estado de gravedad, son eléctricamente susceptibles, y una pequeña corriente de tan solo 20 microamperios puede ser fatal. Esta corriente tan pequeña solo necesita una pequeña diferencia de potencial para hacerla circular, es por esto que en las instalaciones eléctricas de estos lugares se deben tener dos consideraciones muy importantes:
 1.- EL PACIENTE SIEMPRE DEBE ESTAR CONECTADO A TIERRA
 2.- EL EQUIPO CONECTADO O NO A UN PACIENTE SIEMPRE DEBE ESTAR CONECTADO A TIERRA

Poner a tierra para reducir el ruido eléctrico.

Una concepción errada muy popular es que el sistema de puesta a tierra opera sólo durante condiciones de falla. En realidad, también durante la operación rutinaria cumple ciertos roles vitales. Por ejemplo, muchas alimentaciones de potencia incluyen ahora una conexión a tierra, a través de la cual se dispersan al terreno corrientes residuales y corrientes armónicas. La creencia sostenida previamente de que estas corrientes podían ser conducidas a tierra sin consecuencias adversas, se reconoce ahora como falsa. Las corrientes que fluyen a tierra, de alguna manera deben retornar a la fuente, formando un circuito cerrado Estos crearán diferencias de potencial que, aunque pequeñas, causan ruido, zumbido, y posibles daños a equipo electrónico. El ruido eléctrico en los equipos electrónicos no son mas que pequeños voltajes que se montan en las señales, provocando sobre voltajes, como es sabido, el equipo electrónico funciona a base de señales voltajes y corrientes, por lo tanto una alteración de estas señales puede provocar por ejemplo información errónea en los equipos de procesamiento de datos, o en otros casos mala recepción de imágenes, etc. Una buena práctica de conexión a tierra eliminará la mayor parte de estas fallas en los equipos electrónicos sensibles.

Poner a tierra para disipar las corrientes de Rayo

La descarga atmosférica conocida como rayo, es la igualación violenta de cargas de un campo eléctrico que se ha creado entre una nube y la tierra o, entre nubes. Una nube de tormenta puede contener unos 140 MWh de energía con voltajes hasta de 100 Mv. Esta energía es la que se disipa mediante los rayos, con corrientes pico que van de unos cuantos kA a unos 200 kA. Los rayos son señales eléctricas de alta frecuencia, gran potencial y alta corriente, Son de alta frecuencia por la elevada razón de cambio de la señal, de aproximadamente 1 us. Por ello, para dirigir a tierra las descargas atmosféricas se requiere de las técnicas para señales en altas frecuencias, es decir conductores de baja impedancia, en especial de muy baja inductancia. Por lo tanto, para disipar a tierra las corrientes de rayo, no solo debemos conservar un bajo valor de resistencia a tierra de los electrodos, sino debemos tener especial cuidado en los conductores empleados para este propósito. Los conductores planos, y los sistemas de electrodos de puesta a tierra de configuración radial son los mas recomendados para estas aplicaciones.

Poner a tierra para disipar la electricidad estática

Las cargas electrostáticas se crean en líquidos o polvos que tienen una rigidez dieléctrica elevada, y pueden llegar a ser de varios kilo volts de magnitud. La neutralización de esas cargas electrostáticas se logra uniendo todas las partes metálicas y dieléctricas utilizando la tierra como referencia de potencial cero. La mayor peligrosidad de las cargas electrostáticas se presenta en los lugares donde se manejan vapores y polvos combustibles o explosivos, por lo que las instalaciones metálicas que no estén destinadas a conducir energía eléctrica. Tales como cercas perimetrales y estructuras metálicas y maquinaria y equipo ubicados en zonas en donde se manejen, almacenen o transporten sustancias inflamables o explosivas, deben conectarse a tierra.