EL DISEÑO EFICIENTE DE UN SISTEMA DE PUESTA A TIERRA, ES LA CONDICION OBLIGATORIA PARA QUE EL PROYECTO CUMPLA LA LEY 19587.

Introducción
Mucho se ha escrito en cuanto a la necesidad de establecer un “sistema eficiente de puesta a tierra”, para cumplir exigencias de seguridad para personas y bienes.
También se ha demostrado en numerosas presentaciones de proyectos; algunos conceptos poco claros entre la relación entre el sistema de puesta a tierra y la necesaria desconexión de las protecciones ante fallas a tierra.
El sistema de puesta a tierra en sí mismo “es sagrado” pero no garantiza la seguridad si no se ha seleccionado un sistema de protecciones que actúe y desconecte la parte afectada ante corrientes a tierra que son el resultado de tensiones en partes metálicas conectadas al sistema de puesta a tierra.
Para cumplir los requerimientos de seguridad, el proyectista debe demostrar que cuando se presenten tensiones peligrosas en partes metálicas y un posible un contacto indirecto, debe existir una protección asociada que desconecte esa parte de la instalación y se eviten los conocidos casos de electrocución o de incendio por corrientes derivadas a tierra y no desconectadas en forma prácticamente instantánea.
La norma IEC 60364 establece relaciones entre magnitud y duración máxima de mantenimiento de la tensión de contacto (Uc) para inmuebles y locales donde la Reglamentación AEA 90364 establece el limite de Uc ≥24 V.

Tensión supuesta de contacto (V) Tiempo de corte máximo del dispositivo de protección (s)
50 5
75 0,48
90 0,30
125 0,25
150 0,18
220 0,05

Como se puede observar, ante mayores valores de tensiones de contacto, la protección debe actuar en forma casi instantánea.
El objeto de este trabajo es establecer las necesarias relaciones entre los valores máximos del sistema del sistema de puesta a tierra y las protecciones que deben instalarse para ofrecer una eficiente detección y desconexión de la parte afectada y preservar vidas y bienes.

El sistema de puesta a tierra debe cumplir al menos con dos requisitos

Ofrecer continuidad y vinculación por medio de conductores de cobre entre todos los componentes metálicos susceptibles de adquirir tensiones que pueden resultar peligrosas.
Ofrecer un valor de resistencia de puesta a tierra (Ra) establecida de acuerdo a la Reglamentación AEA 90364 y los correspondientes cálculos de verificación de actuación de protecciones asociadas para la detección de fallas a tierra.

Lo que establece la ley 19587

El proyectista de la instalación eléctrica debe demostrar que su proyecto cumple la ley 19587 que indica “textual” en el Anexo VI, en Capitulo 14, en “Condiciones de Seguridad de las Instalaciones Eléctricas”.

1.2. Tensión de seguridad
En los ambientes secos y húmedos se considerara como tensión de seguridad hasta 24 V respecto a tierra.
3.3. Protección contra Riesgos de Contactos Indirectos.
Para proteger a las personas contra los riegos de contacto con masas puestas accidentalmente bajo tensión, estas deberán estar puestas a tierra y además se adoptara uno de los dispositivos de seguridad enumerados en 3.3.2.
3.3.1 Puesta a tierra de las masas
Las masas deberán estar unidas eléctricamente a una toma a tierra o a un conjunto de tomas a tierra interconectadas.
El circuito de puesta a tierra deberá ser continuo, permanente, tener la capacidad de carga para conducir la corriente de falla y una resistencia apropiada.
Los valores de las resistencias de las puestas a tierra de las masas, deberán estar de acuerdo con el umbral de tensión de seguridad y los dispositivos de corte elegidos, de modo de evitar llevar o mantener a las masas a un potencial peligroso en relación a la tierra o a otra masa vecina.

Para cumplir lo exigido por la legislación, el sistema de puesta a tierra, denominado “paralelo”, acompaña al sistema principal de fases y neutro y conecta todas las partes y componentes metálicos o “masas” de la instalación a una “toma de tierra” de referencia que se incorpora en las instalaciones eléctricas de inmuebles al denominado esquema de puesta a tierra TT.
El proyectista de la instalación como responsable técnico y legal debe resolver lo indicado en la ley 19587, y debe indicar en forma clara y precisa en su proyecto la solución que propone para cumplir con la legislación.
Si cualquier parte o envolvente metálico de la instalación eléctrica adquiere tensión, la condición de seguridad establecida en ley 19587 indica que, si la tensión supera el umbral de 24 V, debe actuar un dispositivo de protección en forma eficiente y en el mínimo tiempo que evite todo tipo de riesgo de posible contacto indirecto.

Lo que establece la norma IRAM 2281/3

Si se consulta las Norma IRAM 2281/3, la Tabla 9 establece algunas interesantes relaciones entre la corriente de falla a tierra que se necesita establecer respecto a la corriente nominal del dispositivo de protección.

Corriente de falla a tierra (A) Corriente nominal del dispositivo de protección.
2000 100
3300 160
3900 200
5200 315
7800 400

Las relaciones indican que para garantizar la actuación instantánea del dispositivo de protección son necesarias corrientes de fallas a tierra del orden de veinte veces la corriente nominal del dispositivo de protección ubicado inmediatamente “aguas arriba” del lugar donde se originará la falla a tierra.

Lo que establece el esquema de puesta a tierra TT

En el esquema de puesta a tierra TT (establecido como obligatorio por AEA 90364):
• Considerando nula la resistencia de pérdida de aislacion del dispositivo en falla
• Denominando a la corriente de falla a tierra como If
• Con el valor de resistencia de puesta a tierra como Ra.
Resulta la tensión de contacto de:

If. Ra ≤ Uc

• Considerando el valor If como el valor de actuación de la protección, denominado aquí Ia

Resulta la relación de:

Ia. Ra ≤ 24V

En cuanto a las exigencias de protecciones, es conocido que la AEA 90364 indica el uso obligatorio del interruptor diferencial de corriente diferencial 30 mA desde el “tablero seccional”
La utilización obligatoria del protector diferencial de 30 mA facilita el valor máximo de puesta a tierra máximo Ra para cumplir la condición de seguridad, pues

30 (mA) x Ra (ohm) ≤ 24 (V)
Ra ≤ 24 V / 30 mA ≈ 800 ohm

Este valor de exigencia de resistencia Ra del orden de 800 ohm o menor, es de sencillo cumplimiento aun ante las peores condiciones de la puesta a tierra.

Si en el “tablero principal” ubicado “aguas arriba” del tablero seccional se establece por proyecto un protector diferencial “selectivo” de 300 mA, la condición máxima de Ra seria

300 (mA) x Ra (Ohm) ≤ 24 (V)
Ra ≤ 24 V / 300 mA ≈ 80 Ohm

Este valor de exigencia de resistencia Ra del orden de 80 ohm o menor, se puede lograr mediante un sistema de puesta a tierra de un costo razonable.

La exigencia de AEA 90364 es establecer una resistencia de puesta a tierra con valor máximo de 40 ohm

La tabla que sigue indica los valores máximos aproximados de Ra necesarios para garantizar la actuación de dispositivos diferenciales de diversas corrientes diferenciales (I∆n) ante tensiones de contacto superiores a 24 V

I∆n ≤ 24/ Ra Resistencia Ra, máxima aproximada en ohm
3 A 8
1 A 24
500 mA 50
300 mA 80
30 mA 800

Volviendo a la condición de seguridad mediante la actuación de protecciones de tipo termomagnéticas, la seguridad de actuación por lo establecido en IRAM 2281/3 se debe garantizar con corrientes a tierra de valores considerables, por ejemplo del orden de 2000 A, para la actuación instantánea de una protección de corriente nominal 100 A.
En este ejemplo el valor de máximo de Ra resultaría de:

2000 (A) x Ra (Ohm) ≤ 24 (V)
Ra ≤ 24 V / 2000 A ≈ 0,01 ohm
La condición de puesta a tierra de fracciones de ohm, es de difícil cumplimiento. Esta tipo de limitación en la seguridad lo establece claramente la AEA90364 cuando dice que en inmuebles la protección de falla a tierra debe ser resuelta con interruptores diferenciales.

Se podrá argumentar que se puede utilizar un modelo de interruptor automático de 100 A con accionamiento instantáneo de 600 A, pero aun así la Ra debería ser del orden de 0,04 Ohm.

En la figura que sigue se indica en forma genérica que en tablero seccional se detectan fallas por medio del interruptor diferencial en forma eficiente y reglamentaria. La solución de detección de falla a tierra en el tablero principal no se observa como resuelta sin la aplicación de protecciones diferenciales adecuadas.


La responsabilidad del proyectista
En definitiva resulta inexplicable el Riego Legal que corre un proyectista al no resolver adecuadamente lo exigido por la ley 19587.