El terrible error de conectar una varilla de tierra directamente a un equipo

En ocasiones, algunos fabricantes de equipos electrónicos malinterpretan el término "tierra aislada" y especifican un sistema de electrodo de tierra aislado y separado. Por ejemplo, una varilla directamente conectada a un equipo de aire acondicionado. Sin embargo, esto es un error. En realidad, la tierra aislada se refiere a un conductor adicional, aislado, que se extiende desde la entrada de servicio hasta enchufes especiales, sin tocar ningún objeto metálico en su camino. Su propósito es proporcionar una tierra libre de interferencias para los delicados dispositivos electrónicos.

Este conductor adicional de tierra no reemplaza al conductor de tierra del equipo. Algunos fabricantes insisten en la instalación de un sistema de tierra separado para sus equipos y exigen que no se conecte al electrodo de tierra del edificio.

Es importante tener en cuenta que, sin importar el argumento presentado, está ESTRICTAMENTE PROHIBIDO instalar diferentes electrodos de tierra sin una referencia a tierra común. Esta práctica también viola el Código eléctrico. Por tanto, si se instalan diferentes electrodos de tierra, se deben interconectar.

Si se instala un sistema de electrodo de tierra separado para un edificio, DEBE INTERCONECTARSE con el sistema de tierra existente, en cumplimiento con la sección 250-50 del Código.

La falta de interconexión entre dos sistemas de tierra, lo cual es una violación de las normas del Código, puede dar lugar a una situación extremadamente peligrosa. Si uno de los sistemas se energiza debido a rayos, condiciones de falla u otras razones, pueden generarse voltajes extremos entre los dos sistemas de electrodos de tierra, lo cual representa un riesgo de lesiones e incluso de muerte.

Es importante destacar que todas las personas involucradas en una falla de este tipo tienen responsabilidad legal y pueden enfrentar demandas civiles o procesos judiciales penales.

Incluso los profesionales encargados del diseño e instalación de estos sistemas pueden enfrentar consecuencias legales. Por ejemplo, si la impedancia a tierra de cada electrodo es de 5 ohmios y hay una impedancia en serie de 10 ohmios, en un servicio de 120 voltios, solo se generaría una corriente de 12 amperios. Este nivel de corriente no es lo suficientemente alto como para activar el interruptor de circuito.

Recuerda que es fundamental seguir las normas y regulaciones del Código eléctrico para evitar violaciones de tierra y sus peligrosas consecuencias.

¿Por qué existe gran confusión sobre conexión a tierra?

¿Por qué existe gran confusión sobre conexión a tierra? El tema de conexión a tierra es difícil. Pero no por los conceptos propios de la materia, sino principalmente por interpretaciones errónea. Esto se debe la gran cantidad de términos usados en libros, artículos técnicos y otras publicaciones sobre el tema. Se habla de:

• tierra
• masa
• tierra física
• tierra del circuito
• conductor de tierra
• tierra de seguridad
• conductor de conexión a tierra
• tierra de protección
• conductor del electrodo de tierra
• tierra del equipo
• conductor conectado a tierra
• tierra aislada
• electrodo de tierra
• tierra separada, tierra dedicada
• varilla de tierra
• tierra del sistema
• jabalina de tierra
• tierra de señal
• tierra de referencia de señal...

y otros tantos vocablos. Muchos de ellos que han inventado a través de los años las industrias electrónicas y de computación.

¿Por qué existe gran confusión sobre conexión a tierra?

Esta confusión también la crean manuales, estándares y especificaciones. Algunos escritos por ingenieros especializados en señal y otras veces por ingenieros en potencia. Ellos no siempre están de acuerdo en cuanto a la percepción y solución de estos nuevos problemas.

Las especificaciones y directrices de instalación para la industria electrónica, especialmente las de los fabricantes de equipos electrónicos y computadoras, agravan el problema. Ya que muchas, producto de grandes empresas en Estados Unidos, se han escrito por ingenieros, quienes nunca han leído el Código Eléctrico Nacional (NEC).

Ver también: ¿Cuándo se requiere conexión a tierra en los sistemas eléctricos?

Sólo en los últimos 20 años se ha dado gran importancia al sistema de conexión a tierra. Esto debido a la proliferación de equipos electrónicos sensibles, que requieren una tierra libre de ruidos eléctricos. La mayor parte de nuestros países se encuentran expuestos a una alta incidencia de tormentas eléctricas. Por ello que sufren continuamente daños en sus modernos equipos electrónicos debido a sus prácticas erradas de conexión a tierra. En mucha ocasiones los sistemas a tierra están mal instalados o son deficiente. De esa manera, los equipos electrónicos sufren daños irreparables si se presenta una descarga atmosférica. También es cierto que el Código eléctrico es un libro muy difícil de leer y se presta a interpretaciones erróneas.

Mitos de la puesta a tierra

Parte de la gran confusión sobre el sistema de tierra se basa en mitos e información incorrecta que circula en artículos, libros y otras publicaciones. Se ha comparado el sistema a tierra con una red recolectora de aguas negras, donde los conductores de tierra son las cañerías que drenan todas las perturbaciones y ruidos eléctricos a tierra. Esto es cierto solo para las perturbaciones causadas o inducidas por rayos, donde el electrodo de tierra es una de las terminales de la trayectoria de la energía del rayo a tierra.

Otro mito es el de la tierra aislada. Los fabricantes de equipo electrónico usualmente exigen una tierra aislada o separada, y malinterpretando el verdadero significado del Código, sólo proveen una terminal para las dos tierras: la tierra de seguridad y la tierra aislada, y como consecuencia se pierde la utilidad de la tierra aislada. La función de la tierra aislada es la de proporcionar una referencia cero, libre de ruido para los circuitos electrónicos.

También con regularidad los fabricantes de equipos electrónicos exigen que no se conecte el nuevo equipo electrónico, a la supuesta tierra sucia, llena de ruidos, del sistema de alimentación del edificio. Este mito es responsable de las instalaciones peligrosas para el personal y el equipo, además de múltiples violaciones del Código Eléctrico y costos adicionales causados por la instalación de nuevos electrodos y conductores de gran calibre.

El problema de la puesta a tierra y los sistemas electrónicos

Es importante considerar que un equipo que se alimenta por corriente eléctrica emite, con mayor o menor intensidad, perturbaciones de distintas frecuencias que pueden abarcar desde simples molestias de audio en un receptor de radio, e interferencias visual en la pantalla de un televisor, hasta inutilizar el servicio de emergencia de un hospital, provocar la interrupción de una comunicación celular o desviar la trayectoria de un avión militar o comercial.

Ver también: Instalación de una puesta a tierra residencial

Para darnos una idea de la gravedad del problema es importante tener presente que todos los sistemas electrónicos sensibles consumen menos del 1% de la energía producida. Mientras, el 99% restante lo emplean las redes de alumbrado y los motores, es decir, los generadores de interferencias. Incluso los mismos equipos electrónicos digitales generan cierta interferencia que afecta a otros equipos digitales.

El espacio está literalmente lleno de radiaciones electromagnéticas, viejas y nuevas. Éstas provienen de un sinnúmero de equipos y tienen ancho de banda. Hace poco se captaron las señales de la explosión que presuntamente creó el universo. A todos los equipos les afecta la transmisión de energía (acoplamiento) de estas perturbaciones. El intercambio de energía se lleva a cabo por diversos medios: generados por equipos con resistencias, bobinas o capacitores. Hablaremos de todos estos tipos de acoplamientos en próximos artículos.

¿Ahora entiendes por qué existe gran confusión sobre conexión a tierra?

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3 ejemplos del uso de contactos eléctricos

Recordemos que desde la selección del material de la terminal de contacto hasta la capacidad de conducción son importantes, y debemos tener muy presentes sus características.

En el caso de una sustitución de dispositivos o una reparación, para seleccionar un contacto tenemos que verificar la capacidad del circuito que suministra la energía. Cuando hacemos la proyección del sistema eléctrico con base en un plano o en las necesidades de nuestro cliente, nunca está por demás preguntar qué piensa conectar y realizar un plano más detallado donde se incluya la ubicación de muebles, adornos y hasta los elementos decorativos: lámparas, fuentes, cuadros luminosos; es decir, todo artefacto que deba alimentarse a través de contactos.

Por lo anterior, cuando se genera el proyecto eléctrico debemos determinar la capacidad de un circuito; haciendo un pequeño paréntesis, regresemos al conocimiento básico de las instalaciones eléctricas residenciales monofásicas, en la que un circuito de contactos no debe ser mayor de 20 A, por lo tanto: el contacto adecuado será de 20 A.

¿Qué sucedería si instalamos uno de 15 A? La respuesta es simple: podría sobrecalentarse por superar su capacidad de conducción. Si el conductor es lo suficientemente grande en cuanto a sección transversal y el interruptor termomagnético es de 20 A, no se presentará una sobrecarga, porque será
referida directamente a la protección. La acción contraria es cuando se tiene un circuito de 15 A e instalamos contactos de 20 A. En este caso, aunque la protección es menor a la capacidad del contacto, no existe ningún riesgo de que pueda sobrecalentarse por superar su conducción máxima, al contrario asegura que al alimentar una carga que sobrepase la corriente máxima de la protección se den las condiciones para que opere sin comprometer en ningún momento conductores y carga, evitando un posible riesgo de incendio.

Todo lo anterior se refiere directamente a las instalaciones eléctricas residenciales. Sin embargo, en el desarrollo de nuestra actividad como electricistas tenemos la oportunidad de hacer remodelaciones, mantenimiento preventivo y reparaciones en locales comerciales, oficinas, consultorios médicos, escuelas, guarderías, tiendas de auto servicio y mostrador; en fin, en muchos lugares en los que se deben instalar contactos y equipo con características especiales.

Caso 1: Instalación de una Cafetería

En un local donde se prepara café y pan se conectan distintos aparatos como cafeteras -algunas de ellas trabajando a 240 voltios- hornos eléctricos y microondas, tostadores de pan, trituradoras de café, purificadoras de agua, pantallas, equipo de audio y cajas registradoras, entre otros.

Las características de estos aparatos son distintas a los que generalmente tenemos en casa, por lo tanto la instalación eléctrica también lo es.

Por ejemplo, para una cafetera con una tensión a 240 V, 17 A a 2 hilos y tierra, un contacto polarizado y con terminal de tierra normal como los que se tienen en casa de 20 A no podría usarse, aún cuando el cordón de alimentación del equipo no cuenta con clavija y nos brinda la oportunidad de instalarlo. Por otro lado, hablando del contacto se requiere de uno que asegure la conducción correcta de corriente sin sobrecalentarse al estar a la máxima corriente. Para este caso podría usarse un contacto del tipo NEMA L6-20R que tiene una conducción de 20 A y conexión a 2 hilos y tierra.

Ver también: Ubicación de salidas de contactos en unidades de vivienda

En el área donde se lavan los recipientes y se conectan licuadoras o trituradoras, debemos instalar un contacto tipo GFCI, también conocido como de protección de falla a tierra, que mencionamos en entradas pasadas.

Caso 2: Remodelación de una Oficina

Para una remodelación en una oficina, donde se tendrá conectado equipo de cómputo, primero hay que asegurar la protección de los conductores eléctricos mediante la correcta selección del tipo de tubo conduit. Si se trata de muros falsos de yeso, se recomienda usar tubo rígido de PVC o tubo de polietileno flexible verde, por las características de retardante a la propagación de la flama y libre de elementos tóxicos.

En cuanto a los contactos, debemos considerar contactos de tierra aislada tipo NEMA 5-15R, que proveen un camino por el cual pueden mandarse a tierra las cargas estáticas generadas por los equipos de cómputo. La forma de indentificarlos o ubicarlos fácilmente es con la leyenda tierra aislada en la placa, o bien con un triángulo en color verde que se encuentra a un lado de la terminal de tierra. Aunque esta característica no es obligatoria, se identifican por su color naranja sólido y brillante.

Caso 3: Construcción de un Hospital

Como parte de la construcción de un hospital, realizaremos la instalación eléctrica en el área de Terapia Intensiva, donde se debe contar con dispositivos que provean una capacidad superior a los de los contactos que se usan en la casa u oficina. También se requieren dispositivos que supriman las distorsiones generadas por el propio equipo y las que podría recibir de la instalación eléctrica debido a la puesta en marcha de otros equipos tanto de cómputo, médicos, bombeo, comunicación, etcétera. A estos contactos tan especializados se les conoce como grado hospital y se distinguen por presentar
un punto verde cerca de la terminal de tierra, en la cara del contacto, que generalmente son tipo NEMA 5-20R.

El tema de los contactos eléctricos es muy extenso. Esperamos que lo tratado en esta entrada y la anterior sobre el tema te sea útil para proveer un trabajo siempre profesional y, sobre todo, seguro para el usuario final.

4 diagramas de salidas especiales

1. Contacto de 120/240 V para estufa. Circuito dedicado de 50 ó 60 A y 120/240 V, para estufa grande de cocina. Los cables rojo y negro, conectados a un interruptor automático de doble polaridad en el centro de carga, brindan cada uno 120 voltios de energía a los terminales de tornillo en el contacto. El cable blanco unido a la barra de conexión neutral en el centro de carga, se conecta al terminal del tornillo neutral en el contacto.
   
   
   
   
   
   
   
   
2. Termostato y calentadores de piso de 240 V. Este diseño es común para una serie de calentadores de piso de 240 V controlados por un termostato de pared. A excepción del último calentador en el circuito, todos los otros se conectan como se muestra a continuación. El último calentador se conecta a un solo cable. El tamaño del circuito y de los cables se determina por el total de potencia eléctrica que suman todos los calentadores.
   
   
   
   
   
   
   
   
3. Circuito dedicado para computadora, contacto de 120 V con tierra aislada. Este circuito de 15 A con tierra aislada, da extra protección contra sobrecargas e interferencias que puedan afectar equipos electrónicos.
   
   
   Ver también: 5 pasos para remplazar un contacto estándar por un contacto con tierra aislada
   
   Se use un cable # 14 AWG de color verde para su identificación. Se conecta al tornillo a tierra en el contacto con tierra, y va de regreso a la barra de conexión a tierra en el centro de carga sin tocar ningún cable de la instalación.
   
   
   
   
   
   
   
   
4. Contacto para electrodoméstico de 240 V. Circuito de 20 A y 240 V. conectado con un cable # 12 AWG, requerido por el código, por ejemplo, para equipos aire acondicionado. Los contactos están disponibles en versión sencilla (foto), o en forma de contactos duplex. Los cables rojo y negro del circuito conectados al interruptor automático de doble polaridad traen cada uno 120 V al contacto.
   
   
   
   
   
   

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