5 razones para aterrizar las cubiertas de metal

 

5 razones para aterrizar las cubiertas de metal de los equipos

Existen 5 razones para aterrizar las cubiertas de metal de los equipos. Son las mismas razones para aterrizar las cubiertas de metal de algunos cables eléctricos:

1. Limitar el voltaje debido a los rayos (descargas atmosféricas).
2. Restringir el efecto de picos repentinos de voltaje (sobrevoltajes transitorios)
3. Limitar el efecto debido a contactos accidentales con líneas de alto voltaje.
4. Estabilizar el voltaje durante la operación normal de los equipos.
5. Facilitar la operación de los interruptores de circuito.

De estas 5 razones para aterrizar las cubiertas de metal de los equipos, las primeras dos se encuentran en la sección 250-2(b) del NEC (Código Eléctrico Nacional de los Estados Unidos). Una vez más, su preocupación es limitar el voltaje y la corriente.

La tercera razón (aunque no se especifica en las notas del Código), es drenar a tierra corrientes de fuga o corrientes de descargas electrostáticas.

¿Cómo ayuda el aterrizaje a drenar las corrientes electrostáticas y de fuga?

Por ejemplo, algunos cables se fabrican con blindaje. Es decir, con un recubrimiento de malla o tubo metálico entre las capas de plástico aislante. Este blindaje se utiliza para atenuar la propagación de los campos electromagnéticos. Por eso conviene conectar este blindaje a tierra. Eso ayuda a drenar las cargas electrostáticas. Y evita que acumule en la superficie del blindaje.

Ver también: 3 razones para aterrizar los sistemas de alimentación y circuitos

Pero también existen los aparatos que producen "ruido eléctrico". Es decir, señales de interferencia eléctrica no deseada. Estas señales se añaden a la señal principal (también denominada “señal útil”). El ruido eléctrico puede alterar a la señal útil, produciendo efectos que pueden ser más o menos perjudiciales. Y aun los mismos equipos electrónicos pueden provocar daños, problemas y errores de datos, en el equipo electrónico avanzado. Es importante drenar inmediatamente a tierra estas corrientes estáticas y de fuga. Esto para asegurar la operación óptima del equipo electrónico.

¿Cómo facilita el aterrizaje la operación de los interruptores de circuito?

Las notas del Código enfatizan la importancia de la unión entre la tierra del equipo (o "tierra de seguridad") y el conductor conectado a tierra (conductor "neutro"). Esta unión se efectúa sólo en el tablero principal de distribución. Puede realizarse en el puente principal de unión. Éste se ubica en el equipo de servicio. Es el eslabón clave para que se complete la trayectoria de la corriente de falla. Y así, se activen los dispositivos de protección (fusibles o interruptores termomagnéticos).

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3 Razones para aterrizar los sistemas de alimentación y circuitos

Existen 3 Razones para aterrizar los sistemas de alimentación y circuitos eléctricos. La primera nota de la sección 250-2(a) del NEC describe las razones por las que los sistemas de alimentación se deben poner a tierra. La responsabilidad del electrodo de tierra es brindar protección contra:

• Descargas atmosféricas (rayos).
• Sobrevoltajes transitorios (picos de voltaje repentinos).
• Contacto accidental con líneas de mayor voltaje.
• Y estabilizar el voltaje a tierra durante la operación normal de los equipos.

El conductor neutro designado por el Código como el "conductor conectado a tierra" de un sistema aterrizado, establece una trayectoria de baja resistencia para las corriente de falla. Así, permite el funcionamiento del interruptor automático principal o de los interruptores del centro de carga, para cancelar la falla.

3 Razones para aterrizar los sistemas de alimentación y circuitos

Las razones por las cuales sistemas y circuitos se ponen a tierra se pueden sintetizar en 3. De acuerdo con la sección 90-1, "Propósito del Código":

• Protección de los equipos.
• Seguridad de las personas.
• Protección de la instalación.

Ver también: ¿Por qué existe gran confusión sobre conexión a tierra?

Protección de los equipos

Es un malentendido pensar que la puesta a tierra sólo tiene el propósito de mantener todos los equipos y cubiertas metálicas a un plano equipotencial para proteger al personal de un choque eléctrico. No sólo la planificación es importante para el buen funcionamiento de los interruptores automáticos de seguridad que operen de forma inmediata. También mantiene la electricidad tan limpia y libre de ruidos eléctricos como sea posible.

Todo, desde cafeteras y microondas hasta luces fluorescentes y microcontroladores, se pueden convertir en una fuente de interferencia. Y degradar en mayor o menor medida la calidad de los datos.

Por otro lado, las descargas de electricidad estática pueden causar daños graves en los componentes electrónicos.

Seguridad de las personas

Es importante destacar que el Código enfatiza la seguridad del personal. Por ejemplo, en casos en que no existe una tierra efectiva, especialmente en los tomacorrientes antiguos, sin terminal de tierra, o en locales donde puede existir el peligro de una descarga eléctrica, como en los baños o estacionamientos. En estos casos Código exige la utilización de un interruptor de circuito de falla de tierra (GFCI). Mediante éste, una falla se puede limitar a 6 milisegundos. Y tan pronto como la falla se resuelve, el peligro deja de existir.

Protección de la instalación

La falla durará el tiempo que tarden los interruptores termomagnéticos o automáticos y los fusibles en activarse. Por esto es importante calibrar los conductores de tierra y el conductor neutro. El conductor de tierra de seguridad con su baja impedancia y los interruptores automáticos de circuito protegen a las personas y equipos. Pero solamente limitan la duración de la sobrecorriente. Estos dispositivos, los cuales abren el circuito y aíslan la falla de la red de suministro. Pero en muchos casos no eliminan el daño causado. Una falla puede provocar un incendio y aun cuando se elimine la falla, el fuego puede continuar. Sin embargo, cuando los interruptores termomagnéticos se activan, impiden la circulación de más electrones libres que agravarían el daño.

¿Qué opinas de las 3 razones para aterrizar los sistemas de alimentación y circuitos?

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¿Por qué es muy importante el Código Eléctrico?

¿Por qué es muy importante el Código Eléctrico? Con el post anterior comenzamos una serie de artículos sobre la puesta a tierra. Al final de esta serie de artículos quedará aclarado el significado del Código y las prácticas correctas de puesta a tierra. Esto para diferentes circuitos y sistemas dentro de un ambiente eléctrico diferente. Los principios no son los mismos para un sistema a tierra que funciona a frecuencia de 60 Hz, que para sistemas expuestos a altas frecuencias. Ya que los métodos correctos de conexión a tierra para diferentes sistemas dependen del ambiente eléctrico al cual están expuestos.

La gran importancia de los próximos artículos se centra en el conocimiento y prácticas recomendadas por el Código Eléctrico Nacional (NEC) de Estados Unidos. También en el reglamento mexicano para instalaciones eléctricas publicado en el Diario Oficial de la Federación. Y la mayoría de los códigos eléctricos de nuestros países. Estos reglamentos son prácticamente una copia del Código estadounidense. En este blog, las normas que se aplican a Estados Unidos, y a nuestros países, se referirán como "el Código" o "el Código Eléctrico". Es importante recalcar que estas normas se han establecidas principalmente por razones de seguridad industrial y también administrativas.

El reglamento eléctrico y los tratados comerciales

Consideremos primero la gran cantidad de equipos, fabricados en Estados Unidos, que se instalan a diario en toda Latinoamérica. Estos requieren prácticas de instalación estadounidenses, de acuerdo con el código de ese país. Otro factor importante para actualizar los conocimientos del Código es el reciente Tratado de Libre Comercio de América del Norte. Este tratado fue firmado por Estados Unidos, México y Canadá. Se puso en marcha en 1994. Y está proyectado para extenderse finalmente a todos los países de Latinoamérica.

Ver también: 5 requerimientos básicos del NEC para habitaciones

En este tratado existen cláusulas acerca de la aceptación multilateral de los equipos registrados por los laboratorios UL. Y de la aceptación de los Códigos eléctricos de los tres países si "estos son razonablemente los mismos". Por ejemplo, como se mencionó antes, el reglamento eléctrico de México, excepto algunos puntos, es virtualmente el mismo código que el de Estados Unidos. Esto aun en su numeración (la sección 250, conexión a tierra, es la misma para el NEC y el reglamento de México).

La importancia del Código Eléctrico para las aseguradoras

Es importante familiarizarse con el sistema a tierra y cableado de acuerdo con el NEC. En el nuevo comercio global, las empresas de seguros limitan sus responsabilidades financieras cuando en una instalación no se puede demostrar la "calidad del sistema". Lo primero que investigan es si sigue al Código Eléctrico Nacional.

La política corporativa de las empresas de seguros es lograr seguridad y rentabilidad. Por tanto tratan de evitar accidentes y de pagar millones de dólares de indemnización en caso de siniestro. También exigen que sus clientes se apeguen al Código Eléctrico. Y en caso de obras civiles nuevas se observen las disposiciones contenidas en la última edición del Código. Se sabe de casos en los que las empresas tuvieron que pagar millones de dólares por accidentes debidos a corriente en el conductor de tierra. La razón fue la falta de una varilla de tierra "adicional" requerida por el Código. En otros casos, hay empresas que no han podido cobrar millones de dólares de sus pólizas de seguros debido a simples violaciones del Código.

¿Te das cuenta ahora de por qué es muy importante el Código Eléctrico?

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¿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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