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CHARLA SOBRE TIERRAS Y EQUIPOTENCIALES
LA ELECTRICIDAD Y EL CUERPO HUMANO
SISTEMAS DE DISTRIBUCION. PUESTAS A TIERRA
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ESQUEMAS TN.
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ESQUEMAS TT.
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ESQUEMAS IT.
CONSTITUCION DE LAS PUESTAS A TIERRA
CONDUCTORES DE EQUIPOTENCIALIDAD
CONTACTOS DIRECTOS E INDIRECTOS
CONEXIONES EQUIPOTENCIALES SUPLEMENTARIAS
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ESQUEMA CONTACTO INDIRECTO
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ESQUEMA CONTACTO SIMULTANEO 01
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ESQUEMA CONTACTO SIMULTANEO 02
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ESQUEMA CONTACTO SIMULTANEO 03
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ESQUEMA CONTACTO SIMULTANEO 04
-
ESQUEMA EQUIPOTENCIAL PELIGROSA
LA ELECTRICIDAD Y EL CUERPO HUMANO
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Contracción muscular a partir de 5 mA
-
Tetanización muscular a partir de 10 mA
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Afección al diafragma a partir de 25 mA (posibilidad de asfixia).
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Fibrilación ventricular a partir de 80 mA (probabilidad del 50%)
-
Carbonización de la piel a partir de 50 mA/mm2
IMPEDANCIA DEL CUERPO HUMANO
Varía de unos individuos a otros, dependiendo además de otros factores:
-
Tensión de contacto
-
Frecuencia de la red
-
Superficie de contacto
Los valores totales de impedancia del cuerpo humano medida entre ambas
manos pueden variar según las diversas condiciones desde los 700 ohmnios
(1000V) hasta los 6000 ohmnios (25V).
SISTEMAS DE DISTRIBUCION. PUESTAS A TIERRA
Se representan con letras en mayúscula, siendo su significado:
Primera letra (alimentación en CT):
-
T si existe conexión directa de un punto con tierra
-
I si están aisladas todas las partes activas respecto a tierra, o existe
conexión a tierra a través de una impedancia.
Segunda letra (masas de la instalación):
-
T cuando las masas están unidas directamente a tierra
-
N cuando las masas se unen con el punto de alimentación puesto a
tierra.
Letras adicionales (disposición del conductor neutro y de protección)
-
S si las funciones de protección se aseguran mediante un conductor
distinto del neutro o desde el conductor de puesta a tierra.
-
C cuando las funciones de neutro y de protección están combinadas en
un solo conductor.
ESQUEMAS TN.
Son las que tienen un punto de la alimentación unido directamente a tierra, con
las masas de la instalación unidas a dicho punto por medio de conductores de
protección. Existen tres tipos:
-
TN-S
-
TN-C-S
-
TN-C
ESQUEMAS TT.
Las masas de la instalación se unen a tierra en puntos distintos a la toma de
tierra de la alimentación. Es el sistema utilizado normalmente en España por
las Empresas distribuidoras de energía.
ESQUEMAS IT.
Con las partes activas de la alimentación aisladas de tierra o unidas através de
una impedancia, y las masas de la instalación unidas a tierra de forma
independiente o colectiva.
CONSTITUCION DE LAS PUESTAS A TIERRA
CONDUCTORES DE EQUIPOTENCIALIDAD
-
Conductor principal de equipotencialidad, es el que pone A TIERRA las
masas importantes de la instalación.
-
Conductores
de
equipotencialidad
suplementaria
son
los
que
garantizan la conexión equipotencial ENTRE LAS MASAS de los
equipos
eléctricos,
y
ENTRE
ÉSTOS
Y
LOS
CONDUCTORES SIMULTANEAMENTE ACCESIBLES.
ELEMENTOS
CONTACTOS DIRECTOS E INDIRECTOS
-
Contacto directo es el que se produce directamente entre un individuo y
un
conductor
activo
o
bien
con
dos
conductores
activos
simultáneamente (doble contacto directo). Es imposible asegurar la
protección contra estos últimos salvo por medidas de aislamiento
(guantes, ropa aislante, etc).
-
Contacto indirecto es el que se produce por contacto del individuo con
una superficie en tensión, provocada por fallo de aislamiento entre ella y
las partes activas de la instalación.
REALIZACION DE CONEXIONES EQUIPOTENCIALES SUPLEMENTARIAS.
CONSIDERACIONES INICIALES
Las
Normas
particulares
de
Iberdrola
S.A.,
“ESPECIFICACIONES
PARTICULARES PARA INSTALACIONES DE ENLACE”, efectuadas estando
en vigor el Reglamento Eléctrotécnico del año 73, decían textualmente:
<<Las guías metálicas de los ascensores, montacargas, antenas, calderas,
tuberías metálicas, depósitos metálicos, estructuras metálicas y sus armaduras,
carpinterías metálicas exteriores e interiores, etc, y otros servicios del edificio
se conectarán a la red de tierras.>>
La otra Norma que hablaba en ese momento de la protección con conexiones
equipotenciales para los contactos indirectos era el Reglamento Electrotécnico
de Baja Tensión de 1973, que dice en el Aptdo. 2.6 de la Instrucción
Complementaria MIE-BT-021:
<<...estas conexiones equipotenciales pueden dar lugar a poner bajo tensión
elementos metálicos muy lejanos al lugar donde se haya producido un defecto
a masa, alcanzando incluso a lugares desprovistos de instalación eléctrica.>>
Y continúa:
<<En consecuencia el empleo de esta medida de protección requiere el análisis
previo, en cada caso, de las situaciones que puede crear su aplicación....>>
Lo expuesto anteriormente desaconsejaba de forma rotunda el empleo
indiscriminado de conexiones equipotenciales, lo que unido a estar fuera del
propio ámbito de aplicación lo expuesto en la Norma de Iberdrola, justifica el
que sea el criterio Técnico del Autor de cada Proyecto el que determine y
justifique el uso y la idoneidad del empleo de este tipo de protecciones.
ESTUDIO DE LOS SISTEMAS DE PROTECCION.
Para estudiar las formas de protección contra los contactos indirectos habrá
que analizar, de una forma general primero, y después en su aplicación al caso
que nos ocupa, como se pueden producir y de qué factores depende el que se
produzcan, los contactos indirectos.
La primera situación y de una relativa frecuencia es la pérdida de aislamiento
en partes activas de receptores fijos con envolventes metálicas. Ello provoca
una tensión de contacto en la superficie del receptor de gran peligrosidad y que
ha sido casos de falta de protección objeto de lesiones mortales. En estos
casos el sistema de protección empleado en un sistema de distribución de
energía tipo TT es el de el empleo de dispositivos de corte de corriente por
intensidad de defecto Iinterruptores diferenciales) simultáneamente con una
PUESTA A TIERRA DE LA ENVOLVENTE metálica del receptor. Dado que la
actual normativa establece como tensiones límites de contacto los 50V en
general y los 24V en locales húmedos o mojados, la intensidad de disparo del
dispositivo de disparo y la impedancia total de puesta a tierra de la envolvente
deberán cumplir el que su producto sea inferior a las tensiones indicadas.
Para este caso de fugas de corriente, y en caso de fallo del dispositivo de corte
por defecto, se puede crear una tensión de contacto peligrosa en la superficie
del receptor (una lavadora por ejemplo). El contacto simultáneo de este
receptor y otro elemento conductor no aislado de tierra por una persona resulta
peligroso, y tanto más cuanto menor sea la resistencia a tierra del segundo
elemento de contacto. Para evitar esta tensión de contacto, se empleará una
conexión equipotencial entre los elementos conductores susceptibles de
transmitir un defecto a tierra y ACCESIBLES de forma simultánea con el
receptor que provoca el defecto. Esta conexión equipotencial no se unirá a
tierra salvo en el punto ya indicado de la masa exterior del receptor alimentado
eléctricamente. La puesta a tierra independiente de los elementos metálicos en
los que no es posible un contacto con partes activas de la instalaciòn es
desaconsejable, pues solo aumenta la intensidad de contacto a través del
individuo al disminuir la impedancia del circuito creado.
Un caso más dificil de analizar, por no ser directamente detectable, es la fuga
de corriente a través de aparatos portátiles. Este puede ser el caso de
lámparas de pié, secadoras de mano, molinillos, máquinas de afeitar,
tostadoras, etc, que en muchos de los casos no disponen de clavijas con la
preceptiva patilla de tierra.
En el caso de pérdida de aislamiento de estos aparatos, se provoca una
tensión en su superficie, que no es detectable hasta que se provoca una fuga
de corriente por el contacto simultáneo del receptor y un elemento no aislado
de tierra, a través, generalmente, de una persona.
En este caso, la unión a tierra de los elementos accesibles por la persona que
manipula el aparato defectuoso aumenta el peligro de electrocución, pues ello
no hace sino potenciar la corriente de fuga hasta valores que pueden resultar
fatales. Las posibles medidas de protección contra estas posibles fugas son un
aumento de la sensibilidad de disparo de los interruptores diferenciales, el
empleo de receptores con un aislamiento de Clase II, la sensibilización del
consumidor hacia receptores que dispongan de una clavija con una correcta
toma de tierra, que provoque el disparo del dispositivo diferencial a través de la
misma, y la concienciación también del mismo consumidor del peligro de uso
de aparatos eléctricos portátiles en locales húmedos o mojados, o el no usar
calzados con elementos aislantes en el momento de manejar aparatos de este
tipo.
Otra medida muy eficaz de protección en lugares en los que se prevea que se
puede provocar esta situación, como son los baños y aseos, es el empleo de
transformadores de separación de circuitos.
Tras lo expuesto, y a criterio de este Técnico, se conectarán directamente a la
red de conductores de protección de tierra:
- Todas las parte metálicas exteriores de receptores fijos alimentados
eléctricamente: levas de puertas motorizadas, ascensores, montacargas,
motores de calderas, bombas de agua, extractores, etc.
-
Perfiles metálicos de techos que soporten o estén en contacto con
luminarias, conductos metálicos de ventilación en contacto con los ventiladores,
guías y elementos metálicos de ascensores o proximos a la maquinaria del
ascensor, puertas motorizadas, etc.
- Puntos de entrada en emplazamientos húmedos (baños, cocinas, etc) de
canalizaciones metálicas de agua que pudieran estar en tensión por su
contacto en algún punto con elementos en tensión por pérdidad de aislamiento
u otras causas.
Se realizarán conexiones equipotenciales no conectadas expresamente a
tierra:
- Entre las envolventes de los aparatos del apartado anterior, y los elementos
conductores no aislados de tierra simultáneamente accesibles con las
anteriores.
No se realizarán conexiones a tierra ni conexiones equipotenciales:
- En los elementos conductores que no sean accesibles de forma
simultáneamente con partes metálicas de aparatos alimentados eléctricamente:
barandillas, ventanas sin persianas eléctricas, puertas de apertura manual u
otros elementos metálicos aislados, etc.
A lo expuesto en los apartados anteriores de este escrito, hay que añadir que
ya el nuevo Reglamento de Baja Tensión de 2002, hace mención expresa a
cómo y cuando se deben realizar conexiones equipotenciales y conexiones a
tierra. Así, por ejemplo, en el Apdo. 2.2 de la ITC-BT 27 dice:
“Una conexión equipotencial local suplementaria debe unir el conductor de
protección asociado con las partes conductoras accesibles de los equipos de
clase I en los volúmenes 1, 2 y 3, incluidas las tomas de corriente y las
siguientes partes conductoras externas de los volúmenes 0, 1, 2 y 3:
-Canalizaciones metálicas de los servicios de suministro y desagües (por
ejemplo agua, gas);
-Canalizaciones metálicas de calefacciones centralizadas y sistemas de aire
acondicionado;
-Partes metálicas accesibles de la estructura del edificio. Los marcos metálicos
de puertas, ventanas y similares no se consideran partes externas accesibles,
a no ser que estén conectadas a la estructura metálica del edificio;
-Otras partes conductoras externas, por ejemplo partes que son susceptibles
de transferir tensiones.
Estos requisitos no se aplican al volumen 3, en recintos en los que haya una
cabina de ducha prefabricada con sus propios sistemas de drenaje, distintos de
un cuarto de baño, por ejemplo un dormitorio.
Las bañeras y duchas metálicas deben considerarse partes conductoras
externas susceptibles de transferir tensiones, a menos que se instalen de forma
que queden aisladas de la estructura y de otras partes metálicas del edificio.
Las bañeras y duchas metálicas pueden considerarse aisladas del edificio, si la
resistencia de aislamiento entre el área de los baños y duchas y la estructura
del edificio, medido de acuerdo con la norma UNE 20.460-6-61, anexo A, es de
como mínimo 100 kohm.”
CIRCUITO GENERADO EN UN CONTACTO INDIRECTO
ESQUEMA GENERADO EN CASO DE CONTACTO SIMULTANEO CON UNA
PARTE METALICA AISLADA DE TIERRA
ESQUEMA GENERADO EN UN CONTACTO SIMULTANEO CON UNA
PARTE METALICA UNIDA A TIERRA
ESQUEMA GENERADO EN UN CONTACTO SIMULTANEO CON UNA
PARTE METALICA UNIDA A TIERRA CON UNION EQUIPOTENCIAL
ENTRE MASAS
ESQUEMA GENERADO EN UN CONTACTO SIMULTANEO CON UNA
PARTE METALICA UNIDA A TIERRA CON UNION EQUIPOTENCIAL
ENTRE MASAS E INDIVIDUO AISLADO DEL SUELO
ESQUEMA GENERADO EN UN CONTACTO CON UNA PARTE METALICA
AISLADA DE TIERRA CON UNION EQUIPOTENCIAL ENTRE MASAS