Puesta a Tierra: Guía Completa de Electrodos y Resistencia
Guía de sistemas de puesta a tierra. Electrodos, resistencia máxima, medición, mejoramiento del terreno y ejemplo de cálculo según NOM-001-SEDE.
¿Qué es la Puesta a Tierra?
La puesta a tierra es la conexión eléctrica intencional entre un sistema eléctrico y la tierra (suelo). Su propósito es proporcionar un camino de baja impedancia para corrientes de falla, protegiendo a las personas contra descargas eléctricas y a los equipos contra sobretensiones.
Valores de Resistencia Requeridos
Según NOM y práctica mexicana
| Tipo de instalación | Resistencia máxima |
|---|---|
| Residencial | ≤ 25 Ω |
| Comercial | ≤ 10 Ω |
| Industrial | ≤ 5 Ω |
| Hospital / CPD | ≤ 1 Ω |
| Telecomunicaciones | ≤ 5 Ω |
| Pararrayos | ≤ 10 Ω |
| Subestación | ≤ 5 Ω |
NOM-001-SEDE Art. 250.53
La NOM establece que un electrodo único debe tener una resistencia de 25 Ω o menos. Si excede este valor, debe complementarse con un segundo electrodo.
Tipos de Electrodos
Electrodos reconocidos por la NOM
| Tipo | Descripción | Resistencia típica |
|---|---|---|
| Varilla copperweld 3m × 5/8” | Acero con recubrimiento de cobre | 15-100 Ω |
| Placa de cobre 0.3 m² | Enterrada ≥ 75 cm | 10-50 Ω |
| Tubería metálica de agua | Enterrada ≥ 3m | 5-25 Ω |
| Anillo de tierra (desnudo) | Conductor perimetral enterrado | 3-15 Ω |
| Electrodo de concreto (Ufer) | Conductor en cimentación | 2-10 Ω |
Varilla copperweld (más común en México)
| Especificación | Requisito NOM |
|---|---|
| Material | Acero recubierto de cobre |
| Longitud mínima | 2.44 m (8 pies) |
| Diámetro | 5/8” (15.87 mm) mínimo |
| Profundidad enterrada | Totalmente enterrada |
Factores que Afectan la Resistencia
| Factor | Efecto | Ejemplo |
|---|---|---|
| Resistividad del suelo | Directamente proporcional | Arena seca ~1,000 Ω·m vs. arcilla húmeda ~100 Ω·m |
| Longitud del electrodo | Inversamente proporcional | Duplicar longitud reduce ~40% |
| Diámetro del electrodo | Poco efecto | Duplicar diámetro solo reduce ~10% |
| Humedad del suelo | Inversamente proporcional | Suelo seco = resistencia alta |
| Temperatura | Inversamente proporcional | Heladas aumentan resistencia |
Resistividad típica de suelos mexicanos
| Tipo de suelo | Resistividad (Ω·m) |
|---|---|
| Terreno pantanoso | 10-50 |
| Arcilla húmeda | 50-150 |
| Arcilla seca | 100-500 |
| Arena húmeda | 200-500 |
| Arena seca | 1,000-5,000 |
| Roca caliza | 500-5,000 |
| Roca volcánica (tezontle) | 300-3,000 |
| Concreto húmedo | 30-100 |
Fórmula de Resistencia de Varilla
R = ρ / (2πL) × ln(4L/d)
| Variable | Significado |
|---|---|
| R | Resistencia del electrodo (Ω) |
| ρ | Resistividad del suelo (Ω·m) |
| L | Longitud del electrodo (m) |
| d | Diámetro del electrodo (m) |
Ejemplo: Varilla 3m × 5/8” en suelo arcilloso (ρ = 100 Ω·m):
- R = 100 / (2π × 3) × ln(4 × 3 / 0.01588)
- R = 5.305 × ln(755.7)
- R = 5.305 × 6.63
- R ≈ 35 Ω (excede 25 Ω — necesita segundo electrodo)
Métodos de Mejoramiento
| Método | Reducción | Durabilidad |
|---|---|---|
| Varilla adicional (separación ≥ 3m) | 40-60% | Permanente |
| Bentonita (rellenar pozo) | 30-50% | 3-5 años |
| Sales (NaCl, MgSO₄) | 40-70% | 6-12 meses (requiere renovación) |
| GEM (Ground Enhancement Material) | 50-70% | 20+ años |
| Mayor profundidad | 30-40% por duplicación | Permanente |
| Electrodo químico comercial | 60-80% | 10-15 años |
Medición con Telurómetro
Método de caída de potencial (3 puntos)
- Conectar electrodo bajo prueba (E)
- Clavar electrodo de corriente (C) a 30m del electrodo E
- Clavar electrodo de potencial (P) a 15m del electrodo E (62% de la distancia E-C)
- El telurómetro inyecta corriente E-C y mide voltaje E-P
- R = V/I se calcula automáticamente
Regla del 62%
El electrodo de potencial debe estar al 62% de la distancia entre E y C para obtener la lectura correcta en suelo uniforme.
Referencia Normativa
- NOM-001-SEDE-2022 Art. 250: Puesta a tierra y uniones equipotenciales
- NOM-001-SEDE-2022 Art. 250.52: Electrodos de puesta a tierra
- NOM-001-SEDE-2022 Art. 250.53: Instalación de electrodos
- IEEE Std 142 (Green Book): Puesta a tierra industrial
Preguntas Frecuentes
¿Una sola varilla es suficiente?
Si la resistencia de una sola varilla es ≤ 25 Ω, sí es suficiente según la NOM. Si excede 25 Ω, debe agregarse un segundo electrodo a mínimo 1.8m de distancia (la NOM recomienda ≥ 2 veces la longitud del electrodo, es decir, ≥ 6m).
¿Puedo usar la tubería de agua como tierra?
Solo si la tubería metálica está enterrada en contacto directo con la tierra por al menos 3 metros. Las tuberías de PVC no sirven. Además, la NOM ya no permite usarla como único electrodo; debe complementarse con otro electrodo.
¿La sal mejora la tierra permanentemente?
No. La sal se disuelve con la lluvia y se dispersa en semanas o meses. Es una solución temporal de emergencia. Para soluciones permanentes, use GEM (Ground Enhancement Material) o electrodos químicos comerciales.
¿Cómo mido la resistencia sin telurómetro?
Existen métodos alternativos como la pinza de tierra (para sistemas con múltiples electrodos en paralelo), pero no sustituyen al método de caída de potencial para certificación. El telurómetro es el instrumento estándar para la UVIE.
¿La tierra protege de rayos?
El sistema de tierra es parte del sistema de protección contra rayos, pero no es suficiente por sí solo. Un sistema de pararrayos incluye terminal aérea, bajantes y puesta a tierra. La resistencia para pararrayos debe ser ≤ 10 Ω.
Recursos Relacionados
- Calculadora de Puesta a Tierra — Cálculo de resistencia
- Art. 250: Puesta a Tierra — NOM completa
- Verificación de Instalaciones — Dictamen UVIE
- Resistencia de Aislamiento — Prueba Megger
- Calculadora de Resistencia de Aislamiento — Evaluación rápida