En nuestro país (Brasil) las tomas comunes tenían dos pinos sólo, lo que significa que no estaban aterrizadas. Incluso las tomas de 3 pinos que ya son obligatorias en los equipos actuales tanto electrodomésticos como electrónicos no suelen ser apropiadamente aterrizadas. En países como Estados Unidos, la presencia de estas dos clavijas es ilegal, pero en nuestro país, como siempre, sólo ahora con las nuevas normas es que se presta la debida atención al problema. En este artículo discutimos el tema con base en las recomendaciones de la NBR5410 (*) que hace obligatorio el aterramiento de las instalaciones eléctricas y consecuentemente de las tomas.
Todos ya han tenido la desagradable experiencia de tomar un choque en un electrodoméstico como una ducha, grifo eléctrico, horno de microondas y muchos otros aparatos de uso común. Algunos infelices hasta tuvieron la poca suerte de ser electrocutados por tales aparatos. En las industrias ocurre lo mismo y no pocos tuvieron problemas de choques en máquinas con que trabajan.
Para muchos aparatos electrónicos, sin embargo, los riesgos de descargas indebidas que nos causan choques, pueden causarles serios daños como en el caso de computadoras, equipos de comunicaciones, etc.
En realidad, en nuestro país desde los primeros tiempos en que la electricidad comenzó a ser usada, tomar el choque sería algo "normal", no causando extrañeza en la mayoría de las personas y ni siquiera la preocupación, sobre todo si los golpes no son tan fuertes. La preocupación por el choque, en muchos casos, sin embargo, no pretende verificar si existen aterrizajes. Muchos piensan inicialmente en términos de "cortocircuitos", buscando el origen en hilos sueltos, hilos encogando en una carcasa, etc.
Toma de tierra
Una medida común en nuestro país para evitar el problema del choque consistía en dotar de puesta a tierra sólo los aparatos más peligrosos como la ducha, el grifo, y eventualmente los más sensibles como el ordenador, dejando de lado otros puntos que también podrían presentar peligros en potencial como las tomas.
Y, en el fallo de puesta a tierra es común que las personas culpan a la empresa de energía por un eventual problema que ocurra con los equipos. Decir que un ordenador, DVD, televisor u otro equipo quema por un brote, transitoria u otro problema de la línea es fácil, sin embargo no siempre es la causa de un fallo. Este fallo puede estar en otro lugar: un problema de puesta a tierra. Vea que muchos piensan que agregando un protector de transitorios en la entrada de su equipo o aún un regulador de tensión todo está resuelto. Puro engaño, si estos equipos no están debidamente conectados a tierra.
Vea también que muchos equipos electrónicos sensibles operan con tensiones muy bajas y son muy sensibles. Los 5 V de la operación de los circuitos son muy poco respecto a los 110 V o 220 V de la red de energía. Por otro lado, para sentir un choque, en el caso de estar con las manos secas, por ejemplo, necesitamos al menos unos 60 V.
Esto significa que puede estar perfectamente habiendo una fuga de 30 V para la carcasa de un equipo, lo que usted no va a sentir si toca en ella, pero eso es suficiente para quemar sus circuitos.
Cómo debe ser la conexión a tierra
La toma segura que todos deben tener en sus instalaciones eléctricas debe tener tres pinos. Dos de ellos corresponden al neutro y vivo, los cuales son los hilos que llegan de la empresa de energía. El tercer pino es la tierra y debe conectarse a un punto de puesta a tierra conveniente.
Recordamos que la puesta a tierra debe realizarse a través de una barra de cobre de longitud apropiada debidamente enterrada en suelo húmedo. No es conexión a tierra el cable de tierra a un simple clavo en la pared, un objeto de metal pequeño enterrado o un objeto metálico de gran tamaño como una escuadra de puerta o ventana.
En los lugares de suelo húmedo y buen conductor, basta una barra de metal para tener una buena conexión a tierra, pero existen lugares de suelo arenoso o seco en los que hay que colocar varias barras y conectarlas juntas para obtener una buena conexión a tierra. La calidad de una puesta a tierra normalmente se expresa en términos de la resistencia que la conexión presenta, sin embargo, conforme a la aplicación también puede ser especificada la intensidad máxima de la corriente que puede ser manipulada.
En la instalación de una puesta a tierra hay que tener mucho cuidado para que el contacto del hilo con la barra de metal sea lo más perfecto posible. Un terrómetro es el mejor instrumento para verificar la calidad de la conexión a tierra. Antiguamente era común aterrizar las instalaciones conectando el hilo de tierra a la tubería metálica de agua. Sin embargo, esto debe evitarse, aunque una canalización metálica esté disponible. Esto ocurre porque en la unión de los tubos puede haber una elevada resistencia lo que significa que desde el punto en que la conexión se hace no existe un recorrido de baja resistencia hasta el punto de la tubería que entra en la tierra.
Además, existe el peligro de que, una elevada resistencia presentada para la corriente de tierra en ese caso, genere potenciales peligrosos en el propio caño, causando choques peligrosos en quien tocar en él. Y eso no es todo: puede perfectamente haber un tramo con plomería de PVC intermedio, antes de la canalización de metal entrar en la tierra!
Comprobando el aterramiento con el Multímetro
La verificación de la eficiencia de la puesta a tierra se hace midiendo la tensión que aparece entre el polo neutro y la tierra. Esto se puede hacer con la ayuda de un multímetro común (true rms). La tensión medida entre estos dos puntos debe estar entre 0,1 y 2,5 V típicamente. Por supuesto, cuanto menor sea, mejor será la puesta a tierra. Por ejemplo, en una instalación de ordenadores, el valor máximo que debe considerarse aceptable es 0,2 V, ya que se trata de la alimentación de equipos sensibles.
Si bien con una buena conexión a tierra se mide una tensión relativamente elevada, es un buen procedimiento hacer la puesta a tierra individual de determinados equipos. En una residencia, por ejemplo, se puede hacer la puesta a tierra individual de lavadoras, acondicionadores de aire, etc.
Otro factor importante a considerar en todo esto es que una tensión algo elevada entre el neutro y la tierra hace que se registre consumo de energía, incluso cuando los equipos están apagados. En un caso como este, se recomienda que las tomas en que esto ocurra tenga los equipos desconectados cuando fuera de uso.
Supresión de surtos
La protección contra sobretensiones y transitorios más utilizados en los equipos sensibles, como computadoras, es la formada por varistores de óxido metálico o MOVs. Estos dispositivos se conectan entre el neutro y la tierra y entre el vivo y la tierra.
Sin embargo, hay muchos protectores de mala calidad en los que en lugar de dos MOVs sólo usan uno entre el neutro y el vivo, olvidando el terminal de tierra o simplemente entre el vivo y la tierra, suponiendo que el neutro esté interconectado de modo eficiente al tierra.
Cuidado con Transformadores
Se asume que en un transformador común, el devanado secundario está perfectamente aislado del devanado primario y por eso, el problema de puesta a tierra se vuelve irrelevante. Sin embargo, en la práctica hay que tener cuidado al utilizar un transformador elevador o bajador de tensión. Lo que ocurre es que en nuestro país tenemos localidades cuya red proporciona 110 V (117 o 127 V) y localidades en que la tensión suministrada es de 220 V (240 V). Para conectar un electro-electrónico de 110 V en la red de 220 V y viceversa es necesario usar un transformador.
Se produce, sin embargo, que los transformadores encontrados en el mercado son sensibles a la polaridad del enlace, pues en realidad son auto-transformadores, sin un aislamiento entre los devanados. Esto significa que, si se conecta incorrectamente a la salida de uno de estos transformadores (toma invertida), el polo que debería ser el neutro será el vivo y viceversa. Se corre el riesgo de choque al tocar la carcasa de uno de esos equipos.
Se observa entonces que un transformador bajador o elevador de tensión (110 V a 220 V o 220 V a 110 V) no es obligatoriamente un transformador de aislamiento. Sólo tienes que usar el multímetro para comprobar cuál es cuál.