Medidor Digital de Puesta a Tierra

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 APLICACIONES DEL MEDIDOR DIGITAL DE RESISTENCIA DE 
PUESTA A TIERRA 
 
 
 
 
T E S I S 
QUE PARA OBTENER EL TITULO DE 
INGENIERO ELECTRICISTA 
 
 
 
 
P R E S E N T A N: 
JAIME MARTIN MARTINEZ YAÑEZ 
ISAÍ VELÁZQUEZ MARTÍNEZ 
 
 
 
A S E S O R E S: 
ING. ENRIQUE GALINDO IBARRA 
DR. DAVID SEBASTIÁN BALTAZAR 
 
 
 
 
MEXICO, D. F. 2008 
INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL 
ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELECTRICA 
UNIDAD PROFESIONAL "ADOLFO LÓPEZ MATEOS" 
TEMA DE TESIS 
QUE PARA OBTENER EL TIT1JLO DE INGENIERO ELECTRICISTA 
POR LA OPCIÓN DE TITULACiÓN TESIS COLECTIVA y EXAMEN ORAL INDIVIDUAL 
DEBERA(N) DESARROLLAR C. JAIME MARTÍN MARTÍNEZ y AÑEZ 
c. ISAÍ VELÁZQUEZ MARTÍNEZ 
"APLICACIÓN DEL MEDIDOR DIGITAL DE PUESTA A TIERRA" 
COMPRENDER Y ANALIZAR EL COMPORTAMIENTO DEL MEDIDOR DIGITAL DE RESISTENCIA DE PUESTA A 
TIERRA MODELO 4630 AEMC INSTRUMENT, POR MEDIO DEL CUAL SE MEDIRÁ LA RESISTIVIDAD DEL SUELO Y 
REALIZAR UN ESTUDIO DE UN SISTEMA DE TIERRAS Y PROPONER SI SON NECESARIAS LAS MEJORAS 
CORRESPONDIENTES . 
• :. INTRODUCCIÓN . 
• :. RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA . 
• :. RESISTIVIDAD DE LA TIERRA . 
• :. MÉTODOS DE MEDICIÓN DE LA RESISTIVIDAD Y LA RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA . 
• :. CARACTERÍSTICAS DEL MEDIDOR DIGITAL DE RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA . 
• :. PUESTA A TIERRA EN EDIFICIOS • 
• :. MEDICIONES y ANÁLISIS DE RESULTADOS . 
• :. CONCLUSIONES y RECOMENDACIONES. 
MÉXICO D. F., A 11 DE MAYO DE 2009. 
ASESORES 
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JEFATURA DE 
INGEN1ERIA ElECTRICA 
MEDIDOR DIGITAL DE RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA 4630 
 
 
 I 
ÍNDICE 
CAPÍTULO 1 
INTRODUCCIÓN 
 PAG. 
1.1 INTRODUCCIÓN……………………………………………………………….. 
 
1 
 1.1.1 Fundamentos científicos y tecnológicos de la ingeniería de puesta 
a tierra………………………………………………………………………………… 
 
2 
 1.1.2 Clasificación de los sistemas de puesta a tierra……………………... 
 
3 
 1.1.3 Elementos de un sistema de puesta a tierra…………………………. 
 
4 
1.2 OBJETIVO…………………………………………………………………........ 
 
4 
1.3 JUSTIFICACIÓN……………………………………………………………….. 
 
4 
1.4 ANTECEDENTES HISTÓRICOS…………………………………………….. 
 
5 
1.5 APORTACIONES DE LA TESIS……………………………………………... 
 
7 
1.6 LIMITACIONES Y ALCANCES……………………………………………….. 
 
7 
1.7 ESTRUCTURA DE LA TESIS………………………………………………… 
 
 
8 
 
 
CAPÍTULO 2 
RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA 
 
 
2.1 INTRODUCCIÓN………………………………………………………………. 
 
10 
2.2 CONCEPTOS BÁSICOS DE LA PUESTA A TIERRA……………………... 
 
10 
2.3 IMPORTANCIA DE PUESTA A TIERRA……………………………………. 
11 
 2.3.1 Sistemas de electrodos…………………………………………………. 
 
15 
 2.3.2 Sistemas de conexión a tierra……..…………………………………... 
 
16 
 2.3.3 Mallas……………………………………………………………………... 
 
17 
2.4 CONDUCTORES DEL ELECTRODO DE PUESTA A TIERRA…………... 
 
19 
 2.4.1 Conductores descendentes o de bajada……………………………… 
 
19 
 2.4.2 Red de terminales a tierra……………………………………………… 
 
20 
2.5 CONEXIÓN A TIERRA………………………………………………………… 
 
21 
 2.5.1 La conexión a tierra en las instalaciones……………………………... 
 
25 
 2.5.2 El tamaño o extensión del sistema de tierras………………………… 
 
26 
 2.5.3 Control del ruido…………………………………………………………. 
 
27 
 2.5.4 Conexión a tierra del equipo…………………………………………… 
 
28 
MEDIDOR DIGITAL DE RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA 4630 
 
 
 II 
2.6 SISTEMAS DE PROTECCIÓN CONTRA DESCARGAS…………………. 
ATMOSFÉRICAS 
 
31 
 2.6.1 Pararrayos y Apartarrayos……………………………………………… 
 
31 
2.7 MEJORAMIENTO DE LA RESISTENCIA A TIERRA……………………... 
 
34 
 2.7.1 Varillas de mayor diámetro……………………………………………... 
 
34 
 2.7.2 Varillas más largas………………………………………………………. 
 
35 
 2.7.3 Varillas en paralelo (electrodos múltiples)……………………………. 
 
36 
 2.7.4 Electrodos químicos…………………………………………………….. 
 
36 
2.8 NATURALEZA DE LAS CORRIENTES TELÚRICAS……………………… 
 
38 
 2.8.1 Orígenes de las corrientes telúricas…………………………………… 
 
39 
 2.8.2 Importancia y trascendencia de las corrientes telúricas…………….. 
 
40 
 2.8.3 Mecanismos del transporte de electricidad a través de la tierra…… 
 
42 
 2.8.4 Efectos fisiológicos de las corrientes de tierra………………………. 
 
43 
 2.8.5 Resistencia de los zapatos……………………………………………... 
 
44 
 
CAPÍTULO 3 
RESISTIVIDAD DE LA TIERRA 
 
 
3.1 INTRODUCCIÓN………………………………………………………………. 
 
46 
3.2 CONDICIONES DE LOS TERRENOS………………………………………. 
 
46 
3.3 LA TIERRA Y LA RESISTIVIDAD……………………………………………. 
 
. 
48 
 3.3.1 Sales solubles……………………………………………………………. 
 
49 
 3.3.2 Composición del terreno………………………………………………... 
 
49 
 3.3.2.1 Corrosión en los electrodos de puesta a tierra…………………. 
 
50 
 3.3.3 Estratigrafía………………………………………………………………. 
 
53 
 3.3.4 Granulometría……………………………………………………………. 
 
53 
 3.3.5 Estado higrométrico……………………………………………………... 
 
53 
 3.3.6 Temperatura……………………………………………………………… 
 
54 
 3.3.7 Compactación……………………………………………………………. 
 
 
56 
 3.3.8 Humedad…………………………………………………………………. 
 
56 
 3.3.9 Variaciones estacionales……………………………………………….. 
 
57 
 
 
 
MEDIDOR DIGITAL DE RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA 4630 
 
 
 III 
CAPÍTULO 4 
MÉTODOS DE MEDICIÓN DE LA RESISTIVIDAD Y LA RESISTENCIA DE 
PUESTA A TIERRA 
 
 
4.1 INTRODUCCIÓN………………………………………………………………. 
 
58 
4.2 MEDICIÓN DE LA RESISTIVIDAD DEL SUELO…………………………... 
 
59 
 4.2.1 Método de Wenner……………………………………………………… 
 
62 
 4.2.2 Método de Schlumberger………………………………………………. 
 
64 
 4.2.3 Método de la tierra conocida…………………………………………… 
 
65 
 4.2.4 Método de los tres puntos o triangulación……………………………. 
 
66 
 4.2.5 Método de la caída de potencial……………………………………….. 67 
 4.2.6 Método de la relación…………………………………………………… 68 
4.3 TENSIÓN DE CONTACTO Y DE PASO…………………………………….. 69 
 4.3.1 Tensión de contacto…………………………………………………….. 69 
 4.3.2 Tensión de paso…………………………………………………………. 71 
 
 
CAPÍTULO 5 
CARACTERÍSTICAS DEL MEDIDOR DIGITAL DE RESISTENCIA DE 
PUESTA A TIERRA 
 
5.1 INTRODUCCIÓN……………………………………………………………….. 
 
73 
5.2 CARACTERÍSTICAS DEL TELURÍMETRO DIGITAL 4630………………. 74 
5.3 MEDICIONES QUE REALIZA EL TELURÍMETRO DIGITAL 4630………. 76 
 5.3.1 Método de las tres conexiones (Método del 62%), para 
mediciones de resistencia de puesta a tierra de electrodos y mallas…………. 76 
 5.3.1.1 Procedimiento para realizar una medida de resistencia, de una 
toma de tierra con el método del 62 %............................................................. 
 
77 
 5.3.2 Medida de la resistividad del suelo, método de las cuatro 
conexiones…………………………………………………………………………… 
 
79 
 5.3.2.1 Procedimiento para realizar la medición de resistencia del 
terreno, método de las cuatro conexiones (método WENNER)……………….. 79 
 5.3.3 Método de ensayo de dos conexiones para realizar pruebas de 
continuidad en uniones o sistemas de puesta a tierra existentes……………… 
 
80 
 5.3.4 Medida de acoplamiento………………………………………………... 
 
80 
5.4 CARACTERÍSTICAS FUNCIONALES………………………………………. 
 
82 
 
 
MEDIDOR DIGITAL DE RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA 4630 
 
 
 IV 
CAPÍTULO 6 
PUESTA A TIERRA EN EDIFICIOS 
 
 
6.1 INTRODUCCIÓN………………………………………………………………. 
 
84 
6.2 PUESTA A TIERRA EN EDIFICIOS DE NUEVA CONSTRUCCIÓN…….. 
 
84 
 6.2.1 El terreno…………………………………………………………………. 
 
85 
 6.2.2 Tomas de tierra………………………………………………………….. 86 
 6.2.2.1Electrodos…………………………………………………………. 
 
86 
 6.2.2.2 Líneas de enlace con tierra……………………………………… 87 
 6.2.2.3 Punto de puesta a tierra………………………………………….. 
 
87 
 6.2.3 Línea principal de tierra…………………………………………………. 
 
88 
 6.2.4 Derivaciones de las líneas principales de tierra……………………… 
 
88 
 6.2.5 Conductores de protección…………………………………………...... 
88 
 6.2.6 Elementos a conectar a la puesta a tierra en los edificios de nueva 
construcción…………………………………………………………………………. 89 
6.3 PUESTA A TIERRA EN EDIFICIOS EXISTENTES………………………... 
 
90 
 6.3.1 Electrodos artificiales……………………………………………………. 
 
91 
 6.3.2 Elementos de construcción…………………………………………….. 
 
92 
 6.3.3 Tomas de tierra existentes……………………………………………... 
 
92 
 6.3.4 Tomas de tierra con cimentaciones de hormigón armado………….. 
 
93 
 6.3.5 Puesta a tierra con vigas metálicas…………………………………… 
 
94 
6.4 CONSEJOS PRÁCTICOS PARA LA INSTALACIÓN Y 
MANTENIMIENTO DE UNA BUENA TOMA DE TIERRA EN EDIFICIOS DE 
NUEVA CONSTRUCCIÓN O EDIFICIOS EXISTENTES………………………. 
 
95 
 
 
CAPÍTULO 7 
MEDICIONES Y ANALISIS DE RESULTADOS 
 
 
7.1 INTERPRETACIÓN DE LAS MEDICIONES DE LA RESISTIVIDAD DEL 
SUELO………………………………………………………………………………... 
 
96 
7.2 MEDICIONES DE RESISTIVIDAD DEL TERRENO (MÉTODO 
WENNER)……………………………………………………………………………. 
 
96 
7.3 MEDICIÓN DE RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA (MÉTODO DEL 
62%)…………………………………………………………………………………... 
 
105 
MEDIDOR DIGITAL DE RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA 4630 
 
 
 V 
CAPÍTULO 8 
CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 
 
 
8.1 CONCLUSIONES……………………………………………………………… 
 
110 
8.2 RECOMENDACIONES PARA TRABAJOS FUTUROS…………………… 
 
111 
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS………………………………………………. 
 
112 
 
 
 
 LISTA DE FIGURAS 
CAPÍTULO 2 
RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA 
 PAG. 
FIGURA 2.1 Electrodo único de conexión a tierra……………………………… 
 
 
16 
FIGURA 2.2 Varios electrodos conectados entre sí……………………………. 
 
16 
FIGURA 2.3 Red de mallas……………………………………………………….. 
 
 
17 
FIGURA 2.4 Placa de conexión a tierra………………………………………….. 
. 
17 
FIGURA 2.5 Sistema de tierras…………………………………………………… 18 
FIGURA 2.6 Curva de efectos de la corriente eléctrica………………………… 
 
26 
FIGURA 2.7 Sistema no conectado a tierra (peligroso)………………………... 29 
FIGURA 2.8 Conexión a tierra a través del neutro……………………………… 
 
29 
FIGURA 2.9 Uso del cable de tierra……………………………………………… 
 
30 
FIGURA 2.10 Curva de resistencia contra diámetro del electrodo……………. 34 
FIGURA 2.11 Curva de resistencia contra longitud del electrodo…………….. 35 
FIGURA 2.12 Electrodo de puesta a tierra con tratamiento químico…………. 
 
38 
 
CAPÍTULO 3 
RESISTIVIDAD DE LA TIERRA 
 
 
 
 
RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA 
 
 
 
 
FIGURA 3.1 Muestra la corrosión en el electrodo………………………………. 
52 
FIGURA 3.2 Variación de la resistividad en función de la temperatura………. 
 
55 
FIGURA 3.3 Variación de la resistividad respecto a estaciones del año…...... 
57 
MEDIDOR DIGITAL DE RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA 4630 
 
 
 VI 
CAPÍTULO 4 
MÉTODOS DE MEDICIÓN DE LA RESISTIVIDAD Y LA RESISTENCIA DE 
PUESTA A TIERRA 
 
 
FIGURA 4.1 Disposición de los electrodos en el método de Wenner………… 
 
62 
FIGURA 4.2 Disposición de los electrodos en el método de Schlumberger…. 
 
62 
FIGURA 4.3 Disposición de los electrodos de potencial (P) y de corriente 
(C)…………………………………………………………………………………...... 
 
63 
FIGURA 4.4 Disposición de los electrodos de potencial (P) y de corriente 
(C)…………………………………………………………………………………...... 
 
65 
FIGURA 4.5 Método de la tierra conocida……………………………………….. 66 
FIGURA 4.6 Método de las tres puntas………………………………………...... 
 
66 
FIGURA 4.7 Método de la caída de potencial…………………………………… 
 
68 
FIGURA 4.8 Exposición a Tensión de contacto………………………………… 
 
70 
FIGURA 4.9 Exposición a tensión de paso……………………………………… 
 
72 
 
CAPÍTULO 5 
CARACTERISTICAS DEL MEDIDOR DIGITAL DE RESISTENCIA DE 
PUESTA A TIERRA 
 
 
FIGURA 5.1 Partes del telurímetro digital modelo 4630..……………………… 
 
75 
FIGURA 5.2 Diagrama eléctrico del método de los tres puntos………………. 
 
78 
FIGURA 5.3 Diagrama físico del método de los tres puntos ………………..... 
 
78 
FIGURA 5.4 Muestra la conexión eléctrica de los electrodos…………………. 79 
FIGURA 5.5 Diagrama físico del método de los cuatro puntos……………..... 80 
FIGURA 5.6 Esquema de conexiones para medir acoplamiento entre dos 
tomas de tierras……………………………………………………………………… 
 
81 
 
 
 
 
CAPÍTULO 6 
PUESTA A TIERRA EN EDIFICIOS 
 
 
FIGURA 6.1 Esquema de un sistema de puesta a tierra en un edificio 
destinado principalmente a viviendas…………………………………………..... 
 
85 
FIGURA 6.2 Puntos de puesta a tierra…………………………………………… 
 
87 
FIGURA 6.3 Elementos a conectar a los puntos de puesta a tierra………….. 
 
90 
FIGURA 6.4 Conexión de las estructuras metálicas……………………………. 
 
94 
FIGURA 6.5 Medición con electrodos auxiliares con bayetas húmedas…...... 
 
95 
MEDIDOR DIGITAL DE RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA 4630 
 
 
 VII 
CAPÍTULO 7 
MEDICIONES Y ANALISIS DE RESULTADOS 
 
 
FIGURA 7.1 Plano del lugar donde se llevaron a cabo las mediciones……………… 
 
96 
FIGURA 7.2 Gráficas obtenidas de la medición 1………………………………………. 
 
97 
FIGURA 7.3 Gráficas obtenidas de la medición 2………………………………………. 
 
98 
FIGURA 7.4 Plano del lugar donde se llevaron a cabo las mediciones……………… 
… 
100 
FIGURA 7.5 Gráfica obtenida de la medición 1…………………………………………. 
 
101 
FIGURA 7.6 Gráfica obtenida de la medición 2…………………………………………. 
 
102 
FIGURA 7.7 Gráfica obtenida de la medición en el campo de la ECB……………….. 
 
104 
FIGURA 7.8 Plano del lugar donde se llevaron a cabo las mediciones………….…… 105 
FIGURA 7.9 Esquema de la subestación ESIME-IPN………………………………….. 
 
109 
 
 
 
 LISTA DE TABLAS 
 CAPÍTULO 2 
 RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA 
 PAG. 
TABLA 2.1 Calibre de los conductores para puesta a tierra de equipos……... 
TABLA 2.1 Calibre de los conductores para puesta a tierra de equipos y 
canalizaciones 
24 
TABLA 2.2 Sensibilidad al paso de electricidad entre las manos…………….. 43 
TABLA 2.3 Sensaciones de la electrificación entre brazos y piernas………… 44 
TABLA 2.4 Resistencia eléctrica de zapatos……………………………………. 
 
45 
 
 
CAPÍTULO 3 
RESISTIVIDAD DE LA TIERRA 
 
 
 
 
RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA 
 
 
 
 
 
TABLA 3.1 Resistividad típica de diferentes terrenos………………………….. 
 
49 
TABLA 3.2 La resistividad debido a la corrosión en el suelo………………….. 52 
TABLA 3.3 Naturaleza del terreno………………………………………………... 
 
53 
TABLA 3.4 Variación de la resistividad con respecto a la temperatura………. 
TABLA 3.4 Variación de la resistividad con respecto a la temperatura. 
 
TABLA 3.4 Variación de la resistividad con respecto a la temperatura. 
 
55 
 
MEDIDOR DIGITAL DE RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA 4630 
 
 
 VIII 
CAPÍTULO 5 
CARACTERÍSTICAS DEL MEDIDOR DIGITAL DE RESISTENCIA DE 
PUESTA A TIERRA 
 
 
TABLA 5.1 Características funcionales del Telurímetro………………………………... 
 
82 
TABLA 5.2 Condiciones de referencia……………………………………………………. 
 
83 
TABLA 5.3 Resistencia…………………………………………………………………….. 83 
 
 
 
 
CAPÍTULO 7 
MEDICIONES Y ANÁLISIS DE RESULTADOS 
 
 
TABLA 7.1 Resultado de las mediciones (medición 1)…………………………………. 97 
TABLA 7.2 Resultado de las mediciones (medición 2)…………………………………. 
 
98 
TABLA 7.3 Resultado de las mediciones (medición 3)…………………………………. 99 
TABLA7.4 Resultado de las medición 1…………………………………………………. 
 
100 
TABLA 7.5 Resultado de las medición 2…………………………………………………. 
 
101 
TABLA 7.6 Resultado de las mediciones realizadas en el campo a un costado de la 
ENCB………………………………………………………………………………………….. 
 
103 
TABLA 7.7 Resultado de las mediciones realizadas en el campo a un costado de la 
ENCB…………………………………………………………………………………………. 
 
103 
TABLA 7.8 Resultado de las mediciones para el electrodo 1………………………….. 
 
105 
TABLA 7.9 Resultado de las mediciones para el electrodo 2………………………….. 
 
106 
TABLA 7.10 Resultado de las mediciones para el electrodo 3………………………… 
 
106 
TABLA 7.11 Resultado de las mediciones para el electrodo 2 usando electrodos 
húmedos……………………………………………………………………………………… 
 
107 
TABLA 7.12 Resultado de las mediciones para el electrodo 3 usando electrodos 
húmedos……………………………………………………………………………………… 107 
TABLA 7.13 Resultado de las mediciones para el electrodo auxiliar………………… 108 
TABLA 7.14 Resultado de las mediciones para la estructura…………………………. 
 
108 
TABLA 7.15 Resultado de las mediciones para la malla ciclónica……………………. 
 
109 
 
 
 
 
MEDIDOR DIGITAL DE RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA 4630 
 
 Página 1 
 
CAPÍTULO 1 
INTRODUCCIÓN 
 
1.1 INTRODUCCIÓN 
 
Definición. 
 
La ingeniería de puesta a tierra es la tecnología de la acción que se ocupa de la 
aplicación de conocimientos científicos y tecnológicos sustantivos, pero también 
de conocimientos empíricos comprobados dirigidos hacia la eficiente, segura y 
económica utilización de la tierra como elemento eléctrico para fines diversos [1]. 
 
La ingeniería de puesta a tierra se ocupa del eficiente, seguro y económico 
traspaso de corrientes eléctricas, de diversa naturaleza, hacia la tierra en las 
instalaciones eléctricas [2]. 
 
Su trascendencia radica en procurar seguridad para los seres vivos, personas y 
animales, que se encuentren sobre o en las cercanías de un sistema de tierra de 
una instalación eléctrica durante un eventual traspaso de corriente hacia la tierra, 
pero también en beneficio sobre el grado de eficiencia de los procesos técnicos 
involucrados y, por supuesto, en el monto de los recursos necesarios para la 
realización de las instalaciones de puesta a tierra [1]. 
 
El factor social (la seguridad de los seres vivos) es preocupación primordial al 
diseñar cualquier sistema de tierra, ya sea de servicio o de protección. El sistema 
debe ser planeado tomando en cuenta las exigencias de seguridad. 
 
 
 
 
MEDIDOR DIGITAL DE RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA 4630 
 
 Página 2 
 
1.1.1 Fundamentos científicos y tecnológicos de la ingeniería de puesta a 
tierra 
 
La ingeniería de puesta a tierra es una tecnología de la acción ubicada dentro del 
ámbito de la electrotecnia, sin embargo como toda tecnología de la acción, está 
constituida con base a un cuerpo científico muy sólido [1]. 
 
El cuerpo de conocimientos científicos comprende elementos de distintas 
disciplinas que caen dentro del dominio de las llamadas ciencias de la tierra, y 
precisamente en la geología, es sus ramas: geofísica y geoquímica [2]. 
 
La geofísica es la que participa con mayor peso con algunas de sus disciplinas, 
como por ejemplo, el geomagnetismo, la geoélectrica y la electricidad atmosférica. 
De particular interés para la ingeniería de puesta a tierra son la geoeléctrica y la 
electricidad atmosférica. La geoeléctrica se ocupa del estudio de todo lo 
relacionado con la circulación de la electricidad dentro de la tierra y de los 
fenómenos eléctricos y magnéticos involucrados, por ello se puede considerar 
como la tecnología sustantiva vertebral de la ingeniería de puesta a tierra 
 
Una instalación eléctrica de puesta a tierra es aquella instalación eléctrica que 
tiene como misión derivar la corriente hacia la tierra, o bien establecer contacto 
con ella, las corrientes involucradas pueden ser de naturaleza estacionaria, casi 
estacionaria, de alta frecuencia o electromagnética en forma de impulsos, 
corrientes que pueden ser originadas durante el funcionamiento de un sistema 
eléctrico hecho por el hombre o causado por un fenómeno natural [1]. 
 
Una instalación de puesta a tierra se integra de tres elementos principalmente: de 
un electrodo elemental que es el que será enterrado, de conectores y de 
conductor de tierra por donde fluirá la corriente. 
 
 
MEDIDOR DIGITAL DE RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA 4630 
 
 Página 3 
 
1.1.2 Clasificación de los sistemas de puesta a tierra 
 
Se pueden dar varias clasificaciones de una instalación de puesta a tierra pero se 
enunciaran las más generales: 
 
La primera clasificación es: 
 
1) Instalación artificial de puesta a tierra.- son aquellas puestas a tierra que se 
construyen específicamente para tal fin, utilizando las diversas clases de 
electrodos de puesta a tierra (picas, bandas, anillos, etc.). 
 
2) Instalación natural de puesta a tierra.- son en realidad elementos de otros 
sistemas técnicos por ejemplo, líneas de tuberías metálicas o de cables de 
energía con cubierta conductora, cimientos (de estructuras metálicas, de 
equipos eléctricos etc.), vías férreas y hasta vías de agua que se 
encuentren dentro del ámbito de la instalación que se desea proteger y/o en 
su proximidad. Tales elementos metálicos así como el hormigón y las vías 
de agua se comportan como electrodos de tierra. 
 
Otra clasificación sería. 
1) Instalación de puesta a tierra de servicio.- Es la que se aplica para 
satisfacer ciertas condiciones del servicio del sistema técnico en cuestión 
(puesta a tierra del punto estrella de un transformador de potencia). 
 
2) Sistemas de tierras de protección.- Es considerable para asegurar que 
durante el traspaso de corriente a tierra sus efectos fisiológicos no dañen a 
los seres vivos que eventualmente estuviesen dentro del ámbito del sistema 
de tierra o en su proximidad en esos momentos [3,4,5]. 
 
 
 
MEDIDOR DIGITAL DE RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA 4630 
 
 Página 4 
 
1.1.3 Elementos de un sistema de puesta a tierra 
 
El elemento central de una instalación de puesta a tierra es el electrodo, que es un 
elemento metálico (fierro, acero, cobre. Aluminio, etc.), por medio del cual se 
introduce la corriente a la tierra, los electrodos adoptan formas geométricas bien 
ensayadas para tal fin y son: semiesfera, picas (tubo, varilla, bastón, etc.), banda 
(conductor, etc.), placa y anillo. Son componentes importantes, por supuesto, los 
conductores de tierra (los que unen al elemento por proteger con el electrodo), los 
conductores colectores (líneas conductoras que unen a varios electrodos para la 
operación en paralelo), así como los conectores de unión (que hacen factible la 
unión correcta entre los diversos elementos del sistema de tierra) [1]. 
 
1.2 OBJETIVO: 
Comprender y analizar el comportamiento del medidor digital de resistencia de 
puesta a tierra modelo 4630 AEMC INSTRUMENT, por medio del cual se medirá 
la resistividad del suelo. Y realizar un estudio de un sistema de tierras y proponer 
si son necesarias las mejoras correspondientes. 
 
1.3 JUSTIFICACIÓN: 
El sistema de puesta a tierra provee un camino de baja impedancia para drenar la 
corriente de falla a tierra, corrientes de fuga y disturbios presentes en las redes de 
energía eléctrica. 
Un buen sistema de puesta a tierra es necesario para mantener buenos niveles de 
seguridad del personal, operación de los equipos y desempeño de los mismos, ya 
que si no se cuenta con un buen sistema de tierra, se presentan riesgos de sufrir 
un accidente o daño a los equipos eléctricos dentro de una instalación eléctrica, 
ocasionadas por desbalanceo de fases, descargas atmosféricas, corrientes de 
fuga, etc. 
MEDIDOR DIGITAL DE RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA 4630 
 
 Página 5 
 
Debido a la importancia que tieneun sistema de tierras dentro de una instalación 
eléctrica, se presenta la necesidad de llevar a cabo un estudio del medidor digital 
de resistencia de puesta a tierra, el cual ayudara a proponer sistemas de tierras 
seguras ya que se estará garantizando que los sistemas eléctricos estén 
sólidamente aterrizados. Y así proponer mejoras en sistemas de tierras ya 
existentes. 
 
1.4 ANTECEDENTES HISTÓRICOS 
 
A pesar de que la tierra ha sido elemento eléctrico desde hace millones de años, 
tanto su reconocimiento como su utilización en los sistemas técnicos construidos 
por el hombre son muy recientes. Para las primeras civilizaciones la única 
manifestación eléctrica perceptible, la electricidad atmosférica, estuvo siempre 
ligada a supersticiones, a la mitología y a la religión. Sin embargo, cuando se 
investigaba dentro del periodo de gestación de la ciencia eléctrica, se observa que 
ya desde entonces los hombres se interesaron en las posibles aplicaciones de 
electricidad y de sus efectos en los diversos aspectos de su vida diaria y se puede 
considerar que en los experimentos de hombres, prácticamente sin facilidades, 
pero con mente inquisitiva, como S. Gray, H. F. Weber, C. A. Steinheil, entre otros, 
se encuentran las raíces de la técnica de la puesta a tierra, cuyos aspectos 
esenciales siguen siendo el estudio del comportamiento de la tierra como 
conductor y polo eléctrico, así como de sus efectos tanto benéficos como nocivos. 
 
En la mente inquisitiva de Stephen Gray, después de haber llevado a cabo, el 14 
de julio de 1729, el experimento de la conducción de electricidad a través de un 
cordón de cableado de 650 pies de longitud, surgió la pregunta de ¿Qué sucederá 
cuando se usa a una persona como conductor de la electricidad? El 16 de julio de 
1731, realizó tal experimento, utilizando a un adolescente como conductor; y en 
1732, repitió el ensayo, pero usando esta vez a dos jóvenes en serie como 
conductor. 
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 Página 6 
 
Por su parte en 1883, Carl August Steinheil llegó a comprobar que la tierra 
conducía la electricidad y que por tanto, podía ser utilizado como circuito de 
retorno de esta, lo cual ayudo en el desarrollo de la telegrafía por hilo. Se puede 
pensar que con ello se inicia la técnica de la puesta a tierra dentro del dominio de 
las comunicaciones eléctricas. 
 
Del grupo de los hombres que continuaron indagando los efectos de la corriente 
eléctrica por el cuerpo humano, destaca el doctor H.F. Weber, quien en 1897, en 
la ciudad de Zurích, con inaudito atrevimiento en el mismo llevo a cabo una serie 
de experimentos trascendentes acerca de los efectos de la electricidad sobre el 
cuerpo humano en función del tiempo que permanecía la corriente. Tales trabajos 
se consideran ya investigaciones, válidas para servir como bases en las 
prescripciones sobre la puesta a tierra dentro de las instalaciones eléctricas de la 
asociación de electrotécnicos alemanes del año 1904. 
 
En las redes eléctricas el desarrollo sistemático, científico y técnico de la puesta a 
tierra se inicia, prácticamente, con la aparición de un gran número de 
investigadores, predominantemente de origen alemán, ingles y estadounidense, 
estos identificaron varios problemas particulares de la puesta a tierra en los 
sistemas eléctricos, con lo que se fue integrando a las técnicas de la puesta a 
tierra dentro del ámbito de la ingeniería eléctrica. 
 
Franz Ollendorf, sin duda es el investigador más completo y formal, no solo abordo 
ciertos problemas particulares de puesta a tierra, sino que también se empeño en 
organizar de manera coherente todo el sistema problemático científico involucrado 
(geología, geofísica, teoría de la electricidad y matemáticas), exponiéndolo en un 
magnífico libro en lengua alemana (Erdstroeme: corrientes telúricas, editado en 
Berlín en 1928. Este libro es considerado hasta la fecha un clásico, ya que en él 
se encuentra una teoría científica y/o tecnológica sustantiva de alto nivel que 
fundamenta a la técnica de puesta a tierra en todas las regiones y campos de la 
electrotecnia, es decir, en corriente continua, en corriente alterna de baja 
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 Página 7 
 
frecuencia, en corriente alterna rápida y/o de alta frecuencia, así como en corriente 
que se propaga como onda electromagnética de impulso. 
 
Por su parte, Walter Koch, además de abordar diversos problemas particulares de 
aplicación de la puesta a tierra dentro del ámbito de las corrientes intensas, 
escribió un libro sobre la puesta a tierra en instalaciones de corriente alterna con 
voltajes superiores a 1 kV, en lengua alemana, editado en Berlín, en 1949. Koch 
describe en su libro, de manera estricta, los aspectos técnicos esenciales 
relacionados con la puesta a tierra en las instalaciones, abordando el análisis con 
un tratamiento menos riguroso que el desarrollado por Ollendorf, y más orientado 
hacia los fines prácticos (o de ingeniería) de la puesta a tierra en tales 
instalaciones 
• Se realizó el estudio de las aplicaciones del medidor digital de resistencia 
de puesta a tierra modelo 4630, para realizar mediciones de resistencia en 
sistemas de puesta a tierra y resistividad del terreno, en las instalaciones de 
la ESIMEZ-IPN. 
[1,3,4,5,6]. 
 
1.5 APORTACIONES DE LA TESIS 
 
 
• Se presenta una metodología de análisis para mediciones de resistividad 
del terreno y mediciones de puesta a tierra. 
 
1.6 LIMITACIONES Y ALCANCES 
 
Limitaciones 
 
• Debido a que el equipo utilizado es propiedad de la ESIMEZ, IPN. No se 
autorizó la salida del equipo para poder realizar mediciones, fuera de la 
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 Página 8 
 
institución, para así poder realizar otro tipo de mediciones tanto de puesta a 
tierra como de resistividad del terreno. 
 
Alcances 
 
• El estudio del medidor digital de resistencia de puesta a tierra 4630, 
permitió conocer las aplicaciones de dicho equipo, con el fin de llevarlas a 
la práctica. 
 
• Se realizaron las mediciones con el medidor digital de resistencia de puesta 
a tierra 4630, en las instalaciones de la ESIMEZ, IPN. 
 
• Se pudo conocer las condiciones de resistividad del terreno, así como la 
resistencia de puesta a tierra, por medio de un análisis de las mediciones 
que se obtuvieron. 
 
 
 
1.7 ESTRUCTURA DE LA TESIS 
 
• En el capítulo 1 se presentan los antecedentes e importancia de estudiar 
los sistemas de puesta a tierra. 
 
• En el capítulo 2 se presentan los conceptos básicos y la importancia de 
puesta a tierra. Además son presentados algunos métodos para mejorar la 
resistencia de puesta a tierra. 
 
• En el capítulo 3 se presentan los diferentes tipos de suelo que se pueden 
encontrar sobre la corteza terrestre y como afecta la resistividad del terreno 
a los sistemas de puesta a tierra. Posteriormente se presentan algunos 
métodos para reducir la resistividad del terreno. 
 
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 Página 9 
 
• En el capítulo 4 se presentan los métodos de medición, tanto para medir la 
resistividad del suelo como la resistencia de puesta a tierra. 
 
• En el capítulo 6 se presentan las características del medidor digital de 
puesta a tierra, así como las mediciones que se pueden realizar con el 
medidor. 
 
• En el capítulo 7 se presentan las mediciones realizadas, así como el 
análisis de resultados tanto para la resistencia de puesta a tierra como la 
resistividad del terreno. 
 
• El capítulo 8 contiene las conclusiones, logros obtenidos durante el 
desarrollo de este trabajo y además los trabajos futuros que podrán 
abordarse en esta línea de investigación. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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 Página 10 
 
CAPÍTULO2 
RESISTENCIA DE PUESTA A TIERRA 
 
2.1 INTRODUCCIÓN 
En este capítulo se presenta la importancia de la puesta a tierra, para proteger al 
equipo y al personal que trabaje cerca de alguna instalación de mediana o alta 
tensión, se presentan los tipos de electrodos que hay como son; las placas, mallas 
y electrodos de tierra. 
 Se describe cada una de las partes que conforman un sistema de puesta a tierra 
como son, el electrodo en sí, el conductor de tierra y los conectores de union. 
Se destacan las características de los diferentes métodos para bajar la resistencia 
del terreno, como son los de usar varillas de mayor diámetro, y cuando la 
resistencia del terreno es muy grande y los métodos antes mencionados no se 
pueden utilizar, o no son suficientes, se puede utilizar otro método que consiste en 
usar químicos, estos químicos se riegan alrededor del electrodo de tierra, lo que 
ocasiona que la resistencia del terreno disminuya. 
Se muestran las curvas de las consecuencias que son mortales para el hombre, 
de las cuales se tiene que para una corriente mayor de 50 mA en tiempos 
relativamente cortos 
 
2.2 CONCEPTOS BÁSICOS DE LA PUESTA A TIERRA 
Se asume que el planeta tierra tiene un potencial cero, que puede ser un 
excelente o pésimo conductor eléctrico, esto dependerá del grado de humedad, 
del tipo de terreno que puede ser orgánico, arenoso, arcilloso, rocoso, roca 
volcánica, etc. 
Al asumirse que el planeta tierra tiene un potencial cero, todas las partes metálicas 
que normalmente no transportan energía eléctrica de los equipos eléctricos, deben 
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 Página 11 
 
de igualarse al potencial del planeta tierra, para que no exista una diferencia de 
potencial que pudiera representar un peligro al los seres humanos. 
El objetivo de la puesta a tierra de un sistema eléctrico o la conexión intencional 
del conductor de una fase o el neutro a tierra es: 
• Estabilizar el potencial a tierra. 
• Proveer un camino para que circule la corriente de falla a tierra, lo cual 
permitirá que los dispositivos de protección contra sobrecorriente operen 
para liberar la falla. 
El control del potencial a tierra reduce el peligro de las descargas eléctricas en las 
personas que están en contacto con conductores energizados [7]. 
Conductor de puesta a tierra; conductor utilizado para conectar un equipo o el 
circuito puesto a tierra de un sistema de alambrado al electrodo o electrodos de 
puesta a tierra. 
 
Conductor de puesta a tierra de los equipos; conductor utilizado para conectar las 
partes metálicas no conductoras de corriente eléctricas de los equipos, 
canalizaciones u otros envolventes al conductor del sistema puesto a tierra, al 
conductor del electrodo de puesta a tierra ambos, en los equipos de acometida o 
en el punto de origen de un sistema derivado separadamente[8,14]. 
 
Conductor puesto a tierra; conductor de un sistema o circuito intencionadamente 
puesto a tierra [8]. 
 
2.3 IMPORTANCIA DE PUESTA A TIERRA 
El objetivo de un sistema de tierras en una instalación eléctrica, es proporcionar 
una superficie debajo del suelo y alrededor de la instalación, que tenga un 
potencial tan uniforme como sea posible, y lo más próximo a cero, o al potencial 
absoluto de la tierra, todo esto con el fin de asegurar que: 
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 Página 12 
 
• Todas las partes de los aparatos (distintas de las partes vivas), que se 
conecten al sistema de tierras (a través de conductores de puesta a tierra), 
estén al potencial de tierra. 
• Los operadores y personal de la instalación, estén siempre al potencial de 
tierra. 
 Recientemente, el concepto de un buen sistema de tierras, ha sido el de obtener 
una resistencia de tierra tan baja como sea posible. Sin embargo, en sistemas 
donde las corrientes de falla son excesivamente altas, resulta difícil, mantener 
potenciales a tierra dentro de los límites de seguridad, aunque la resistencia de 
tierra se mantenga baja. 
 
Un buen sistema de puesta a tierra es necesario para mantener buenos niveles 
de seguridad del personal, operación de los equipos y desempeño de los mismos. 
En sistemas de potencia la puesta a tierra mantiene la referencia necesaria, la 
forma en que el sistema se conecta a tierra pueden tener un gran efecto en la 
magnitud de las tensiones de línea a tierra que deben ser mantenidos en las 
condiciones normales y bajo condiciones transitorias. En sistemas no puestos a 
tierra, algunas tensiones pueden provocar fallas en el aislamiento de equipos y 
sistemas. La puesta a tierra del neutro del sistema permite la operación de 
sistemas de protección basados en la detección de corrientes que circulan por la 
misma, despejándose así el circuito bajo falla [3]. 
 
La puesta a tierra de los equipos se refiere a la conexión intencional de las 
carcasas bastidores o estructuras metálicas no portadores ó transmisores de 
corriente de los mismos, para lograr los siguientes propósitos. 
 
 Mantener una diferencia de tensión baja entre las diferentes estructuras 
metálicas con lo que se busca resguardar al personal de cualquier choque 
eléctrico. En el momento de una falla de un elemento energizado a un 
bastidor, por ejemplo, la tensión de dicho bastidor tiende a igualarse al del 
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 Página 13 
 
conductor energizado, si el primero no está debidamente conectado a 
tierra, constituye un serio peligro para el personal del área, por supuesto, 
esto debe combinarse con buenos relevadores de protección de falla a 
tierra. 
 
 Contribuir a un mejor desempeño de los sistemas de protección. 
 
 Evitar incendios provocados por materiales volátiles o la combustión de 
gases al proveer un camino efectivo y seguro para la circulación de 
corrientes de falla y descargas atmosféricas y estáticas y así eliminar los 
arcos y elevadas temperaturas en los equipos eléctricos, que pueden 
provocar tales incendios. 
 
 Buen desempeño de equipos. En los sistemas o redes de computación una 
buena puesta a tierra no solo mantiene la seguridad del personal y provee 
un camino de baja impedancia para las corrientes de falla, sino que también 
mantienen el mismo nivel de potencial de tierra en todas las unidades del 
sistema, si estas están conectadas entre si a tierra al mismo tiempo. 
 
Estas son, entre otras, las razones de la necesidad de un buen sistema de puesta 
a tierra [4,6]. 
 
La energía generada por descargas atmosféricas puede ingresar a las 
instalaciones a través de diversos medios, por impacto directo o por corrientes 
inducidas. Esta energía busca su propio camino para llegar a tierra utilizando 
conexiones de alimentación de energía eléctrica, de voz y de datos, produciendo 
acciones destructivas ya que se supera la aislación de dispositivos tales como 
plaquetas, rectificadores, etc. [3,4]. 
 
http://www.monografias.com/trabajos14/medios-comunicacion/medios-comunicacion.shtml�
http://www.monografias.com/Salud/Nutricion/�
http://www.monografias.com/trabajos4/acciones/acciones.shtml�
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 Página 14 
 
Para evitar estos efectos, se deben instalar dispositivos que para el caso de 
sobretensiones superiores a las nominales, formen un circuito alternativo a tierra, 
disipando dicha energía a través de un sistema de puesta a tierra apropiado que 
asegure una capacidad de disipación adecuada. 
Otra fuente importante de disturbios son las redes de energía eléctrica, debido a la 
conmutación de sistemas y grandes cargas inductivas. 
Tener presente que una inadecuada o mala tierra puede empeorar la calidad 
(relación señal a ruido) de multiplexores, radios o sistemas de datos. 
 
Descripción: 
Concretamente el sistema de puesta a tierra provee un camino de baja 
impedancia para derivar a tierra corrientesde fuga y disturbios presentes en las 
redes de energía, a través de los dispositivos de protecciones específicos. 
El tipo de sistema de puesta a tierra será del tipo equipotencial, es decir todas las 
distintas partes componentes del sistema (anillos, estructuras, cañerías, etc.) 
estarán vinculados de manera de asegurar la equipotencialidad entre ellas. 
Un sistema de puesta a tierra con todos sus elementos asociados, provee de las 
siguientes etapas de protección: 
La protección del personal: 
• Para minimizar la diferencia de potencial entre los objetos metálicos y las 
personas a fin de reducir el riesgo de choque eléctrico debido a descargas 
atmosféricas y corrientes de falla. 
La protección y funcionamiento del equipamiento: 
• Para minimizar la diferencia de potencial entre todos los objetos metálicos y 
proveer protecciones de equipamiento contra tensiones peligrosas y descargas 
eléctricas. 
• Para proveer potencial de referencia para equipo electrónico. 
http://www.monografias.com/trabajos11/teosis/teosis.shtml�
http://www.monografias.com/Computacion/Redes/�
http://www.monografias.com/trabajos11/conge/conge.shtml�
http://www.monografias.com/trabajos/contamacus/contamacus.shtml�
http://www.monografias.com/trabajos14/multiplexor/multiplexor.shtml�
http://monografias.com/trabajos10/anali/anali.shtml�
http://www.monografias.com/trabajos15/todorov/todorov.shtml#INTRO�
http://www.monografias.com/trabajos11/fuper/fuper.shtml�
http://www.monografias.com/trabajos13/ripa/ripa.shtml�
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 Página 15 
 
• Para brindar compatibilidad electrónica. 
• Para minimizar el efecto de disturbios eléctricos en la operación del 
equipamiento por ruido [9]. 
La red de tierras de la instalación conectada a la generación será independiente 
de cualquier otra red de tierras. Se considerará que las redes de tierra son 
independientes cuando el paso de la corriente máxima de defecto por una de 
ellas, no provoca en las otras diferencias de tensión respecto a la tierra de 
referencia, superiores a 10 V [6]. 
 
2.3.1 Sistemas de electrodos 
 
Cuando la corriente de tierra no es muy intensa y el equipo o elemento por 
conectar a tierra no están muy separados entre sí, ni de un electrodo de puesta a 
tierra puede hacerse por medio de ese único electrodo, con la forma geométrica 
más conveniente, es decir, la que ofrezca mayor eficiencia y requiera de un 
menor gasto, sin embargo, cuando, por el contrario, la corriente de tierra sea muy 
elevada y todos los medios de servicio y elementos por conectar a tierra estén 
muy desparramados sobre una superficie más o menos extensa, se necesitan 
utilizar varios electrodos (dos, tres,…cuarenta, etc.), y conectar de manera que 
trabajen en paralelo, integrándose de esta manera los llamados electrodos 
múltiples (o compuestos). Así, se integran sistemas de electrodos con un único 
tipo de electrodos elementales de diferentes tipos (electrodos, placas y anillos, 
etc.) [1]. 
 
 
 
 
 
 
http://www.monografias.com/trabajos5/electro/electro.shtml�
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 Página 16 
 
2.3.2 Sistemas de conexión a tierra 
 
Los sistemas simples de conexión a tierra física constan de un único electrodo de 
tierra física colocado en el terreno. El uso de un único electrodo de tierra física es 
la forma más común de realizar dicha conexión a tierra física, y puede encontrarse 
fuera de su casa o lugar de trabajo. 
 
Los sistemas complejos de conexión a tierra física constan de varias varillas de 
conexión a tierra física conectadas entre sí, de redes en malla, de placas de 
conexión a tierra física. 
Estos sistemas típicamente se instalan en las subestaciones de generación de 
energía eléctrica, oficinas centrales y sitios de torres de comunicación. Las redes 
complejas aumentan drásticamente la cantidad de contacto con la tierra 
circundante, y disminuyen las resistencias de conexión a tierra física. 
 
En las figuras 2.1, 2.2, 2.3 y 2.4 se muestran los diversos tipos de electrodos de 
puesta a tierra: 
 
 
 
 
FIGURA 2.1. Electrodo único de conexión a tierra. 
 
 
 
 
FIGURA 2.2. Varios electrodos conectados entre sí. 
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 Página 17 
 
 
 
FIGURA 2.3. Red de mallas 
 
 
 
 
FIGURA 2.4 Placa de conexión a tierra 
 
 2.3.3 Mallas 
En la actualidad los sistemas de tierra, especialmente en las subestaciones 
eléctricas, adoptan la forma de una malla que contiene un número determinado de 
pequeñas mallas rectangulares, de conductores de tierra instalados en forma 
horizontal, y conductores a electrodos (varillas), localizados a ciertos intervalos. 
Los electrodos (varillas) se pueden usar o no, dependiendo del diseño de la malla 
de tierra. Todas las estructuras metálicas y carcasas de equipos, incluyendo las 
rejas metálicas en las áreas de trabajo, se deben conectar por seguridad, a la 
malla de tierra [5]. 
La malla consta de una red de conductores enterrados a una profundidad que 
usualmente varía de 0,30 a 1,0 m, colocados paralela y perpendicularmente con 
un espaciamiento adecuado a la resistividad del terreno y preferentemente 
formando retículas cuadradas. 
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 Página 18 
 
ELECTRODOS 
DE PUESTA A 
TIERRA
CONDUCTORES 
QUE FORMAN 
LA MALLA
El cable que forma el perímetro exterior de la malla debe ser continuo de manera 
que encierre toda el área en que se encuentra el equipo eléctrico de la 
subestación o planta generadora. Con ello, se evitan altas concentraciones de 
corriente y gradientes de potencial en el área y terminales cercanas. 
En cada cruce de conductores de la malla, éstos deben conectarse rígidamente 
con soldadura exotérmica entre sí y en los puntos donde se conectan los equipos 
que pudieran presentar falla o, en las esquinas de la malla, los conductores deben 
conectarse a electrodos de varilla o tubo de 2,4 m de longitud mínima, clavados 
verticalmente. 
Los conectores empleados en la malla del sistema de tierras de una subestación 
deben ser de tipo de compresión o soldadles. 
La norma oficial mexicana de instalaciones eléctricas 2005 requiere de un sistema 
enmallado de tierra con múltiples electrodos y conductores enterrados, cuando 
están involucradas tensiones y corrientes eléctricas muy altas, con el fin de 
minimizar los riesgos al personal en función de la tensión eléctrica de paso y de 
contacto. 
En la figura 2.5 se muestra una malla con puntos de conexión por medio de los 
electrodos en un sistema de tierras. 
 
 
 
 
 
 
FIGURA 2.5. Sistema de tierras. 
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 Página 19 
 
Los cables empleados en las mallas de tierra son de: acero, acero inoxidable, 
acero galvanizado, y cobre. Para evitar la corrosión galvánica en terrenos de baja 
resistividad, algunas compañías eléctricas desde el diseño utilizan en sus mallas 
de tierras, cable de cobre estañado para bajar el potencial electronegativo entre 
los diferentes metales. 
El factor principal en la selección del material es la resistencia a la corrosión. El 
cobre es el material más utilizado porque es económico, tiene buena 
conductividad, es resistente a la corrosión y tiene un punto elevado de fusión 
(1083 ºC). 
 
2.4 CONDUCTORES DEL ELECTRODO DE PUESTA A TIERRA 
Si es de calibre 4 AWG o mayor, no requiere de protección, excepto en casos 
donde esté expuesto a daño físico severo. En caso de ser calibre 6 debe fijarse a 
la construcción o, debe correr por un tubo conduit. Y, los calibres menores, deben 
correr siempre por tuberías conduit. En el caso de las tuberías conduit, éstas 
deben ser eléctricamente continuas; esto es, deben estar conectadas a tierra en 
ambos extremos. Inclusive las que cubren el cable de puesta a tierra de las 
acometidas residenciales. 
Estoscables no deben ser de aluminio o de cobre con aluminio porque se corroen 
cuando están en contacto con la tierra o con el cemento. Por ello, la norma 
mexicana de Instalaciones eléctricas 2005 sólo permite el uso de aluminio como 
conductor desde una altura mínima de 450 mm sobre el suelo. 
 
2.4.1 Conductores descendentes o de bajada 
 
Cuando una Terminal aérea a interceptado un golpe de rayo, la corriente debe ser 
transportada a tierra a través de un camino de baja impedancia, esta función es la 
que realizan los conductores de bajada. 
 
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Hay dos tipos de conductores de bajada, los conductores principales que 
conectan la punta con el electrodo directamente y los conductores secundarios 
que conectan las puntas con conductores principales (ramificaciones). Cuando se 
reduce el espaciamiento, aumentará el número de conductores de bajada que 
pueden ser instalados, esto puede reducir el riesgo de descargas laterales, pero 
también aumenta el costo de la instalación, por lo que se debe tener una buena 
razón para incrementar el número de conductores de bajada. Se considera una 
distancia de 30 a 40 m, de un conductor a otro. 
 
2.4.2 Red de terminales a tierra 
 
Cuando un rayo ha sido interceptado por las terminales aéreas y conducido a 
tierra por medio de conductores descendentes, la red de tierras tiene la función de 
descargar esta corriente a tierra de manera segura y efectiva. Existen dos 
aspectos que deben ser considerados. El primer aspecto a tratar es el de los 
efectos de la resistencia tierra de un sistema de protección contra rayos, y el 
segundo, en la distribución de potencial sobre la superficie de la tierra que rodea el 
edificio o instalación. 
 
Se debe considerar también que cuando un electrodo de tierra es sujeto a un 
impulso de corriente, si el suelo donde está el electrodo es arenoso o con grava, 
puede resultar una ruptura eléctrica del suelo, por lo cual éste se puede considerar 
como un aislador. La resistencia a tierra de una Terminal está considerada por el 
valor óhmico, que podemos determinar por medio de mediciones. 
 
De acuerdo con la norma para instalaciones eléctricas (NOM-001-SEDE-2005), 
una trayectoria eléctrica de tierra debe de tener los siguientes atributos: 
 
a) Permanente y continua. 
b) Tener capacidad para conducir en forma segura cualquier corriente de falla. 
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c) Tener una impedancia suficientemente baja para limitar la tensión a tierra y 
facilitar la operación de los dispositivos de protección en el circuito. 
d) La tierra no se deberá usar como un conductor de tierra aislado. 
 
2.5 CONEXIÓN A TIERRA 
 
 La conexión a tierra establece la tensión cero como referencia para un 
sistema de distribución eléctrico y provee protección para el sistema 
eléctrico y el equipo de tensiones superpuestos por descarga y contacto 
con sistemas de alto voltaje. La Conexión a tierra previene la aparición de 
tensiones estáticas y potencialmente peligrosas en un edificio. 
 El electrodo de tierra más común es una varilla de acero cubierta de cobre. 
 La resistencia a tierra debe ser tan baja como sea posible, lo que dará un 
buen funcionamiento al sistema de distribución y una buena protección al 
personal. 
 El neutro del sistema de distribución se conecta a tierra en la entrada del 
servicio. 
 El neutro y la tierra también se conectan juntos al secundario del 
transformador en el sistema de distribución, donde el secundario forma un 
sistema aterrizado. 
 
El propósito de poner a tierra los equipos es triple: 
 
a) Para minimizar tensiones en equipo eléctrico, protegiendo de esta manera 
al personal, ante una descarga atmosférica ò de una electrocución al 
contacto con el equipo. 
b) Para proporcionar una trayectoria de baja impedancia de amplia capacidad 
de conducción de corriente, para garantizar la operación rápida de los 
dispositivos contra sobre corriente bajo condiciones de falla a tierra. 
c) Para facilitar la operación del equipo eléctrico. 
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 Página 22 
 
Algunas de las normas de la NOM-001-sede-2005 relacionadas con instalaciones 
eléctricas (utilización), se presentan a continuación: 
 
Del Artículo 250 puesta a tierra 
Los sistemas y los conductores de circuito son puestos a tierra para delimitar las 
sobretensiones eléctricas debidas a descargas atmosféricas, transitorios en la red 
o contacto accidental con líneas de alta tensión, y para estabilizar la tensión 
eléctrica a tierra durante su funcionamiento normal. Los conductores de puesta a 
tierra del equipo se unen al conductor puesto a tierra del sistema para que 
ofrezcan un camino de baja impedancia para las corrientes eléctricas de falla, y 
que faciliten el funcionamiento de los dispositivos de protección contra 
sobrecorriente en caso de falla a tierra. 
 
Del artículo 250-3 sistemas de corriente eléctrica continua (c.c) 
 Los sistemas de c.c de dos conductores que suministren energía al sistema de 
alumbrado de usuarios, deben de estar puestos a tierra, a excepción de que 1) 
cuente con un detector de falla a tierra, 2) que el sistema funcione a menos de 50 
V. 
 
Del artículo 250-5 sistemas y circuitos de corriente alterna (c.a). 
Los sistemas de circuitos de c.a deben de ser puestos a tierra, sobre todo si, 1) 
cuando el sistema se está alimentando con un transformador que no este puesto 
a tierra, 2) que el suministro del transformador exceda de 150 V a tierra, es 
necesario conectar a tierra el neutro del sistema. 
 
Del artículo 250-24 Sistemas puestos a tierra. 
Cuando se suministre energía desde la misma acometida de corriente alterna a 
dos o más edificios o estructuras, el sistema puesto a tierra en cada edificio o 
estructura debe tener un electrodo de puesta a tierra. 
 
 
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 Página 23 
 
Del artículo 250-84 Resistencia de electrodos de varillas, tuberías y placas. 
Un electrodo que consista en una varilla, tubería ó placa, debe de tener una 
resistencia a tierra menor a 25 Ω o menor una vez enterrado, en caso que la 
resistencia a tierra sea mayor que 25 Ω debe de complementarse con uno o más 
electrodos adicionales para disminuirla. 
 
Del Artículo 250-113 A los conductores y equipo. 
Los conductores de puesta a tierra y los cables de puentes de unión se deben de 
conectar mediante soldadura exotérmica, conectores a presión aprobados, 
abrazaderas u otros medios también aprobados. 
 
Del Artículo 200 Uso e identificación de conductor de puesta a tierra. 
El conductor de puesta a tierra puede ser de color verde, una tubería de agua 
puede usarse como conductor de puesta a tierra, el conductor puesto a tierra o 
neutro debe ser de color gris, blanco o tener tres franjas anaranjadas, el neutro 
debe ser de igual o mayor diámetro que de las fases en el sistema. 
 
Del Artículo 921 puesta a tierra. 
El sistema de tierras debe de consistir de uno o más electrodos conectados entre 
sí, debe de tener una resistencia de tierra baja para minimizar los riesgos al 
personal en función a la tensión eléctrica de paso y de contacto se considera un 
valor aceptable de 10 Ω; en terrenos con alta resistividad este valor puede llegar 
hasta de 25 Ω. 
Los sistemas con un solo electrodo deben de utilizarse cuando la resistencia a 
tierra no exceda los 25 Ω en las condiciones más crítica s, para instalaciones 
subterráneas el valor recomendado de la resistencia a tierra es de 5 Ω. [8] 
 
Del Artículo 250-91 conductor del electrodo de puesta a tierra. 
El conductor de puesta a tierra debe de ser de cobre o de otro material, el material 
elegido debe de ser resistente a la corrosión que pueda producirse en la 
instalación, el conductor debe ser alambre o cable, aislado, forradoo desnudo y 
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debe de ser de un solo tramo continuo, sin empalmes o uniones, se permiten 
empalme en las barras conductoras. 
El conductor del electrodo de puesta a tierra debe de estar sujeto sólidamente, el 
calibre de tal conductor debe ser mayor a 21,2 mm2 (4 AWG) en aluminio y en 
cobre de 2,08 mm2
Capacidad nominal 
o ajuste del 
dispositivo de 
protección contra 
sobrecorriente 
ubicada antes del 
equipo conductor. 
 (14 AWG) [8]. 
 
TABLA 2.1 Calibre de los conductores para puesta a tierra de equipos y canalizaciones. 
 
Calibre del conductor de puesta a 
tierra 
(AWG o MCM) 
 
 
Cobre Aluminio 
15 14 12 
20 14 12 
30 12 10 
40 10 8 
60 10 8 
100 8 6 
200 6 4 
400 4 2 
600 2 2/0 
800 1/0 3/0 
1000 2/0 4/0 
1200 3/0 250 MCM 
1600 4/0 350 ” “ 
2000 250 MCM 400 ” “ 
2500 350 ” “ 500 ” “ 
3000 400 ” “ 600 ” “ 
4000 500 ” “ 800 ” “ 
5000 700 ” “ 1000 “ 
 
 
 
 
 
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2.5.1 La conexión a tierra en las instalaciones 
Los efectos de la electricidad sobre el cuerpo humano, dependen esencialmente 
de los siguientes factores: 
• La intensidad de corriente. 
• El tipo de corriente (continua, a la frecuencia industrial o de 60 Hz, o bien 
corrientes de alta frecuencia). 
• La trayectoria seguida por la corriente en el cuerpo. 
• Las condiciones del individuo en el momento del contacto. 
 
Como se puede observar, algunos de los factores mencionados no son de fácil 
valoración; por lo que no es posible establecer reglas rigurosas. Como medida 
orientativa, se pueden elaborar curvas de peligrosidad de la corriente, en donde se 
relaciona el tiempo de contacto tolerable, en función de la corriente. 
En la curva de la figura 2.6 se observan las consecuencias de tener contacto con 
las partes metálicas con tensión; ya que por ejemplo, corrientes mayores de 50 
mA, y tiempos correspondientes a la zona 2 de la gráfica, pueden tener 
consecuencias mortales para el hombre. 
 
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2
1
T
IE
M
P
O
 
 (
S
E
G
)
100010010
0.0
0.1
1
10
CORRIENTE (mA) 
FIGURA 2.6 Curva de efectos de la corriente eléctrica. 
Es conveniente también, hacer notar que la resistencia eléctrica del cuerpo 
humano, es muy variable (de uno cientos hasta miles de ohms); por lo que los 
valores de tensión que aplicados al cuerpo humano se consideran peligrosos, se 
deben definir en forma conservadora. Las instalaciones de puesta a tierra, y el 
empleo de protecciones adecuadas y coordinadas, constituyen el medio principal 
para limitar dicha tensión [9]. 
 
2.5.2 El tamaño o extensión del sistema de tierras 
Este es un factor importante, ya que si el sistema es muy pequeño para manejar 
grandes corrientes de falla, puede existir gradiantes de potencial sobre la 
superficie, haciendo riesgoso esto para el contacto. En forma ideal, la resistencia 
de un sistema de tierras debería ser cero ohms para reducir cualquier tensión o 
gradiente de potencial, debido a las corrientes de fuga esto es prácticamente 
imposible [9]. 
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 Página 27 
 
2.5.3 Control del ruido 
 
El control de ruido incluye a los transitorios de todas las fuentes, esto es donde la 
conexión a tierra es relacionada con la calidad del servicio eléctrico. 
 
El objetivo primario de la conexión a tierra para el control de ruido es crear un 
sistema de tierra equipotencial, las diferencias de potencial entre diferentes puntos 
de tierra pueden producir esfuerzos dieléctricos en los aislamientos, creando 
corrientes de tierra circulantes en los cables de baja tensión e interferencia con el 
equipo sensible, que puede ser aterrizado en puntos múltiples. La igualación de 
las diferencias de tensiones a tierra entre a las partes de un procesador de datos 
automáticos se hace cuando los equipos conectados a tierra están conectados al 
punto de tierra de una fuente de alimentación única. Sin embargo, si la longitud de 
los conductores de tierra es grande, es difícil lograr un potencial constante, 
particularmente para el ruido de alta frecuencia. 
 
Los equipos de procesadores de datos automáticos y microprocesadores 
controlados, operan a altas frecuencias (a menudo arriba de los 10 MHz) 
transfieren datos entre varias partes del equipo a altas frecuencias y bajos niveles 
de señal. A causa de esto, ellos son muy sensibles al ruido e interferencia. 
 
El ruido puede afectar la operación del quipo sensible, puede alcanzar frecuencias 
de corriente directa al hasta valores de GHz. Para la operación correcta, esos 
tipos de equipos necesitan una manera efectiva de conexión a tierra para las dos 
frecuencias (alta y baja). 
 
 
 
 
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 Página 28 
 
2.5.4 Conexión a tierra del equipo 
Los usuarios de las instalaciones eléctricas, ya sean residenciales, industriales o 
comerciales, así como para otras instalaciones, como es el caso de hospitales, 
centros de cómputo, etc., están tocando constantemente el equipo eléctrico, o los 
equipos que hacen uso de dispositivos eléctricos; como es el caso de 
herramientas como taladros, soldadoras eléctricas, etc., debido a que los voltajes 
y corrientes asociados con estos equipos, pueden exceder los valores que el 
cuerpo humano es capaz de soportar en caso de presentarse alguna falla en los 
equipos mencionados anteriormente; por lo que es necesario adoptar 
precauciones especiales para garantizar que el equipo, tenga las condiciones de 
seguridad requeridas. Y una de ellas es conectando los equipos eléctricos a tierra. 
 Interruptor de circuito por falla a tierra; dispositivo diseñado para la protección de 
personas, que funcionan para desenergizar un circuito o parte del mismo, dentro 
de un periodo determinado, cuando una corriente eléctrica a tierra excede un valor 
predeterminado, menor que al necesario para accionar el dispositivo de protección 
contra sobrecorriente del circuito de alimentación [8]. 
 
Para comprender los aspectos de la seguridad en las instalaciones eléctricas, se 
puede comenzar con un sistema básico en baja tensión, monofásico a 127 volts. 
Consideremos un motor eléctrico que forma parte de un equipo, que está dentro 
de una cubierta metálica no conectada a tierra. El neutro se encuentra 
sólidamente conectado a tierra, en el punto de alimentación de la compañía 
suministradora. 
Si una persona toca la cubierta metálica nada sucederá, si la instalación está 
operando correctamente; pero si por ejemplo, el asilamiento de los devanados 
falla, la resistencia Re entre el motor y la cubierta metálica, puede reducir su valor 
de varios megohms a solo algunos cientos de ohms o menos; de manera que una 
persona con una resistencia RK, puede a completar el circuito cerrando la 
trayectoria de la corriente. 
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 Página 29 
 
Si el valor Re es pequeño (lo cual puede suceder), la corriente IK
M
CA
Re
Rk
LINEA
NEUTRO
S
ALIMENTACION 
127 V
Ik
CUBIERTA 
METALICA
Ik
Ik
Ik
 puede ser 
grande y resultar peligrosa, como se muestra en la figura 2.7. 
 
FIGURA 2.7 Sistema no conectado a tierra (peligroso). 
 
La situación potencialmente peligrosa, se puede remediar si se conecta a tierra la 
cubierta metálica; es decir, en este caso al neutro que se encuentra aterrizado; 
ahora la corriente IK
M
CA
Re
Rk
LINEA
NEUTRO
S
ALIMENTACION 
127 V
Ik
CUBIERTA 
METALICA
CONEXIÓN A 
TIERRA
Ik
 circulará del motor a través de la cubierta, y regresara por el 
neutro; pero la cubierta permanece al potencial de la tierra, y en consecuencia la 
persona no sufre ningún efecto, como se muestra en la figura 2.8.FIGURA 2.8. Conexión a tierra a través del neutro. 
La solución anterior de conectar a tierra la cubierta, a través del neutro; puede 
parecer segura, pero el problema es que el neutro puede quedar abierto, ya sea 
en forma accidental o debido a una falla en la instalación; para evitar este 
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M
CA
Re
Rk
LINEA
NEUTRO
S
ALIMENTACION 
127 V
Ik
CUBIERTA 
METALICA
CONEXIÓN A 
TIERRA
Ik
problema, se acostumbra en algunas instalaciones eléctricas, instalar un tercer 
conductor llamado “conductor de tierra”, localizado entre la cubierta y la tierra del 
sistema como se muestra en la figura 2.9 [9]. 
 
 
 
 
 
 
 
FIGURA 2.9 Uso del cable de tierra. 
 
Después de analizar los conceptos básico de puesta a tierra se puede 
concluir que: 
Un transformador debe ser puesto a tierra para: 
• Estabilizar el nivel de tensión. 
• Protección contra descargas atmosféricas. 
• Protección de falla a tierra, en el lado de alta tensión. 
La instalación eléctrica debe ser puesta a tierra para: 
• Protección contra descargas atmosféricas. 
• Protección contra falla a tierra a través del puente de unión principal de los 
conductores de puesta a tierra y de la continuidad eléctrica de las 
canalizaciones [7]. 
 
 
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 Página 31 
 
2.6 SISTEMAS DE PROTECCIÓN CONTRA DESCARGAS ATMOSFÉRICAS 
Las tensiones inducidas en los sistemas eléctricos resultan del potencial existente 
entre la nube y la tierra. Cuando se rompe el dieléctrico entre la nube y la tierra se 
desarrollara una corriente de descarga, estas corrientes van desde uno cientos de 
amperes a más de 50 kA, la duración es rápida del orden de 50 a 100 µs. 
Los niveles grandes de corriente asociados a la descarga atmosférica en la tierra 
crean un volumen ionizante dentro de la tierra (región ionizante). Esta región es de 
particular importancia en el impacto de la descarga atmosférica sobre los circuitos 
eléctricos cercanos y/o de los cables conductores. 
Las descargas eléctricas entre nubes pueden inducir transitorios en los 
conductores subterráneos o aéreos. 
La proximidad de los equipos y circuitos a un evento de descarga atmosférica 
pueden producir campos electromagnéticos destructivos a una distancia de 6 a 9 
metros, debido a que los voltajes de descarga están entre 5 a 40 kV [7]. 
Una manera de proteger a los equipos y circuitos eléctricos, así como, al personal, 
es por medio de los pararrayos y apartarrayos, los cuales se describen a 
continuación. 
 
2.6.1 Pararrayos y Apartarrayos 
Un pararrayo es aquel artefacto que normalmente está, ubicado en lo alto de un 
edificio o una casa, tiene la función de dirigir al rayo junto con su enorme carga 
eléctrica hacia la tierra, a través de un cable de bajada a fin de no causar daño, ni 
a las personas, ni a los equipos eléctricos. 
El origen del pararrayos proviene de los experimentos de Benjamín Franklin, 
realizados a mediados de siglo XVIII. A partir de uno de ellos se dio cuenta del 
denominado “efecto punta”. Este efecto hace referencia a que las cargas 
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presentes en torno a un conductor no se distribuyen de modo uniforme, sino que 
se juntan en las partes más afiladas y puntiagudas de éste. De este modo, si un 
objeto puntiagudo es sometido a una fuerte descarga eléctrica como la que se 
genera con el rayo proveniente de una nube de tormenta, entonces la carga se 
acumulará, sobretodo, en las partes puntiagudas del objeto. Este principio fue 
utilizado por Benjamín Franklin para la construcción del primer pararrayos 
funcional. 
Las nubes que generan los rayos durante una tormenta están cargadas 
negativamente en su base, y la tierra que se encuentra bajo ellas está cargada de 
manera positiva debido al efecto de inducción electroestática. De esta forma, las 
cargas negativas de las nubes de tormenta se repelen entre sí, y son atraídas por 
la carga positiva de la tierra que se encuentra bajo ellas. Así, debido a que un 
pararrayos se encuentra conectado a la tierra a través de un cable conductor, sus 
electrones y los de la nube se repelen y queda cargado positivamente al igual que 
la tierra bajo la nube. 
El apartarrayo limita todas las sobretensiones hasta alcanzar tensiones residuales 
no peligrosas. Existen sobretensiones en la red eléctrica debido a dos fenómenos: 
uno es por descarga atmosférica que es un rayo, y los que son ocasionados por 
maniobras de apertura y cierre de interruptores. 
El apartarrayo es un elemento conectado a tierra firmemente que cuando detecta 
esa sobretension, se rompe su rigidez dieléctrica y drena la corriente a tierra de 
dicha sobretension porque si dicha sobretension llega a algún equipo como un 
transformador, lo dañará, y será un peligro para el personal que se encuentre 
alrededor de la instalación eléctrica. 
Los apartarrayos secundarios son dispositivos que brindan protección contra 
eventos transitorios originados por la conexión y desconexión de cargas o bien por 
la incidencia de descargas atmosféricas. Los transitorios asocian un pico de 
tensión (V) y una gran cantidad de corriente (kA) en un tiempo muy corto (µs) por 
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 Página 33 
 
lo que son eventos que destruyen fácilmente los equipos electrónicos que 
predominan en las instalaciones de hoy, como computadoras, televisores, 
sistemas de sonido, hornos de microondas, reproductores de vídeo, etc. [12] 
Algunas de las normas de la NOM-001-sede-2005 relacionadas con instalaciones 
eléctricas (utilización), se presentan a continuación: 
 
Del Artículo 250-42 Las partes metálicas expuestas y no conductoras de 
corriente eléctrica del equipo fijo que no estén destinadas a transportar corriente y 
que tengan probabilidad de energizarse, deben ser puestos a tierra. 
En el terreno o edificio pueden existir electrodos o sistemas de tierra para equipos 
de cómputo, pararrayos, telefonía, comunicaciones, subestaciones, apartarrayos, 
entre otros, y todos deben de conectarse entre sí. 
 
Del Artículo 250-21 La corriente eléctrica indeseable en los conductores de 
puesta a tierra. 
La puesta a tierra de los sistemas eléctricos, circuitos, apartarrayos y elementos 
metálicos de equipo y materiales que normalmente no conducen corriente, debe 
realizarse de tal manera que se evite trayectorias que favorezcan la circulación de 
corrientes indeseables por los conductores de puesta a tierra. 
 
Del Artículo 280 apartarrayos. 
Un apartarrayo es un dispositivo protector que limita las sobretensiones 
transitorias descargando o desviando la sobrecorriente así producida, y evitando 
que continué el paso de la corriente eléctrica, capaz de repetir esta función. Los 
apartarrayos deben ser puestos a tierra lo más directamente posible y deben de 
cumplir con el calibre nominal, de 6 AWG en aluminio y de 14 AWG en cobre 
como mínimos [8]. 
 
 
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 Página 34 
 
2.7 MEJORAMIENTO DE LA RESISTENCIA A TIERRA 
La NOM-001-sede-2005 permite para los sistemas con un electrodo único que 
conste de una varilla, tubería o placa, que tiene una resistencia a tierra de 25 
ohms o menos. 
En la práctica, cuando la resistencia del electrodo único mencionado, excede del 
valor buscado, esa resistencia se puede reducir de las siguientes maneras: 
• Usando una varilla de mayor diámetro. 
• Usando varillas más largas. 
• Poniendo dos, tres o más varillas en paralelo. 
• Tratando químicamente el terreno. 
 
2.7.1 Varillas de mayor diámetro 
En la figura 2.10 se muestra el comportamiento de la resistencia respecto a 
diámetro del electrodo. 
DIAMETRO EN PULGADAS (IN)
R
E
S
IS
T
E
N
C
IA
 E
N
 %
 
FIGURA 2.10 Curva de resistencia contra diámetro del electrodo. 
Usando varillasde 19 mm (3/4 in) en lugar de varillas de 13 mm (1/2 in) se logra 
una reducción en la resistencia a tierra de hasta un 10% máximo. Muy poco en 
realidad. Por lo anterior este es un método ineficaz para disminuir la resistencia. 
 
 
http://www.ruelsa.com/notas/tierras/pe80.html#8.4a�
http://www.ruelsa.com/notas/tierras/pe80.html#8.4b�
http://www.ruelsa.com/notas/tierras/pe80.html#8.4c�
http://www.ruelsa.com/notas/tierras/pe80.html#8.5�
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 Página 35 
 
2.7.2 Varillas más largas 
Para los casos donde las capas superiores de la tierra son de arena y donde a 
gran profundidad se encuentra una capa de terreno húmedo, existen varillas que 
se acoplan unas a otras para lograr longitudes hasta de 15 m. 
Por lo general, doblando el largo, se obtiene una reducción del 40% de resistencia 
a tierra. Otra ventaja es que con el uso de varillas largas, se controla el gradiente 
de potencial en la superficie. 
Los electrodos de puesta a tierra de las subestaciones en c.d., son mucho más 
largos que los normalmente utilizados en corriente alterna. En la figura 2.11 se 
muestra la variación de la resistencia contra la longitud del electrodo. 
R
e
s
is
te
n
c
ia
 e
n
 O
h
m
s
Profundidad en Pies 
isaisssssseeeeeeeesssssssssssssssssssssssssss
s 
FIGURA 2.11 Curva de resistencia contra longitud del electrodo. 
 
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 Página 36 
 
2.7.3 Varillas en paralelo (electrodos múltiples) 
El colocar varias varillas en paralelo es una manera muy efectiva de bajar la 
resistividad. Pero, las varillas de tierra no deben ser colocadas muy cerca una de 
otra, porque cada varilla afecta la impedancia del circuito, por los efectos mutuos. 
De la NOM-001-SEDE-2005-250-83 dice que la distancia entre ellas o de cualquier 
electrodo, no debe ser menos de 1,83 m, aunque se recomienda que estén 
separadas más del largo de cualquiera de ellas. Por ejemplo, dos varillas en 
paralelo a 3 metros de distancia ofrecen una resistencia del 60% de la resistencia 
a tierra de una sola de ellas. Pero, incrementando ese espaciamiento a 6 m, la 
reducción de la resistencia es del 50%. 
Cuando se utilizan múltiples electrodos, la impedancia es mayor y cada electrodo 
adicional no contribuye con una reducción proporcional en la resistencia del 
circuito. Por ejemplo, dos varillas reducen la resistencia al 58% de una sola, 
mientras que 10 varillas apenas reducen ese valor al 10 %. 
Es de observar que, muchas varillas cortas tienden a ser más efectivas que unas 
cuantas largas. Considere como ejemplo, un terreno de resistividad de 1000 ohm-
m. Una varilla de 25 cm da una resistencia a tierra de 300 ohm. Dos varillas de 
25 cm dan una resistencia de 210 ohm. Esto es, 2/3 de la resistencia. 
 
2.7.4 Electrodos químicos 
El problema de lograr una resistencia baja en la roca así como en otros suelos de 
alta resistividad, está asociada con el material en contacto con el electrodo y la 
compactación que éste recibe al rellenar el agujero. 
Los materiales utilizados van desde el cascajo del mismo agujero, lo que no es 
recomendable por no poderse compactar. Arena, la cual tiene una alta resistividad 
inherente. El cascajo con sal, la cual pierde efectividad después de 5 a 7 años por 
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perderse la concentración original, además de que la varilla como conector están 
en un ambiente corrosivo con los problemas inherentes. 
El relleno ideal debe compactarse fácilmente, ser no corrosivo y a la vez buen 
conductor eléctrico. La bentonita es este relleno y es aceptada por la NOM-2005-
SEDE-250-83C [8]. 
La bentonita es una arcilla consistente en el mineral montmorillonita, un silicato de 
aluminio, y tiene la particularidad de absorber hasta cinco veces su peso de agua 
y de hincharse hasta 13 veces su volumen seco. La baja resistividad de la 
bentonita es el resultado del electrolito formado por la adición del agua con, 
potasio, oxido de calcio, magnesio, y otras sales minerales encontradas en la 
bentonita que permiten ionizarla formando un fuerte electrolito con un PH de 8 a 
10. 
Aparte de la bentonita existen otros métodos químicos más. En el primero, en un 
registro hecho de tubo de albañal, junto a la varilla se colocan unos 30 cm de 
sulfato de magnesio o de sulfato de cobre, o de compuestos químicos patentados 
(THOR GEL, GEM, etc.). 
Este método es efectivo donde hay poco espacio como en banquetas o 
estacionamientos. 
El otro método es excavar una zanja alrededor de la varilla y llenarla con unos 20 
o 40 kg de los químicos mencionados arriba, diluyendo con agua [3,6]. Como se 
muestra en la figura 2.12 
http://www.geocities.com/CollegePark/Den/1108/tierras/pe91biblio.html#[1.3]�
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 Página 38 
 
 
FIGURA 2.12 Electrodo de puesta a tierra con tratamiento químico. 
La primera carga dura unos 2 o 3 años y, las posteriores aún más, por lo que el 
mantenimiento es menos frecuente con el tiempo. 
 
2.8 NATURALEZA DE LAS CORRIENTES TELÚRICAS 
 
Las corrientes telúricas o de tierra son las corrientes eléctricas que se propagan a 
través de la tierra; pueden ser distinguidas, según su naturaleza eléctrica como 
sigue: 
1. estacionarias (corriente continua); 
2. casi estacionarias o alternas lentas (corriente alterna de 50 a 60 Hz); 
3. alternas rápidas o de alta frecuencia (utilizadas en las telecomunicaciones), 
4. corrientes que se propagan como ondas electromagnéticas de impulso 
(corriente de rayo). 
 
 
 
 
 
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2.8.1 Orígenes de las corrientes telúricas 
 
Las corrientes telúricas pueden ser causadas por fenómenos naturales, o bien, por 
el funcionamiento de ciertos sistemas técnicos creados por el hombre, dentro de 
las primeras se tiene, por ejemplo, a las corrientes que son originadas por cambios 
variables en el tiempo, las causadas por fenómenos meteorológicos transitorios, 
así como las excitadas de manera natural dentro de la tierra. Debido a las 
oscilaciones en el tiempo del campo magnético de la tierra, se inducen en su masa 
corrientes parasitas a escala global. El campo magnético estacionario en la tierra 
provoca en las corrientes marinas y otras en similitud al movimiento de 
conductores corrientes eléctricas unipolares por inducción. Los fenómenos 
eléctricos transitorios entre la atmosfera y la masa de la tierra originan el 
establecimiento de corriente eléctrica entre ellas, lo que se manifiesta por medio 
del rayo durante la tormenta. 
 
Dentro de los sistemas creados por el hombre, en ciertos casos, por razones de 
operación, y en otros por circunstancias accidentales se derivan corrientes 
eléctricas hacia el suelo (superficie de la tierra considerada como soporte sobre el 
cual se mueven los seres vivos o se asientan las cosas), o bien, se utiliza como 
polo eléctrico. 
 
Dentro de los casos accidentales se puede mencionar al que se origina debido a 
un defecto de aislamiento en los medios eléctricos de servicio, en los sistemas 
industriales o en las líneas aéreas de transporte de electricidad. 
 
Por otro lado, la caída de rayos sobre líneas aéreas y otra clase de instalaciones 
eléctricas originan la derivación de corrientes de impulso de elevada magnitud. [1] 
 
 
 
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2.8.2 Importancia y trascendencia de las corrientes telúricas 
 
El hecho de que la tierra conduzca corriente eléctrica es de suma importancia para 
los sistemas eléctricos que el hombre construye, ya que participa de diversas 
maneras en el proceso central del sistema particular. Sin embargo, los efectos 
eléctricos, magnéticos, técnicos y fisiológicos que se originan durante el proceso 
del traspaso y