Compensación de potencial para edificios
La compensación de potencial es una medida de seguridad electrotécnica. Elimina las diferencias de potencial y evita tensiones de contacto peligrosas, ya que conecta todas las partes conductoras de un edificio aproximadamente al mismo potencial eléctrico. De este modo, se protege a las personas frente a descargas eléctricas y a las instalaciones o equipos frente a fallos causados por sobretensiones. Además, mejora la compatibilidad electromagnética (CEM), ya que se evitan las diferencias de tensión entre los sistemas puestos a tierra y se reducen las corrientes parásitas en las líneas de datos y comunicaciones.
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¿Dónde se utiliza la compensación de potencial?
La compensación de potencial se aplica en:
- Tendidos eléctricos: conexión de piezas metálicas con la barra principal de toma de tierra para aumentar la seguridad.
- Sistemas de protección contra rayos: evitación de diferencias de potencial peligrosas causadas por corrientes de rayo según la norma DIN EN 62305.
- Sistemas informáticos y de datos: reducción de interferencias gracias a conexiones de baja impedancia.
- Plantas industriales: protección de máquinas y sistemas de control contra alteraciones de potencial accidentales.
- Hospitales y centros de datos: garantía de condiciones de funcionamiento estables y evitación de interferencias en equipos sensibles.
Para la compensación de potencial, una toma de tierra de cimentación es el complemento más eficaz, ya que con ella se alcanzan los valores necesarios de la forma más económica. En general, una compensación de potencial realizada profesionalmente es indispensable para la seguridad eléctrica de un edificio. Por tanto, tenlo en cuenta ya durante el diseño. El equipamiento posterior suele ser posible solo con un gran esfuerzo financiero y técnico.
Cómo funciona la compensación de potencial
Estas medidas garantizan una distribución uniforme del potencial eléctrico:
Compensación de potencial de protección: todos los elementos constructivos metálicos, conductores de protección, sistemas de protección contra rayos y sistemas de puesta a tierra deben conectarse a una barra de compensación de potencial central (EBB principal). De este modo, se garantiza que no se produzcan diferencias de tensión peligrosas.
Compensación de potencial adicional: en instalaciones eléctricas con mayor propensión a fallos o con elevados requisitos de seguridad, se crean conexiones adicionales para minimizar las interferencias.
Compensación de potencial en malla: en las áreas con componentes electrónicos sensibles (como centros de datos o plantas industriales) se puede utilizar una red densa de conexiones conductoras para garantizar una distribución constante del potencial.
Conexiones de baja resistencia y baja impedancia: el uso de conductores de gran superficie y baja resistencia garantiza una derivación eficaz de la corriente, especialmente a altas frecuencias o con corrientes de rayo.
Para proteger contra sobretensiones transitorias causadas por impactos de rayos o procesos de conmutación, los descargadores de sobretensiones (dispositivos de protección contra sobretensiones, DPS) también desempeñan un papel decisivo en la compensación de potencial. Desvían de forma controlada los picos de tensión peligrosos a tierra y garantizan que las instalaciones y equipos eléctricos no sufran daños.
Explicación sencilla: baja resistencia y baja impedancia
Baja resistencia se refiere a la resistencia a la corriente continua (resistencia a DC). Una compensación de potencial de baja resistencia significa que la resistencia es lo más baja posible a fin de minimizar las diferencias de tensión entre los distintos puntos de puesta a tierra.
- Especialmente eficaz con corrientes de baja frecuencia, como corrientes alternas de red (50 Hz) o corrientes continuas
- Se utiliza normalmente para conexiones que se encuentran en las inmediaciones (≤10 m) de la barra principal de toma de tierra
- Especialmente adecuada para el equipamiento posterior de sistemas de puesta a tierra, por ejemplo, mediante la conexión de crucetas de puesta a tierra o picas de tierra
La baja impedancia tiene en cuenta además las piezas de corriente alternan (AC), en particular la inductancia y la capacitancia de un conductor. Una compensación de potencial de baja impedancia es eficaz en un rango de frecuencias más amplio, incluidas las frecuencias altas. A pesar de su baja resistencia, pueden tener una impedancia elevada, lo que provoca tensiones e interferencias indeseadas.
- Por lo general, se realiza en la losa de cimentación y ayuda a reducir las corrientes vagabundas en la instalación eléctrica.
- Diseño preferido para nuevas construcciones, especialmente en edificios con varias conexiones a la red o sistemas interconectados
- Se puede realizar mediante un diseño en «L» en hormigón o un sistema combinado de compensación de potencial (CBN) con aberturas de mallas definidas
- Los puntos fijos de toma de tierra adicionales permiten una integración de baja impedancia de los equipos en la compensación de potencial y en el sistema de puesta a tierra.
Para una puesta a tierra óptima y seguridad CEM, la compensación de potencial se debe diseñar tanto con baja resistencia como con baja impedancia.
Red de equipotencialidad
Una red de equipotencialidad establece la conexión eléctrica entre todas las partes metálicas de un edificio de la forma más amplia posible y con baja impedancia, en forma de una red tridimensional con malla. Se utiliza especialmente en plantas industriales, hospitales, centros de datos y edificios con sistemas informáticos sensibles para minimizar las interferencias de alta frecuencia, los picos de tensión y los acoplamientos electromagnéticos.
Estructura de una red de equipotencialidad:
- Puesta a tierra de malla de forma amplia (por ejemplo, con pletinas de cobre o estructuras con conductividad eléctrica en el suelo).
- Múltiples puntos de conexión a la barra de compensación de potencial (PAS)
- Guiado del conductor en estrella o con malla para evitar bucles de masa y diferencias de tensión
- Puntos de puesta a tierra adicionales para sistemas informáticos y de comunicación
Con estas medidas, se garantiza que no se produzcan diferencias de potencial accidentales entre diferentes zonas del edificio, especialmente en caso de altas frecuencias o sobretensiones provocadas por impactos de rayos.
Estas normas establecen cómo debe implementarse la compensación de potencial en diferentes tipos de edificios e instalaciones:
- La norma IEC 60364-5-54 establece los requisitos para los sistemas de puesta a tierra y los conductores de protección
- La norma IEC 62305 sobre la protección contra rayos
- La norma IEC 50310 trata la aplicación de medidas para la puesta a tierra y la compensación de potencial en edificios con equipos de tecnologías de la información
Términos importantes relacionados con la compensación de potencial
Compensación adicional
Puede ser obligatoria por normativa en determinados casos, por ejemplo, cuando los factores presentan un riesgo eléctrico elevado, como en piscinas o zonas potencialmente explosivas, como medida adicional o sustitutiva para la desconexión automática de la alimentación de corriente, así como en sistemas informáticos con vigilancia del aislamiento.
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