Puesta a Tierra, Toma de Tierra y Conexión Equipotencial: Diferencias Clave Explicadas

Diferencia entre Toma de Tierra, Puesta a Tierra y Conexión Equipotencial

Existe confusión inusual para entender el concepto básico y diferencia principal entre puesta a tierra, toma de tierra y conexión equipotencial; incluso profesionales intercambian términos como "toma de tierra equipotencial", "conexión a tierra", etc. Además, la conexión equipotencial es totalmente distinta a puesta a tierra y toma de tierra.

Al grano: Puesta a tierra y toma de tierra es el mismo concepto expresado con términos diferentes usados en distintas regiones. Hay una pequeña diferencia que discutiremos.

• Término Puesta a Tierra (Grounding) se usa en EE.UU. y Canadá según estándares NEC, CEC, IEEE, UL y ANSI.
• Término Toma de Tierra (Earthing) se usa en UE, UK y países que siguen estándares IEC e IS.
• Término conexión equipotencial (bonding) es mismo en US, UK y UE (NEC e IEC) para conectar y unir permanentemente dos conductores (cables, bombas, máquinas, tuberías) y cuerpos metálicos (no portadores de corriente en operación normal) para igualar diferencia de potencial entre máquinas/sistemas conectados por hilo de conexión.

En resumen, puesta a tierra y toma de tierra son términos locales versión US y UK. Ejemplo: tierra protectora TP (PG) en US, tierra protectora TP (PE) en UK/CE. Similarmente, Elevación Potencial Tierra (GPR) o Elevación Potencial Tierra (EPR) en US y UK. En palabras simples, términos "interruptor de dos vías" y "interruptor de tres vías" se usan para mismo fin en US y UK.

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¿Qué es Puesta a Tierra (Grounding)?

Puesta a tierra es la conexión entre partes vivas de una máquina (que llevan corriente en operación normal) y tierra, como neutro de generador o punto neutro de transformador de potencia conectado en estrella. Proporciona camino efectivo a corrientes de fallo del equipo a la fuente, protegiendo instalaciones y dispositivos del sistema eléctrico.

También se usa para equilibrar sistema desequilibrado. Ejemplo: las tres fases se desequilibran cuando ocurre fallo; la puesta a tierra descarga corriente de fallo a tierra y reequilibra sistema con corriente neutro total ≈ "0" (no siempre posible pero reduce a valor casi ideal).

Además, protege contra sobretensiones (rayos, fallos línea, picos) descargando sobretensión a tierra, haciendo sistema estable y fiable con máxima eficiencia transformador.

• Circuitos CA y CC en ingeniería eléctrica/electrónica necesitan "0V" como potencial referencia (tierra) para permitir flujo corriente de fuente a carga.
• No es obligatorio conectar siempre tierra a tierra física (ej. vehículos: tierra conectada a carrocería/chasis metálico, aislado de tierra por neumáticos goma). Tierra se conecta a tierra en punto consumo o distribución en sistema distribución.
• No es necesario poner a tierra neutro ya que puede existir tensión neutro-tierra por caída tensión en cableado o uso en otros sistemas.

Importante:

• Puesta a tierra puede usarse como neutro, pero neutro no puede usarse como tierra. Por esto, nunca ponga a tierra neutro dos veces (neutro debe ponerse a tierra al final de unidad consumidor o transformador distribución en central o postes).
• Más de una tierra crea problemas para operación correcta de DPC (dispositivos protección sobrecorriente) ya que corriente no será suficiente para activarlos. En algunos casos, circuitos Y no puestos a tierra (puesta a tierra protección equipos sigue conectada) se usan para evitar operación DPC (fallo fase-tierra monofásico).
• El DRC (interruptor diferencial) detecta desequilibrios corriente entre Vivo (no puesto a tierra) y Neutro (puesto a tierra) y dispara en fallo para proteger vidas (no recomendado en UCI hospitales y áreas sensibles necesitando suministro continuo. Más sobre cableado DRC y AFCI).

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¿Qué es Toma de Tierra (Earthing)?

Toma de tierra es la conexión entre partes metálicas (conductivas) (bastidor, envolvente metálica no portadora de corriente en operación normal) de aparato o instalación eléctrica y tierra (ground). La toma de tierra eléctrica también se conoce como puesta a tierra en US.

Si cable vivo (fase, línea) toca bastidor metálico de máquina o caja panel y alguien toca el bastidor, recibirá fuerte descarga (por alto potencial entre tierra y bastidor) incluso electrocución por corriente fallo a través del cuerpo a tierra.

Por esto, cable desnudo, verde o verde-amarillo se conecta entre cuerpo metálico y electrodos tierra (placa enterrada) a través de conductor continuidad tierra. Así, corriente fallo descarga a tierra, protegiendo persona de descarga peligrosa.

Se recomienda tanto toma de tierra (puesta a tierra en US) como conexión equipotencial entre superficies externas y partes metálicas de máquinas y tierra para protección adicional y perfecta. Máquinas alta tensión (motores, transformadores, generadores) deben tener toma de tierra doble (dos ubicaciones separadas con conductores y electrodos separados).

Toma de tierra también proporciona camino seguro descarga rayos a través de gap, pararrayos, haciendo sistema fiable con operación suave.

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¿Qué es Conexión Equipotencial (Bonding)?

Conexión equipotencial es el proceso de conectar y unir permanentemente dos conductores eléctricos, máquinas, tuberías, dispositivos y todas las partes metálicas en instalaciones eléctricas. En este proceso, todas las partes metálicas "muertas" (no portadoras de corriente en condición normal) se conectan a través de cable conductor que iguala la diferencia de potencial intencional entre ellas.

Así, una persona está protegida (de descarga) incluso tocando dos máquinas conectadas equipotencialmente a la vez conectadas a fuentes diferentes. La varilla equipotencial iguala y asegura mismo nivel potencial eléctrico en ambas superficies. Sin diferencia de potencial, no hay flujo corriente, protegiendo sistema y personal.

Por lo anterior, un sistema equipotencial bien conectado a tierra protege personas, dispositivos, equipos e instalaciones ya que el sistema equipotencial a tierra asegura que todos los dispositivos conectados están al mismo nivel de tensión, sin posibilidad de descarga y flujo corriente.

La conexión equipotencial asegura que dos cosas conectadas estén al mismo potencial eléctrico. No hay electricidad acumulada en un equipo o entre dos diferentes. No puede haber flujo corriente entre dos cuerpos equipotenciales porque tienen mismo potencial.

Si una máquina o caja panel está correctamente puesta a tierra y equipotencialmente conectada a otra caja, no habrá flujo corriente por potencial cero (puesta a tierra) entre cajas/máquinas conectadas.

La conexión equipotencial por sí sola no protege, pero proporciona camino retorno baja impedancia a la fuente. Así, gran corriente fluirá disparando interruptor automático y eliminando fallo.

La conexión equipotencial es necesaria por dos razones de seguridad:

• Sin conexión equipotencial, persona tocando dos equipos diferentes al mismo tiempo (diferentes niveles tensión) actuará como igualador y recibirá descarga por acumulación energía entre diferencias potencial.
• Si cable vivo toca cuerpo metálico de máquina y contacta persona (trabajando en ella) puede recibir descarga peligrosa, incluso fatal.

Un sistema correctamente equipotencial y puesto a tierra (toma de tierra) protege contra ambos escenarios.

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Diferencia Principal entre Puesta a Tierra y Toma de Tierra

Ambas son casi lo mismo: conectar dispositivo eléctrico a tierra (placa/electrodo tierra a través de conductor continuidad o varilla protectora). Sistema proporciona tensión referencia en circuito, protege instalaciones de rayos, descarga corriente fallo a tierra, protege vidas.

Para no residentes US, hay pequeña diferencia (casi despreciable):

• Dos términos para misma cosa: Puesta a tierra (US/NEC) y Toma de tierra (UK/IEC), igual que interruptor tres vías (US) y dos vías (UK) para mismo fin.
• Puesta a tierra = camino única baja impedancia descargar corriente fallo a tierra; tierra = camino doble (a veces camino retorno corriente principal y fuente corrientes no deseadas).
• Cuando neutro de trifásica desequilibrada conecta a tierra (equilibrar sistema) = "Puesta a tierra". "Toma de tierra" = conexión dispositivos/instalaciones a tierra para proteger contra daños equipos y reducir riesgo descarga.
• Tierra = punto común circuito para mantener niveles tensión y equilibrar fases desequilibradas; toma de tierra = protege sistema contra sobretensiones.
• Tierra como neutro-tierra para protección instalaciones/equipos; toma de tierra = protección contra descarga y medida seguridad (salvar vidas humanas/animales).

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Comparación entre Toma de Tierra, Puesta a Tierra y Conexión Equipotencial

Tabla comparativa:

Característica	Puesta a Tierra	Toma de Tierra	Conexión Equipotencial
Terminología	Común en Norteamérica (US) y Canadá: NEC, CEC, IEEE, ANSI, UL	Europa, Commonwealth, UK: IS, IEC	Mismo término NEC e IEC (US y UK), totalmente distinto a tierra
Símbolo
Definición	Conectar parte portadora de corriente del sistema a electrodo tierra enterrado mediante conductor continuidad tierra	Conectar partes metálicas (bastidor, envolvente no portadora corriente) de aparato/instalación a tierra	Conectar dos sistemas eléctricos (cables, equipos, tuberías) para llevarlos a mismo potencial mientras no portan corriente en operación normal
Ubicación Instalación	Conexión entre partes portadoras corriente (neutro como camino retorno) a tierra	Conexión entre bastidor metálico y placa tierra mediante conductor continuidad y hilo tierra	Conexión entre dos equipos, cables, tuberías (no portadores corriente) mediante conductor
Tipos	Sólida, resistencia, reactancia	Tubería, placa, red agua, varilla, hilo banda	Principal y suplementaria
Código Color Cable	Verde-amarillo o conductor desnudo	Verde o verde-amarillo o conductor desnudo	Verde-amarillo
Camino	Proporciona camino retorno corriente en condiciones anormales/fallo	Proporciona camino a gran superficie potencial cero voltios	Proporciona camino igualar diferencia potencial dos superficies
Potencial "0"	Neutro conectado a tierra puede tener potencial (cero donde corriente algebraica cero = "Tierra Virtual")	Potencial cero por conexión física equipo-tierra	Mismo y cero potencial eléctrico en ambos dispositivos
Protección	Protege sistemas eléctricos y equipos potencia en fallo (camino retorno corrientes fase)	Protege persona de descarga peligrosa (medida preventiva descargar energía no deseada a tierra)	Protege equipos y personal reduciendo flujo corriente entre máquinas con diferente potencial. Equipotencial por sí sola no protege sin toma de tierra
Ejemplos	Punto neutro transformador estrella o parte portadora corriente como neutro en generador conectado a tierra	Bastidor y envolvente máquinas (transformador, motores, generadores) conectados a electrodo tierra	Cualquier conductor entre dos cuerpos metálicos máquinas/dispositivos para igualar diferencia potencial
Uso	Equilibrar carga desequilibrada y proteger sistema	Protección contra descarga y fallos sistema	Disparar interruptor cuando alta corriente fluye por existencia/cambio diferencia potencial
Aplicaciones	Camino retorno efectivo corriente entre equipos y sistema potencia	Desvía energía no deseada a tierra protegiendo persona que toca cuerpo metálico en fallos	Asegura dispositivos conectados mismo nivel tensión y camino baja impedancia a fuente para disparar interruptor en fallos