Calculadora Resistencia de Tierra - Puesta a Tierra REBT

¿Qué es la resistencia de tierra?

La resistencia de tierra mide la dificultad que encuentra una corriente eléctrica para dispersarse desde un electrodo metálico enterrado hasta la masa general de la Tierra. Piense en un pararrayos: cuando un rayo impacta, la corriente debe "escapar" al terreno lo más rápido posible. Si la resistencia de tierra es alta, la corriente no se disipa bien y puede buscar caminos alternativos peligrosos (tuberías, estructuras metálicas, personas).

En una instalación eléctrica doméstica, la toma de tierra cumple la misma función: cuando se produce un defecto de aislamiento en un aparato (la fase toca la carcasa metálica), la corriente de fuga circula por el conductor de protección (PE) hasta el electrodo de tierra. Si la resistencia de tierra es suficientemente baja, la tensión que aparece en la carcasa metálica se mantiene por debajo de los límites de seguridad.

¿Por qué es crítica la puesta a tierra?

Sin una puesta a tierra eficaz:

• Tensión de contacto peligrosa: Si un aparato tiene un fallo de aislamiento, su carcasa puede alcanzar una tensión cercana a la de fase (230V). Tocarla sería mortal.
• El diferencial no actúa: El interruptor diferencial necesita una corriente de retorno a tierra para detectar la fuga. Sin una tierra adecuada, no hay corriente de fuga y el diferencial no dispara.
• Riesgo de electrocución: En suelos húmedos (baños, cocinas, piscinas) el riesgo se multiplica porque la resistencia del cuerpo humano disminuye.

El REBT es contundente: toda instalación eléctrica debe disponer de un sistema de puesta a tierra (ITC-BT-18), y el valor medido debe documentarse en el CIE (Certificado de Instalación Eléctrica).

Normativa: ITC-BT-18 e ITC-BT-24

Tensiones de contacto máximas admisibles

Cálculo del valor máximo de Rt

A partir de la tensión de contacto y la sensibilidad del diferencial:

Rt ≤ V_contacto / I_diferencial

En la práctica, para viviendas con diferencial de 30 mA, el límite es muy holgado (1.667 Ω). Sin embargo, se recomienda un valor de Rt ≤ 37 Ω por buena práctica de ingeniería.

Fórmulas según tipo de electrodo

Pica vertical (la más habitual)

R = ρ / L

Una pica de 2 m en terreno con ρ = 100 Ω·m: R = 100 / 2 = 50 Ω.

Conductor horizontal enterrado

R = 2ρ / L

Un conductor de 20 m enterrado a 0,5 m en ρ = 100 Ω·m: R = 2 × 100 / 20 = 10 Ω.

Placa enterrada

R = 0,8ρ / √S

Una placa de 1 m² en ρ = 100 Ω·m: R = 0,8 × 100 / 1 = 80 Ω.

Varias picas en paralelo

R = ρ / (n × L)

Nota: Esta fórmula simplificada asume que las picas están separadas al menos el doble de su longitud. Si están más cerca, el efecto de acoplamiento reduce la eficacia y la resistencia real es superior al valor calculado.

Resistividad del terreno: el dato clave

La resistividad del terreno (ρ) varía enormemente y es el factor dominante en el cálculo:

Cómo se mide: Método de Wenner

La resistividad se mide in situ antes de instalar los electrodos, utilizando el método de Wenner (cuatro electrodos equidistantes):

ρ = 2 × π × a × R_medida

Donde a = separación entre electrodos (m) y R_medida = resistencia medida por el telurómetro (Ω). Es fundamental medir en época seca para obtener el valor más desfavorable.

Ejemplo práctico: puesta a tierra de un edificio residencial

Datos del proyecto:

• Edificio de 20 viviendas, nueva construcción
• Terreno: arcilla seca (ρ = 150 Ω·m, medido con Wenner)
• Perímetro de cimentación: 60 m
• Diferencial general: 300 mA → Rt ≤ 167 Ω (local seco, 50V)
• Diferencial viviendas: 30 mA → Rt ≤ 1.667 Ω

Paso 1 — Conductor en anillo de cimentación: Cable de cobre desnudo de 25 mm² enterrado en la zanja de cimentación:

R_anillo = 2 × ρ / L = 2 × 150 / 60 = 5 Ω

Paso 2 — Verificar contra límite más restrictivo: 5 Ω < 167 Ω ✅ (cumple con holgura)

Paso 3 — ¿Necesitamos picas adicionales? Con R_anillo = 5 Ω, el valor es excelente. No se requieren picas adicionales.

Paso 4 — Si el terreno fuera arena seca (ρ = 2.000 Ω·m):

R_anillo = 2 × 2.000 / 60 = 66,7 Ω

66,7 Ω < 167 Ω ✅ aún cumple, pero con menor margen.

Añadiendo 4 picas de 2 m en los vértices:

R_picas = 2.000 / (4 × 2) = 250 Ω
R_total = (R_anillo × R_picas) / (R_anillo + R_picas)
R_total = (66,7 × 250) / (66,7 + 250) = 52,7 Ω ✅

Errores comunes en la puesta a tierra

No medir la resistividad antes de diseñar: Asumir "arcilla" (100 Ω·m) cuando el terreno real es arena suelta (2.000 Ω·m) puede dar un resultado 20 veces peor que el calculado.

Medir la tierra en época húmeda: La resistividad puede duplicarse en verano. Siempre medir en la época más seca del año para obtener el peor caso.

Picas demasiado juntas: Si dos picas de 2 m están separadas menos de 4 m (2 × L), la zona de dispersión de cada una se solapa y el beneficio de la segunda pica se reduce significativamente (hasta un 30% menos de eficacia).

No conectar la estructura al anillo de tierra: Los pilares de hormigón armado son electrodos naturales excelentes. No conectarlos al anillo es desperdiciar una "puesta a tierra gratis" y perder seguridad para la conexión equipotencial.

Tabla de diseño rápido: configuraciones recomendadas