Comprenda los principales esquemas de puesta a tierra eléctrica según la NBR 5410, incluyendo TN-S, TN-C-S, TN-C, TT e IT, con sus características, aplicaciones y requisitos de seguridad.
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Esquema de puesta a tierra es la forma de conexión entre la alimentación eléctrica, las masas de la instalación y la tierra. Esta clasificación define cómo el punto neutro de la fuente de energía y las partes conductivas accesibles (masas) se relacionan con el sistema de puesta a tierra, determinando las condiciones de protección contra choques eléctricos, sobretensiones y fallas de aislamiento.
En este artículo presentaremos los principales tipos de esquemas de puesta a tierra según la NBR 5410 – incluyendo TN-S, TN-C-S, TN-C, TT e IT -, explicando sus características, aplicaciones prácticas y requisitos normativos.
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¿Qué es un Esquema de Puesta a Tierra Eléctrica?
Los esquemas de puesta a tierra eléctrica son la forma estandarizada mediante la cual se establecen las conexiones entre la fuente de alimentación, las masas de la instalación eléctrica y la tierra, con el fin de garantizar la seguridad de las personas y la protección de los equipos.
Esta clasificación está regulada por la ABNT NBR 5410, que determina los criterios técnicos que deben observarse en el diseño y la ejecución de instalaciones de baja tensión.
La norma adopta una simbología internacional compuesta por letras que indican la condición de la alimentación con relación a la tierra, la situación de las masas de la instalación y la disposición de los conductores neutro y de protección. La correcta interpretación de esta simbología es determinante para la selección del esquema adecuado para cada tipo de instalación.
Esquemas de Puesta a Tierra según la NBR 5410
En la clasificación de los esquemas de puesta a tierra eléctrica, se utiliza la siguiente simbología:
- Primera letra – Situación de la alimentación con relación a la tierra:
- T = un punto directamente puesto a tierra;
- I = aislamiento de todas las partes activas con relación a la tierra o puesta a tierra de un punto a través de impedancia;
- Segunda letra – Situación de las masas de la instalación eléctrica con relación a la tierra:
- T = masas directamente puestas a tierra, independientemente de la eventual puesta a tierra de un punto de la alimentación;
- N = masas conectadas al punto de la alimentación puesto a tierra (en corriente alterna, el punto puesto a tierra es normalmente el punto neutro);
- Otras letras (eventuales) – Disposición del conductor neutro y del conductor de protección:
- S = funciones de neutro y de protección aseguradas por conductores distintos;
- C = funciones de neutro y de protección combinadas en un único conductor (conductor PEN).
Esquema TN
El esquema TN posee un punto de la alimentación directamente puesto a tierra, y las masas están conectadas a ese punto mediante conductores de protección.
En la práctica de las instalaciones de baja tensión en Brasil, este punto corresponde, en casi la totalidad de los casos, al neutro del transformador de distribución. En escenarios especiales – como sistemas trifásicos sin neutro disponible -, otros puntos de la alimentación pueden ponerse a tierra.
Se consideran tres variantes del esquema TN, de acuerdo con la disposición del conductor neutro y del conductor de protección, a saber:
- esquema TN-S
- esquema TN-C-S
- esquema TN-C
Esquema TN-S
El esquema TN-S es la variante del sistema TN en la que el conductor neutro (N) y el conductor de protección (PE) están totalmente separados a lo largo de toda la instalación eléctrica.
Diagrama extraído de la NBR 5410:2004
Esta separación integral asegura mayor confiabilidad y reduce la posibilidad de circulación indebida de corrientes en el conductor de protección. Como resultado, el esquema TN-S es ampliamente adoptado en instalaciones de baja tensión que demandan alto nivel de seguridad eléctrica, como edificaciones comerciales, industriales y hospitalarias.
Esquema TN-C-S
El esquema TN-C-S es la variante del sistema TN en la que, en parte de la instalación, las funciones de neutro (N) y de protección (PE) están combinadas en un único conductor, denominado PEN, y en otra parte pasan a conducirse por separado.
Técnicamente, este arreglo funciona de la siguiente manera:
- Desde el punto de suministro hasta un punto determinado de la instalación, se utiliza el conductor PEN, que acumula simultáneamente las funciones de neutro y protección.
- A partir de un punto definido (generalmente en el tablero general de distribución), ocurre la separación en dos conductores distintos: el neutro (N) y el conductor de protección (PE).
Diagrama extraído de la NBR 5410:2004
Esta configuración es bastante común en redes públicas de distribución de energía, en las que la concesionaria suministra el sistema en TN-C hasta la entrada de la edificación, correspondiendo al proyectista y al instalador ejecutar la separación a TN-S dentro de la instalación del usuario.
Esquema TN-C
El esquema TN-C es la variante del sistema TN en la que las funciones de neutro (N) y de protección (PE) están permanentemente combinadas en un único conductor, denominado PEN, a lo largo de toda la instalación.
Diagrama extraído de la NBR 5410:2004
Este esquema todavía se encuentra en redes de distribución antiguas y en instalaciones de baja complejidad, pero actualmente su uso es limitado por cuestiones de seguridad. La principal limitación deriva del riesgo de interrupción o mal contacto en el conductor PEN, que puede llevar las masas metálicas a la misma tensión de fase, aumentando significativamente el riesgo de choque eléctrico.
Esquema TT
El esquema TT se caracteriza por la puesta a tierra directa de un punto de la fuente de alimentación (normalmente el neutro del transformador), mientras que las masas de la instalación se conectan a uno o más electrodos de puesta a tierra propios, distintos del electrodo de puesta a tierra utilizado por la fuente.
Diagrama extraído de la NBR 5410:2004
En la práctica:
- La concesionaria de energía ejecuta la puesta a tierra del neutro en su sistema.
- El usuario debe implantar un sistema de puesta a tierra independiente para sus masas, interconectando carcasas metálicas de equipos y estructuras conductivas a varillas o mallas de puesta a tierra locales.
- Así, el electrodo de la instalación del consumidor no es el mismo utilizado por el neutro de la alimentación.
Esquema IT
En el esquema IT, todas las partes activas están aisladas de la tierra o un punto de la alimentación está puesto a tierra a través de impedancia (figura 5). Las masas de la instalación están puestas a tierra, verificándose las siguientes posibilidades:
- masas puestas a tierra en el mismo electrodo de puesta a tierra de la alimentación, si existe; y
- masas puestas a tierra en electrodo(s) de puesta a tierra propio(s), ya sea porque no existe electrodo de puesta a tierra de la alimentación, o porque el electrodo de puesta a tierra de las masas es independiente del electrodo de puesta a tierra de la alimentación.
Conclusión
La puesta a tierra eléctrica constituye un elemento indispensable para la seguridad de las personas, la preservación de los equipos y la confiabilidad de toda instalación eléctrica.
La definición del esquema de puesta a tierra más adecuado – ya sea TN-S, TN-C-S, TN-C, TT o IT – debe hacerse con base en un análisis técnico riguroso, considerando las características de la instalación, las condiciones de alimentación y los requisitos de seguridad. Esta elección no puede ser aleatoria: debe estar respaldada por un proyecto eléctrico normativo, elaborado por un profesional habilitado y registrado en el CREA, garantizando conformidad y seguridad jurídica para el responsable de la edificación.
La correcta concepción del sistema de puesta a tierra reduce riesgos de choques eléctricos, incendios y daños derivados de descargas atmosféricas o sobretensiones, siendo, por lo tanto, un requisito técnico y legal en conformidad con la ABNT NBR 5410 y, cuando corresponda, con la ABNT NBR 5419.
Consideraciones Finales
En A3A Engenharia de Sistemas, desarrollamos proyectos ejecutivos de instalaciones eléctricas y realizamos consultoría técnica especializada en conformidad con las normas brasileñas e internacionales. Nuestro equipo evalúa cada caso con rigor normativo y visión práctica, asegurando que su emprendimiento cuente con un sistema de puesta a tierra seguro, eficiente y certificado.
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Referencias Normativas
ASOCIACIÓN BRASILEÑA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 5410: Instalaciones eléctricas de baja tensión. Río de Janeiro, 2004.
ASOCIACIÓN BRASILEÑA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 5419: Protección contra descargas atmosféricas. Río de Janeiro, 2015.
ASOCIACIÓN BRASILEÑA DE NORMAS TÉCNICAS. ABNT NBR 15751: Sistemas de puesta a tierra de subestaciones. Río de Janeiro, 2009.
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION. IEC 60364-4-41: Low-voltage electrical installations – Part 4-41: Protection for safety – Protection against electric shock. Ginebra, 2017.
INTERNATIONAL ELECTROTECHNICAL COMMISSION. IEC 60364-5-54: Low-voltage electrical installations – Part 5-54: Selection and erection of electrical equipment – Earthing arrangements and protective conductors. Ginebra, 2011.
INSTITUTE OF ELECTRICAL AND ELECTRONICS ENGINEERS. IEEE Std 80: Guide for safety in AC substation grounding. Nueva York, 2013.
INSTITUTE OF ELECTRICAL AND ELECTRONICS ENGINEERS. IEEE Std 142: Recommended practice for grounding of industrial and commercial power systems (Green Book). Nueva York, 2007.
NATIONAL FIRE PROTECTION ASSOCIATION. NFPA 70: National Electrical Code. Quincy, 2023.
Preguntas Frecuentes
En el esquema TN-S, el neutro (N) y el conductor de protección (PE) están separados desde el origen de la instalación, garantizando mayor seguridad y mejor actuación de los dispositivos de protección.
En el TN-C, el neutro y el conductor de protección están combinados en un único conductor (PEN) a lo largo del circuito, lo que reduce costos, pero aumenta los riesgos eléctricos e impone restricciones normativas.
El esquema TN es un sistema de puesta a tierra en el cual el neutro de la fuente está directamente puesto a tierra y las masas de los equipos están conectadas a ese punto por medio de conductores de protección.
Tiene variaciones (TN-S, TN-C y TN-C-S) y es ampliamente utilizado en instalaciones donde se busca seccionamiento automático rápido en caso de falla.
La NBR 5410 establece que toda instalación eléctrica debe poseer un sistema de puesta a tierra adecuado, definido en proyecto, con el objetivo de proteger personas, animales y bienes contra choques eléctricos y fallas.
La norma define los esquemas TN, TT e IT, así como los criterios para conductores de protección, equipotencialización y actuación de los dispositivos de protección.
Los principales tipos de sistemas de puesta a tierra son:
TN (TN-S, TN-C y TN-C-S),
TT,
IT.
Cada esquema posee características propias y debe elegirse según el tipo de alimentación, nivel de riesgo, continuidad del servicio y exigencias normativas.
En el TN-S, el conductor de protección (PE) está interconectado con el neutro de la fuente, con separación física entre N y PE desde el origen.
En el TT, las masas están puestas a tierra por electrodo propio de la instalación, independiente de la puesta a tierra del neutro de la concesionaria, siendo obligatorio el uso de dispositivos DR.
La principal diferencia es que en el TN-S el neutro y el conductor de protección están separados, mientras que en el TN-C están combinados en un único conductor PEN.
El TN-S ofrece un mayor nivel de seguridad eléctrica, mientras que el TN-C posee restricciones de aplicación y no se recomienda para instalaciones modernas o con dispositivos DR.
Enlaces Relevantes (Materiales Técnicos complementarios)
Puesta a Tierra y Equipotencialización: Proyecto y Buenas Prácticas en Sistemas Electrotécnicos
NBR 5410: Instalaciones Eléctricas de Baja Tensión
NR 10 – Guía Completa de Seguridad en Instalaciones Eléctricas
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