Con el desarrollo de los equipos electrónicos, la vía de retorno común de los circuitos se refirió como masa o neutro, sin importar si estaban eventualmente conectadas realmente a la tierra. Además los circuitos de masa común pueden tener más de un propósito, es por esto que la terminología se fue desfigurando y el significado se tornó ambiguo.
Fig 1: Esquema de distribución eléctrica.
La distribución eléctrica en la mayoría de los países se basa en el sistema de tres conductores: fase (vivo), neutro y tierra. Básicamente significa que va a haber una diferencia de potencial entre la fase y el neutro, en específico el neutro se va a mantener constante (no necesariamente cero) y el vivo va a variar de manera senoidal (50Hz) a 220 Volts RMS.
El neutro y el vivo forman parte del circuito electrónico (figura 1) mientras que la tierra se une al neutro, y a la jabalina, en el tablero principal de distribución (puede suceder en el transformador también).
De manera genérica la masa es simplemente una vía de retorno hacia la fuente eléctrica, la corriente en un circuito siempre tiene que volver de alguna manera u otra hacia la fuente.
Fig 2: Esquema de falla eléctrica.
El propósito de un cable o pista de masa en un circuito es el de proveer un camino de baja impedancia de retorno hacia la fuente. En caso de que haya un problema en la aislación contra el chasis la corriente fluye por este camino y activará las protecciones necesarias (fusibles, térmicas). Esto evita la posibilidad de que el usuario sea alcanzado con alta tensión al tocar un dispositivo y ser la vía de conducción (figura 2). Por más que en algunos equipos se le llame tierra, esta medida de seguridad no tiene nada que ver con el suelo o la jabalina. De no contar con este tipo de instalación, otra medida de seguridad es la de los disyuntores. Éstos censan la diferencia de corriente entre el vivo y el neutro, y cuando es mayor a determinados miliamperios (5/10mA) se levanta la llave. La diferencia ocurre cuando parte de la corriente que sale por el vivo retorna a la fuente por otro lado que no sea el neutro, por ejemplo una persona y el suelo. No confundir con las llaves térmicas, las cuales funcionas como fusibles y a determinada cantidad de amperes se activan, evitando incendios por los posibles cortocircuitos.
En definitiva quiere decir que un problema de aislación interna del equipo no debe permitir que dos conductores con diferente tensión puedan ser tocados, aún si estos no son parte del circuito eléctrico (ej: chasis), en cambio se debe activar alguna protección.
Fig 3: Impedancia cable 3mts.
Es común pensar que el ruido de los sistemas está relacionado con la tierra, y es creencia que las conexiones mediante jabalinas son una referencia de potencial cero absoluto en cualquier punto que se conecte, solucionando los problemas (¿y el equipamiento de los aviones?). La realidad es que la resistencia (impedancia) del suelo o la tierra probablemente sea mayor en comparación a un cable. Esto no quiere decir que los cables tengan impedancia cero, es sabido que presentan una resistencia de contínua y una inductancia, en la figura 3 se observa la impedancia resultante para un cable de 3 metros y 2mm de diámetro.
Cuando en una instalación eléctrica se requiere el uso de una jabalina clavada en la tierra, su utilidad es meramente de seguridad, no tiene que ver con la eliminación de los ruidos de masa o poner en la misma referencia a los equipos. Inclusive puede suceder que las jabalinas sean causantes de introducir ruidos en vez de eliminarlos. Los rayos (descargas electroestáticas de las nubes) pueden llegar a tener una diferencia de potencial de miles de voltios con respecto a la tierra, y cuando la descarga sucede la corriente fluye por el camino de menor resistencia, lo que puede incluir estructuras, objetos o personas. Esto puede provocar incendios o electrocutar a las personas, y por ende es muy importante contar con una vía de muy baja resistencia para descargar los rayos.
Ing. Eduardo Sacerdoti
Investigación & Desarrollo – Equaphon