La resistencia de puesta a tierra es fundamental para la seguridad eléctrica y el cumplimiento normativo en instalaciones. Calcularla correctamente según RETIE y NTC 2050 es esencial para evitar riesgos eléctricos.
En este artículo descubrirás cómo calcular la resistencia de puesta a tierra, fórmulas, tablas, ejemplos y herramientas IA. Todo lo necesario para cumplir con RETIE y NTC 2050.
Calculadora con inteligencia artificial (IA) – Calculadora de resistencia de puesta a tierra – RETIE, NTC 2050
- ¡Hola! ¿En qué cálculo, conversión o pregunta puedo ayudarte?
- Calcular la resistencia de puesta a tierra para un electrodo vertical de 3 m en suelo de 100 Ω·m.
- ¿Cuál es la resistencia de puesta a tierra para una malla de 10×10 m en suelo de 50 Ω·m?
- Comparar la resistencia de dos varillas de cobre de 2.4 m en paralelo en suelo de 80 Ω·m.
- ¿Qué resistencia obtengo con una varilla de 1.5 m en suelo de 200 Ω·m?
Tablas de valores comunes para la Calculadora de resistencia de puesta a tierra – RETIE, NTC 2050
La resistencia de puesta a tierra depende de múltiples factores: tipo de electrodo, longitud, diámetro, resistividad del suelo, disposición y cantidad de electrodos. A continuación, se presentan tablas extensas con valores típicos utilizados en el diseño y verificación de sistemas de puesta a tierra, de acuerdo con RETIE y NTC 2050.
Tabla 1. Resistencia típica de varillas verticales de cobre (1 varilla)
| Longitud de varilla (m) | Diámetro (mm) | Resistividad del suelo (Ω·m) | Resistencia estimada (Ω) |
|---|---|---|---|
| 1.5 | 16 | 50 | 38.2 |
| 1.5 | 16 | 100 | 76.4 |
| 2.4 | 16 | 50 | 24.5 |
| 2.4 | 16 | 100 | 49.0 |
| 3.0 | 16 | 50 | 19.6 |
| 3.0 | 16 | 100 | 39.2 |
| 3.0 | 19 | 50 | 19.2 |
| 3.0 | 19 | 100 | 38.4 |
| 3.0 | 25 | 50 | 18.8 |
| 3.0 | 25 | 100 | 37.6 |
| 4.0 | 16 | 50 | 15.2 |
| 4.0 | 16 | 100 | 30.4 |
| 4.0 | 19 | 50 | 15.0 |
| 4.0 | 19 | 100 | 30.0 |
| 4.0 | 25 | 50 | 14.7 |
| 4.0 | 25 | 100 | 29.4 |
Tabla 2. Resistencia estimada de mallas de puesta a tierra (cuadradas)
| Dimensión malla (m x m) | Profundidad (m) | Resistividad del suelo (Ω·m) | Resistencia estimada (Ω) |
|---|---|---|---|
| 5 x 5 | 0.5 | 50 | 7.2 |
| 5 x 5 | 0.5 | 100 | 14.4 |
| 10 x 10 | 0.5 | 50 | 3.6 |
| 10 x 10 | 0.5 | 100 | 7.2 |
| 20 x 20 | 0.5 | 50 | 1.8 |
| 20 x 20 | 0.5 | 100 | 3.6 |
| 10 x 10 | 1.0 | 50 | 2.8 |
| 10 x 10 | 1.0 | 100 | 5.6 |
| 20 x 20 | 1.0 | 50 | 1.4 |
| 20 x 20 | 1.0 | 100 | 2.8 |
Tabla 3. Resistividad típica de suelos según tipo
| Tipo de suelo | Resistividad típica (Ω·m) |
|---|---|
| Arcilla húmeda | 10 – 30 |
| Tierra vegetal | 10 – 50 |
| Arena húmeda | 30 – 100 |
| Arcilla seca | 100 – 300 |
| Arena seca | 200 – 1000 |
| Roca | 1000 – 10000 |
Tabla 4. Valores máximos de resistencia de puesta a tierra según RETIE y NTC 2050
| Tipo de instalación | Resistencia máxima permitida (Ω) | Norma |
|---|---|---|
| Subestaciones eléctricas | 1 | RETIE |
| Centros de transformación | 5 | RETIE |
| Instalaciones residenciales | 25 | NTC 2050 |
| Instalaciones industriales | 5 | RETIE |
| Equipos electrónicos sensibles | 1 | RETIE |
Fórmulas para la Calculadora de resistencia de puesta a tierra – RETIE, NTC 2050
El cálculo de la resistencia de puesta a tierra se basa en modelos matemáticos que consideran la geometría del electrodo, la resistividad del suelo y la disposición de los electrodos. A continuación, se presentan las fórmulas más utilizadas, explicando cada variable y sus valores típicos.
Fórmula para varilla vertical (única)
- R: Resistencia de puesta a tierra (Ω)
- ρ: Resistividad del suelo (Ω·m). Valores típicos: 10 – 1000 Ω·m según el tipo de suelo.
- L: Longitud de la varilla (m). Comúnmente 1.5, 2.4, 3.0 o 4.0 m.
- d: Diámetro de la varilla (m). Comúnmente 0.016, 0.019 o 0.025 m.
- ln: Logaritmo natural.
Fórmula para varias varillas en paralelo (separadas al menos 2 veces su longitud)
- R_total: Resistencia total del sistema (Ω)
- R_individual: Resistencia de una varilla (Ω)
- N: Número de varillas
Si las varillas están muy próximas, se debe aplicar un factor de reducción por acoplamiento.
Fórmula para malla de puesta a tierra cuadrada
- R: Resistencia de puesta a tierra (Ω)
- ρ: Resistividad del suelo (Ω·m)
- a: Lado de la malla (m)
Esta fórmula es una aproximación válida para mallas cuadradas superficiales y suelos homogéneos.
Fórmula para electrodo horizontal (cinta o conductor enterrado)
- R: Resistencia de puesta a tierra (Ω)
- ρ: Resistividad del suelo (Ω·m)
- L: Longitud del electrodo (m)
- w: Ancho del electrodo (m)
Valores comunes de variables
- Resistividad del suelo (ρ): 10 – 1000 Ω·m (ver tabla 3)
- Longitud de varilla (L): 1.5, 2.4, 3.0, 4.0 m
- Diámetro de varilla (d): 16, 19, 25 mm (0.016, 0.019, 0.025 m)
- Lado de malla (a): 5, 10, 20 m
- Ancho de electrodo (w): 0.025 – 0.05 m
Ejemplos del mundo real sobre la Calculadora de resistencia de puesta a tierra – RETIE, NTC 2050
Ejemplo 1: Cálculo de resistencia de puesta a tierra para una varilla vertical
Suponga que se instala una varilla de cobre de 2.4 m de longitud y 16 mm de diámetro en un suelo con resistividad de 100 Ω·m. ¿Cuál es la resistencia de puesta a tierra?
- L = 2.4 m
- d = 0.016 m
- ρ = 100 Ω·m
Aplicando la fórmula:
- 2 × π × 2.4 = 15.08
- 4 × 2.4 / 0.016 = 600
- ln(600) ≈ 6.3969
- 100 / 15.08 = 6.63
- R = 6.63 × 6.3969 = 42.4 Ω
La resistencia estimada es de 42.4 Ω. Según RETIE, para subestaciones eléctricas se requiere ≤ 1 Ω, por lo que se deben instalar más varillas o mejorar el suelo.
Ejemplo 2: Cálculo de resistencia de puesta a tierra para una malla de 10 x 10 m
Se diseña una malla cuadrada de 10 x 10 m, enterrada a 0.5 m de profundidad, en suelo de 50 Ω·m. ¿Cuál es la resistencia de puesta a tierra?
- a = 10 m
- ρ = 50 Ω·m
Aplicando la fórmula:
La resistencia estimada es de 1.25 Ω. Este valor cumple con los requisitos para subestaciones y centros de transformación según RETIE.
Ejemplo 3: Dos varillas en paralelo
Si se instalan dos varillas de 2.4 m en paralelo, separadas al menos 4.8 m, en suelo de 100 Ω·m, y cada una tiene una resistencia de 42.4 Ω (como en el ejemplo 1):
La resistencia total se reduce, pero aún no cumple con los valores exigidos para subestaciones. Se recomienda aumentar el número de varillas o mejorar la resistividad del suelo.
Ejemplo 4: Electrodo horizontal
Un electrodo de cobre de 10 m de longitud y 25 mm de ancho, enterrado en suelo de 50 Ω·m:
- L = 10 m
- w = 0.025 m
- ρ = 50 Ω·m
- π × 10 = 31.42
- 2 × 10 / 0.025 = 800
- ln(800) ≈ 6.6846
- 50 / 31.42 = 1.592
- R = 1.592 × 6.6846 = 10.64 Ω
La resistencia estimada es de 10.64 Ω. Para instalaciones residenciales cumple, pero no para subestaciones.
Recomendaciones y mejores prácticas según RETIE y NTC 2050
- Realizar mediciones de resistividad del suelo antes de diseñar el sistema de puesta a tierra.
- Utilizar electrodos de cobre o acero cobreado, con longitudes y diámetros adecuados.
- Separar las varillas al menos dos veces su longitud para maximizar la reducción de resistencia.
- En suelos de alta resistividad, considerar el uso de mejoradores de suelo o aumentar el número de electrodos.
- Verificar que la resistencia de puesta a tierra cumpla con los valores máximos permitidos por RETIE y NTC 2050.
- Realizar mantenimiento y mediciones periódicas para asegurar la continuidad y efectividad del sistema.
Para información adicional y referencias normativas, consulta los siguientes enlaces de autoridad:
- RETIE – Ministerio de Minas y Energía
- ANSI – American National Standards Institute
- NFPA 70 (NEC) – National Electrical Code
- NTC 2050 – ICONTEC
La correcta aplicación de la calculadora de resistencia de puesta a tierra, conforme a RETIE y NTC 2050, es esencial para la seguridad eléctrica, la protección de equipos y el cumplimiento legal en Colombia y Latinoamérica.
Si necesitas cálculos personalizados, utiliza la calculadora IA de este artículo o consulta a un ingeniero electricista certificado.