Las instalaciones de aerotermia y los sistemas de climatización basados en inversores integran componentes electrónicos muy sensibles, como variadores de frecuencia, rectificadores y reguladores de velocidad, que requieren condiciones eléctricas estables y seguras. Una puesta a tierra deficiente o mal dimensionada puede provocar problemas de compatibilidad electromagnética, disparos intempestivos de protecciones diferenciales, daños en los equipos y, lo que es más grave, riesgos de electrocución para los usuarios o el personal de mantenimiento.
La normativa española, a través del Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión (REBT), establece en su Instrucción Técnica Complementaria ITC-BT-18 todos los requisitos que deben cumplir las instalaciones de puesta a tierra. Para los profesionales que diseñan, instalan o mantienen equipos de aerotermia y climatización con inversores, dominar esta instrucción no es una opción, sino una necesidad técnica y legal que garantiza la durabilidad del sistema, la protección de las personas y la continuidad del servicio.
La ITC-BT-18 define las condiciones técnicas que deben satisfacer las instalaciones de puesta a tierra en edificios y locales de utilización. Su objetivo principal es limitar la tensión que, respecto a tierra, puedan presentar las masas metálicas, asegurar la correcta actuación de las protecciones y eliminar o reducir el riesgo derivado de una avería en los equipos eléctricos. En el contexto de una instalación de aerotermia, esto se traduce en proteger tanto las carcasas de las unidades interiores y exteriores como las canalizaciones y los elementos metálicos accesibles.
Cuando otras instrucciones del REBT prescriben la obligatoriedad de poner a tierra algún elemento, la ITC-BT-18 se convierte en la referencia única para ejecutar esa conexión. Los sistemas de climatización con inversores suelen incorporar filtros EMI que derivan corrientes de fuga hacia el conductor de protección; por tanto, el cumplimiento estricto de esta instrucción evita que esas corrientes encuentren caminos alternativos peligrosos o generen interferencias en otros equipos conectados a la misma red.
El reglamento define la puesta o conexión a tierra como la unión eléctrica directa, sin fusibles ni protección alguna, de una parte del circuito eléctrico o de una parte conductora no perteneciente al mismo, mediante una toma de tierra con un electrodo enterrado en el suelo. Esta unión debe lograr que en el conjunto de la instalación, el edificio y la superficie próxima del terreno no aparezcan diferencias de potencial peligrosas, facilitando al mismo tiempo el paso a tierra de las corrientes de defecto y las descargas de origen atmosférico.
En una instalación de aerotermia residencial o terciaria, las masas típicas que deben conectarse a tierra incluyen el bastidor metálico de la unidad exterior, el chasis de la unidad interior, los soportes de los compresores inverter y cualquier bandeja o conducto metálico por el que discurran los cables de potencia o control. Ignorar alguna de estas masas rompe la equipotencialidad y puede generar tensiones de contacto inesperadas.
El REBT distingue entre la puesta a tierra por razones de protección y la puesta a tierra por razones funcionales. La primera está orientada a la seguridad de las personas y de los bienes frente a contactos indirectos, mientras que la segunda busca garantizar el funcionamiento correcto y fiable de los equipos. En climatización con inversores ambas razones coexisten: los filtros de red necesitan una referencia de tierra de baja impedancia para suprimir ruidos electromagnéticos y, a la vez, todas las carcasas metálicas deben estar puestas a tierra para que las protecciones diferenciales operen correctamente ante un defecto de aislamiento.
Cuando una instalación requiere puesta a tierra por ambos motivos, el reglamento establece que prevalecen las prescripciones más exigentes de las medidas de protección. En la práctica, esto implica dimensionar conductores, electrodos y bornes pensando siempre en el peor escenario de defecto, especialmente relevante en equipos de aerotermia que incorporan resistencias eléctricas de apoyo o desescarche, cuyas potencias pueden superar varios kilovatios.
La ITC-BT-18 permite utilizar como electrodos de puesta a tierra barras, tubos, pletinas, conductores desnudos, placas, anillos o mallas metálicas, así como armaduras de hormigón enterradas, con la excepción de las armaduras pretensadas. En instalaciones de aerotermia unifamiliares, la solución más común es la pica vertical de cobre o acero cobreado, hincada a una profundidad nunca inferior a 0,50 metros, preferiblemente en un terreno que mantenga cierto grado de humedad durante todo el año para evitar fluctuaciones estacionales de la resistencia.
No está permitido utilizar canalizaciones metálicas de agua, gas o calefacción como tomas de tierra, una prohibición especialmente pertinente en rehabilitaciones donde se podría caer en la tentación de aprovechar antiguas tuberías. La corrosión, las juntas dieléctricas o las modificaciones posteriores de esas conducciones podrían interrumpir el camino de puesta a tierra dejando la instalación sin protección. Para equipos de climatización situados en azoteas o fachadas, el puente de tierra debe llevarse de forma independiente hasta el electrodo enterrado, evitando depender de canalizaciones ajenas al sistema eléctrico.
El conductor de tierra o línea de enlace con el electrodo enterrado debe satisfacer la sección mínima indicada en la tabla 1 de la ITC-BT-18. Si está protegido contra la corrosión y cuenta con protección mecánica, la sección se determina según el apartado 3.4; en caso contrario, debe ser como mínimo de 16 mm² para cobre o acero galvanizado, o de 25 mm² para cobre y 50 mm² para hierro si no está protegido contra la corrosión. En climatización residencial, donde la línea de tierra suele discurrir por fachada hasta el electrodo, se recomienda emplear conductor aislado de 16 mm² en cobre con protección mecánica adicional mediante tubo rígido.
Los conductores de protección que unen las masas de los equipos con el borne principal de tierra se dimensionan conforme a la tabla 2 del reglamento, que relaciona las secciones de los conductores de fase con la sección mínima del conductor de protección. Así, si la línea de alimentación de una bomba de calor tiene conductores de fase de 6 mm², el conductor de protección será igualmente de 6 mm². Cuando el conductor de protección no forme parte de la misma canalización que los activos, la sección mínima será de 2,5 mm² si dispone de protección mecánica, o 4 mm² en caso contrario, siempre en cobre.
| Sección fase S (mm²) | Sección mínima protección (mm²) |
|---|---|
| S ≤ 16 | S |
| 16 < S ≤ 35 | 16 |
| S > 35 | S/2 |
En toda instalación de puesta a tierra debe existir un borne principal al que se conectan los conductores de tierra, los conductores de protección, los conductores de unión equipotencial principal y, si existen, los conductores de puesta a tierra funcional. En viviendas unifamiliares este borne suele ubicarse en el cuadro general de mando y protección, aunque puede instalarse una regleta separada en el cuarto técnico donde se concentren los equipos de aerotermia.
El reglamento exige que sobre el conductor de tierra y en lugar accesible se disponga un dispositivo que permita medir la resistencia de la toma de tierra. Este puente de comprobación debe ser desmontable mediante útil específico, mecánicamente seguro y capaz de asegurar la continuidad eléctrica cuando está cerrado. Los técnicos de mantenimiento de equipos de climatización deben conocer su ubicación exacta para poder realizar las verificaciones periódicas que la propia ITC-BT-18 establece con carácter anual.
El conductor principal de equipotencialidad conecta entre sí el borne de tierra, las canalizaciones metálicas de servicios (agua, gas, calefacción), las estructuras metálicas del edificio y cualquier elemento conductor accesible. Su sección no debe ser inferior a la mitad de la del conductor de protección de mayor sección de la instalación, con un mínimo de 6 mm², aunque puede reducirse a 2,5 mm² si es de cobre. En instalaciones de aerotermia, los depósitos de inercia, los acumuladores de agua caliente sanitaria y las tuberías de distribución deben conectarse a esta red equipotencial principal para evitar diferencias de potencial entre elementos que el usuario pueda tocar simultáneamente.
Las uniones equipotenciales suplementarias se añaden localmente cuando no se puede garantizar que la tensión de contacto permanezca por debajo de 24 V en locales conductores o 50 V en los demás casos. En salas de máquinas de climatización, donde coexisten múltiples equipos metálicos, suelos técnicos, rejillas y bandejas porta cables, la equipotencialidad suplementaria se convierte en una barrera de seguridad adicional frente a derivaciones imprevistas o fluctuaciones de tensión generadas por los propios variadores de frecuencia de los compresores inverter.
Las bombas de calor aerotérmicas incorporan intercambiadores, ventiladores y compresores gobernados por electrónica de potencia. Las corrientes armónicas y las fugas capacitivas que estos equipos generan tienden a buscar el camino de menor impedancia hacia tierra. Si las masas metálicas no están perfectamente equipotencializadas, esas corrientes pueden circular por estructuras imprevistas, tuberías o elementos de fijación, provocando corrosión electrolítica, ruido en sistemas de comunicación y disparos erráticos de los diferenciales.
Una buena práctica consiste en conectar todas las envolventes metálicas de los equipos, las tuberías de cobre del circuito frigorífico y los soportes antivibratorios al borne principal de tierra mediante conductores independientes de sección adecuada. Debe evitarse la conexión en serie o en cadena de las masas, ya que un fallo en una de las conexiones interrumpiría la puesta a tierra de todos los equipos aguas abajo incumpliendo el apartado 3.4 de la instrucción. Cada elemento conductor relevante debe tener su propio conductor de protección hasta el borne o regleta equipotencial.
El electrodo debe dimensionarse para que su resistencia de tierra, en cualquier circunstancia previsible, no supere el valor necesario que garantice tensiones de contacto inferiores a 24 V en locales conductores y 50 V en el resto de emplazamientos. En la práctica, para una instalación de aerotermia residencial protegida mediante interruptores diferenciales de 30 mA, la resistencia de tierra debería ser inferior a 800 ohmios en condiciones normales (50 V / 0,03 A ≈ 1667 Ω, aunque se suele buscar un margen amplio de seguridad). Sin embargo, los propios fabricantes de bombas de calor suelen recomendar valores de resistencia de tierra por debajo de 10 ohmios para garantizar la eficacia de los filtros EMI y la estabilidad del sistema de control.
La resistividad del terreno es el factor más determinante. La ITC-BT-18 proporciona tablas orientativas con valores que van desde unos pocos ohmios·metro en terrenos pantanosos hasta más de 5000 ohmios·metro en suelos pedregosos secos. Antes de decidir el tipo y longitud del electrodo, conviene realizar una medición de resistividad mediante el método de Wenner o consultar mapas geotécnicos locales. En terrenos de alta resistividad puede ser necesario combinar varias picas en paralelo, emplear anillos horizontales perimetrales o incluso utilizar aditivos mejoradores del terreno alrededor del electrodo.
| Naturaleza del terreno | Resistividad media (Ω·m) |
|---|---|
| Terrenos cultivables, terraplenes compactos húmedos | 50 |
| Terraplenes poco fértiles | 500 |
| Suelos pedregosos desnudos, arenas secas | 3000 |
La instrucción recoge fórmulas simplificadas para estimar la resistencia de puesta a tierra en función del tipo de electrodo. Para una pica vertical, la resistencia se calcula mediante R = ρ / L, donde ρ es la resistividad del terreno en ohmios·metro y L la longitud de la pica en metros. En un terreno medio de 50 Ω·m, una pica de 2 metros ofrecerá teóricamente una resistencia de 25 Ω; si se necesita bajar de 10 Ω, pueden hincarse dos picas separadas al menos la distancia equivalente a su longitud y conectarlas en paralelo mediante un conductor enterrado, cuyo efecto combinado se puede estimar a partir de las fórmulas de la tabla 5.
Para un conductor enterrado horizontalmente, la expresión es R = 2ρ / L. Esta configuración resulta útil en instalaciones de aerotermia colectiva o en edificios terciarios donde se puede tender un anillo alrededor del emplazamiento de las unidades exteriores. Con un anillo perimetral de 20 metros en un suelo de 200 Ω·m se obtiene una resistencia aproximada de 20 Ω. Estas cifras son orientativas, pero sirven para dimensionar el número y la disposición de los electrodos antes de la ejecución, quedando la verificación definitiva supeditada a la medición in situ con telurómetro.
| Tipo de electrodo | Fórmula orientativa |
|---|---|
| Placa enterrada | R = 0,8ρ / P (P = perímetro en m) |
| Pica vertical | R = ρ / L |
| Conductor horizontal | R = 2ρ / L |
El REBT obliga a comprobar la instalación de puesta a tierra en el momento del alta y, posteriormente, al menos una vez al año, coincidiendo con la época de terreno más seco para evaluar el peor escenario posible. En sistemas de aerotermia, cuya parada por fallo eléctrico puede suponer un trastorno considerable en confort o en procesos productivos, esta verificación periódica debe integrarse en el plan de mantenimiento preventivo del equipo. La medición se realiza con un telurómetro que inyecta corriente entre el electrodo bajo prueba y una pica auxiliar, midiendo la caída de tensión respecto a una sonda de potencial.
El método de las tres picas o del 62 % es el más extendido y proporciona resultados fiables siempre que se respeten las distancias mínimas entre electrodos. En entornos urbanos densos o en azoteas donde no se puede clavar picas auxiliares, se puede recurrir a la medición con pinza telurómetrica selectiva si existe un bucle de tierra accesible, como ocurre cuando el conductor de tierra de la aerotermia conecta con el anillo general del edificio y este ofrece un camino de retorno múltiple.
Se considera que la puesta a tierra es conforme cuando la resistencia medida es igual o inferior a la calculada en proyecto y, en cualquier caso, garantiza que las tensiones de contacto no sobrepasan los límites de 24 o 50 V según el emplazamiento. Los resultados de cada medición deben registrarse documentalmente, indicando la fecha, el estado del terreno, el instrumento utilizado y el valor obtenido. La serie histórica permite detectar tendencias de degradación antes de que se conviertan en un problema.
Si se detectan valores anormalmente elevados, las acciones correctivas pueden incluir la mejora de las conexiones en el borne de comprobación, la reposición de electrodos corroídos, la instalación de picas adicionales en paralelo o la aplicación de tratamiento químico del terreno para reducir su resistividad. La ITC-BT-18 establece además que, en terrenos desfavorables para la conservación de los electrodos, estos y los conductores de enlace deben inspeccionarse visualmente al descubierto al menos cada cinco años, una operación que los responsables de mantenimiento de instalaciones de climatización deben concertar con empresas instaladoras autorizadas.
En instalaciones de aerotermia situadas en edificios que albergan un centro de transformación propio, es crítico verificar que la toma de tierra de las masas de utilización y la del centro de transformación sean eléctricamente independientes, salvo que se diseñe una toma de tierra única calculada para que la tensión de defecto en alta tensión no resulte peligrosa. Si no se demuestra la independencia mediante el criterio de los 50 V del punto 10 de la ITC-BT-18, se exige una distancia mínima de 15 metros entre electrodos para terrenos con resistividad inferior a 100 Ω·m, o una distancia calculada según la fórmula D = (ρ·Id) / (2πU) para resistividades superiores.
Esta exigencia afecta a climatizaciones industriales o terciarias conectadas a la misma red de tierra que un centro de transformación de abonado. Los proyectistas deben recabar de la empresa eléctrica el valor de la intensidad de defecto a tierra Id en el lado de alta tensión y aplicar los criterios de la instrucción para determinar la separación necesaria o decidir la unificación de tomas. La unificación solo se admite si la resistencia total es lo suficientemente baja para que la tensión de defecto Vd = Id · Rt no supere la tensión de contacto máxima aplicable, aspecto que debe quedar justificado en la memoria técnica de diseño de la instalación.
Si dispone de un sistema de aerotermia o climatización con inversores, debe saber que la puesta a tierra no es un simple trámite administrativo, sino una medida de seguridad esencial que protege a las personas frente a descargas eléctricas y alarga la vida de los equipos. Una instalación de puesta a tierra correctamente ejecutada evita que cualquier carcasa metálica o tubería pueda generar un calambre al tocarla y minimiza las averías electrónicas causadas por sobretensiones o interferencias. Exija siempre a su instalador la documentación que acredite la medición de la resistencia de tierra y las verificaciones periódicas anuales; es su garantía de que la instalación sigue siendo segura con el paso del tiempo.
No dude en consultar con un profesional si observa disparos frecuentes del interruptor diferencial asociado a la bomba de calor, ruidos extraños en los equipos o pequeñas descargas al tocar estructuras metálicas cercanas a la unidad exterior. Estos síntomas pueden indicar una degradación del sistema de puesta a tierra que, detectada a tiempo, tiene solución sencilla y económica. Mantener la instalación en buen estado es también una exigencia del reglamento, y su cumplimiento puede ser determinante en caso de siniestro o reclamación a la compañía aseguradora.
El diseño de la puesta a tierra para instalaciones de aerotermia debe abordarse desde la fase de proyecto, integrando los requisitos de la ITC-BT-18 con las especificaciones del fabricante del equipo. La coexistencia de protecciones diferenciales, filtros EMI, variadores de frecuencia y posibles resistencias de apoyo obliga a calcular con precisión la resistencia de tierra objetivo, dimensionar los conductores de protección según la sección de fase más desfavorable y garantizar la equipotencialidad de todas las masas metálicas. No confíe en valores estándar; cada terreno es distinto y la medición con telurómetro es la única forma de validar el diseño.
Preste especial atención a la separación entre tomas de tierra cuando el edificio cuente con centro de transformación, y documente rigurosamente todas las mediciones periódicas. La tendencia actual hacia sistemas de aerotermia con potencias crecientes, hibridación con fotovoltaica y gestión inteligente de la energía solo incrementa la importancia de una red de tierra de baja impedancia y alta fiabilidad. Una instalación que hoy mide 10 Ω puede superar los 100 Ω tras un verano seco si el electrodo no tiene la profundidad o la superficie de contacto adecuadas; anticípese a ese escenario durante la fase de diseño y seleccione materiales resistentes a la corrosión que soporten la vida útil esperada del sistema de climatización.
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