Conceptos básicos de los bucles de tierra

¿Sabías que los bucles de tierra son fundamentales para garantizar la seguridad eléctrica en los sistemas de distribución de energía? En este artículo, te explicaremos de manera sencilla y clara los conceptos básicos de los bucles de tierra, para que puedas entender cómo funcionan y por qué son indispensables en cualquier instalación eléctrica. Acompáñanos y descubre todo lo que necesitas saber sobre este tema totalmente imprescindible en el ámbito eléctrico.

El flujo de corriente eléctrica a través de caminos no deseados en un circuito eléctrico crea bucles de tierra. Este fenómeno ocurre cuando el equipo eléctrico tiene una conexión en múltiples puntos en el plano de tierra.

Los bucles de tierra inducen ruido en los cables de señal de los instrumentos. Además, puede sobrecalentar los cables y, por lo tanto, genera un riesgo de incendio.


Diagrama de bucle de tierra

El flujo de corriente entre los dos puntos de tierra debido a los bucles de tierra. Se muestra en el diagrama de bucle debajo del suelo.

Conceptos básicos de los bucles de tierra

Causas de los bucles de tierra

Hay varias razones para los bucles de tierra en cualquier instalación de instrumentación. Algunas de las causas son las siguientes.


  • Diferencia de potencial entre los terminales de tierra del plano de tierra
  • Acoplamiento inductivo
  • Acoplamiento capacitivo
  • Uso de instrumentos conectados a tierra internamente dentro de un bucle ya conectado a tierra
  • Puesta a tierra de las pantallas de los cables en ambos extremos
  • Uso de termopares puestos a tierra con transductores no aislados
  • Cuando se utilizan transmisores de cuatro hilos como entrada a un instrumento receptor que tiene una conexión a tierra diferente

Los bucles de tierra también crean ruido electrónico en los cables de instrumentos y equipos electrónicos. Por lo tanto, es imprescindible erradicar este problema para un funcionamiento fiable del instrumento.

El acoplamiento inductivo, capacitivo y conductivo son las principales razones del ruido en el sistema eléctrico. Discutiremos estos acoplamientos brevemente para tener una comprensión básica.

Acoplamiento Magnético

Existe algún acoplamiento magnético o capacitivo cuando los circuitos comparten conductores comunes.

Un conductor portador de corriente alterna genera un campo magnético alrededor de los conductores. Además, este campo magnético producido por un conductor se une a otro conductor y viceversa. Este tipo de acoplamiento se denomina acoplamiento magnético.

El conductor también tiene una inductancia finita y almacena el magnético cuando hay un cambio en la corriente que fluye a través de él.

El ruido se vuelve más predominante cuando los cables de potencia y los cables de instrumentos pasan por el mismo ducto o conducto. Podemos reducir el ruido causado por el acoplamiento magnético instalando por separado cables de alimentación y cables de señal.

La impedancia del acoplamiento juega un papel vital en la generación de ruido. Más impedancia provoca más ruido. Por lo tanto, al reducir la impedancia del cable de retorno, es posible reducir el ruido.

Además, podemos reducir el ruido mediante el uso de cables de retorno separados para un circuito individual.

Acoplamiento capacitivo

Todos los conductores forman un capacitor porque los conductores tienen aislamiento entre ellos. Al cargar el circuito, el voltaje inducido por el acoplamiento capacitivo induce un voltaje en el otro circuito. Por lo tanto, es deseable un menor acoplamiento capacitivo entre los circuitos para reducir el ruido en el circuito.

¿Cómo eliminar los bucles de tierra?

Hay varios métodos de mitigación de bucles de tierra. Sin embargo, dos métodos son muy efectivos para mitigar los bucles de tierra.

  • Puesta a tierra de un solo punto
  • Uso de Entradas Diferenciales

Puesta a tierra de un solo punto

En la puesta a tierra de un solo punto, la tierra unificada pasa por este plano. La puesta a tierra de un solo punto comprende la puesta a tierra de la instalación electrónica/instrumentación en un solo punto. En este caso, la señal de ruido que surge de los otros puntos de puesta a tierra no puede interferir. Por lo tanto, este enfoque reduce significativamente el ruido.

Uso de Entradas Diferenciales

El enfoque de entradas diferenciales es más adecuado cuando el ruido EMI o RFI es generalmente un problema. Las entradas diferenciales anulan el voltaje de ruido y, por lo tanto, reducen el ruido en el sistema.

Uso de instrumentos alimentados por batería

El uso de instrumentos alimentados por batería es una de las soluciones para eliminar el ruido. Sin embargo, no es factible porque la batería tiene una vida limitada.



Uso de cables de par trenzado

Uno de los enfoques pragmáticos para reducir el ruido causado por el acoplamiento inductivo es el uso de un cable de par trenzado. El ruido generado por el cable de alimentación y control o de señal se anula. Y reduce en gran medida los efectos de la inducción electromagnética.

La torsión de los cables asegura que los dos cables estén casi a la misma distancia de la fuente de interferencia. El ruido produce una señal de modo común que puede cancelarse en el extremo del receptor al detectar la señal de diferencia.

La inducción electromagnética se reduce porque cuando los cables crean una serie de bucles en lugar de un bucle grande, los efectos inductivos del campo magnético externo tienden a cancelarse. Por lo tanto, el cable de par trenzado reduce el voltaje de ruido inducido en los cables de señal del instrumento.

Agrupación de cables

En este método, los cables utilizados para el bucle de puesta a tierra se agrupan en un paquete. El campo magnético perdido induce una corriente igual en ambos lados. Por lo tanto, la corriente se cancela y no hay ruido en el sistema.

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