Electrónica Toma de Tierra en Velero

[Egis]

Originalmente publicado por Selvaard

yo tambien he leido eso en algún sitio, que los veleros navegando no necesitan toma de tierra.

A ver si algún cofrade experto en el tema nos pudiera confirmar si la toma de tierra para 220v es necesaria en el barco o no.

¡Ay! ¡Cómo no va a ser necesaria la toma a tierra!
Pues claro que si es necesaria (aunque no imprescindible en circuitos con tensiones menores a 48 Voltios)

En principio pongámonos en situación hablando de instalaciones eléctricas en general.
Todo circuito eléctrico es un sistema (un sistema eléctrico). Hay sistemas abiertos y cerrados. Los sistemas abiertos son los que están comunicados con su exterior con el cual mantienen un intercambio más o menos constante. Mientras los sistemas cerrados son los que NO están comunicados con su exterior o sea están aislados.

Un ejemplo de sistema abierto son los circuitos eléctricos domiciliarios (el de las casas); son sistemas abiertos pues están en constante "comunicación" con su exterior que está representada por la red pública de electricidad.

Ejemplos de sistemas cerrados son los circuitos eléctricos de las "caravanas" (MotorHomes o como quieran llamarles) y los de los automotores (autos, camiones).

Ahora bien... hay dos grandes "grupos" de sistemas que en forma intermitente pueden ser cerrados y abiertos que son los sistemas eléctricos de los aviones y el naval puesto que tanto unos como otros la mayoría del tiempo están aislados pero pueden estar en algún lapso conectados a la red publica cosa que NO es menor ya veremos porqué.

Cuando la red eléctrica privada (la de una casa) es conectada a la red pública, las conexiones se hacen tomando vivo, neutro desde la red y tierra desde una jabalina que el usuario debe proporcionar. La tensión entre neutro y tierra debería ser (casi) nula mientras la resistencia debería ser también muy baja lo cual se logra con una buena jabalina convenientemente enclavada.

Esta toma a tierra se hace por varios motivos aunque el principal es la seguridad de los humanos ante los riesgos de contacto eléctrico.

Ahora... en un BARCO la cosa medio que se complica por dos motivos el primero está representado por la complicación de tomar una referencia de tierra conveniente cosa que se complica mucho cuando el barco es de madera o plástico; el otro motivo está representado cuando el barco amarra en puerto y se conecta a la red pública.

Este último caso (barco amarrado y conectado a la red) tiene la complicación adicional porque cuando la línea de tierra está conectada a la red general de suministro eléctrico del pantalán el casco (si es de acero) podrÍA (es potencial) convertirse en un "electrodo" empezando a fluir por la línea de tierra una corriente galvánica que lo pudiera deteriorar con muchísima rapidez. La solución que "aplican" o pretenden aplicar las marinas es solicitar que el circuito eléctrico de 220V esté aislado del casco del barco, cosa que muchas veces no se cumple.

Vayamos más al tema...
Hemos dicho que la toma a tierra es NECESARIA pero no imprescindible. Veamos porque.

La toma a tierra es NECESARIA porque cumple muchas funciones. Una de ellas es proporcionar el apantallamiento necesario para RF, ruidos eléctricos e interferencias; otra función es la de brindar una referencia de cero para aquellos equipos que la necesiten y la tercera es la de seguridad eléctrica para preservar equipos y vidas humanas.


Pero dijimos que la toma de tierra no es imprescindible porque bien se puede prescincidir de apantallamiento (por varios motivos) puesto que bien sería en algunas situaciones escuchar la radio con frituras y ruidos varios coas que bien podría no importar mucho y también podemos prescindir de tierra cuando la tensión de trabajo del circuito es muy baja (menor a 48 Voltios) puesto que ante ese potencial ningún humano correría riesgo alguno.


Ahora... cuando el circuito eléctrico del barco trabaja en tensiones superiores a 48 voltios una toma de tierra además de ser necesaria es imprescindible porque de no tenerla pondríamos en riesgo la vida de los que embarcan en la nave.


Uno de los grandes "problemas" es diferenciar entre la línea de tierra y la de nuetro (o masa) que "parecen" (aunque NO lo son) o se hace uso de éstas como una misma pero tienen diferencias, que son éstas:

Tierra: representa el nivel de potencial de la Tierra, y por extensión las conexiones eléctricas hacia esta línea se realizarán a través de una placa en contacto directo con el agua en el caso de los buques. Dicha línea se utilizará para “eliminar” o desviar las variaciones de la instalación eléctrica, o las generadas por situaciones meteorológicas adversas como rayos.

Neutro: representa cualquier punto, línea o plano de conexión equipotencial que sirva de referencia (0 voltios) y retorno para un circuito impreso o placa electrónica (PCB).

Para diagramar el conexionado se puede hacer de tres formas: A) Neutro aislado. B) Conexión del neutro a tierra a baja impedancia C) Conexión del neutro a tierra limitada de alta impedancia.

Lo mejorcito es el neutro aislado de tierra.

En un circuito bajo el esquema "Neutro aislado" hay tres líneas bien diferenciadas. El Vivo conectado al positivo de la batería o al vivo del inverter , el neutro conectado al negativo de la batería o al neutro del inverter y la tierra conectada a la placa de tierra en contacto con el agua.

De más está decir que para que la tierra provea protección el sistema eléctrico deberá contar con un disyuntor diferencial puesto que si él la línea solo derivaría las corrientes pero sin limitarlas ni cortarlas cuando sean necesario hacerlo.

Perdón por la extensión

La contestación para quien se asombraba con las mediciones (Entre fase y neutro 235v, Entre neutro y tierra 110v Entre fase y tierra 120v) es la siguiente: No hay que sorprenderse... el inverter tiene salida BIfásica (dos fases vivas) en vez de monofásica (un sólo vivo). Cada uno de los vivos aporta la mitad del diferencial de potencial y siendo ésta mitad de 110V entre los dos aportan los 220V equivalentes de la corriente monofásica de los hogares. Por lo general se adopta el sistema bifásico por ser más barato aunque es un poco más riesgoso (puesto que tiene dos vivos).

Ya está...

SAludos.

P.D.: Edito y agrego gráfico de dos barcos con tierra común en pantalán...
Esto genera genera un problema añadido en los pantalanes, pues el medio acuoso salado crea condiciones para facilitar la corriente eléctrica entre barcos próximos a través del agua, con un riesgo de erosión en hélices en el caso de que los metales con los que se fabrican sean de distinto material: un barco con hélices de aluminio y otro con hélices de bronce ó elementos sumergidos de acero.
La solución que tendría que aportarse es la aislación completa del circuito de 220V para evitar la corriente que se produciría al estar conectados por la linea de tierra común.