Sistema IT: Máxima disponibilidad con sistemas aislados de tierra

¿Qué importancia tiene el esquema de conexión en una instalación?

Elegir el esquema de suministro de corriente correcto es fundamental para la fiabilidad y disponibilidad de una instalación. La seguridad frente a fallos es, junto con la protección de las personas y la protección contra incendios, el factor más importante a la hora de elegir el suministro de energía adecuado. Existen tres esquemas de conexión distintos para diseñar una instalación: el sistema TN, el sistema TT y el sistema IT. Solo en el sistema IT un primer fallo de aislamiento no causa una desconexión del sistema.
En la actualidad, las instalaciones técnicas de todos los sectores se caracterizan por su elevada complejidad y automatización. Desde las sofisticadas cadenas de producción continua hasta los sistemas robotizados, cada vez hay más consumidores cuyo correcto funcionamiento depende de un suministro de corriente fiable. Estos se benefician de las ventajas que ofrece el sistema IT, cuyo uso prescriben las normativas en ámbitos delicados como las unidades de cuidados intensivos en áreas de atención a la salud.

¿Qué es un sistema IT?

En los sistemas IT, todos los componentes activos están aislados de tierra o puestos a tierra mediante una impedancia elevada. La impedancia elevada puede ser necesaria por razones metrológicas, aunque con la condición de que no ponga en riesgo la seguridad eléctrica. La puesta a tierra de las masas de la instalación eléctrica se realiza de forma individual o conjunta. 
¿Cuál es la diferencia respecto a los sistemas TN y TT? En los sistemas TN, el punto neutro del transformador de alimentación está puesto a tierra con una impedancia baja y las masas de la instalación eléctrica están conectadas con la puesta a tierra de servicio de la red mediante un conductor de protección. En los sistemas TT, el punto neutro también está puesto a tierra con una impedancia baja, pero las masas de la instalación eléctrica están puestas a tierra de forma independiente a la tierra del sistema. 

Imagen: ¿Qué es un sistema IT?
¿Qué es un sistema IT?

¿Cuál es la característica principal del sistema aislado de tierra?

Para la alimentación en sistemas IT sin conexión a tierra se utiliza un transformador o una fuente de corriente independiente, como una batería o un generador. Puesto que no hay ningún conductor activo de baja impedancia conectado a tierra, no circula una elevada corriente de fallo en caso de contacto a masa o tierra. Se produce solo una pequeña corriente de fallo, cuya magnitud depende de las resistencias de aislamiento y de la capacidad del conductor y los componentes del sistema con respecto a tierra.
Las normativas obligan a utilizar un vigilante del aislamiento para los sistemas IT. 

Imagen: ¿Cuál es la característica principal del sistema aislado de tierra?
¿Cuál es la característica principal del sistema aislado de tierra?

Veamos un ejemplo: En una red intacta aislada de tierra de 220 V CA con capacidades de derivación a tierra bajas, al tocar una persona una carcasa conductora bajo tensión, no experimenta ninguna descarga eléctrica. En estas condiciones, solo se transmite a la persona una corriente muy pequeña imperceptible. La caída de tensión producida por la corriente de fallo en el conductor de protección conectado a la carcasa, determina la tensión de contacto. Ya que por lo general la corriente de fallo (determinada por la resistencia de aislamiento y la capacidad de derivación de la red) es muy baja y la resistencia del conductor de protección también es muy pequeña, no se producen tensiones de contacto elevadas.

Por el contrario, un sistema puesto a tierra se basa en la idea de que se genere una corriente de fallo suficientemente elevada como para causar una desconexión rápida del suministro de corriente en caso de fallo. En caso de contacto indirecto esto significa que, si una persona toca una parte conductora bajo tensión, la corriente de fallo que se le transmite es más elevada debido a la conexión de baja impedancia con la fuente de corriente. Para proteger a las personas es obligatorio utilizar dispositivos de protección como fusibles e interruptores diferenciales, que desconecten la instalación antes de causar cualquier daño.

La siguiente analogía aclara el principio de funcionamiento de ambos sistemas:
En un sistema con puesta a tierra se asume que el niño caerá en el pozo, pero previamente lo acolchamos.
En el sistema aislado de tierra, se evita a toda costa que el niño caiga en el pozo.

¿Qué ventajas ofrece el sistema IT aislado de tierra?

Localización de fallos

Localización de fallos durante el servicio
En caso de fallo de aislamiento, este puede ser localizado mientras la instalación está en servicio.

Sin desconexión

Sin desconexión
Incluso en caso de fallo de aislamiento, la instalación puede seguir funcionando sin problemas.

Mayor protección de las personas

Mayor protección de las personas
Al reducirse las corrientes de fallo, se evita el riesgo de descargas eléctricas.

Menores costes

Menores costoes de comprobación
Las verificaciones periódicas ya no requieren de una desconexión; dejan de ser necesarias las comprobaciones de la protección diferencial y la medida del aislamiento RISO.

Mayor protección contra incendios

Mayor protección contra incendios
La vigilancia permanente del aislamiento prescrita reduce el peligro de incendio y puede reducir los costoes del seguro.

¿Por qué uso del sistema IT esta tan poco extendido?

Hasta ahora, el sistema aislado de tierra se utilizaba sobre todo en aplicaciones críticas, como las unidades de cuidados intensivos o los sistemas de señalización ferroviaria, donde un fallo en el suministro de corriente puede tener consecuencias fatales. Fuera de estos ámbitos específicos, el esquema IT es poco utilizado, a pesar de que ofrece numerosas ventajas, no solo en cuanto a la seguridad, sino también en cuanto a la disponibilidad.

Existen tres mitos muy difundidos sobre los inconvenientes de este esquema de red:

  • El sistema IT es más caro que un sistema con puesta a tierra

En efecto, la instalación de un sistema aislado de tierra es más cara que una red TN o TT, pero las ventajas económicas que ofrece, como el mantenimiento preventivo y la reducción de las revisiones, compensan los costoes adicionales en poco tiempo.

  • El sistema de TN permite hallar los fallos con mayor rapidez

En el sistem IT con el uso de sistemas de localización de fallos (IFLS, por sus siglas en inglés), también se pueden localizar rápidamente los fallos.

  • Para el sistema IT deben adquirirse consumidores muy costosos

Con ayuda de medidas técnicas que no conllevan ningún costo adicional, también pueden utilizarse componentes estándar.

¿Dónde están los límites del sistema IT?

Cada esquema de red tiene sus puntos fuertes y débiles y la elección de la mejor opción debería depender, en última instancia, de la aplicación en la que vaya a utilizarse. En la práctica, la mejor opción ha sido, a menudo, utilizar una combinación de los tres esquemas. El sistema IT tiene, en general, las mejores características, pero solo es adecuado para redes de cierto tamaño y complejidad.

¿En qué aplicaciones se puede utilizar un sistema IT?

La necesidad de un suministro de manera constante aumenta continuamente: en hospitales, embarcaciones, fábricas, plantas de procesamiento, centros de cálculo, salas de control, aeropuertos, sistemas ferroviarios y de transporte, instalaciones de calefacción o refrigeración, etc. En túneles y subterráneos, la iluminación y ventilación deben funcionar sin fallos; bajo el agua, las tripulaciones de los submarinos dependen de la fiabilidad del suministro de corriente, y lo mismo ocurre en el espacio con los astronautas.

Los sistemas IT con vigilancia del aislamiento representan, en muchos casos, la solución técnica óptima. Es por ello que los sistemas IT se utilizan en aplicaciones especialmente críticas, como los circuitos de mando o control, la servicios sanitarios o los generadores eléctricos móviles. Así mismo, las ventajas de los sistemas IT también se aprovechan cada vez más en nuevas aplicaciones, como los vehículos eléctricos, los sistemas fotovoltaicos o las instalaciones industriales con accionamientos regulados.

En combinación con la innovadora tecnología de la vigilancia del aislamiento, el sistema IT contribuye a proteger a personas e instalaciones de los peligros de la corriente eléctrica, excluyendo parcialmente, condicionado por los estados operativos, las instalaciones críticos para el sistema, y detectando y notificando de forma precoz cualquier problema. Además de aumentar la seguridad, ayuda a minimizar los costos de mantenimiento y reparación y las pérdidas por inactividad. Así mismo, los operadores tienen la posibilidad de evaluar los datos de la instalación en función de sus necesidades y aprovecharlos para mejorarla. Gracias a las múltiples ventajas económicas y técnicas, los sistemas aislado de tierra con una vigilancia del aislamiento eficaz resultan casi siempre rentables para las instalaciones más complejas.

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