Una persona viene a realizar una inspección eléctrica en su edificio comercial. El ingeniero le informa que el electrodo de tierra fue probado a 22 Ohms. Alguien cercano dice que, dado que el NEC permite 25 Ohms, todo está bien. Pero el manual del fabricante del equipo establece que se necesita un máximo de 5 Ohm ya que funciona con electrónica sensible; por lo tanto, el ingeniero de puesta en marcha cita una especificación que es nueva para usted. ¿Qué valor debe seguirse? La pregunta planteada es muy común para quienes trabajan en el campo eléctrico comercial, pero la respuesta depende de la norma contra la que se esté midiendo.
Este escrito le muestra la respuesta de inmediato con los números exactos que son correctos; no se usarán números imaginarios. Usted conocerá exactamente lo que requiere el NEC, lo que dice el IEEE, cómo funciona la “regla de 25 Ohm” y qué se considera seguro.
Si busca una respuesta rápida, no existe un número claro y universalmente aplicable para la resistencia máxima de puesta a tierra en todos los edificios comerciales porque esta respuesta depende de qué norma y qué parte del sistema se refiere. El NEC (NFPA 70) no tiene una resistencia máxima general para un edificio, sino que la combinación de 25 ohms (que en realidad está especificada en 250.53) tiene sentido práctico cuando se habla solo de la varilla o placa de puesta a tierra y se usa únicamente para ver si 1 varilla o placa es suficiente para el electrodo de tierra (es decir, si 1 electrodo tiene 25 ohms o menos, está bien no usar el segundo). Para los sistemas comerciales e industriales grandes, la norma IEEE Std 142 (“Green Book”) especifica que la resistencia del electrodo de puesta a tierra principal a tierra debe estar en el rango de 1-5 ohms, y la práctica de la industria (recomendaciones NFPA/IEEE, prácticas NETA ATS, estándares de la industria de telecomunicaciones, etc.) apunta a tener alrededor de 5 ohms para edificios comerciales e incluso 1 ohm para subestaciones y plantas generadoras. En resumen, los requisitos mínimos del NEC no están relacionados con el rendimiento requerido por IEEE en términos de rango de valores de 1-5 ohms para edificios comerciales, que ha sido comúnmente aceptado como valor objetivo en la industria, mientras que cualquier valor superior a 25 ohms se considera pobre e inaceptable en el electrodo de puesta a tierra comercial.
Seamos precisos, porque aquí es donde vive la desinformación. Los números relevantes, con sus fuentes:
| Norma / Guía | Valor | A qué se aplica |
|---|---|---|
| NEC 250.53 (NFPA 70) | 25 ohmios | Electrodo de varilla/placa único — si la resistencia prueba 25Ω o menos, no se requiere un segundo electrodo |
| NEC 250.53 por defecto | Dos electrodos | Electrodos de varilla/tubo/placa por defecto dos; no se necesita prueba de 25Ω cuando ambos están instalados |
| IEEE Std 142 (Libro Verde) | 1–5 ohmios | Resistencia recomendada a tierra del electrodo principal para sistemas comerciales/industriales grandes |
| IEEE Std 80 | 5–1 ohm | Redes de puesta a tierra de subestaciones / plantas generadoras |
| Guía de la industria NFPA/IEEE | 5 ohms o menos | Objetivo comercial comúnmente citado; estándar de la industria de telecomunicaciones |
| Pruebas de aceptación NETA ATS | 5 ohmios / 1 ohmio | ≤5Ω grandes comerciales/industriales; ≤1Ω estaciones de generación/transmisión |
| Fabricantes de equipos | <1 a 5 ohmios | Especificaciones para electrónica sensible / equipos de diagnóstico médico |
Hecho importante: no existe un requisito en el NEC que establezca que una puesta a tierra comercial debe ser “25 ohmios o menos”. El número 25 se incluye solo para decidir si hay un espaciamiento suficiente de un solo electrodo. Requisitos de desempeño como IEEE 142 y recomendaciones y prácticas de NETA sugieren un valor entre 1 y 5 ohmios, siendo 5 ohmios el límite más comúnmente utilizado.
La Regla de 25 Ohmios del NEC — Lo que Realmente Significa
Según la Sección 250.53(A)(2) del NEC (así como la Sección 250-56 del NEC 2005), el código requiere la instalación de dos electrodos de puesta a tierra. Sin embargo, existe una excepción importante que establece que se permite un solo electrodo si cumple con la resistencia requerida a tierra de 25 ohmios o menos. Desafortunadamente, esto a menudo se interpreta erróneamente como que se puede instalar un solo electrodo, probar su resistencia y luego agregar el segundo electrodo en caso de que el primero no cumpla con el requisito de resistencia de 25 ohmios.
En realidad, la distribución es la siguiente:
- Predeterminado = dos electrodos instalados al menos a 6 pies de distancia.
- Permitido = un solo electrodo sometido a una prueba de resistencia adecuada que verifique que la resistencia a tierra es de 25Ω o menos.
En caso de que se instale el segundo electrodo, la combinación no tiene que cumplir con la condición de 25 ohmios, ya que el segundo electrodo se considera que ha cumplido con los requisitos del NEC al ser instalado.
IEEE 142 (Libro Verde): La Recomendación de 1–5 Ohmios
La consulta, “¿cuál es la resistencia recomendada para una estructura comercial?” recibe una solución de ingeniería autorizada del IEEE Std 142, conocido como el Libro Verde. La sugerencia que hace es una resistencia a tierra de 1 a 5 ohmios para el electrodo principal de puesta a tierra en sistemas industriales y comerciales grandes.
La razón para preferir este valor de resistencia sobre 25 ohmios es que las instalaciones comerciales a menudo están equipadas con electrónica sensible, etc., y por lo tanto necesitan una referencia a tierra muy estable y de baja impedancia, lo cual no es suficiente con solo el mínimo del código. Tener una baja resistencia a tierra como se indicó anteriormente permite:
- Mayor corriente de falla retornando a la fuente más rápido
- Menor aumento de voltaje en la carcasa del equipo durante la falla
- Mejor disipación de sobretensiones por rayos
- Menos ruido eléctrico
En resumen, el código requiere 25 ohmios; en términos de ingeniería, 1-5 ohmios es el valor necesario para un buen desempeño.
Práctica de la Industria: 5 Ohmios como Objetivo Comercial
En el campo, la información que la mayoría de las personas probablemente escuche para sistemas comerciales es “5 ohmios o menos.” Esto proviene de diversas fuentes diferentes pero complementarias, tales como:
- las recomendaciones de NFPA e IEEE para 5.0 ohmios o menos como un buen objetivo
- los enfoques en telecomunicaciones (5 ohmios o menos para puesta a tierra y unión)
- los estándares de NETA para pruebas de aceptación (≤5 ohmios para sistemas comerciales/industriales; ≤1 ohmio para plantas de energía/estaciones de transmisión)
- las cifras proporcionadas por diferentes fabricantes de equipos (de 1 a 5 ohmios para electrónica delicada)
Según la recomendación común de diferentes ingenieros y evaluadores, 5 ohmios o menos es bueno para edificios comerciales, mientras que el valor promedio para subestaciones es 1 ohmio o menos. Esto no es un requisito del NEC, pero son las mejores prácticas que muchos diseñadores siguen y que están sujetas a pruebas.
¿Existe un Rango Seguro? Entendiendo los Números
Aquí se explica cómo interpretar las lecturas de resistencia a tierra en la práctica:
| Resistencia | Interpretación |
|---|---|
| < 1 ohmio | Excelente — típico de grandes redes, subestaciones, electrodos de alta densidad |
| 1–5 ohmios | Bueno — el rango recomendado para comercial/industrial (IEEE 142) |
| 5–10 ohmios | Aceptable para muchas instalaciones, pero vale la pena mejorar para cargas sensibles |
| 10–25 ohmios | Cumple con el umbral de electrodo único del NEC pero es marginal para electrónica comercial; investigar |
| 25–100 ohmios | Pobre — por encima del límite de electrodo único del NEC; probablemente requiere múltiples electrodos o tratamiento |
| > 100 ohmios | Muy pobre — inaceptable para cualquier instalación permanente; se requiere retrabajo |
La advertencia clave es la siguiente: no existe un valor “seguro” universal que se aplique a cada situación desde una perspectiva de seguridad — también está influenciado por diferentes factores como la corriente de falla a tierra, las condiciones del suelo y el circuito real. La calidad de la resistencia a tierra del electrodo es solo una parte del problema; la integridad de todo el sistema de puesta a tierra es igual de importante. Un electrodo perfecto de 2 ohmios es inútil si los conductores de tierra de los dispositivos están torcidos o corroídos.
¿Son malos 20 ohmios? Interpretando su medición
Los niveles de resistencia de 20 ohmios no se consideran positivos en el código de construcción de edificios comerciales, pero tampoco hay violaciones de código asociadas con ese valor, por lo tanto:
- Norma NEC: Este nivel es menor que el valor máximo de electrodo único determinado por la legislación mencionada. Sin embargo, el nivel de resistencia de 20 ohmios aún está cerca de exceder los estándares, dependiendo del aumento y disminución estacional del nivel de humedad en el suelo.
- Norma IEEE 142: Según esta norma, el nivel de resistencia de 20 ohmios excede el valor recomendado de 1-5 ohmios, lo que significa que algunos equipos electrónicos, como aquellos que previenen operaciones de sobretensión, podrían dañarse debido al nivel inadecuado de puesta a tierra.
En términos prácticos, cualquier organización comercial se asegurará de que la puesta a tierra cumpla con los estándares establecidos.
Conclusión: En términos generales, 20 ohmios de resistencia puede no amenazar la vida del edificio, pero sigue siendo demasiado alto para un edificio comercial; por lo tanto, debe mejorarse.
Otros requisitos comerciales: receptáculos y conexión equipotencial
La resistencia a tierra es parte de la seguridad eléctrica comercial. Los requisitos del Código Eléctrico Nacional (NEC) son los siguientes:
- Las características de los receptáculos comerciales (NEC 406, 210.52, 210.8): Los receptáculos comerciales deberán especificarse como tipos de 125V, 15A y/o 20A, se debe proporcionar protección GFCI en ciertas ubicaciones (baños, azoteas, cocinas, ubicaciones exteriores, etc. según 210.8(B)), todos los receptáculos estarán conectados a la caja metálica y se debe asegurar que cada receptáculo esté conectado al conductor de puesta a tierra.
- Proceso de conexión a tierra (NEC 250.102-250.104): Es esencial entender que todas las partes metálicas que pueden energizarse, como tuberías, equipos enmarcados, acero estructural, equipos de bombeo, deben estar conectadas al sistema de puesta a tierra. Cabe destacar que la prueba de continuidad de la conexión se realizará por separado de la resistencia del electrodo (la resistencia punto a punto no debe exceder 0.5 ohmios cuando el equipo está conectado al sistema de puesta a tierra).
- Conductor del electrodo de puesta a tierra (NEC 250.66): Los electrodos de puesta a tierra deben dimensionarse según el servicio, no deben exceder el diámetro máximo y deben conectar el sistema de puesta a tierra al equipo de servicio.
Si también está verificando los dispositivos de protección en el circuito, nuestra explicación de interruptores automáticos vs interruptores diferenciales aclara qué protección realiza cada uno en un panel comercial.
¿Qué se considera una alta resistencia eléctrica?
El contexto juega un papel en lo que significa “alta resistencia”:
- Al medir electrodos de puesta a tierra, significa mayor a aproximadamente 25 ohmios (por ejemplo, 100 ohmios o más es un valor muy alto). El nivel de resistencia “ideal” es de 1-5 ohmios.
- En términos de continuidad de la puesta a tierra, cualquier valor superior a 0.5 ohmios indica una falla. La conexión entre el equipo y tierra debe ser casi cero.
- Respecto a la resistencia de aislamiento, un valor alto de resistencia significa una buena resistencia ya que se mide en mega y gigaohmios, donde cualquier valor por debajo de 1 MΩ indica una alta probabilidad de falla.
En conclusión, “alta resistencia” casi siempre significa un problema (para la puesta a tierra) pero puede significar una buena situación (para el aislamiento). Siempre asegúrese de qué se está hablando exactamente cuando se usa el término “alta resistencia”.
Factores que afectan la resistencia a tierra
La resistencia a tierra no es un valor constante. Varía según las circunstancias:
- Resistividad del suelo: Arcilla/tierra (10–100 Ω·m) tiene menor resistividad que arena/grava (1,000–10,000 Ω·m).
- Contenido de humedad: Los suelos húmedos tienen menor resistividad mientras que el clima seco aumenta la resistencia enormemente.
- Temperatura: El suelo frío tiene una resistividad mucho mayor.
- Profundidad y sección transversal del electrodo: Electrodos más largos y placas más grandes penetran más profundo en el suelo.
- Número y separación entre electrodos: Cuantos más electrodos tenga y más separados estén, menor será la resistencia.
- Material del electrodo y corrosión: Cuanto más tiempo permanezcan los electrodos en el suelo, mayor será la corrosión y aumentará la resistencia.
Cómo lograr una puesta a tierra de baja resistencia
En caso de que su puesta a tierra comercial sea excesivamente alta, aquí hay una lista clasificada de las soluciones más rentables:
- Añadir varillas: Añadir una segunda varilla de tierra, colocada a 8 pies de la primera, reducirá considerablemente la resistencia. Continúe añadiendo varillas adicionales hasta alcanzar la resistencia correcta (el beneficio generado disminuye con cada varilla añadida).
- Usar varillas más grandes o largas: Usar una varilla más larga (10 pies) o varillas gruesas o electrodos de placa ayudará a alcanzar suelos más profundos y con menor resistencia.
- Mejorar la conexión con el suelo: Rellenar con materiales conductores o aditivos químicos alrededor de la varilla mejorará su conexión con el suelo.
- Crear anillos o mallas de tierra: Un conductor de cobre subterráneo que rodea la estructura crea un área de conexión mayor (esta solución se utiliza ampliamente en el ámbito comercial/industrial).
- Usar electrodos encapsulados en concreto (tomas Ufer): Las varillas de acero y conductores embebidos en concreto muestran propiedades de conducción excelentes y confiables.
- Connect to the building’s steel parts and water pipe: Connecting to the metal structural steel and underground water pipes (if any) gives additional ways of conduction.
Be sure to test every time you change the system, but keep in mind that the NEC does not require retesting the two-electrode system.
How Ground Resistance Is Tested
Ground testing is to be carried out by persons qualified for this job. The main and widespread methods are:
- Fall-of-Potential (more commonly known as three-point testing): The fall-of-potential method consists in the use of two temporary stakes and resistance measuring with increasing distance. It is the most precise technique used for small to medium installations.
- Clamp-on (or inductive) testing: The clamp-on method involves the clamp around the rod/conductor so that the loop resistance can be measured without disconnecting the loop. It is advantageous for the already existing installations but requires the whole loop connected.
- Two-point testing: The two-point method is used to make fast measurements against a known reference electrode: this technique is less accurate, thus used in rough calculations.
Testing is dangerous, since it usually requires isolation of the electrode, and fault current may be present, this job should not be done by an ordinary homeowner. For commercial buildings the commissioning and regular tests usually are performed by contractors or specialized companies in accordance with NETA standards.
Preguntas Frecuentes
Which guideline outlines the acceptable maximum resistance for earthing in commercial installations?
NEC does not specify a single standard maximum value. The 25-ohm requirement outlined in NEC 250.53 applies only to the case of a single-electrode system, and not to the whole building. A major engineering standard is IEEE Std 142 (the Green Book), which suggests that the value of the main grounding electrode in large commercial and industrial installations should be in the range of 1-5 ohms. Normally, in practice, and accepting standards set by NETA, the value of 5 ohms is satisfactory for a commercial building (1 ohm for a substation). In general, NEC shows the limit according to the requirements of the code, IEEE 142 provides the acceptable range according to the engineering requirements, and then 5 ohms emerges as the accepted practice.
Is 20 ohms of resistance in a ground bad?
A resistance of 20 ohms is not hazardous in itself but is borderline acceptable for commercial buildings. While the NEC’s single-rod criterion of 25 ohms is passed, the number is above the level recommended by IEEE 142 for commercial installations, which is 1－5 ohms, as well as the commonly accepted level of 5 ohms. With that level of grounding, the fault current is returning in a slower manner and not providing remarkable surge protection or reference grounding for sensitive electronics as well. And since it is just a step away from going above the code threshold, the level may go up as a result of soil condition changes during the seasons. Hence, the grounding system should be improved in the case of commercial installations.
What are the NEC commercial receptacle requirements?
All commercial receptacles have a voltage rating of 125 volts to 15 or 20 amps as stated in NEC 406, and their minimum amount and spacing rules can be found in 210.52 for general areas. GFCI protection is mandatory in given commercial spaces under NEC 210.8(b), such as bathrooms, kitchens, rooftops, outdoors, and garages/service areas. All receptacles must be provided with an equipment grounding, and metallic boxes are to be grounded. In many commercial child-occupied places, tamper-resistant receptacles are a must, while some types of occupancies have their particular rules for provided receptacles.
What is a high electrical resistance?
“High electrical resistance” depends upon what measurement is at hand. With regard to grounding electrodes, anything over approximately 25 ohms counts as high, while numbers over 100 ohms are considered very high. Ideally, the resistance should be somewhere between 1 and 5 ohms. Concerning equipment grounding continuity, the electrical resistance should not exceed 0.5 ohm when measuring the equipment and the ground. In insulation, a high resistance is a positive sign. For insulation to be considered healthy, it must have a resistance of millions of ohms (MΩ) or even billions of ohms. A resistance level of less than 1 MΩ indicates a breakdown with leakage danger.
Referencias
- NFPA 70 — National Electrical Code (NEC), Article 250 (Grounding & Bonding), 210.8, 406
- IEEE Std 142-2007 — Recommended Practice for Grounding of Industrial and Commercial Power Systems (Green Book)
- IEEE Std 81 — Guide for Measuring Earth Resistivity, Ground Impedance, and Earth Surface Potentials
- NETA — Acceptance Testing Specifications (ATS) for electrical power equipment
- Vertiv — Why Test Grounding Systems (NEC/IEEE 142/80 grounding values)
- Fluke — Ground resistance testing application notes
Conclusión
The NEC’s two figures — 25 ohms and 1-5 ohms as per the IEEE 142 guide cover the maximum allowed electrical ground resistance of a commercial building. While the NEC does not consider for a commercial building the value of under 25 ohms that would indicate compliance with the code as a performance standard, it depends on whether a single electrode is sufficient. From this standpoint, the ideal value for reliable and safe performance of commercial installation would be in the range of 1-5 ohms, as noted by IEEE, thus facilitating fast failure elimination, effective surge protection, low noise level for commercial electronics.
Use proper fall-of-potential testing to get a good measurement and tally it against the range table (as good value is under 5, value ranging from 5 to 25 is marginal, value over 25 is below the acceptable level); you may need to add more or longer electrodes to the grounding system unless you find the readings satisfactory. Finally, do not forget that the resistance of electrodes is only half of the story and the continuity of bonding and grounding must also be accounted for.
