Un anillo de tierra es un tipo de conexión a tierra eléctrica que se utiliza para proteger edificios y equipos de daños causados por sobretensiones eléctricas. Los anillos de tierra se utilizan normalmente como protección contra la caída de rayos. También se conocen como anillos de tierra , aunque este término también puede aplicarse a los anillos de conexión a tierra que se instalan en sistemas de tuberías metálicas para proteger dispositivos eléctricos como los caudalímetros.
Un anillo de tierra generalmente se construye a partir de un cable bastante grande que se entierra al menos a unos pocos pies bajo tierra. El anillo de tierra generalmente rodeará todo el edificio que está tratando de proteger. El anillo de tierra se utiliza como base del sistema de tierra de todo el edificio, y todos los componentes del sistema de tierra del edificio, incluida la estructura del edificio, están conectados al anillo de tierra. En los EE. UU., el Código Eléctrico Nacional especifica que los anillos de tierra deben construirse con un cable n.° 2 o más grueso, deben enterrarse al menos a 2 1/2 pies bajo tierra y deben tener al menos 20 pies de cobre expuesto para garantizar un buen contacto eléctrico con la tierra. [1] Los anillos de tierra deben instalarse más allá de la línea de goteo del edificio para evitar la corrosión del metal del anillo.
Las conexiones a tierra en anillo se utilizan con mucha frecuencia alrededor de equipos de comunicaciones, como torres de telefonía celular, torres de radio de la policía y otros tipos de torres de radio y edificios de equipos. También se utilizan a menudo para proteger centros de datos informáticos.
Un halo de tierra es un tipo de anillo de tierra que, en lugar de instalarse en el exterior y bajo tierra, se instala en el interior, cerca de la parte superior de un edificio o estructura. La referencia de tierra para todos los equipos dentro del área que se está protegiendo está separada del halo. El halo está conectado a la tierra principal del edificio, que puede incluir un anillo de tierra subterráneo fuera del edificio, con conductores verticales especialmente en las esquinas del edificio. El equipo eléctrico también suele colocarse en gabinetes metálicos completamente cerrados, que funcionan como jaulas de Faraday para proteger aún más el equipo. El halo puede estar conectado a elementos metálicos estructurales como marcos de puertas, acero del edificio, marcos de ventanas y conductos de aire acondicionado.
Un halo de tierra típico se construye con un cable de cobre aislado n.° 2 y se instala seis pulgadas debajo del techo, rodeando completamente el área que está protegiendo.
Cuando un conductor eléctrico se mueve a través de un campo magnético, se induce una corriente eléctrica en el conductor. Lo mismo ocurre cuando el conductor eléctrico está estacionario y el campo magnético se mueve. Esto se conoce como inducción electromagnética y es el principio subyacente utilizado en la construcción de generadores eléctricos.
Cuando un rayo cae sobre una torre de metal o cerca de un edificio que contiene equipos eléctricos, se genera un campo magnético grande y que cambia rápidamente. Este campo magnético induce corriente en las líneas eléctricas, lo que a menudo interrumpe el servicio eléctrico, y también induce corriente en otros conductores eléctricos, como equipos eléctricos e incluso metales estructurales utilizados en la construcción, como las barras de refuerzo utilizadas para reforzar el hormigón. Estas corrientes inducidas pueden dañar fácilmente los equipos electrónicos.
Se colocan tomas de tierra en forma de halo y de anillo alrededor de las áreas que se van a proteger, de modo que el campo magnético se encuentre primero con estos conductores. La energía del campo magnético crea corrientes en la toma de tierra en forma de halo y de anillo, y esta corriente luego se desvía de manera segura hacia la tierra para que no dañe los equipos dentro del edificio protegido. Dado que la mayor parte de la energía del campo magnético se utiliza en la creación de estas corrientes, queda muy poca energía para crear corrientes dañinas dentro del edificio protegido.