Conectar tierra a conmutador de RF

Buenas tardes.

EA4AGA as mencionado mi gran duda. ¿Que es y en que se diferencia la tierra electrica y la de RF?.
Por mas que busco no encuentro nada que me aclare que es la tierra de RF.
En mi cuarto de radio yo dispongo de una buena tierra electrica 3 Omios, que se que es la misma que la tierra estructural (valor Omnico de la estructura electrica.) pero ¿cual es la tierra de RF?, ¿camo se mide? o ¿como se hace una tierra de RF?

Un saludo.

Difícil respuesta, pero intentaré dentro de mis posibilidades explicarte la diferencia.

La tierra de protección eléctrica es necesario sí o sí, es ese cable verde y amarillo que hay en casi todas las instalaciones de hoy en día. Su misión es protegernos de descargas accidentales, por eso todos los aparatos conectados a la red eléctrica con carcasa metálica están obligados a ser conectados a ella. La protección se efectúa a través del interruptor diferencial que hay en el cuadro de entrada a la vivienda (y que hay que probar al menos una vez al mes... pulsando el botón amarillo T para comprobar que salta el diferencial y con ello que todo está bien)

Por la tierra de protección eléctrica no debería circular ninguna corriente de RF. Esa hipotética corriente de RF puede estar generada por nuestro equipo (avería o desajuste en pasos finales, mala adaptación de impedancias, asimetría entre antena, transmisor y cable, alta ROE, etc) o puede generarse por otro equipo o electrodoméstico sin la adecuada protección y filtraje que se sirve del cableado de tierra, y el nomal, como si de una antena se tratase (caso de las fuentes conmutadas baratas sin filtro). Hay que tratar que la tierra eléctrica no contenga RF de ningún tipo, bien solucionando el problema en origen o bien usando filtros, ferritas, etc.

La tierra de RF, por el contrario, no debería mezclarse con la de protección, debería tener sus propias picas y sus propios conductores de puesta a tierra, algo muy difícil de conseguir para muchos. Una de sus funciones, la que a ti te preocupa, es servir de conexión directa para descargar la estática que se produce en una tormenta, antes del rayo, por un camino corto y de baja resistencia a tierra.

Otra función es servir de contraantena para antenas no simétricas que caceren de la mitad de ella. Todas las antenas pueden asimilarse a un dipolo, una de sus ramas conectada al vivo del coaxial y la otra a la malla. Cuando no existe esa mitad de la antena, como en antenas de latigo marinas, hilos largos, verticales, etc, una buena tierra de RF es primordial, sustituye a esa mitad de la antena que falta y según sea esa tierra variará la impedancia del sistema radiante y el diagrama de radiación.

También eventualmente, la tierra de RF derivará a tierra las corrientes indeseadas que circulen por el exterior del coaxial debidas a desadaptación.

Espero haberte aclarado algo. Un último consejo, de cara a la protección ante la caída del rayo: siempre intentar utilizar antenas con conexión eléctrica a masa, es decir, que midiendo la antena con un comprobador de continuidad u óhmetro, haya continuidad entre masa y vivo del conector, así evitaremos el efecto capacitivo de la antena que puede acumular carga electrostática y favorecer la "atracción" y caída del rayo. Si piensas un poco dirás: ¿y los dipolos?. Te respondo, siempre debería haber un balun por medio.... otra polémica abierta. 👿

Mira si es complicada la dualidad "Tierra RF" versus "Tierra Eléctrica", pues aquí hay diferentes puntos de vista, lo que anima a las más "encarnizadas" discusiones. Ojo, no confundamos "Tierra RF" con "Plano de Tierra", que son términos y cosas diferentes, aunque en determinados casos, físicamente pueden aunarse en una única instalación.

El idílico objetivo es que la "Tierra Eléctrica" sea a su vez "Tierra RF" y compatibilizarlas. Pero no es un objetivo fácil de conseguir, y muchas veces, hasta casi, y digo casi, imposible.

Voy a tratar de puntualizar detalles:

1.- La tierra eléctrica, está estudiada a frecuencias "industriales" (50/60 Hz), que a efectos nuestros, es casi corriente continua (incluso muchos telurómetros hacen las mediciones en CC), con lo que un único valor la caracteriza. De hecho, sin rubor alguno, se mide en Ohmios y la llaman "resistencia". La tierra de RF se caracteriza por variar con la frecuencia, (ya no se trata de una resistencia, sino de una impedancia) y no se mantiene con el mismo valor en cualquier punto de la instalación.

Me explico. Si mides la impedancia en RF de la tierra en el punto de puesta a tierra, ésta será completamente diferente de la que puedas medir en el punto de conexión de los equipos. Aquí lo que más influye, son las características de la instalación y conductores desde el punto de puesta a tierra al punto de conexión de los equipos. Por tanto cuanto más cortos sean los conductores, más fácil es mantener baja la impedancia (efecto pelicular de la corriente alterna en conductores eléctricos), aunque también hay otra forma de reducir la impedancia a base de interconectar mallas superpuestas por varios puntos (una malla 3D).

2.- Las características geomorfológicas del terreno tienen una gran influencia sobre la tierra de RF. Sobre la tierra eléctrica también, pero es relativamente fácil hoy en día, mediante aditivos y otros aportes de material, obtener una "buena" tierra eléctrica.

Por ejemplo, el terreno rocoso tiene una muy baja conductividad, por lo que conseguir buenas tierras RF es a base de flagelos (cable desnudo) y placas conductoras, envueltos con aporte mejorador del terreno y mucho esfuerzo. La antítesis es el mar. Una embarcación con casco metálico no necesita nada, y una de casco de madera o fibra de vidrio una simple placa metálica en contacto con el agua.

Y aprovechando el momento, es muy fácil establecer la diferencia entre "Tierra de RF" y "Plano de Tierra". Para un plano de tierra, no es necesario esos flagelos enterrados, sino con radiales aislados, tirados sobre el terreno o sobre-elevados se obtiene. Se hecho, si enterramos esos radiales, se ha constatado que el plano de tierra pierde efectividad.

3.- La separación efectiva de tierras, en núcleos urbanos de alta y media densidad, es una quimera; en las de baja densidad (viviendas unifamiliares) no es fácil alcanzarla. Sólo se conseguiría en viviendas aisladas en entornos rurales, y estudiando el diseño desde cero.

La explicación es simple: hay tierras para alumbrado público, redes de distribución eléctrica en baja tensión, redes de distribución eléctrica en alta tensión, pararrayos, tuberías de metálicas varias, la clásica puesta a tierra de las estructuras... Por ejemplo, para tener electricidad, nos alimentan desde un Centro de Transformación (CT), y este centro ya tiene dos tierras independientes: herrajes y servicio. Y si nuestra vivienda está alejada del CT, en la hornacina de nuestra vivienda, se exige en muchos casos un refuerzo del neutro, es decir, volver a poner a tierra el neutro de la instalación (si este fuese mi caso, ya me aseguraría de tener ese refuerzo en la hornacina...), con lo que nuestra red de tierras ya no será tan independiente de la red de tierras de la distribuidora eléctrica.

Y todo esto, ha de convivir con la múltiple normativa sectorial que existe, no lo perdamos de vista.

De momento, hasta aquí puedo contar, que no tengo tiempo para más.

Un saludo, y espero haber sembrado aún más dudas sobre el tema. Jacinto

Buenos dias.

Por lo que me contais en la malloria de los casos la tierra de RF es imposible y se usa la de Tierra como de RF.

Un saludo.

EA4GDQ escribió:

Buenos dias.

Por lo que me contais en la malloria de los casos la tierra de RF es imposible y se usa la de Tierra como de RF.

Un saludo.

Al contrario. SI ES POSIBLE. Pero en función de múltiples parámetros más o menos fácil (o difícil).

En tu caso, con una tierra de 3 Ohmios, vivienda unifamiliar, es de los fáciles: cuanto más cerca esté el cuarto de radio al punto de puesta a tierra, mejor. Cuanto más cortos sean los cables para tierra y de mayor sección, mejor. Si en vez de utilizar cables eléctricos, utilizas cintas planas de cobre, mejor. Cuanto mejor esté ejecutada la instalación, con todos los baluns y choques necesarios, mejor. Cuanto más ajustadas tengas las antenas, o mejor dicho, menos estacionarias tengas por el cable coaxial, mejor.

Por todo lo que he leído, tu instalación es bastante buena. Sólo es cuestión de adoptar una mínimas precauciones para no existan elementos que distorsionen la instalación. Y aquí, la atención al detalle, sí es primordial.

El mensaje anterior, sólo son más datos para comprender, desde mi punto de vista, la diferencia entre "Tierra Eléctrica", "Tierra de RF" y he añadido algo del "Plano de Tierra".

Para intentar hacer una síntesis diremos que "Tierra Eléctrica" y "Tierra de RF" están destinadas a dispersar energía a tierra y aportar un punto de "potencial cero" de referencia.

Plano de Tierra, elemento que forma parte de la antena.

A ver si así puedo dejarlo un poco más claro.

Saludos. Jacinto

Después de leer la magnífica síntesis de Jacinto me permito dos apuntes.

La tierra eléctrica es imprescindible para la seguridad de las personas, la tierra de RF solo afecta al comportamiento de nuestra estación (no tiene nada que ver con la estática ni los rayos, y cuando nos obligan a poner torreta y antenas a tierra hablan de "eléctrica").

Cuanto mejor sea la instalación de la antena menos necesaria es la tierra de RF.

Muy interesante. Y ¿como podriamos hacer los que no tenemos posibilidad real de poner una toma de tierra de RF?, por vivir en bloque de pisos y zona urbanizada, hablando en plata, sin posibilidad alguna de ponerla, pero si teniendo la tierra electrica. ¿Mejor dipolo que vertical?, para este servidor es un tema que no acabo de resolver.

Bunos dias.

Despues de los comentarios hechos por los compañeros me pregunto.
Si pongo en el cuarto de radio una barra de cobre de unos 2 metros, longitud de la mesa de radio y desde esta con cable de buena seccion 6mm2 lo mas cortos posibles a los equipos, Fueentes y demas equipos de Radioaficionados. y por uno de los estremos bajar a la red de tierra con cable de 25mm2.
¿Eso se puede considerrar una buena tierra de RF?

Un saludo

EA2EKF escribió:

Muy interesante. Y ¿como podriamos hacer los que no tenemos posibilidad real de poner una toma de tierra de RF?, por vivir en bloque de pisos y zona urbanizada, hablando en plata, sin posibilidad alguna de ponerla, pero si teniendo la tierra electrica. ¿Mejor dipolo que vertical?, para este servidor es un tema que no acabo de resolver.

Este es uno de los casos más laboriosos para solventar, o al menos, mitigar.

Casi mejor empiezo por resolverte la última pregunta. Mucho mejor dipolo que vertical 1/4 de onda. Una vertical de 1/4 de onda o monopolo, necesita el punto de puesta a tierra o un sistema de radiales para conformar 1/2 onda necesaria.

A partir de ahí, lo primero, evitar por todos los medios posibles tener RF en el cuarto de radio. Es decir, evitar las corrientes no deseadas de RF por la instalación. Y para ello, la primera medida es instalar baluns y/o choques en la línea de transmisión.

Toda antena, debería tener un balun, preferiblemente de tensión, aunque sea 1:1. ¿Por qué? Porque además de adaptar impedancias, equilibra las 2 ramas de una antena evitando las corrientes de retorno y conecta el vivo con la malla, descargando cualquier estática que intente acumularse en uno de los lados de la antena. De paso, eliminamos un poco de ruido proveniente de esa estática.

No es anormal que se precise de un choque a la salida del cuarto de radio o del último elemento del equipo, para anular cualquier corriente que se pueda inducir en la malla del cable coaxial.

Ya casi hemos eliminado la necesidad de una toma de tierra de RF. ¡¿O no?! :angry: :angry:

Sólo por curiosidad. Si tienes un polímetro a mano, en modo ohmetro, mide continuidad entre carcasa del equipo TRX, del ordenador, de la fuente alimentación; entre el negativo fuente alimentación y carcasa de la misma... Apuntalo todo y nos lo cuentas. Así, podremos continuar para dar con tu solución.

Saludos.
Jacinto.

Ok, muy esclarecedor Jacinto, mediré todo esto en cuanto tengo todo montado, estoy poniendo las antenas en estos días, y estaba en un impass con la dichosa toma de RF, lleno de dudas sobre poner esto, lo otro, etc..., lo tengo ahora claro. Gracias.

EA4GDQ escribió:

Bunos dias.

Despues de los comentarios hechos por los compañeros me pregunto.
Si pongo en el cuarto de radio una barra de cobre de unos 2 metros, longitud de la mesa de radio y desde esta con cable de buena seccion 6mm2 lo mas cortos posibles a los equipos, Fueentes y demas equipos de Radioaficionados. y por uno de los estremos bajar a la red de tierra con cable de 25mm2.
¿Eso se puede considerrar una buena tierra de RF?

Un saludo

Eso es sólo uno de los elementos que componen la puesta a tierra.

Es la parte que interconecta los equipos de modo que se reduzcan al mínimo las corrientes de bucle por los cables de tierra.

Y ya que estamos ahí, comentar que hay diversas formas. Barra de cobre. Unos propugnan barra de cobre, que a mismo diámetro, da lo mismo que sea tubería de cobre, el efecto pelicular hace que la corriente solo circule por la superficie. Dependiendo de la frecuencia, podemos decir que el espesor de la capa por la que discurren las corrientes de RF son de micrómetros. Así que, una placa de circuito impreso mediana, también nos bastaría. Aquí lo que importa es la superficie, no el espesor. También hay barras ya mecanizadas de cobre para puestas a tierra, unión de neutros o tomas de tierra, para cuadros eléctricos.

Cable de 6 mm2... de cuanta más sección, mejor. ¿Qué tal 10 o 16 mm2? Pero de la barra de conexión común al punto de puesta a tierra, más que un cable de 25mm2, yo opto por malla trenzada, de la que se usa para conectar el negativo de las baterías de coche al chasis, de 25 mm de ancho, que presenta menor impedancia.

Y con esto, ya tenemos una sección de la puesta a tierra, no tu totalidad.

Saludos. Jacinto

EA2EKF escribió:

Ok, muy esclarecedor Jacinto, mediré todo esto en cuanto tengo todo montado, estoy poniendo las antenas en estos días, y estaba en un impass con la dichosa toma de RF, lleno de dudas sobre poner esto, lo otro, etc..., lo tengo ahora claro. Gracias.

Me alegro haber sido de ayuda, pero te aseguro que ni yo mismo lo tengo tan claro.

Llevo meses -tampoco tengo tanto tiempo libre- estudiando y acumulando documentación sobre este tema, con la intención de escribir un artículo para la revista de URE (que me temo que tendrá que ser en varias partes) sobre todo lo concerniente a las tomas de tierra, su coexistencia y cómo reducir los efectos adversos de la misma. Y esto es mucho más complejo y amplio de lo que parece y ya no es cuestión de simplificar, porque la simplificación induce a errores.

Mejor avancemos paso a paso.

Jacinto.

Buenas noches.

Por lo expuesto hasta el momento un buen ajuste de las antenas y el usasr filtros (ferritas)en los cables coaxiales es mas practico que una tierra de RF.
Es mas importante prevenir la RF enel cuarto de radio que derivarla a tierra.

Un saludo.

EA4GDQ escribió:

Buenas noches.

Por lo expuesto hasta el momento un buen ajuste de las antenas y el usasr filtros (ferritas)en los cables coaxiales es mas practico que una tierra de RF.
Es mas importante prevenir la RF enel cuarto de radio que derivarla a tierra.

Un saludo.

Buenos días.

Sí, el primer paso es reducir al máximo la RF, pero no toda la RF estará eliminada. Te aseguro que hay muchas más fuentes de RF que de una manera u otra, afectan a nuestros sistemas de telecomunicaciones. Y esa, también hay que eliminarla, y la tierra se vuelve casi imprescindible.

Poco a poco, entenderemos este galimatías de las tierras.

Saludos. Jacinto