¿Qué es la puesta a tierra y por qué es tan importante?

La definición correcta de una puesta a tierra (earth ground) suele ser una conexión terminada en una varilla de puesta a tierra hincada en el suelo a una profundidad de 2,4 m (8 pies) o más. Esta varilla de tierra se conecta directamente, mediante un conductor, a la barra de tierra del tablero de distribución principal, y desde allí se distribuye a los distintos tomacorrientes de corriente alterna (CA) de la vivienda a través de un conductor de cobre desnudo o recubierto con aislamiento verde, alojado dentro del mismo cable de alimentación que los conductores de fase y neutro. La conexión a tierra puede entonces accederse en el tomacorriente mediante el contacto de tierra. Las tuberías metálicas enterradas en el suelo también suelen considerarse como una puesta a tierra. 

La conexión física con la tierra es importante porque esta proporciona un cuerpo eléctricamente neutro; cantidades iguales de cargas positivas y negativas están distribuidas a lo largo de toda su masa. Debido a la neutralidad eléctrica prácticamente infinita de la tierra, los intentos de modificar su potencial eléctrico mediante generadores, baterías, mecanismos de electricidad estática u otros medios similares no producen efectos medibles. Cualquier carga adicional introducida en la tierra es absorbida rápidamente (el suelo húmedo suele ser relativamente conductor). Estas interacciones de carga ocurren constantemente en todo el planeta y, en promedio, se compensan hasta resultar en una carga neta nula.

Por razones prácticas, la tierra se define como un potencial cero (en relación con otros puntos), un potencial que es prácticamente inmune a fluctuaciones. Esto hace que la tierra sea un punto de referencia conveniente y útil para otros potenciales eléctricos. Al conectar diversos equipos electrónicos a la puesta a tierra, todos pueden compartir el mismo potencial de referencia, de modo que los dispositivos operan con una referencia común.

La conexión física real a tierra en un equipo específico se realiza normalmente a través del conductor de tierra del cable de alimentación, el cual se enlaza con la red de puesta a tierra del sistema eléctrico cuando el equipo se conecta a la red. Este conductor de tierra suele conectarse internamente al chasis del equipo y, lo que es más importante para esta discusión, al conductor de retorno de un canal proveniente de los circuitos internos. Dicho retorno se expone externamente como un terminal de tierra.

Por ejemplo, en la siguiente figura, un osciloscopio, un generador de funciones y un dispositivo audiovisual genérico utilizan conectores BNC y UHF para canales de entrada y salida. Internamente, el cuerpo exterior del conector BNC o UHF está cableado al conductor de retorno (o referencia) del canal, mientras que un conductor central (aislado del cuerpo exterior) está conectado al conductor activo (o de señal) del canal. Lo importante aquí es que el retorno o conductor exterior del conector también está conectado internamente al conductor de tierra de la red eléctrica a través del cable de alimentación. Esto fija el retorno al potencial de referencia de tierra.

En el caso de una fuente de alimentación de corriente continua (CC), se presenta un terminal de tierra independiente en el panel frontal, generalmente en forma de un conector tipo banana. Para aterrizar la fuente de CC, debe conectarse un puente entre el terminal negativo de la fuente y el terminal de tierra. Si no se utiliza este puente, se dice que la fuente está flotante.

Todos los equipos conectados a tierra comparten una tierra común. Para comprobarlo, puede medirse la resistencia entre los terminales de tierra de dos equipos de laboratorio distintos. Si los dispositivos están correctamente aterrizados, la medición será aproximadamente 0 Ω (con una pequeña contribución debida a resistencias internas).