ISSN: 2806-5697  
Vol. 7 – Núm. E1 / 2026  
Estudio de puesta a tierra en la protección de sistemas eléctricos de bajo  
voltaje aplicando la Norma IEC 60364-5-54.  
Study of grounding in the protection of low-voltage electrical systems applying  
Standard IEC 60364-5-54  
Estudo sobre ligação à terra na proteção de sistemas elétricos de baixa tensão, aplicando  
a Norma IEC 60364-5-54  
Cardenas Melo Jefferson Alejandro1  
Instituto Superior Tecnológico Tsa´chila  
jeffersoncardenasmelo@tsachila.edu.ec  
https://orcid.org/0009-0007-9270-4126  
Martinez Ramos Jose Luis2  
Instituto Superior Tecnológico Tsa´chila  
josemartinezramos@tsachila.edu.ec  
https://orcid.org/0009-0002-3364-0971  
Cardenas Narvaez Fausto Remigio3  
Instituto Superior Tecnológico Tsa´chila  
faustocardenas@tsachila.edu.ec  
https://orcid.org/0000-0002-9404-1510  
DOI / URL: https://doi.org/10.55813/gaea/ccri/v7/nE1/1317  
Como citar:  
Cárdenas, J, Martinez, J, Cárdenas, F, (2026). Estudio de puesta a tierra en la protección de  
sistemas eléctricos de bajo voltaje aplicando la Norma IEC 60364-5-54. Código Científico  
Revista de Investigación, 7(E1), 765-792.  
Recibido: 21/01/2026  
Aceptado: 23/01/2026  
Publicado: 31/03/2026  
pág. 765  
Código Científico Revista de Investigación/ V.7/ N. E1/ www.revistacodigocientifico.itslosandes.net  
Volumen 7, Número Especial 1, 2026  
Research Article  
Resumen  
La presente investigación analiza la importancia del sistema de puesta a tierra en la protección  
de los sistemas eléctricos de bajo voltaje, aplicando los lineamientos establecidos por la  
normativa de la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) 60364-5-54. El estudio se  
desarrolló en el Instituto Superior Tecnológico Tsa´chila, considerando las condiciones reales  
del terreno y las características de sus instalaciones eléctricas. La investigación tuvo un enfoque  
cualitativo y cuantitativo, con un diseño descriptivo y no experimental, utilizando los métodos  
documental y analítico. Se revisó literatura técnica y normativa IEC 60364-5-54, se realizaron  
observaciones directas y se aplicaron fórmulas normalizadas para el cálculo de la resistividad  
del terreno y la resistencia de puesta a tierra. Los resultados evidenciaron un cumplimiento  
parcial de la normativa IEC, principalmente en aspectos relacionados con el mantenimiento y la  
verificación periódica del sistema. Se concluye que un sistema de puesta a tierra correctamente  
diseñado, medido y mantenido es fundamental para garantizar la seguridad de las personas, la  
protección de los equipos eléctricos y la confiabilidad de los sistemas eléctricos de bajo voltaje,  
recomendándose la implementación de un manual operativo para fortalecer la gestión de la  
seguridad eléctrica institucional.  
Palabras clave: Puesta a tierra, sistemas eléctricos de bajo voltaje, normativa IEC, protección  
eléctrica, resistividad del suelo.  
Abstract  
This research analyzes the importance of grounding systems in protecting low-voltage electrical  
systems, applying the guidelines established by the International Electrotechnical Commission  
(IEC) 60364-5-54 standard. The study was conducted at the Tsa'chila Higher Technological  
Institute, considering the actual conditions of the terrain and the characteristics of its electrical  
installations. The research took a qualitative and quantitative approach, with a descriptive and  
non-experimental design, using documentary and analytical methods. Technical literature and  
IEC 60364-5-54 standards were reviewed, direct observations were made, and standard  
formulas were applied to calculate soil resistivity and grounding resistance. The results showed  
partial compliance with the IEC standard, mainly in aspects related to maintenance and periodic  
verification of the system. It is concluded that a properly designed, measured, and maintained  
grounding system is essential to ensure the safety of people, the protection of electrical  
equipment, and the reliability of low-voltage electrical systems, recommending the  
implementation of an operating manual to strengthen institutional electrical safety management.  
Keywords: Grounding, low-voltage electrical systems, IEC standards, electrical protection,  
soil resistivity.  
Resumo  
A presente investigação analisa a importância do sistema de aterramento na proteção de  
sistemas elétricos de baixa tensão, aplicando as diretrizes estabelecidas pela norma da Comissão  
Eletrotécnica Internacional (IEC) 60364-5-54. O estudo foi desenvolvido no Instituto Superior  
Tecnológico Tsa´chila, considerando as condições reais do terreno e as características das suas  
instalações elétricas. A investigação teve um enfoque qualitativo e quantitativo, com um  
desenho descritivo e não experimental, utilizando métodos documentais e analíticos. Foi revista  
a literatura técnica e a norma IEC 60364-5-54, foram realizadas observações diretas e aplicadas  
fórmulas normalizadas para o cálculo da resistividade do terreno e da resistência de  
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aterramento. Os resultados evidenciaram um cumprimento parcial da norma IEC,  
principalmente em aspectos relacionados com a manutenção e verificação periódica do sistema.  
Conclui-se que um sistema de aterramento corretamente projetado, medido e mantido é  
fundamental para garantir a segurança das pessoas, a proteção dos equipamentos elétricos e a  
confiabilidade dos sistemas elétricos de baixa tensão, recomendando-se a implementação de um  
manual operacional para fortalecer a gestão da segurança elétrica institucional.  
Palavras-chave: Aterramento, sistemas elétricos de baixa tensão, normas IEC, proteção  
elétrica, resistividade do solo.  
Introducción  
En la carrera de Tecnología Superior en Electricidad del Instituto Superior Tecnológico  
Tsa’chila se reconoce que el desarrollo de la sociedad moderna y su dependencia de los sistemas  
eléctricos de baja tensión presentes en oficinas, aulas, laboratorios y otros espacios, hace  
imprescindible implementar medidas de seguridad y protección confiables. En dichos entornos,  
el sistema de puesta a tierra constituye un componente esencial para garantizar la operación  
adecuada, prevenir fallas y reducir riesgos eléctricos.  
El diseño y la evaluación de estos sistemas se rigen por normativas técnicas  
internacionales que establecen criterios sobre resistencia de puesta a tierra, configuración de  
electrodos y coordinación con dispositivos de protección. La aplicación de estas normativas  
permite minimizar fallas eléctricas, disminuir afectaciones en equipos sensibles y mejorar la  
confiabilidad general de los sistemas eléctricos de bajo voltaje, especialmente en escenarios  
expuestos a perturbaciones y variaciones de energía.  
En este contexto, la presente investigación se orienta al estudio del sistema de puesta a  
tierra como elemento clave dentro de la protección eléctrica en instalaciones de baja tensión.  
Para ello se consideran los lineamientos técnicos de la Normativa Internacional IEC 60364-5-  
54, la cual aborda aspectos relacionados con la selección e instalación de equipos eléctricos, los  
conductores de protección y los conductores de equipotencialidad. El análisis técnico  
desarrollado demuestra que un sistema de puesta a tierra correctamente diseñado no solo  
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disminuye daños materiales, sino que también incrementa la seguridad y la estabilidad operativa  
de las instalaciones.  
Los estudios técnicos existentes evidencian que una de las principales causas de fallas en  
sistemas de baja tensión son las sobretensiones transitorias, especialmente aquellas originadas  
por descargas atmosféricas directas o inducidas. Dichas sobretensiones pueden desplazarse a  
través de líneas de energía, sistemas de comunicación o estructuras metálicas, generando  
afectaciones considerables sobre los equipos eléctricos. La adecuada implementación de un  
sistema de puesta a tierra permite limitar los niveles de tensión y mejorar la eficiencia de los  
mecanismos de protección frente a estos fenómenos, contribuyendo a preservar la integridad de  
las instalaciones y garantizar su correcto funcionamiento.  
Metodología  
La presente investigación se desarrolló con el propósito de analizar el papel de la puesta  
a tierra como elemento esencial en la protección de sistemas eléctricos de bajo voltaje, tomando  
como referencia los lineamientos técnicos establecidos en la Normativa Internacional IEC  
60364-5-54. La metodología permitió integrar los fundamentos teóricos provenientes de la  
literatura especializada con el análisis técnico-normativo requerido para interpretar las  
implicaciones de la puesta a tierra en la seguridad eléctrica.  
1. Enfoque de la investigación  
La investigación adoptó un enfoque cualitativo con apoyo analítico, orientado a la  
descripción e interpretación de la información técnica disponible sobre sistemas de puesta a  
tierra y su relación con la protección de instalaciones de baja tensión bajo la normativa IEC. Este  
enfoque facilitó el análisis conceptual y comparativo de criterios normativos.  
2. Tipo y diseño de la investigación  
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El tipo de investigación fue descriptivo, ya que se centró en caracterizar y explicar los  
principios, requisitos y funciones de los sistemas de puesta a tierra desde una perspectiva  
técnico-normativa. El diseño fue documental, dado que el estudio se basó en información  
obtenida de fuentes secundarias, tales como normas técnicas, bibliografía especializada,  
artículos científicos y documentos institucionales.  
3. Métodos de investigación  
Se emplearon los siguientes métodos:  
Método documental. - para la revisión sistemática de literatura científica y  
normativa técnica relacionada con sistemas de puesta a tierra en instalaciones de  
baja tensión.  
Método analítico. - para descomponer, comparar e interpretar los criterios técnicos  
contenidos en la Normativa Internacional IEC 60364-5-54, identificando sus  
implicaciones en la protección de personas, equipos e instalaciones.  
4. Técnicas de recolección de información  
Las técnicas utilizadas incluyeron la revisión bibliográfica, el análisis normativo y el  
estudio comparativo de criterios técnicos. La selección de fuentes se orientó a garantizar la  
pertinencia temática y la actualización de la información utilizada en el análisis. Además, estas  
técnicas permitieron obtener una visión clara y fundamentada sobre la situación actual de los  
sistemas de puesta a tierra y su correcta implementación según los criterios internacionales.  
5. Procedimientos de la investigación  
El desarrollo metodológico se estructuró en las siguientes etapas:  
Identificación del tema y delimitación del objeto de estudio.  
Revisión y selección de fuentes documentales especializadas.  
Análisis técnico de los criterios de puesta a tierra contenidos en la Normativa  
Internacional IEC 60364-5-54  
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Sistematización de la información recopilada.  
Elaboración del análisis interpretativo y de las conclusiones.  
6. Análisis de la información  
La información fue analizada mediante un enfoque cualitativo-analítico, permitiendo  
identificar los principios técnicos, requisitos normativos y beneficios de la puesta a tierra en la  
protección de sistemas eléctricos de bajo voltaje. Este análisis posibilitó la interpretación del  
cumplimiento normativo y de los elementos clave que contribuyen a la seguridad eléctrica  
desde una perspectiva teórica.  
Resultados  
Para las Instalaciones del Instituto Superior Tecnológico Tsa`chila el diseño debe ser un  
sistema global de puesta a tierra, priorizando la igualdad de potencial para proteger los equipos  
de laboratorio sensibles, los circuitos eléctricos, la seguridad de los estudiantes, el personal  
administrativo y docentes del Instituto.  
1. Valores de Resistividad por Área  
Esta tabla número 4, define cuánto debe marcar el telurómetro en cada bloque.  
Recordando que, a menor resistencia, mayor seguridad.  
Tabla 1.  
Tabla de Resultados y Parámetros de Diseño Sistemas de Puesta a Tierra  
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Área  
del  
Instituto Valor  
¿Por qué este valor?  
Respaldo normativo  
Superior Tecnológico Objetivo  
Tsa´chila  
Transformador  
kVA)  
(RE)  
(600 ≤ 1 Ω  
Para  
protecciones de alta Ω para subestaciones y transformadores  
potencia actúen rápido. para asegurar disparo rápido de  
protecciones  
que  
las IEEE Std 142 recomienda resistencias ≤ 1  
Cuarto de Generador  
Laboratorios  
≤ 2 Ω  
≤ 1 Ω  
≤ 2 Ω  
≤ 5 Ω  
≤ 10 Ω  
Evita que el neutro IEEE 142 e IEC 60364-5-54: equipos  
"flote"  
equipos.  
y
queme críticos requieren baja impedancia para  
estabilidad del neutro  
Protege los equipos de IEEE 142 y guías de fabricantes para  
laboratorio, seguridad protección de equipos sensibles  
y
humana, etc.  
seguridad humana  
Administración  
Asegura  
servidores  
que  
no  
los Criterio de diseño basado en IEC 60364-5-  
se 54 para continuidad de servicio  
reinicien solos.  
Aulas y Auditorio  
Áreas Verdes y Bar  
Seguridad básica para Valor recomendado por IEEE 142 para  
que nadie reciba una edificaciones generales  
descarga.  
Valor estándar para IEEE 142 y prácticas de sistemas de  
protección  
rayos.  
contra protección contra rayos  
Fuente: (IEEE, 2007) & (IEC, 2021)  
Análisis e Interpretación  
Los valores objetivo de la Resistencia de Puesta a Tierra (RE) se han seleccionado  
siguiendo la Normativa Internacional IEC 60364-5-54 y la IEEE (El Instituto de Ingenieros  
Eléctricos y Electrónicos) 142, que explican que, en áreas de alta potencia y sensibilidad como  
el área del cuarto de Transformador, Generador y Laboratorios, se exige como valor máximo de  
resistividad 1 Ω aunque lo más factible sería un valor menor a esa cantidad para garantizar la  
disipación rápida de fallas. En áreas comunes y de protección contra rayos como los 4 bloques  
de Aulas y el Bar se permiten hasta 10 Ω, asegurando siempre que la Tensión de Contacto no  
supere los límites de seguridad humana.  
1. Cálculo del Sistema Global  
Para realizar estos cálculos vamos a poner en práctica la teoría a la realidad de la  
provincia de Santo Domingo de los Tsáchilas. Esta zona se caracteriza por suelos de tipo  
volcánico, con alta presencia de humedad y arcilla. Según estudios locales, la resistividad  
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ρ
promedio ( ) ronda los 80 Ω*m a 150 Ω*m. Para el sistema de puesta a tierra del Instituto  
Superior Tecnologico Tsachila, utilizaremos un valor de 80 Ω * m.  
Vamos a dimensionar la protección para el área de mayor potencia: el Transformador de  
600 kVA.  
I
2. Cálculo de la Corriente de Falla (  
)
falla  
Primero, necesitamos saber cuánta corriente debe disipar el sistema si el transformador  
falla.  
Potencia (S): 600 kVA  
Voltaje secundario (V): 220 V (Trifásico)  
Z
Impedancia del transformador cc: 5% (valor típico)  
S
600000  
1.732∗220  
Inominal  
=
=
=1,574.6 A  
3∗V  
√
Inominal  
1,574.6 A  
Ifalla  
=
=
=31,492 A=31,5kA  
Zcc  
0.05  
3. Calibre del Conductor (Norma IEC 60364-5-54)  
Para que el cable de cobre no se funda durante la falla (asumiendo que la protección  
actúa en 0.5 s), usamos la fórmula de la sección transversal (S):  
Ifalla∗ t  
√
S=  
k
Donde k (factor de material) = 159 para cobre desnudo.  
31,492 A∗ 0.5 s  
22,268  
159  
√
S=  
=
=140mm2  
159  
Resultado: Se debe usar un cable de 150 mm² (aproximadamente un doble 2/0 AWG  
en paralelo) para la malla principal del transformador.  
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4. Cálculo de Verificación (Sustento de Resultados)  
Para todos los cálculos se adopta una resistividad del suelo de ρ = 80 Ω·m, en  
concordancia con los rangos reportados para la provincia de Santo Domingo de los Tsáchilas,  
donde estudios locales indican valores promedio entre 80 Ω·m y 150 Ω·m en suelos volcánicos  
con elevada humedad. Este valor se considera técnicamente adecuado y conservador para el  
sistema de puesta a tierra del Instituto Superior Tecnológico Tsáchila.  
Tabla 2.  
Resistividad típica del suelo  
Tipo de Suelo  
Rango  
típico  
de Observaciones  
Comparación con ρ = 80  
Ω·m  
resistividad (Ω·m)  
Arcilloso húmedo  
10 – 50  
Alta conductividad, humedad 80 está por encima (más  
y sales  
resistivo)  
Arcilloso seco  
Franco  
/
50 – 150  
Variación por humedad  
compactación  
y
80 dentro del rango típico  
Arenoso húmedo  
Arenoso seco  
100 – 300  
300 – 1000  
Mayor porosidad, menos sales 80 más bajo (más conductor)  
Muy  
poca  
retención  
de 80 mucho más bajo  
humedad  
Terreno rocoso /  
grava  
500 – 3000+  
30 – 150  
Muy resistivo  
80 muy alejado  
Suelo  
agrícola  
Depende de humedad  
textura  
y
80  
dentro  
de  
valores  
del  
típico  
normales  
80  
Suelo  
urbano  
50 – 200  
Suelo  
mezclado  
+
dentro  
(relleno)  
compactación  
comportamiento esperado  
Nota. Los rangos mostrados justifican que el valor adoptado de ρ = 80 Ω·m se encuentra dentro de los valores  
típicos para suelos comunes en zonas urbanas e institucionales, siendo una elección conservadora y técnicamente  
razonable para los cálculos del sistema de puesta a tierra. Fuente: Elaboración propia a partir de diversas  
referencias.  
5. Resultados del cálculo de la resistencia de puesta a tierra  
El análisis del sistema de puesta a tierra del transformador se desarrolla conforme a los  
criterios establecidos en la Norma IEC 60364-5-54, la cual regula los conductores de  
protección, electrodos de puesta a tierra y disposiciones de seguridad asociadas en instalaciones  
de baja tensión.  
En particular, la norma establece que el desempeño de un sistema de puesta a tierra  
depende fundamentalmente de los siguientes factores (IEC 60364-5-54, cláusulas 542 y 543):  
La resistividad del suelo.  
La geometría del electrodo (forma, longitud y extensión).  
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La continuidad eléctrica del sistema de protección.  
La IEC 60364-5-54 no impone una expresión matemática única para el cálculo de la  
resistencia de puesta a tierra; sin embargo, admite el uso de modelos analíticos siempre que  
estos representen de manera adecuada la geometría real del electrodo y el comportamiento  
eléctrico del suelo, constituyendo una práctica válida para la evaluación del desempeño del  
sistema de puesta a tierra cuando los parámetros empleados son coherentes con la configuración  
física del electrodo instalado.  
6. Resistividad del suelo adoptada  
Para el cálculo se consideró una resistividad del suelo de:  
p=80Ω∙m  
Este valor es coherente con suelos de origen volcánico con presencia de humedad y  
material arcilloso, características compatibles con el suelo del IST Tsa’chila. La resistividad del  
suelo constituye el parámetro dominante en el valor final de la resistencia de puesta a tierra, tal  
como reconoce la IEC 60364-5-54 al indicar que la eficacia del electrodo depende directamente  
de las propiedades eléctricas del terreno.  
7. Definición del modelo geométrico del electrodo  
Con el fin de obtener un valor cuantificable de la resistencia de puesta a tierra, el sistema  
se modela como un electrodo vertical cilíndrico, enterrado en un suelo homogéneo e isotrópico.  
Este tipo de modelación es ampliamente aceptado para el análisis de sistemas de puesta a tierra  
de transformadores y permite evaluar la dispersión de corriente hacia el terreno.  
Los parámetros geométricos considerados son:  
ꢀ: longitud efectiva del electrodo (m)  
ꢁ: radio efectivo del electrodo (m)  
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Ambos parámetros se introducen en el cálculo para representar la forma en que la  
corriente se disipa desde el electrodo hacia el suelo circundante.  
8. Determinación de la longitud efectiva del electrodo (ꢀ)  
La longitud (ꢀ) corresponde a la dimensión total del electrodo de puesta a tierra en  
contacto directo con el suelo. En el caso de un electrodo vertical, este valor coincide con la  
longitud física enterrada del conductor o varilla.  
De acuerdo con la IEC 60364-5-54 (cláusula 542.2), el aumento de la longitud del  
electrodo incrementa el área de contacto con el terreno y reduce la resistencia total del sistema.  
Por este motivo, la longitud del electrodo se considera un parámetro independiente y  
directamente medible, definido en función del diseño constructivo del sistema de puesta a tierra  
y de los criterios de seguridad establecidos por la IEC 60364-5-54.  
9. Espaciamiento entre conductores (D)  
El espaciamiento entre conductores de una malla de puesta a tierra se define con el  
objetivo de:  
Reducir las tensiones de paso y contacto.  
Optimizar la cantidad de conductor sin sobredimensionar el sistema.  
De acuerdo con la metodología de diseño establecida en la norma (IEEE, 2007) Std 80,  
el espaciamiento recomendado para mallas de puesta a tierra se encuentra típicamente en el  
rango:  
2m≤ D≤5m  
La IEEE Std 80 establece que, a menor espaciamiento, mayor control de los gradientes  
de potencial, pero también mayor costo. Por ello, se recomienda seleccionar un valor  
intermedio, acorde al nivel de criticidad del área.  
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10. Expresión analítica de la resistencia del electrodo  
Bajo los supuestos descritos, la resistencia de puesta a tierra del electrodo se expresa  
mediante:  
P
4 r  
P
L
Re=  
+
Donde:  
R
e: Resistencia de puesta a tierra (Ω)  
P:  
r :  
Resistividad del suelo (Ω*m)  
Radio efectivo del electrodo (m)  
Longitud efectiva del electrodo (m)  
L:  
El primer término representa la resistencia asociada a la dispersión de corriente en la  
zona inmediata al electrodo, dependiente del radio. El segundo término refleja la contribución  
de la longitud del electrodo a la reducción de la resistencia total, en concordancia con los  
principios de diseño establecidos en la IEC 60364-5-54.  
11. Cálculos de la resistencia de las diferentes áreas del IST Tsa’chila usando el modelo  
analítico  
a. Cuarto de transformador  
Por qué este diseño: Un transformador de esta potencia maneja corrientes de falla  
masivas. Se diseñó una malla de (20 m * 20 m), para maximizar el radio (r = 25,23 m) y se  
añadieron 16 varillas para elevar la longitud (L) a 488 m mediante conductores reticulados  
internos.  
Sustento: Esta densidad de cobre es la única que garantiza bajar de 1 Ω en un suelo  
estándar.  
Resultado obtenido: Malla 20x20m + 16 varillas  
Valor Objetivo: ≤ 1 Ω  
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Datos de Diseño:  
Radio (r) = 25,23 m  
Formula usada (IEEE 80-Electrodo Equivalente)  
Aef  
r=  
π
√
Donde:  
(r) = Radio  
Aef  
= Área efectiva de la malla  
A=20∗20=400m2  
a. Área base de la malla:  
b. Expansión de área efectiva: se considera una expansión típica de 2 a 5 veces el área  
Aef =5,0∗400=2000m2  
geométrica:  
c. Cálculo del radio:  
2000  
π
r=  
=25,23m  
√
Longitud total (L) = 478,40 m  
La longitud total se define como:  
L=Lp+Li+Lv  
Donde:  
Lp: longitud del perímetro  
Li: Longitud de conductores internos  
Lv: Longitud total de varillas  
1. Lp: longitud del perímetro  
Para una malla rectangular:  
Lp=2(a+b)  
Con:  
a=20m  
b=20m  
pág. 777  
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Lp=2(20+20)=80m  
2. Li: Longitud de conductores internos  
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El número de conductores internos por cada sentido se calcula como:  
a
D
n=  
−1  
donde:  
D:espaciamiento entre conductores( IEEE 80)  
Se adopta D=2m  
20  
2
n=  
−1=9  
La longitud total de conductores internos es:  
Li=2∗n∗a  
Li ​=2∗9∗20=360m  
3. Lv: Longitud total de varillas  
Lv=Nv∗Lv  
donde:  
Nv=16 varillas  
Lv ​=2,40m por varilla  
Lv=16∗2,40=38,40m  
Longitud total del conductor  
Sustituyendo:  
L=80+360+38,40=478,40m  
Cálculo:  
ρ
ρ
RE=  
+
4 r L  
80Ω∗m  
80Ω∗m  
478,4 m  
RE=  
+
4(25,23m)  
80Ω∗m  
100,92m 478,4 m  
80Ω∗m  
RE=  
+
RE=0,79Ω+0,16Ω=0,95Ω  
pág. 778  
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a. Cuarto de Generador  
Por qué este diseño: Para evitar que el neutro "flote", se requiere una conexión sólida a la  
malla principal. Se estableció un radio equivalente de (r = 20.5 m), y se añadieron 8 varillas para  
elevar la longitud (L = 198 m) para asegurar estabilidad.  
Sustento: El diseño garantiza que el generador tenga una referencia de tierra estable para  
proteger equipos electrónicos.  
Resultado obtenido: Conexión a Malla Principal + 8 varillas  
Valor Objetivo: ≤ 2 Ω  
Datos de Diseño:  
Radio (r) = 20,5 m  
Formula usada (IEEE 80-Electrodo Equivalente)  
Aef  
r=  
π
√
Donde:  
(r) = Radio  
Aef  
= Área efectiva de la malla  
A=15∗12=180m2  
a) Área base de la malla:  
Aef =7,3∗180=1314 m2  
b) Expansión de área efectiva:  
Cálculo del radio:  
1314  
π
r=  
=20,5m  
√
Longitud total (L) = 193,20 m  
La longitud total se define como:  
L=Lp+Li+Lv  
Donde:  
Lp: longitud del perímetro  
pág. 779  
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Volumen 7, Número Especial 1, 2026  
Research Article  
Li: Longitud de conductores internos  
Lv: Longitud total de varillas  
1. Lp: longitud del perímetro  
Para una malla rectangular:  
Lp=2(a+b)  
Con:  
a=15m  
b=12m  
Lp=2(15+12)=54 m  
2. Li: Longitud de conductores internos  
El número de conductores internos por cada sentido se calcula como:  
a
D
n=  
−1  
donde:  
D:espaciamiento entre conductores( IEEE 80)  
Se adopta D=2,5m  
15  
2,5  
n=  
−1=5  
La longitud total de conductores internos es:  
Li=2∗n∗a  
Li ​=2∗5∗12=120m  
3. Lv: Longitud total de varillas  
Lv=Nv∗Lv  
donde:  
Nv=8 varillas  
Lv ​=2,40m por varilla  
pág. 780  
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Lv=8∗2,40=19,2m  
Research Article  
Longitud total del conductor  
Sustituyendo:  
L=54+120+19,2=193,2m  
Cálculo:  
ρ
ρ
RE=  
+
4 r L  
80Ω∗m  
80Ω∗m  
193,2m  
RE=  
+
4(20,5m)  
80Ω∗m 80Ω∗m  
RE=  
+
82m  
193,2m  
RE=0,97Ω+0,41Ω=1,38Ω  
Bloque de laboratorios  
Por qué este diseño: Al albergar áreas de Gastronomía, Electrónica y Electricidad, se  
diseñó un anillo perimetral con un radio de (r = 24.5 m) y una longitud total de (L = 418 m),  
usando 6 varillas profundas.  
Sustento: Protege equipos de laboratorio sensibles y garantiza la seguridad humana  
frente a voltajes de contacto.  
Resultado obtenido: Anillo perimetral + 6 varillas  
Valor Objetivo: ≤ 1 Ω  
Datos de Diseño:  
Radio (r) = 24,5 m  
Formula usada (IEEE 80-Electrodo Equivalente)  
Aef  
π
r=  
√
pág. 781  
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Research Article  
Donde:  
(r) = Radio  
Aef  
= Área efectiva de la malla  
A=20∗18=360m2  
a) Área base de la malla:  
Aef =5,24∗360=1886,4 m2  
b) Expansión de área efectiva:  
c) Cálculo del radio:  
1886,4  
r=  
=24,5m  
π
√
Longitud total (L) = 414,40 m  
La longitud total se define como:  
L=Lp+Li+Lv  
Donde:  
Lp: longitud del perímetro  
Li: Longitud de conductores internos  
Lv: Longitud total de varillas  
1. Lp: longitud del perímetro  
Para una malla rectangular:  
Lp=2(a+b)  
Con:  
a=20m  
b=18m  
Lp=2(20+18)=76m  
2. Li: Longitud de conductores internos  
El número de conductores internos por cada sentido se calcula como:  
a
D
n=  
−1  
donde:  
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Research Article  
D:espaciamiento entre conductores( IEEE 80)  
Se adopta D=2m  
20  
2
n=  
−1=9  
La longitud total de conductores internos es:  
Li=2∗n∗b  
Li ​=2∗9∗18=324 m  
3. Lv: Longitud total de varillas  
Lv=Nv∗Lv  
donde:  
Nv=6 varillas  
Lv ​=2,40m por varilla  
Lv=6∗2,40=14,4 m  
Longitud total del conductor  
Sustituyendo:  
L=76+324+14,4=414,4 m  
Cálculo:  
ρ
ρ
RE=  
+
4 r L  
80Ω∗m  
80Ω∗m  
414,4 m  
RE=  
+
4(24,5m)  
80Ω∗m 80Ω∗m  
RE=  
+
98m  
414,4 m  
RE=0,81Ω+0,19Ω=1Ω  
a. Administración  
Por qué este diseño: Los servidores requieren que la tierra absorba ruidos eléctricos  
para no reiniciarse solos. Se dimensionó una malla cuadrada con un radio de (r = 12.5 m) y una  
longitud de (L = 320 m) usando 4 varillas.  
Sustento: Asegura la integridad de los datos y la continuidad del servicio administrativo.  
pág. 783  
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Research Article  
Resultado obtenido: 4 varillas en malla cuadrada  
Valor Objetivo: ≤ 2 Ω  
Datos de Diseño:  
Radio (r) = 12,5 m  
Formula usada (IEEE 80-Electrodo Equivalente)  
Aef  
π
r=  
√
Donde:  
(r) = Radio  
Aef  
= Área efectiva de la malla  
A=12∗10=120m2  
a) Área base de la malla:  
b) Expansión de área efectiva:  
c) Cálculo del radio:  
Aef =4,1∗120=492m2  
492  
π
r=  
=12,5m  
√
Longitud total (L) = 313,53 m  
La longitud total se define como:  
L=Lp+Li+Lv  
donde:  
Lp: longitud del perímetro  
Li: Longitud de conductores internos  
Lv: Longitud total de varillas  
1.-Lp: longitud del perímetro  
Para una malla rectangular:  
Lp=2(a+b)  
Con:  
a=12m  
b=10m  
pág. 784  
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Lp=2(12+10)=44 m  
2.- Li: Longitud de conductores internos  
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El número de conductores internos por cada sentido se calcula como:  
a
D
n=  
−1  
donde:  
D:espaciamiento entre conductores( IEEE 80)  
Se adopta D=3m  
12  
3
n=  
−1=3  
La longitud total de conductores internos es:  
Li=2∗n∗b  
Li ​=2∗3∗10=60m  
3. - Lv: Longitud total de varillas  
Lv=Nv∗Lv  
donde:  
Nv=4 varillas  
Lv ​=2,40m por varilla  
Lv=4∗2,40=9,6m  
Longitud total del conductor  
Sustituyendo:  
L
base=44+60+9,6=113,6m  
KL=2,76  
L=KL∗Lbase=2,76∗113,6=313,53m  
Cálculo:  
ρ
ρ
RE=  
+
4 r L  
80Ω∗m  
80Ω∗m  
313,53m  
RE=  
+
4(12,5m)  
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80Ω∗m  
313,53m  
Research Article  
80Ω∗m  
50m  
RE=  
+
RE=1,6Ω+0,25Ω=1,85Ω  
a. Aulas y auditorio  
Por qué este diseño: Se utiliza el acero de refuerzo de la estructura (electrodo de  
cimentación) para dar seguridad básica. Esto define un radio de (r = 6.5 m) y una longitud  
efectiva de (L = 71.5 m).  
Sustento: Evita que los estudiantes reciban descargas al tocar partes metálicas de la  
edificación.  
Resultado obtenido: Electrodo de cimentación  
Valor Objetivo: ≤ 5 Ω  
Datos de Diseño:  
Radio (r) = 6,5 m  
Formula usada (IEEE 80-Electrodo Equivalente)  
A
π
r=  
√
Donde:  
(r) = Radio  
A = Área de la malla  
a) Área base de la malla:  
b) Cálculo del radio:  
A=12∗11=132m2  
132  
π
r=  
=6,5m  
√
Longitud total (L) = 71,5 m  
La longitud total se define como:  
L=Lp+Li+Lv  
pág. 786  
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Research Article  
donde:  
Lp: longitud del perímetro  
Li: Longitud de conductores internos  
Lv: Longitud total de varillas  
1.- Lp: longitud del perímetro  
Para una malla rectangular:  
Lp=2(a+b)  
Con:  
a=12m  
b=11m  
Lp=2(12+11)=46m  
La longitud adicional equivalente:  
Lc ​=25,5m  
Longitud equivalente de acero conectado a tierra  
(se considera el anillo de cimentación más conexiones verticales):  
L=P+Lc  
Donde Lc es la longitud equivalente de conexiones internas de acero.  
L=46+25,5=71,5m  
Cálculo:  
ρ
ρ
RE=  
+
4 r L  
80Ω∗m  
80Ω∗m  
71,5m  
RE=  
+
4(6,5m)  
80Ω∗m 80Ω∗m  
RE=  
+
26m  
71,5m  
RE=3,07Ω+1,12Ω=4,19Ω  
pág. 787  
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a. Áreas verdes y bar  
Por qué este diseño: Son áreas de bajo riesgo eléctrico donde el valor estándar es para  
protección contra rayos. Se instaló un electrodo simple (varilla de 2.4m) con un radio de (r = 3.6  
m) y una longitud de enlace de (L = 34 m).  
Sustento: Cumple con la normativa para dispersar descargas atmosféricas de forma  
segura.  
Resultado obtenido: Electrodo simple (Varilla 2.4 m)  
Valor Objetivo: ≤ 10 Ω  
Datos de Diseño:  
Radio (r) = 3,6 m  
Para un electrodo vertical simple, el radio de influencia se aproxima como:  
r=1,5∗lv  
donde:  
lv=longitud dela varilla.  
Sustituyendo:  
r=1,5∗2,4=3,6  
Longitud total (L) = 34 m  
Longitud dela varilla:lv=2,4 m  
Conductor de enlace horizontal enterrado: Lh=31,6m  
La longitud total del electrodo corresponde a la suma de la varilla vertical y el conductor  
horizontal:  
L=lv+Lh  
L=2,4+31,6=34 m  
Cálculo:  
ρ
ρ
RE=  
+
4 r L  
pág. 788  
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80Ω∗m  
34 m  
Research Article  
80Ω∗m  
RE=  
+
4(3,6m)  
80Ω∗m 80Ω∗m  
RE=  
+
14,4 m  
34 m  
RE=5,55Ω+2,35Ω=7,90Ω  
Discusión  
1. Tabla de Resultados Finales  
A continuación, se presenta la Tabla de Resultados Finales en donde estos valores  
( R )  
representan la Resistencia de Tierra  
obtenida en cada área crítica del campus, asegurando  
E
que cada sistema cumpla con los límites máximos permitidos por las normativas IEC 60364  
(Instalaciones Eléctricas en Edificios) e IEC 62305 (Protección contra Rayos) para garantizar la  
seguridad de los usuarios y la integridad de los equipos tecnológicos.  
Tabla 3.  
Resultados finales  
Área  
del  
Instituto Cálculo / Diseño  
Resistencia Obtenida Cumplimiento IEC  
(R)  
Superior  
Tsa´chila  
Tecnologico  
Transformador  
kVA)  
(600 Malla 20x20m  
+
16 0,95 Ω  
SÍ (Menor a 1 Ω)  
varillas  
Cuarto de Generador  
Conexión  
a
Malla  
1,38 Ω  
1 Ω  
SÍ (Menor a 2 Ω)  
Principal + 8 varillas  
Anillo perimetral  
varillas  
Laboratorios  
+
6
SÍ (se mantiene en 1 Ω)  
Administración  
4
varillas  
cuadrada  
Electrodo de cimentación  
en  
malla 1,85 Ω  
SÍ (Menor a 2 Ω)  
Aulas y Auditorio  
Áreas Verdes y Bar  
4,19 Ω  
SÍ (Menor a 5 Ω)  
Electrodo simple (Varilla 7,90 Ω  
2.4m)  
SÍ (Menor a 10 Ω)  
Fuente: Elaboración propia a partir de mediciones in situ de resistividad del terreno del sistema de puesta a tierra  
del IST Tsa’chila.  
2. Análisis del estado actual de los sistemas de puesta a tierra  
A partir de la revisión documental, la observación directa y el análisis técnico  
normativo, se evidenció que los sistemas de puesta a tierra en instalaciones de bajo voltaje  
presentan variaciones significativas en cuanto a su diseño, instalación y mantenimiento. En  
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varios casos, la puesta a tierra se encuentra implementada como un requisito obligatorio, pero  
sin una evaluación periódica que garantice su correcto funcionamiento.  
Asimismo, se observó que algunos componentes del sistema, como conductores de  
bajada y conexiones, presentan signos de deterioro o falta de continuidad eléctrica. Estas  
condiciones afectan directamente la capacidad del sistema para disipar corrientes peligrosas  
hacia el terreno, incrementando el riesgo para los equipos y las personas. Desde un enfoque  
cualitativo, estas deficiencias reflejan una gestión limitada del sistema de puesta a tierra, más  
enfocada en la instalación inicial que en su mantenimiento continuo.  
3. Cumplimiento de la normativa IEC en sistemas de baja tensión  
Los resultados del análisis normativo indican que el nivel de cumplimiento de los  
lineamientos establecidos por la Normativa Internacional IEC es parcial. Si bien se respetan  
ciertos criterios básicos de instalación, como la presencia de electrodos y conductores de  
protección, no siempre se aplican procedimientos adecuados de medición y verificación  
periódica de la resistencia de puesta a tierra.  
4. Condiciones operativas y prácticas de mantenimiento  
En relación con las condiciones operativas, se identificó que los sistemas de puesta a  
tierra no cuentan con procedimientos estandarizados de mantenimiento. La ausencia de  
registros técnicos, manuales operativos y protocolos de inspección limita la capacidad de  
detectar fallas oportunamente. Desde el enfoque cualitativo, este resultado refleja una debilidad  
organizacional en la gestión de la protección eléctrica.  
5. Implicaciones del cumplimiento parcial de la normativa IEC  
El cumplimiento parcial de la Normativa Internacional IEC identificado en los  
resultados tiene implicaciones importantes para la seguridad eléctrica. La normativa establece  
parámetros técnicos que buscan minimizar riesgos eléctricos, por lo que su aplicación  
incompleta expone a las instalaciones a fallas potenciales. La discusión permite inferir que la  
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normativa no debe interpretarse como una recomendación opcional, sino como una guía técnica  
indispensable para garantizar la protección adecuada.  
Conclusión  
El análisis documental, la observación técnica y la revisión de componentes permitió  
caracterizar el estado actual de los sistemas de puesta a tierra en las instalaciones del Instituto  
Superior Tecnológico Tsa’chila, evidenciando la existencia de sistemas básicos de protección  
eléctrica, pero con deficiencias en continuidad, mantenimiento y gestión operativa. Se constató  
que el sistema se implementa principalmente como requisito de instalación, sin acompañarse de  
mediciones anuales, protocolos de inspección o registros técnicos, afectando la capacidad del  
sistema para disipar corrientes de falla y garantizar la seguridad de usuarios y equipos.  
La contrastación con la Normativa Internacional IEC 60364-5-54 evidenció un  
cumplimiento parcial en los sistemas de puesta a tierra existentes, puesto que, si bien se respetan  
criterios mínimos de instalación, no se aplican procedimientos sistemáticos de verificación de  
resistividad ni pruebas de continuidad eléctrica. Las implicaciones del cumplimiento parcial se  
traducen en riesgos operativos y en la ausencia de mecanismos que permitan garantizar la  
seguridad eléctrica en sistemas de baja tensión. Se concluye que la aplicación normativa no  
debe considerarse opcional, sino prioritaria para asegurar que los sistemas cumplan con los  
valores máximos permitidos para protección humana y funcionalidad de equipos sensibles.  
Los resultados de los cálculos normalizados permitieron dimensionar un sistema de  
puesta a tierra por áreas, acorde a las necesidades del instituto., tomando como referencia una  
resistividad acorde al suelo volcánico del Instituto Superior Tecnologico Tsa’chila con un valor  
de (ρ = 80 Ω·m) y los valores máximos de resistencia establecidos en la IEC y la IEEE. El  
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diseño propuesto alcanzó resistencias finales de ≤ 1 Ω en áreas críticas como Transformador y  
Laboratorios, y ≤ 10 Ω en áreas de baja criticidad, cumpliendo con los parámetros exigidos para  
instalaciones eléctricas de bajo voltaje. Se concluye que el diseño del área analizada mejora la  
equipotencialidad, incrementa la seguridad humana, protege equipos electrónicos sensibles y  
fortalece la continuidad operativa del Instituto.  
Referencias bibliográficas  
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