Conectar a tierra los cables de antena es uno de los pasos más pasados por alto pero críticos en cualquier instalación de antena. Ya sea que despliegues antenas para sistemas WiFi, celulares, radio, TV o satélite, una puesta a tierra inadecuada puede provocar fallos en el equipo, rendimiento deteriorado o graves riesgos para la seguridad.

La importancia de los cables de antena de toma de tierra

La puesta a tierra adecuada de los cables de antena no es solo una cuestión de seguridad del equipo y del personal frente a rayos y sobretensiones; también contribuye al rendimiento global de la antena. Cuando se trata de la instalación de sistemas de antena tanto para radio, televisión, satélite y otras aplicaciones de telecomunicaciones, la conexión a tierra de los cables de antena es esencial.

Más adelante en este artículo, hablamos de las causas principales y de los posibles daños al equipo y las instalaciones.

La puesta a tierra en cualquier configuración de antena tiene dos propósitos principales

1. Protección contra sobretensiones eléctricas: Durante una tormenta eléctrica, una antena sin conexión a tierra  puede provocar un desastre y causar daños masivos en el equipo asociado y condiciones potencialmente mortales para las personas que la rodean.
2. Mejora de la calidad de la señal: La conexión a tierra ayuda a reducir los niveles de ruido e interferencias en la señal que recibe la antena, lo cual es importante para garantizar una comunicación clara.

Cómo mejora el rendimiento adecuado de la toma de tierra de la antena

Además de la seguridad, una puesta a tierra adecuada mejora la estabilidad del sistema RF al reducir el ruido eléctrico no deseado, la acumulación de estática y las corrientes de modo común en cables coaxiales. Estos efectos pueden degradar la relación señal-ruido (SNR), introducir interferencias y reducir la fiabilidad general del enlace, especialmente en largos tramos coaxiales e instalaciones exteriores.

Conexión de antena a una varilla de tierra usando cable de tierra para conectar a tierra los cables de la antena

• Cable de tierra: Se utiliza un cable de tierra para conectar la antena y su estructura de montaje a una varilla de tierra. Este cable debe ser lo más directo y recto posible para proporcionar un camino eficaz al que la descarga eléctrica llegue a la tierra.
• Tamaños típicos: #6 AWG o cable de cobre más grande (dependiendo del código local)
• Prefiero cobre macizo o cobre estañado para resistencia a la corrosión
• Vara de tierra: Esta varilla se clava en el suelo para alcanzar una profundidad que asegure el contacto con el suelo. Esta profundidad depende de las condiciones y regulaciones locales del suelo, pero suele ser de unos dos metros y medio para asegurar un buen terreno de tierra.
• Se prefieren varillas de acero revestidas de cobre
• Puede ser necesario usar varias varillas en suelos rocosos o de alta resistencia
• Conexión de todos los componentes: Es esencial que todos los componentes metálicos del sistema de antena, incluido el mástil y el cable coaxial, estén conectados entre sí y conectados al mismo sistema de tierra. Esto garantiza que todas las piezas tengan un potencial igual, reduciendo la posibilidad de arcos eléctricos.
• Protectores contra sobretensiones: Los protectores contra sobretensiones pueden instalarse a lo largo del cable coaxial para proteger el equipo interior de las sobretensiones. Estos dispositivos desvían el voltaje excedente del cable hacia la tierra, protegiendo así los dispositivos conectados como televisores y radios.

Técnicas adecuadas de una puesta a tierra:

• Utiliza cables gruesos y de baja resistencia: Para los cables de tierra, deberías usar cables más gruesos que tengan baja resistencia y puedan soportar mayor corriente.
• Inspección regular: Los sistemas de conexión a tierra deben inspeccionarse regularmente, especialmente en zonas con mucha iluminación o donde las piezas metálicas pueden corroerse debido a influencias ambientales, como la salpicadura marina.
• Cumplimiento de los Códigos Locales: Las condiciones geográficas y ambientales pueden requerir ciertas prácticas de conexión a tierra según los códigos y normas locales de construcción.

Beneficios adecuados para la conexión a tierra:

• Asegura un sistema seguro: Una práctica adecuada de puesta a tierra mantendrá tu sistema seguro y reducirá el riesgo de descargas eléctricas e incendios inducidos por rayos.
• Protección del equipo: La puesta a tierra previene daños en equipos de radio conectados a la antena, como receptores y transmisores, al conducir de forma segura el exceso de energía eléctrica a la tierra.
• Mejor rendimiento en los sistemas: Los sistemas bien conectados a tierra reducen las perturbaciones eléctricas, lo que resulta en una imagen y sonido de mayor calidad para las emisiones y señales de alta calidad y sin errores para fines de comunicación.

Errores comunes en la conexión a tierra que deben evitar

• Aterrizando solo el mástil pero no el escudo coaxial
• Usar cables largos y enrollados en lugar de tramos cortos y rectos
• Instalar pararrayos sin unirlos al mismo sistema de tierra
• Mezcla de varios puntos de esmero sin una unión adecuada
• Ignorar la corrosión en ambientes costeros o de alta humedad

Normas de Puesta a Tierra y Códigos Eléctricos

La puesta a tierra de la antena debe cumplir siempre con las normas eléctricas y de seguridad aplicables, tales como:

• Artículos 810 y 820 del NEC (EE. UU.)
• IEC 62305 (Protección internacional contra rayos)
• Códigos locales de edificación y electricidad

Seguir estos estándares garantiza tanto la seguridad como el cumplimiento de los seguros.

Las sobretensiones eléctricas en los cables de antena que pueden dañar el equipo asociado son causadas por los siguientes eventos de la naturaleza:

1. Rayos: Esta es la causa más común y potencialmente la más destructiva de sobretensiones eléctricas en los sistemas de antena. El rayo no necesita impactar directamente la antena; Un golpe cercano también puede provocar una sobretensión de alta tensión en el cable, lo que puede dañar los equipos conectados.
2. Descarga electrostática: Los cambios en el clima, como el viento que mueve polvo o nieve, pueden causar la acumulación de electricidad estática en una antena. Esta carga acumulada puede descargarse repentinamente en equipos conectados, provocando una sobretension.
3. Llamaradas solares: Aunque menos comunes, las llamaradas solares pueden provocar tormentas geomagnéticas que inducen corrientes en conductores largos, incluidos los cables de antena. Estas corrientes inducidas pueden ser lo suficientemente fuertes como para dañar componentes electrónicos y alterar los sistemas eléctricos.

Cuando un rayo cae cerca de una antena o de su cable

Pueden ocurrir varias cosas que pueden causar daños en la antena, el cable y cualquier equipo asociado:

1. Impacto directo: Si el rayo impacta directamente en la antena, la inmensa corriente del rayo puede derretir o vaporizar partes de la antena. Esto también puede provocar la destrucción del soporte de antena y de cualquier dispositivo conectado directamente a él.
2. Voltajes inducidos: Incluso si el rayo cae cerca y no directamente sobre la antena, puede inducir voltajes en la antena y su cable. Estos voltajes inducidos pueden ser muy altos, suficientes para superar las propiedades de aislamiento de los cables de antena típicos, lo que puede provocar cortocircuitos o arcos.
3. Propagación por sobretensión: El alto voltaje de un disparo puede viajar a lo largo del cable de la antena y llegar al equipo conectado. Esto puede incluir radios, amplificadores u otros dispositivos electrónicos sensibles, que pueden verse gravemente dañados por una subida repentina de energía.
4. Pulso electromagnético (EMP): El rayo emite un amplio espectro de energía electromagnética, que puede crear campos electromagnéticos transitorios lo suficientemente fuertes como para inducir corrientes en materiales conductores cercanos, lo que puede causar daños adicionales en componentes electrónicos.
5. Corrientes del suelo: Si un rayo cae en el suelo cercano, la corriente puede viajar a través del suelo. Si el sistema de antena no está correctamente conectado a tierra, o si las corrientes de tierra recorren el recorrido del sistema de toma de tierra de la antena, esto también puede causar daños.

Una puesta a tierra adecuada, la protección contra sobretensiones y el uso de pararrayos pueden desviar de forma segura el exceso de energía de los componentes sensibles, protegiendo el equipo de la mayoría de los daños relacionados con rayos.

Conclusión

La puesta a tierra adecuada de los cables de antena y el uso de pararayos no solo son recomendables o una buena práctica, sino que en cualquier instalación de antena es obligatorio garantizar la seguridad, proteger el equipo y garantizar la calidad de la señal. Instalar un cable de toma de tierra, una varilla de tierra, unir todos los componentes y usar protectores contra sobretensiones protegerá tu sistema de antena y mejorará su rendimiento. Si los instaladores de antenas cumplen con las leyes y normativas locales y cumplen con las mejores prácticas de instalación, puedes estar seguro de que tu sistema de antena funciona de forma segura y eficaz. Cuando se diseña e instala correctamente, la puesta a tierra no es una mejora opcional: es un requisito fundamental para cualquier sistema de antena fiable y profesional.