Qué hace un variador (y por qué cambia toda la instalación)
El variador toma la energía de la red, la rectifica a corriente continua y la vuelve a generar con frecuencia y tensión ajustables. La frecuencia manda las vueltas del motor —a 60 Hz un motor de 4 polos gira cerca de 1.800 rpm; a 30 Hz, la mitad— y el variador la regula con rampas de aceleración y frenado programables.
Para una bomba eso significa tres cosas. Arranque sin pico: la corriente sube suave, en lugar del golpe de 6 a 8 veces la corriente nominal del arranque directo. Paradas sin golpe de ariete: la bomba baja vueltas antes de detenerse y la cañería no recibe el latigazo. Y caudal regulable por velocidad en vez de por válvula: cuando no hace falta todo el caudal, la bomba gira menos en lugar de \"estrangularse\" contra una válvula que desperdicia la energía que ya consumió.
Además, un variador decente ya trae protección de sobrecarga, subtensión y sobretemperatura, y muchos incluyen protección de bomba seca por medición de par — la sobrecarga del motor deja de depender de la térmica y pasa a controlarla el propio variador con los datos de placa que le cargues.
Arranque directo, estrella-triángulo, suave o variador: la tabla
Antes de comprar hay que responder una pregunta: ¿necesitás regular velocidad, o solo arrancar sin golpe? Si es lo segundo, un arrancador suave hace el trabajo por menos plata. Si el caudal o la presión varían (llenado de tanques, riego, presión de red, muchas paradas), el variador se justifica solo. In en la tabla es la corriente nominal del motor:
| Método | Corriente de arranque | ¿Regula velocidad? | Costo | Dónde tiene sentido |
|---|---|---|---|---|
| Arranque directo | 6–8 × In (≈ 29–38 A en el motor del ejemplo) | No | $ | Bombas chicas, pocos arranques por hora |
| Estrella-triángulo | ≈ 1/3 del directo (2–2,7 × In) | No | $$ | Motores grandes (6 bornes), cuando el pico molesta |
| Arrancador suave | 2–3 × In, ajustable | No | $$ | Arrancar suave sin necesidad de regular caudal |
| Variador (VFD) | 1–1,2 × In (≈ 4,8–5,8 A) | Sí, continua | $$$ | Caudal o presión variable, ahorro, paradas/arranques frecuentes |
El pico del arranque directo dura décimas de segundo, pero dimensiona toda la instalación —contactor, guardamotor, sección, hasta la térmica— y en la bomba castiga la cañería con el golpe de ariete. Con variador, ese pico simplemente no existe. Si tu bomba sigue con arranque directo, la guía de qué breaker para una bomba de agua cubre ese caso.
El breaker: por la corriente de ENTRADA (no por la del motor)
El error más común es proteger el variador con la lógica del arranque directo: \"si la bomba pica 7 veces su corriente al arrancar, la llave tiene que ser bien grande\". Con un VFD esa premisa ya no existe, y además el dato del motor no es el dato del circuito: el variador tiene su propia corriente de entrada (input current, en su placa o manual), distinta de la del motor, y cada fabricante publica la tabla de protecciones recomendadas para cada modelo: valor y tipo exacto (fusible aM, automático MCCB). Esa tabla es la que manda.
Como referencia internacional, el NEC 430.122 pide dimensionar los conductores de alimentación de un variador al 125 % de su corriente de entrada. Es un piso para el cable — la sección final sale de ampacidad y caída de tensión como siempre (la calculadora de sección y la calculadora de caída de tensión te lo resuelven en segundos).
| Dato | Dónde está | Para qué se usa |
|---|---|---|
| Corriente nominal del motor (In) | Placa del motor | Se carga en los parámetros del variador (protección de sobrecarga) y define la talla mínima por corriente de salida |
| Corriente de entrada del variador | Placa / manual del variador | Elegir la protección de la rama (fusible o automático) |
| Protección recomendada | Tabla del manual del variador | Valor y tipo exacto del fusible/automático por modelo |
| Sección de los conductores | Cálculo (ampacidad + caída) con piso del 125 % (NEC 430.122) | El cable del alimentador |
1. Corriente del motor: In = 2.200 W ÷ (√3 × 380 V × 0,85 × 0,82) = 4,8 A (rendimiento 0,85 y factor de potencia 0,82 típicos de motor chico; la placa siempre manda).
2. Elección del variador: por su corriente de salida — las tallas comerciales de 2,2 kW entregan unos 5,6–7 A, así que los 4,8 A del motor entran con margen.
3. Protección del circuito: la de la tabla del manual (para esta talla, típicamente fusibles aM de 10 A o automático de 10 A). No se calcula con \"6–8 × In\": esa receta era del arranque directo.
4. El conductor: ≈ 6 A de piso (125 % de la entrada) → 1,5 o 2,5 mm² según distancia y caída, calculado con la calculadora de sección.
Conclusión: el mismo motor que con arranque directo pedía pensar en picos de 29–38 A pasa a protegerse con calma alrededor de su corriente de entrada, en una rama de ~10 A.
Un detalle de diferenciales: los variadores generan corrientes de fuga de alta frecuencia. Si la línea lleva interruptor diferencial, un tipo AC común puede dispararse sin falla real; los manuales suelen pedir tipo B (o medidas equivalentes). Consultá el manual antes de pelear con el tablero.
El cable al motor: apantallado, corto y separado
Este es el punto donde más instalaciones fallan, y no se ve: la salida del variador es una ráfaga de pulsos (PWM, varios kHz) y el cable hacia el motor funciona como antena. Sin pantalla, ese ruido se mete en todo lo que esté cerca: boyas, presostatos, sensores, radios, y a veces en el display del propio variador. Las reglas:
- Apantallado (blindado). El cable del variador al motor va con malla. No es opcional en tramos largos ni en tableros con electrónica alrededor.
- La malla va a tierra en AMBOS extremos, con prensacable EMC que abrace la malla en 360°. El clásico \"corto la malla de un lado\" (como se hace con señales) acá no aplica: esta malla es blindaje eléctrico, no referencia de señal.
- Corto. El manual fija el máximo sin accesorios (habitualmente hasta unos 30 m). Tramos más largos piden filtro dV/dt o choque de salida. Si la bomba está en un pozo profundo, medí el tramo ANTES de comprar el variador.
- Separado. Cables de comando, boyas y sensores: a 20 cm o más de los de motor, y si se cruzan, a 90°.
| Ítem | La regla | Por qué |
|---|---|---|
| Alimentación | Fusible/automático según tabla del manual (por corriente de entrada) | Protege el variador y el cable |
| Cable al motor | Apantallado, malla a tierra en ambos extremos (prensa EMC) | Contiene el ruido PWM |
| Tramo | Hasta ~30 m sin accesorios (ver manual); más largo → filtro dV/dt o choque | Evita picos de tensión en el motor |
| Señales | ≥ 20 cm de los cables de motor; cruces a 90° | Evita falsos pulsos en boyas y sensores |
| Sobrecarga del motor | La protege el variador (se carga In en sus parámetros) | La térmica ya no es la que cuida el motor |
| Diferencial | Tipo B si la línea lo lleva (ver manual) | Las fugas HF disparan los tipo AC |
Para la sección del cable del motor y del alimentador, la lógica es la misma que en cualquier bomba: cable de bomba por distancia primero, y si el tramo es largo, la caída de tensión decide. Y si la instalación es vieja, ojo con mezclar metales en los bornes: cobre con aluminio tiene su técnica.
El ahorro: la ley del cubo
En bombas y ventiladores, tres relaciones gobiernan todo (leyes de afinidad): el caudal es proporcional a la velocidad, la altura/presión al cuadrado, y la potencia al cubo. Esa última es la que paga el variador: la potencia varía con el CUBO de la velocidad.
| Velocidad de la bomba | Potencia consumida | Ahorro |
|---|---|---|
| 100 % | 100 % | 0 % |
| 90 % | 72,9 % | 27,1 % |
| 80 % | 51,2 % | 48,8 % |
| 70 % | 34,3 % | 65,7 % |
| 60 % | 21,6 % | 78,4 % |
| 50 % | 12,5 % | 87,5 % |
Hoy la bomba trabaja \"ahogada\" con válvula y consume sus 3 kW todo el horario. Sin variador:
• 3 kW × 10 h × 30 días = 900 kWh al mes.
Con variador, si el caudal necesario es el 80 % y se logra bajando velocidad:
• 3 kW × 0,512 = 1,54 kW → 1,54 × 300 h = 461 kWh al mes.
• Ahorro: 439 kWh al mes ≈ US$ 44 a 0,10 USD/kWh. Multiplicá por tu tarifa con la calculadora de consumo.
Conclusión: cuando el régimen de trabajo está por debajo del 100 % buena parte del tiempo, el variador se paga en meses — no en años.
Dos honestidades antes de que compres el VFD más grande del catálogo: el ahorro completo es para sistemas donde el trabajo lo da el caudal con pérdidas por fricción (circulación, riego, enfriamiento). Si el sistema está dominado por altura estática —un pozo que empuja contra 60 metros de columna— bajar vueltas rinde menos, y el variador se justifica por el arranque suave y la presión constante más que por el kWh. Y una bomba que ya trabaja 24/7 al 100 % no ahorra por la ley del cubo: ahí el variador aporta control, no energía.
Los cinco errores que vemos seguido
- Breaker \"grande\" por la receta del arranque directo. Con VFD el pico no existe: la protección sale de la tabla del manual, por la corriente de entrada.
- Cable común de variador a motor. Sin malla, el ruido PWM se pasea por toda la instalación. Es el error número uno.
- Malla puenteada o cortada de un lado. Va a tierra en los dos extremos, abrazada en 360°.
- Señales pegadas al cable de motor. Boyas, presostatos y sensores a 20 cm o más; cruces a 90°.
- No configurar el variador. Cargá los datos de placa del motor (corriente, rpm) y ajustá rampas y frecuencias mínima/máxima: de fábrica viene genérico, y tu bomba no.
Calculá tu caso en segundos
Tres herramientas te cubren el proyecto: la calculadora de sección de cable para el alimentador y el tramo al motor, la calculadora de caída de tensión para los tramos largos (pozo, riego), y la calculadora de consumo eléctrico para convertir el ahorro a kWh y a tu moneda. Y antes de elegir el variador, medí la corriente real de la bomba: una pinza True RMS te muestra el arranque y la marcha — el bloque de abajo te dice dónde encontrarla.
Preguntas frecuentes
¿Qué breaker necesita un variador de frecuencia?
Se elige por la corriente de entrada del variador (placa o manual) y con la tabla de protecciones del fabricante: para una bomba de 2,2 kW, típicamente fusibles aM o automático de 10 A. No se calcula con la corriente del motor ni con la receta del arranque directo. Como referencia, el NEC 430.122 pide alimentación al 125 % de la corriente de entrada.
¿Qué cable se usa entre el variador y el motor?
Apantallado (blindado), con la malla a tierra en ambos extremos mediante prensacable EMC de 360°. El largo máximo sin accesorios lo fija el manual (habitualmente hasta unos 30 m); más largo pide filtro dV/dt o choque de salida. Las señales (boyas, presostatos) van separadas 20 cm o más.
¿Cuánto ahorra un variador en una bomba?
Por la ley del cubo, al 80 % de velocidad la potencia queda en el 51 % (ahorro 49 %). Una bomba de 3 kW 10 h/día pasa de 900 a 461 kWh al mes: 439 kWh menos (≈ US$ 44 a 0,10 USD/kWh). El ahorro real depende del sistema: máximo con pérdidas por fricción, menor con mucha altura estática.
¿Puedo poner un variador a una bomba monofásica?
Depende del equipo: hay variadores 220 V monofásicos, pero su salida suele ser para motores trifásicos. Un motor monofásico con capacitor no se conecta a la salida trifásica de un variador común: se necesita un variador específico para bombas monofásicas (o motor trifásico). Confirmá ficha contra ficha antes de comprar.
⚡ ¿Vas a elegir un variador? Una pinza amperimétrica True RMS primero: te muestra la corriente real de la bomba en arranque y en marcha.
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