¿Cómo seleccionar un variador de frecuencia para una bomba?
Cuando su bomba VFD (ya sea una VFD para bombas de pozos de agua, una VFD para bombas de piscinas o un sistema general de suministro de agua) experimenta un bajo rendimiento, frecuentes impactos de arranque-parada o un consumo de energía anormal, la causa raíz es probablemente la selección incorrecta del VFD. Un controlador de bomba VFD correctamente adaptado puede ser el “cerebro inteligente” que ahorre energía, reduzca el consumo y prolongue la vida útil del equipo. Desglosaremos los pasos fundamentales del proceso de selección para ayudarle a identificar con precisión el accionamiento de bomba VFD más adecuado a sus necesidades.
¿Qué es una bomba VFD?
- Cuerpo de la bomba: Por ejemplo, bombas sumergibles para pozos , bombas centrífugas y bombas de circulación para piscinas .
- Controlador de frecuencia variable: Se refiere a un controlador de bomba VFD especializado o a un controlador de bomba de pozo VFD.
La magia de esta combinación reside en el hecho de que, mediante el control de la bomba VFD, el sistema puede ajustar dinámicamente la velocidad de la bomba (en lugar del tosco método tradicional de “encendido/apagado”). Imagínese esto: cuando la demanda de agua disminuye (por ejemplo, por la noche o cuando el filtro de la piscina funciona suavemente), el accionamiento de la bomba VFD permite de forma inteligente que la bomba “funcione lentamente” en lugar de “funcionar a toda velocidad”, lo que no sólo permite un control preciso del caudal y la presión, sino que, lo que es más importante, el consumo de energía del motor es casi proporcional al cubo de la velocidad: reducir la velocidad en una pequeña cantidad se traduce en un descenso significativo del consumo de energía.
Por qué necesita un variador de frecuencia para aplicaciones de bombeo
1.Maximizar el ahorro energético
2.Prolongue la vida útil de la bomba con el arranque/parada suave
3.Control del caudal y la presión
Conozca su tipo de bomba antes de elegir un variador de frecuencia
“El requisito previo esencial para seleccionar un controlador VFD es ¡crítico! Los distintos tipos de bombas son como atletas con personalidades distintas, y los controladores de bombas VFD y las estrategias de control de velocidad correspondientes también varían significativamente. La elección de uno incorrecto puede dar lugar a un rendimiento ineficaz o incluso dañar el equipo. Profundicemos en los dos tipos principales de bombas:
1. Bombas de desplazamiento positivo (bombas PD)

- Elevada cabeza natural: Puede generar fácilmente presiones extremadamente altas (por ejemplo, cientos de bares).
- Caudal constante y controlable: Con velocidad constante, el caudal de salida permanece esencialmente constante, lo que las hace ideales para aplicaciones que requieren una dosificación precisa (por ejemplo, dosificación de productos químicos) o aplicaciones de alta presión y bajo caudal (determinados procesos químicos).
- Capaz de manipular líquidos viscosos: Altamente adaptable a fluidos de alta viscosidad (por ejemplo, aceite, lodo, jarabe).
- Sensibles a la presión: Deben estar equipadas con una válvula de seguridad (válvula de alivio); de lo contrario, el bloqueo completo de la salida (cierre) puede hacer que la presión aumente indefinidamente, ¡dañando la bomba o las tuberías! El control VFD no es en absoluto un simple “ajuste de velocidad sin sentido”.”
- Rango de caudal limitado: En comparación con las bombas centrífugas, el caudal volumétrico unitario suele ser menor.
- Pueden tener pulsaciones: Algunos tipos (como las bombas de pistón) tienen salida de caudal pulsante.
- Límite de velocidad más bajo: las velocidades excesivamente bajas pueden provocar atascos o un sellado insuficiente.
- Bombas alternativas de desplazamiento positivo (bombas alternativas PD): como las bombas de pistón, las bombas de émbolo y las bombas de diafragma. Principio de funcionamiento: el componente central realiza un movimiento alternativo lineal dentro de una cámara (imagine la acción de una bomba manual). Durante la carrera de avance, el volumen se comprime y el fluido es expulsado; durante la carrera de retroceso, el volumen se expande y el fluido es aspirado. VFD para bombas de pozo Cuando se utilizan con bombas de émbolo buzo para pozos profundos, debe prestarse especial atención a sus características de pulsación.
- Bombas PD rotativas: como bombas de engranajes, bombas de tornillo, bombas de paletas y bombas de levas. Principio de funcionamiento: el núcleo está formado por engranajes de precisión, rotores helicoidales, paletas o levas que forman continuamente cámaras cerradas y móviles durante la rotación (piense en dos engranajes engranados), “transportando” el fluido desde el puerto de aspiración hasta el puerto de descarga.Este tipo de bomba tiene un caudal relativamente más suave. Al utilizar un controlador de bomba VFD para regular la velocidad de este tipo de bomba, preste atención a sus requisitos de velocidad mínima y a la lógica de protección contra sobrecargas.
2.Bombas centrífugas

- Amplia gama de caudales: Es el pilar absoluto para manejar grandes caudales y alturas de elevación medias a bajas (suministro de agua para plantas de agua, circulación de aire acondicionado, filtración de piscinas). Los variadores de frecuencia para bombas de piscinas están diseñados principalmente para este tipo de bombas.
- Salida continua y suave: Sin pulsaciones (estado ideal).
- Estructura relativamente sencilla, bajo coste y fácil mantenimiento: Amplísima gama de aplicaciones.
- Naturalmente compatible con VFD: Caudal, altura, potencia y velocidad siguen leyes similares (caudal ∝ velocidad, altura ∝ velocidad², potencia ∝ velocidad³). Esto significa que el control de bombas VFD puede ajustar eficazmente los parámetros de rendimiento variando la velocidad. Este es el núcleo del ahorro energético en bombas de pozo profundo con VFD.
- Altura limitada: Las bombas centrífugas de una sola etapa no pueden generar las presiones ultraelevadas que alcanzan las bombas de desplazamiento positivo (las aplicaciones de pozos profundos suelen utilizar varias etapas en serie).
- Sensible a la viscosidad: El rendimiento disminuye bruscamente al aumentar la viscosidad del fluido, por lo que no es adecuado para bombear líquidos muy viscosos.
- Sensible a la cavitación: Una presión de entrada insuficiente puede causar cavitación, dañando el impulsor.
- Riesgo de parada: El cierre completo prolongado de la salida (o un caudal extremadamente bajo) convierte la energía en calor, haciendo que el fluido del interior de la bomba se sobrecaliente rápidamente y dañe los cierres mecánicos y los cojinetes. A diferencia de las bombas de desplazamiento positivo, no puede depender únicamente de las válvulas de seguridad para protegerse contra las condiciones de parada.
¿Por qué es importante el tipo de bomba a la hora de elegir un variador de frecuencia?
Características 3730_b49318-58> | Bomba PD 3730_41f52c-8d> | Bomba centrífuga 3730_227bf2-84> |
|---|---|---|
Principio de funcionamiento 3730_567c17-c7> | Sujetar físicamente y empujar un volumen fijo de fluido 3730_834018-ea> | La fuerza centrífuga del impulsor transmite energía cinética y presión al fluido. 3730_e53ab3-cc> |
Características del flujo 3730_554999-2b> | Básicamente constante, depende principalmente de la velocidad y el volumen, con poca influencia de la presión 3730_63d033-0f> | Cambia significativamente con la altura/presión (curva pronunciada), caudal ∝ velocidad 3730_7afebf-92> |
Capacidad de la cabeza 3730_3412b0-9b> | Cabeza extremadamente alta, teóricamente limitada sólo por la resistencia estructural. 3730_782ac6-8d> | Cabezal medio a bajo (una sola etapa), cabezal ∝ velocidad². 3730_9d17af-31> |
Relación potencia-velocidad 3730_c1fb06-a0> | Potencia ∝ Velocidad (aproximadamente lineal) 3730_c5afad-b0> | Potencia ∝ Velocidad³ (enorme potencial de control de la velocidad y ahorro de energía) 3730_91a1ed-fa> |
Adaptación de la viscosidad de los fluidos 3730_d667e8-93> | Excelente, adecuado para fluidos de alta viscosidad 3730_bfeb64-da> | Pobre, la eficacia disminuye bruscamente al aumentar la viscosidad 3730_4504e2-39> |
Condición de parada 3730_288d7f-a6> | Extremadamente peligroso Debe estar equipado con una válvula de seguridad o una lógica de desconexión de protección 3730_7ad69f-5c> | Permitir un apagado breve (aún así, evitar un apagado prolongado), menor consumo de energía, estar alerta ante la máxima generación de calor. 3730_7808d8-15> |
Límite mínimo de velocidad 3730_75baeb-b6> | Suele tener un límite inferior estricto (de lo contrario, se atascará o no podrá sellarse). 3730_2ba203-a5> | Límite inferior (pero debe evitarse la cavitación/zona ineficiente) 3730_f799d1-ce> |
Pulsaciones 3730_4ca1c4-4b> | Puede ser significativo (especialmente el alternativo) 3730_da7ab7-00> | Continuo y constante 3730_5578c1-ee> |
Compatibilidad con VFD 3730_151ce3-18> | Se puede controlar la velocidad, pero hay que tener en cuenta los siguientes factores: protección contra sobrecargas, velocidad mínima, pulsaciones 3730_0ac5f1-a7> | Los accionamientos de bomba VFD son la oportunidad de oro Alto potencial de eficiencia energética e importantes efectos de control 3730_c92b41-09> |
Aplicaciones típicas 3730_0c149a-7a> | Bombas dosificadoras, bombas de émbolo buzo de alta presión, bombas de trasiego de grasa, bombas de tornillo para fluidos de alta viscosidad 3730_54dc43-a5> | VFD para bomba de piscina, bomba de agua de refrigeración, VFD para bomba de pozo, la mayoría de bombas de trasiego de agua 3730_c3085e-fd> |
Factores clave a tener en cuenta al seleccionar un variador de frecuencia
No se deje abrumar por los complejos números de los modelos. Céntrese en estas cinco dimensiones básicas -el “estándar de oro de las cinco dimensiones”- para seleccionar el VFD ideal para su aplicación de bombeo.
1.Compatibilidad de motores: La potencia, la tensión y la corriente deben coincidir
- Adecuación de la potencia nominal de salida: La potencia nominal de salida y la tensión del variador de frecuencia deben ser iguales o ligeramente superiores a los valores nominales indicados en la placa de características del motor. Un sobredimensionamiento supone un gasto innecesario y puede provocar inestabilidad en el control.
- Confirmación de la tensión: Confirme el voltaje del motor (por ejemplo, 220V, 380V, 480V) y cualquier requisito de voltaje especial.
- La adaptación de la corriente es fundamental: la corriente nominal del variador de frecuencia debe ser igual o superior al amperaje a plena carga (FLA) del motor. Para aplicaciones de gran potencia o de arranque/parada frecuentes, como los sistemas de bombeo de pozos profundos, se recomienda un margen de seguridad de 10-20%, especialmente en condiciones de arranque en frío.
- Identificación del tipo de motor: ¿Es el motor asíncrono (inducción), de imanes permanentes (PM) o sumergible? Esto afecta a la selección del modo de control (por ejemplo, control V/F frente a control vectorial) y a la estrategia de refrigeración, especialmente en aplicaciones de bombas para pozos profundos.
2.Perfil de carga de la bomba: Comprender el tipo de carga y la curva de potencia
- Bombas centrífugas: Obedecen a las leyes clásicas de afinidad:
- ¡Potencia ∝ Velocidad³ → Bajar la velocidad a 80% puede reducir el consumo de energía a ~51%!
- En esto se basa el ahorro energético de las bombas de piscina controladas por VFD o los sistemas municipales de agua.
- Bombas de desplazamiento positivo: Presentan un comportamiento casi lineal entre potencia y velocidad (potencia ∝ velocidad). Los VFD se utilizan más para el control que para el ahorro de energía. La selección debe hacer hincapié en:
- Protección contra sobrecargas: Los picos de presión o los fallos de la válvula de alivio pueden ser catastróficos.
- Control de velocidad mínima: Evita el calado o la mala estanqueidad a bajas velocidades.
- Las curvas de carga son esenciales: Obtenga siempre las curvas Q-H (caudal frente a altura) y Q-P (caudal frente a potencia). Estas confirman que el variador de frecuencia puede funcionar de forma estable en todo el rango esperado sin sobrecargarse.
3.Interfaz de control y lógica de mando: ¿Cómo se manejará el sistema?
- Fuentes de mando:
- Control local: Arranque/parada y ajuste de la velocidad en el panel: sencillo y directo.
- Señales analógicas (AI): entrada de 0-10V o 4-20mA desde PLC/DCS/transmisores: ideal para el control de presión o caudal en bucle cerrado.
- E/S digital (DI/DO): Para comandos discretos como arranque/parada, restablecimiento de fallos y selección de varias velocidades.
- Comunicación de bus de campo: Modbus RTU, BACnet, Ethernet/IP: lo mejor para la automatización centralizada.
- Requisitos de control:
- ¿Control de velocidad básico? El modo V/F es suficiente.
- ¿Regulación precisa del caudal o la presión? Utilice el control vectorial sin sensores para obtener una gran precisión, una respuesta dinámica rápida y un par superior a baja velocidad, especialmente crítico en el control de bombas de pozos profundos o para mitigar los efectos de los golpes de ariete.
4.Durabilidad medioambiental: La protección y la refrigeración importan
- Clasificación IP:
- IP20: Para entornos limpios y cerrados.
- IP54/IP55: Montaje en pared en lugares con poco polvo o húmedos.
- IP66/IP68: Grado exterior-obligatorio para bombas de pozos profundos, salas de bombas de piscinas y uso en alta mar.
- Resistencia térmica:
- Confirme que el variador de frecuencia puede funcionar a temperaturas ambiente elevadas (por ejemplo, más de 50 °C en las bocas de pozo).
- Asegúrese de que se incluye un diseño adecuado de reducción o disipación del calor.
- Método de refrigeración:
- Refrigeración por aire: Lo más común: asegúrese de que el flujo de aire no esté obstruido y limpie el polvo con regularidad.
- Refrigeración líquida: Para entornos de alta densidad o difíciles: más compleja, pero eficaz.
5.Funciones de protección y conformidad: Seguridad integrada
- Características de protección estándar:
- Sobretensión (OV), Subtensión (UV), Sobrecorriente (OC), Sobrecarga (OL)
- Sobrecalentamiento (OH), Cortocircuito (SC), Pérdida de fase (PUF), Fallo a tierra (GF)
- Protecciones específicas de la bomba:
- Protección contra funcionamiento en seco: Evita que la bomba se queme cuando se pierde la fuente de agua.
- Detección de subcarga: Detecta anomalías como el desprendimiento del impulsor o la rotura de la tubería.
- Lógica de reposo/activación: Ideal para sistemas de refuerzo-VFD entra en modo de ahorro de energía a la presión establecida y se reinicia bajo demanda.
- Mitigación de armónicos:
- Inductancia de CC incorporada: Minimiza la distorsión de la corriente de entrada; debería ser estándar en la mayoría de las configuraciones.
- Reactores de línea de CA: Internos o externos: reducen las interferencias electromagnéticas, protegen otros dispositivos en redes eléctricas compartidas (ideal para laboratorios, hospitales, instalaciones de precisión).
- Cumplimiento de normas:
- Garantice el cumplimiento de las normativas locales de seguridad y CEM (por ejemplo, CE, UL, cUL).
- El cumplimiento no es opcional: es una protección contra la responsabilidad y la inestabilidad del sistema.
Adaptación de las características del variador de frecuencia a las necesidades de la bomba
A continuación, analizamos cinco tipos de bombas industriales comunes y destacamos los criterios de selección clave para ayudarle a evitar costosos desajustes y lograr un control óptimo.
1.Bombas sumergibles para pozos profundos
- Tensión/Potencia/Fase: Debe coincidir estrictamente con la placa de características del motor. Los valores nominales más comunes son:
- 220 V monofásico (baja potencia)
- 380V / 480V trifásico (potencia media a alta, hasta 300+ kW)
- Control y protección:
- Control vectorial sin sensores para un par estable y un funcionamiento suave, especialmente durante los cambios de nivel de agua.
- La protección contra la marcha en seco es esencial.
- La protección de tensión debe tolerar caídas de tensión prolongadas en los cables.
- Características inteligentes:
- Lógica de reposo/despertar para el apagado automático con ahorro de energía.
- Control de presión de bucle cerrado PID (opcional) para suministro de presión constante.
- Entorno: Carcasas con clasificación IP66 para protección contra el exterior, el polvo y la lluvia.
2.Bombas de circulación para piscinas
- Potencia/Tensión: 0,37-15 kW típicos.
- Residencial Norteamérica: entrada monofásica de 120 V / 240 V
- Comercial: Entrada trifásica
- Modo de control:
- Basta con un control V/F estándar; el ahorro de energía sigue la ley de afinidad (potencia ∝ velocidad³).
- Arranque/parada suave para minimizar los golpes de ariete y reducir el ruido.
- Características funcionales:
- Preajustes de varias velocidades para diferentes modos de filtración/limpieza.
- El funcionamiento silencioso es imprescindible en entornos residenciales.
- -Protección: Cajas IP55 o IP66 para entornos húmedos como salas de bombas.
3.Sistemas de bombas de refuerzo para edificios
- Potencia/tensión: 5,5-90 kW; normalmente 380 V / 480 V trifásica.
- Funciones básicas:
- Control PID integrado mediante entrada de transmisor de presión de 4-20 mA.
- Garantiza un suministro de presión constante de alta precisión.
- Funciones avanzadas:
- Rotación Lead-Lag, lógica Sleep/Wake y sondeo maestro-esclavo para optimizar el ciclo y la eficiencia de la bomba.
- Interfaz de control multibomba mediante comunicación o cableado para grandes sistemas.
- Protección:
- Protección contra subtensión, sobrecarga y modelado térmico del motor.
4.Bombas de circulación de torres de refrigeración
- Potencia/Tensión: Media a alta (15-315+ kW), entrada trifásica.
- Lógica de control:
- Control V/F + bucle PID (en función de la temperatura o ΔT) para ajustar la velocidad en función de la demanda.
- Control vectorial opcional para un elevado par de arranque tras la parada.
- Durabilidad:
- El diseño resistente al calor con una gestión térmica robusta es esencial debido a la proximidad de fuentes de calor.
Errores comunes al elegir un variador de frecuencia para bombas
La selección de un controlador de bomba VFD opcional puede parecer sencilla, pero pasar por alto factores clave puede provocar una disminución del rendimiento, inestabilidad del sistema o incluso el fallo del motor. Evite los siguientes errores críticos:
1.La trampa de “sólo energía
El uso de un variador de frecuencia con poca potencia lo convierte en el eslabón más débil del sistema, lo que provoca fallos prematuros o paradas térmicas.
2.El “asesino invisible”: Corriente subdimensionada
Especialmente en condiciones de arranque intenso o sobrecarga, este desajuste puede provocar desconexiones del variador o daños permanentes.
3.Características de carga desalineada
- Bombas de desplazamiento positivo (p. ej., bombas dosificadoras) que utilizan la norma Control V/F sin compensación de par corren el riesgo de sobrepresión y rotura de tuberías en situaciones de rotor bloqueado.
- Las bombas centrífugas (por ejemplo, las de piscina) ofrecen un gran potencial de ahorro energético con control de velocidad, pero pueden sobrecalentarse rápidamente en condiciones de salida bloqueada o caudal cero.
4.Protección de entrada (IP) insuficiente
Estas ubicaciones exigen accionamientos con clasificación IP55/IP66 para evitar la corrosión rápida, cortocircuitos o daños internos en la placa de circuito impreso.
5.Sin filtro de armónicos
En entornos de redes compartidas, esto puede desencadenar inestabilidad en todo el sistema o incluso disputas sobre la calidad de la energía.





