Disparo por sobrecorriente en electrobombas: Cómo diagnosticar desbalance de tensión y fallas de rodamiento
Metodología para medir el desbalance de fases, corrientes de arranque y fricción mecánica en motores de bombas trifásicas para evitar quemaduras de devanado.
El disparo intempestivo de los relés térmicos o interruptores guardamotores en estaciones de bombeo de agua de pozo, PTAP o rebombeo industrial suele atribuirse erróneamente a un "defecto del térmico". La reacción inmediata de muchos operarios es subir el dial de calibración de corriente ($I_n$) para forzar el arranque, una práctica que invariablemente termina con el bobinado del estator calcinado.
En redes industriales de Moquegua Cercado y parques industriales del sur, las fallas por sobretemperatura en motores trifásicos provienen principalmente de dos causas: desequilibrio en la tensión de suministro de la red o resistencia mecánica por desgaste en sellos y rodamientos.
1. El impacto destructivo del desbalance de tensión
La norma NEMA MG1 establece que un motor eléctrico trifásico no debe operar con un desbalance de voltaje superior al 1%. Un desvío de tensión que parece insignificante en la entrada genera un incremento exponencial en la corriente que circula por los bobinados.
La fórmula para calcular el porcentaje de desbalance de voltaje ($DV$) es:
$$DV (%) = \frac{\Delta V_{\max}}{V_{\text{prom}}} \times 100$$
Donde $\Delta V_{\max}$ es la desviación máxima respecto al promedio de las tres tensiones de línea ($V_{12}, V_{23}, V_{31}$).
Por cada 1% de desbalance de tensión entre fases, la corriente puede desbalancearse entre un 6% y un 10%. Esto induce corrientes parásitas de secuencia negativa en el rotor, elevando la temperatura del bobinado hasta destruir el esmalte aislante clase F o H.
2. Diagnóstico mecánico: Rodamientos y desalineación de ejes
Si las tensiones de fase están balanceadas dentro del margen admisible ($\pm 1%$), el exceso de amperaje responde a sobrecarga mecánica en el tren motor-bomba:
- Desgaste en pistas de rodamientos: El uso de bombas en ambientes con polvo fino o humedad sin la grasa adecuada genera rozamiento excesivo. Si la temperatura en las tapas del motor supera los 80 °C en reposo relativo, los rodamientos deben reemplazarse.
- Alineación deficiente con acople flexible: Una desalineación angular o paralela entre el eje de la bomba centrífuga y el motor genera un esfuerzo radial continuo que dobla el eje, fatiga los sellos mecánicos y dispara el amperaje en régimen nominal.
- Cavitación y atascamiento del impulsor: Incrustaciones de sarro o sedimentos en las paletas del rodete alteran el punto de operación de la curva de la bomba ($Q-H$), forzándola a operar a la derecha del punto de mejor eficiencia (BEP), demandando más potencia al motor.
| Medición eléctrica en campo | Estado de los devanados | Causa raíz diagnosticada |
|---|---|---|
| Amperaje idéntico y elevado en las 3 fases | Temperatura alta homogénea | Operación fuera de curva (exceso de caudal) o rodamiento trabado. |
| Amperaje disparado en una sola fase | Tensión desbalanceada en entrada | Desequilibrio de carga en la subestación o falso contacto en contactor. |
| Corriente normal pero salta el relé térmico | Temperatura exterior templada | Relé térmico descalibrado, envejecido o fatiga bimetálica por armónicos. |
| Resistencia de aislamiento < 5 MΩ a 500V | Fuga de corriente a masa | Humedad condensada en caja de bornes o barniz de bobina carbonizado. |
Protocolo correctivo en el tablero de control
Para blindar la estación de bombeo y evitar paradas no programadas:
- Instalar relés de protección contra asimetría y fallo de fase: Cortan el mando inmediatamente si la tensión entre fases difiere en más de un 5% o si cae una fase.
- Torque periódico en barras y bornes: Comprobar con torquímetro el apriete de las conexiones del contactor y del guardamotor para eliminar resistencias de contacto que simulan caídas de voltaje.
En TEROMA ejecutamos alineación láser, inspección de aislamiento y el mantenimiento y reparación de bombas centrífugas y motores en Moquegua Cercado, además de mantenimiento preventivo de tableros eléctricos en el Parque Industrial de Arequipa.
¿Tus electrobombas disparan constantemente las térmicas o sufren sobrecalentamiento? Solicita una auditoría electromecánica en planta o contáctanos al +51 981 513 028.