Cómo seleccionar y aplicar variadores de velocidad

Eficiencia de equipos · 9 min de lectura · Updated 2026-05-30

Por qué los variadores de velocidad ahorran tanto en bombas y ventiladores, dónde se amortizan y dónde no, y cómo aplicarlos sin problemas de armónicos o de motor.

Qué hace un variador de velocidad

Un variador de velocidad —también llamado variador de frecuencia o inversor— controla la velocidad de un motor eléctrico variando la frecuencia y la tensión que se le suministran. En lugar de hacer funcionar un motor a tope y estrangular el caudal que produce, el variador reduce el motor para ajustarse a la demanda. Para muchas cargas, esto es drásticamente más eficiente que las alternativas de estrangular, recircular o arrancar y parar.

Los variadores son más potentes en bombas y ventiladores centrífugos, donde la relación entre la velocidad y la potencia hace que incluso reducciones de velocidad modestas produzcan grandes ahorros de energía. Entender esa relación es la clave para saber dónde se amortizará un variador.

Por qué las leyes de afinidad hacen tan grandes los ahorros

Para las bombas y los ventiladores centrífugos, las leyes de afinidad describen cómo escala el rendimiento con la velocidad: el caudal es aproximadamente proporcional a la velocidad, la presión al cuadrado de la velocidad y, lo más importante, la potencia al cubo de la velocidad. Esa relación cúbica es la fuente del ahorro. Reducir un poco la velocidad recorta mucho la potencia, porque la potencia cae con el cubo de la relación de velocidades.

Por eso un ventilador o una bomba que funciona reducido durante gran parte del tiempo puede ahorrar una parte muy grande de su energía cuando un variador sustituye a una compuerta o válvula de estrangulación. La estrangulación disipa el excedente como presión desperdiciada; el variador simplemente no lo genera en primer lugar.

Buenas aplicaciones y malas

Los variadores no son universalmente beneficiosos. Se amortizan mejor donde se cumplen dos condiciones: la carga es centrífuga y la demanda varía, de modo que el equipo pasa tiempo real a salida reducida.

• Candidatos fuertes: bombas y ventiladores centrífugos que sirven caudal variable, controlados actualmente por estrangulación, compuertas, derivación o arranque-parada, que funcionan muchas horas al año.
• Candidatos débiles: cargas que funcionan a salida plena constante (un variador añade pérdidas y coste sin ahorro), y cargas de par constante como las bombas de desplazamiento positivo y los transportadores, donde no se aplica el beneficio cúbico (aunque un variador aún pueda ayudar al control).

La primera pregunta de cribado no es, por tanto, si una carga es grande, sino si varía y cómo se controla actualmente.

Dimensionado y compatibilidad con el motor

Un variador debe dimensionarse a la corriente del motor y a la característica de par de la carga, no solo a su potencia nominal. Importan algunos puntos de compatibilidad:

• Idoneidad del motor: el aislamiento del motor debe soportar los pulsos rápidos de tensión que produce un variador, especialmente en cables largos; los motores aptos para inversor están diseñados para esto.
• Refrigeración a baja velocidad: un motor autorrefrigerado mueve menos aire de refrigeración a medida que se ralentiza, así que el funcionamiento continuo a baja velocidad puede necesitar refrigeración independiente.
• Velocidad mínima: las bombas y los motores tienen una velocidad mínima sensata de funcionamiento; funcionar demasiado lento puede causar mala lubricación, sobrecalentamiento o caudal inestable.
• Longitud de cable y filtrado: los cables de motor largos pueden necesitar filtros de salida para proteger el motor.

Armónicos y calidad de la energía

Los variadores consumen corriente de forma no sinusoidal, inyectando armónicos de vuelta en el suministro eléctrico. En pequeñas cantidades esto rara vez es un problema, pero una planta con muchos variadores, o un suministro débil, puede sufrir tensión distorsionada, sobrecalentamiento de transformadores y cables, y disparos espurios.

La mitigación es bien conocida: reactancias o chokes de entrada, filtros de armónicos o variadores con etapas de entrada de bajos armónicos. El nivel adecuado depende del tamaño y el número de variadores en relación con el suministro. Considerar los armónicos en la fase de diseño es mucho más barato que añadir filtros después de que aparezcan los problemas, así que pertenece a cualquier proyecto multivariador.

Estrategia de control y obtener el beneficio

Un variador solo ahorra energía si realmente se le permite reducir la velocidad. Cableado pero dejado funcionando a plena velocidad bajo una referencia fija, no ahorra nada y añade sus propias pérdidas. El beneficio viene de cerrar un lazo de control en torno a la demanda real —variar la velocidad de la bomba para mantener una presión o caudal de proceso, o la del ventilador para mantener una temperatura o presión— para que el equipo entregue exactamente lo necesario y no más.

También vale la pena comprobar el sistema antes de instalar un variador: una bomba sobredimensionada, una derivación innecesaria o una válvula estrangulada pueden indicar un sistema que debería corregirse además de controlarse. Reducir primero la demanda genuina, y luego aplicar un variador para seguir lo que quede, es lo que ofrece el ahorro completo.

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