Motores eléctricos en depuradoras y plantas de biogás: qué necesita cada etapa

Motores eléctricos en depuradoras y plantas de biogás: qué necesita cada etapa

En una depuradora, dos motores alimentados desde el mismo cuadro pueden no tener nada en común. Uno mueve una soplante de aireación a unas 3000 rpm; el otro hace girar el puente de un decantador tan despacio que una vuelta dura minutos. Al primero le preocupan la energía y el calor; al segundo, el par elevado a velocidad mínima y la intemperie. Lo difícil de elegir motores para una depuradora no es una aplicación pesada concreta, sino la variedad de trabajos que conviven en el mismo ambiente húmedo y con gases, día y noche.

Por eso conviene leer la planta como el recorrido que siguen el agua y el fango, no como una lista de motores. A continuación recorremos la instalación desde la llegada del agua residual hasta la deshidratación del fango, viendo qué necesita cada etapa, qué suele fallar y qué debe indicarse en el pedido.

Llegada: rejas y bombeo de entrada

El agua residual suele entrar por una estación de bombeo, donde las rejas de gruesos y los tamices retienen sólidos y las bombas elevan el caudal a la cota que alimenta el resto de la planta. Los limpiarrejas son accionamientos pequeños, con reductor y trabajo intermitente; sus problemas reales son el agua, las salpicaduras y los atascos. Cuando el peine se engancha en una piedra o en un ovillo de trapos, el motor se bloquea y la protección debe desconectarlo enseguida.

Las bombas de entrada siguen el patrón diario del caudal: las puntas de la mañana y la tarde pueden multiplicar el caudal nocturno, así que entran varias bombas por etapas o un variador ajusta la velocidad. Las bombas centrífugas en cámara seca pueden llevar motores asíncronos trifásicos estándar; las sumergibles en cámara húmeda llevan motor integrado del fabricante de la bomba. Una avería típica es la bomba que trabaja en seco o con caudal mínimo por una aspiración obstruida. La corriente del motor baja y el relé térmico no se entera. Una función de subcorriente lo detecta; en el artículo sobre funciones del relé de protección del motor explicamos cómo ajustarla.

Aireación: el gran consumidor

En el tratamiento biológico, las soplantes que aportan oxígeno suelen ser el mayor consumidor de energía de la planta. Las soplantes de canal lateral se accionan normalmente con motores de 2 polos; las de lóbulos rotativos, a menudo mediante correas con motores de 2 o 4 polos. La selección según el tipo de soplante está en el artículo sobre el motor para soplantes; aquí nos quedamos con lo propio de la depuración.

La demanda de oxígeno del reactor varía a lo largo del día. Un variador gobernado por la sonda de oxígeno disuelto reduce la velocidad cuando hace falta menos aire y baja el consumo. Pero las soplantes de desplazamiento positivo, a diferencia de los ventiladores centrífugos, siguen pidiendo un par casi constante a baja velocidad. Si el motor va a trabajar mucho tiempo despacio, el ventilador montado en su eje puede no refrigerarlo bien y quizá necesite ventilación independiente; hay que plantearlo al hacer el pedido.

Como las soplantes funcionan casi todo el año, la clase de eficiencia se traslada directamente al coste de explotación. En 37 kW y 4 polos, los rendimientos mínimos son 93,9% para IE3, 95,2% para IE4 y 96,1% para IE5. A lo largo de la vida de una soplante que no para, esos pocos puntos superan con facilidad la diferencia de precio.

Las salas de soplantes suelen ser cerradas y calurosas. Los valores nominales de HEM Motor se dan hasta +40 °C de temperatura ambiente, un límite que una sala mal ventilada puede superar en verano. Toca mejorar la ventilación o elegir el motor con reducción de potencia o un tamaño mayor.

Decantadores y rasquetas: despacio, pero sin descanso

Los puentes giratorios o de vaivén de los decantadores primarios y secundarios recogen el fango sedimentado. El motor es pequeño, pero la velocidad de salida es mínima, así que se usa un reductor de relación alta o varias etapas de engranajes. El accionamiento está a la intemperie: lluvia, nieve, sol y heladas son su día a día.

Se repiten dos problemas. El motor parado a la intemperie acumula condensación y, tras un invierno, su resistencia de aislamiento puede haber bajado; una resistencia anticondensación y una caja de bornes bien orientada marcan la diferencia. Y cuando se forma hielo en la superficie, el puente se fuerza; sin limitador de par ni protección de sobrecarga, esa carga llega directamente al reductor y al motor.

Línea de fangos y digestor: la zona con gas

Las bombas de fango son casi siempre de desplazamiento positivo, de tornillo excéntrico o de lóbulos, que piden par elevado en el arranque y lo mantienen a baja velocidad, al contrario que una centrífuga. Si un variador regula su velocidad, el motor debe dar par constante a pocas revoluciones sin calentarse.

El digestor anaerobio es donde se produce el biogás. Agitadores y bombas de recirculación trabajan sin pausa. Algunos agitadores interiores son sumergibles, con motor del propio fabricante del agitador; los de entrada superior llevan motor y reductor sobre la cubierta. La cubierta, la cúpula de gas, las tuberías de gas, el gasómetro y el entorno de la cogeneración pueden estar clasificados como zonas con atmósfera explosiva por el metano.

Aquí hay que ser claros: la clasificación de zonas la fija el documento de protección contra explosiones de la planta y en ellas solo pueden usarse motores Ex certificados para esa zona. Un motor estándar no puede instalarse en zona Ex, por alto que sea su grado IP. El catálogo 2026 de HEM Motor no incluye motores con certificación Ex, de modo que esos puntos requieren un fabricante de equipos certificados. La lógica general está explicada en el artículo sobre cuándo es obligatorio un motor antideflagrante. Todo lo que queda fuera de las zonas, del bombeo a la aireación, los decantadores y la deshidratación, utiliza motores industriales estándar.

Los precios y datos técnicos están en las páginas de producto; elija el modelo y haga su pedido en línea.

Deshidratación: decantadoras centrífugas, prensas y tornillos

Las decantadoras centrífugas y los filtros banda son las máquinas mecánicamente más exigentes. El accionamiento principal de una decantadora lleva un tambor pesado a alta velocidad; el arranque es largo y el motor debe acelerar una carga de gran inercia sin sobrecalentarse, así que el tiempo de arranque se comprueba al elegir motor y arrancador. El accionamiento secundario fija la diferencia de velocidad entre tambor y tornillo y suele ir con variador.

Los tornillos que transportan la torta de fango son lentos, con reductor y propensos a atascarse. Al cambiar la consistencia del fango, el par oscila; un reductor con factor de servicio holgado y una detección de atasco alargan su vida. Las carcasas disponibles figuran en la página de reductores de tornillo sinfín.

Tres asuntos que afectan a toda la planta

Sulfuro de hidrógeno y corrosión

El sulfuro de hidrógeno se concentra en la llegada, en el bombeo y en el edificio de fangos. Ataca el cobre y las superficies metálicas, empezando por bornes, terminales de cable y cualquier zona con la pintura dañada. En recintos cerrados y mal ventilados hay que especificar desde el principio el sistema de pintura, entradas de cable estancas y la protección de la caja de bornes. Los motores de HEM Motor llevan pintura en polvo electrostática; para ambientes muy corrosivos, la protección adicional se acuerda en el pedido.

Redundancia

Una depuradora no puede parar, así que bombas y soplantes suelen estar duplicadas. La unidad de reserva que pasa semanas parada sufre sus propios problemas de condensación y rodamientos. Alternar el servicio iguala las horas y demuestra que la reserva funciona de verdad.

Servicio continuo y vigilancia

La mayoría de equipos principales trabajan en servicio continuo S1. En motores grandes de soplantes y bombas, las sondas PTC o PT100 en el bobinado avisan del aumento de temperatura antes de la avería y pueden pedirse como opción.

Conclusión

Las necesidades cambian etapa a etapa a lo largo del recorrido del agua y del fango: oscilaciones de caudal y marcha en seco en el bombeo, energía y refrigeración a baja velocidad en la aireación, intemperie y velocidad mínima en los decantadores, par constante y zonas con gas en la línea de fangos, arranques largos y atascos en la deshidratación. Si desea una revisión de los motores situados fuera de las zonas Ex a partir de su esquema unifilar y su clasificación de zonas, puede contactar con nosotros.

Preguntas frecuentes

¿Todos los motores de una planta de biogás deben tener certificación Ex?

No. Solo se exigen en las áreas clasificadas como zona en el documento de protección contra explosiones, como la cubierta del digestor, las tuberías de gas o el gasómetro. El bombeo, la aireación y la deshidratación fuera de esas zonas usan motores industriales estándar.

¿Se puede accionar con variador el motor de una soplante de aireación?

Sí, ajustar la velocidad a la demanda de oxígeno es una forma habitual de ahorrar energía. Las soplantes de lóbulos siguen pidiendo par alto a baja velocidad, así que si el motor va a girar despacio durante mucho tiempo hay que revisar su refrigeración y valorar un ventilador independiente.

¿Por qué fallan tanto los motores de las rasquetas de los decantadores?

Trabajan a la intemperie y con poca carga durante largos periodos, así que la condensación y el esfuerzo por el hielo en invierno son las causas más habituales. Una resistencia anticondensación, una caja de bornes bien orientada y una protección de sobrecarga evitan la mayoría de averías.

¿Cómo saber si una bomba de entrada trabaja en seco?

Una bomba en seco o con la aspiración obstruida consume bastante menos corriente de lo normal. El relé térmico no lo detecta, por lo que un relé de protección con función de subcorriente es una forma práctica de evitar daños en la bomba y en el cierre.

Modelos de HEM Motor relacionados con este artículo

Las tarjetas muestran modelos de ejemplo relacionados con el tema. El motor adecuado no se elige solo por la potencia: compare velocidad, tensión, montaje, eje y medidas de conexión en la página del producto; si tiene dudas, envíe una foto de la placa del motor actual por WhatsApp.

Motor eléctrico 1,5 kW 1500 rpm con carcasa de fundición 90L-4

90L-4

1,5 kW · 1500 rpm

  • Carcasa de fundición · IEC 90L
  • 1445 rpm · IP55
  • Montaje: B3 patas; brida (B5/B14/B35) según carcasa — se confirma en el pedido

143,22 US$ (127,82 €)

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Motor eléctrico 5,5 kW 1500 rpm con carcasa de fundición 132S-4

132S-4

5,5 kW · 1500 rpm

  • Carcasa de fundición · IEC 132S
  • 1460 rpm · IP55
  • Montaje: B3 patas; brida (B5/B14/B35) según carcasa — se confirma en el pedido

339,83 US$ (303,28 €)

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Motor eléctrico 11 kW 1500 rpm con carcasa de fundición 160M-4

160M-4

11 kW · 1500 rpm

  • Carcasa de fundición · IEC 160M
  • 1465 rpm · IP55
  • Montaje: B3 patas; brida (B5/B14/B35) según carcasa — se confirma en el pedido

565,14 US$ (504,35 €)

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