¿Qué es un variador de velocidad y cuál es su importancia en la minería?

En una operación minera, la velocidad de los motores no siempre debe permanecer constante. Bombas, ventiladores y fajas transportadoras trabajan con demandas cambiantes. Los variadores de velocidad son una alternativa para regular el accionamiento eléctrico y adaptar su respuesta a cada etapa del proceso.

Entender qué es un variador de velocidad implica ir más allá de disminuir las revoluciones de un equipo. También debes considerar el par requerido, la calidad de energía y las condiciones de instalación. Estos factores determinan cuándo conviene incorporarlo.

¿Qué es un variador de velocidad y qué controla?

Un variador de velocidad es un convertidor electrónico de potencia que modifica la frecuencia y la tensión suministradas a un motor de corriente alterna para regular su velocidad. En motores de inducción también gestiona el par mediante distintos algoritmos. Por eso se conoce como variador de frecuencia o VFD (variable frequency drive).

No debe confundirse con un arrancador eléctrico suave: este último actúa durante el arranque y la parada, pero no regula la velocidad en operación continua. El VFD sí puede ajustarla de acuerdo con una consigna del operador, un PLC o una variable de proceso.

¿Cómo funciona un variador de frecuencia?

Entre las partes de un variador de frecuencia están el rectificador, el bus de corriente continua y el inversor. El primero convierte CA en CC; el bus la estabiliza y el inversor genera una salida de frecuencia variable mediante modulación por ancho de pulsos (PWM).

En un motor de cuatro polos, la velocidad síncrona corresponde a 1800 rpm con 60 Hz y a 900 rpm con 30 Hz. La velocidad real es algo menor por el deslizamiento, y la respuesta ante la carga depende también del algoritmo empleado.

El control escalar V/f resulta adecuado para numerosas cargas de dinámica moderada. Cuando necesitas respuesta rápida del par, control a baja velocidad o reparto de carga entre motores, conviene evaluar control vectorial o control directo de par, siempre según las prestaciones documentadas del equipo.

Te puede interesar: Conoce cómo funciona un motor eléctrico trifásico

¿Cuáles son las aplicaciones de los variadores en minería?

Las aplicaciones de variadores de frecuencia abarcan procesos con exigencias distintas. La selección no se resuelve únicamente con la potencia nominal: también intervienen el perfil de par, las condiciones de arranque y el comportamiento de la carga durante el ciclo productivo.

Bombas de agua y pulpa mineral

En bombeo puedes regular el caudal o la presión a partir de una señal del proceso. Si se trata de bombas centrífugas, reducir la velocidad puede disminuir la potencia requerida. En transporte de pulpas debes verificar la velocidad mínima de circulación para evitar sedimentación, obstrucciones o condiciones hidráulicas desfavorables.

Ventiladores de minas subterráneas

Un VFD ajusta el caudal de aire según los requerimientos operativos del circuito de ventilación. Sin embargo, la consigna nunca debe comprometer los caudales mínimos de seguridad exigidos por el diseño y la normativa minera. La reducción de velocidad exige comprobar la curva del ventilador y las pérdidas de presión de la red.

Fajas transportadoras y alimentadores

En transportadores, las rampas de aceleración y desaceleración reducen los tirones sobre bandas y acoplamientos. Para sistemas con varios motores, el reparto de par resulta especialmente importante. En tramos descendentes, un accionamiento regenerativo compatible puede devolver energía a la red; no todos los variadores convencionales incorporan esa capacidad.

Chancadoras y molinos

Estas máquinas requieren examinar el par de arranque, las sobrecargas transitorias y la inercia del conjunto. Un equipo dimensionado solo por kilovatios puede resultar insuficiente si el proceso exige par elevado a bajas revoluciones. La aplicación debe validarse con las curvas del motor, las exigencias mecánicas y el fabricante del accionamiento.

¿Por qué son importantes los variadores para la eficiencia minera?

Una de las ventajas de un variador de velocidad es que puede evitar el funcionamiento innecesario a plena velocidad cuando la demanda disminuye. En bombas y ventiladores centrífugos, las leyes de afinidad establecen que, bajo condiciones ideales comparables, la potencia varía aproximadamente con el cubo de la velocidad.

Por ejemplo, operar al 80% de la velocidad nominal supone una potencia teórica cercana al 51,2% de la inicial. No equivale a prometer un ahorro del 48,8% en la instalación: la altura estática, el rendimiento del motor y del variador, las pérdidas del sistema y las horas reales de operación modifican el resultado.

También puedes programar arranques progresivos, limitar corrientes y supervisar variables eléctricas. Su efecto sobre mantenimiento y disponibilidad debe comprobarse con indicadores como paradas no programadas, temperatura y consumo específico en kWh por tonelada transportada o procesada. En cargas de par constante, el ahorro no sigue la ley cúbica.

¿Qué tipos de variadores de velocidad ofrece Promelsa?

Promelsa organiza su catálogo en tres categorías principales de variadores, además de una línea de accesorios:

• Variadores de propósito general: orientados a aplicaciones de control de velocidad convencionales. Su idoneidad depende de las características de la carga y las prestaciones del modelo.

• Variadores industriales: destinados a accionamientos industriales que requieren determinadas capacidades de control, integración y operación.

• Variadores para maquinaria pesada y minería: categoría especialmente relacionada con el artículo, que incluye equipos trifásicos ABB para aplicaciones que requieren evaluar potencia, corriente y capacidad de sobrecarga.

• Accesorios para variadores: componentes complementarios cuya selección depende de su compatibilidad con el variador y de los requisitos de instalación.

¿Qué debes revisar para elegir un variador de velocidad minero?

Entre los tipos de variadores de velocidad, compara capacidad de sobrecarga, método de control, tensión de alimentación y protección ambiental. Revisa cuatro aspectos antes de elegir.

1. Corriente, par y ciclo de trabajo

Selecciona el equipo a partir de la corriente nominal del motor, no solamente de los HP de placa. Comprueba la sobrecarga admisible, la duración de los picos y el régimen de servicio. Si necesitas un variador de frecuencia trifásico, verifica también la compatibilidad con tensión de red y motor, y las restricciones de operación a baja velocidad.

2. Altitud, polvo y refrigeración

En minas de altura, la menor capacidad de enfriamiento del aire puede exigir reducir la corriente disponible. Evalúa temperatura, ventilación y grado IP. Una referencia IP20 o IP21 requiere una envolvente adecuada frente a polvo y agua. Promelsa también presenta un ABB ACS880 de 60 HP, 380-480 V e IP55; comprueba sus condiciones térmicas de instalación.

3. Armónicos y compatibilidad electromagnética

Los rectificadores del VFD pueden introducir distorsión armónica en la alimentación. Evalúa impedancia de red, reactancias, filtros y límites de distorsión en el punto de acoplamiento común conforme a IEEE 519-2022. Para compatibilidad electromagnética, revisa IEC 61800-3:2022. En cables largos, comprueba sobretensiones por dV/dt, aislamiento del motor y posibles corrientes en rodamientos.

4. Seguridad y normas aplicables

IEC 61800-5-1:2022 aborda la seguridad de los sistemas de accionamiento; IEC 61800-9-2:2023, con su modificación de 2025, ofrece criterios de clasificación de eficiencia. En Perú, considera además el Reglamento de Seguridad y Salud Ocupacional en Minería (D. S. 024-2016-EM y modificatorias) y el Código Nacional de Electricidad. Verifica las NTP aplicables antes de atribuir equivalencias normativas.

¡Ahora ya sabes para qué sirve un variador de velocidad en minería! Como ves, significa determinar qué necesita cada accionamiento, no instalar el mismo dispositivo en todas las máquinas. Una evaluación sólida parte del perfil de carga, las exigencias eléctricas y la seguridad operativa. Con esos datos podrás justificar la selección técnica y estimar beneficios medibles durante la vida útil del sistema.

En Promelsa te ofrecemos los mejores equipos y materiales eléctricos para la generación, transmisión y distribución de energía. Nuestro equipo puede orientarte en la selección de la configuración y las características técnicas que requiere tu proyecto eléctrico. ¡Visita nuestra web!