Corriente monofásica vs trifásica

La diferencia entre corriente monofásica y trifásica es cuántas ondas de tensión llegan al equipo y cómo están sincronizadas. En la red chilena de baja tensión, la alimentación monofásica entrega 220 V entre una fase y el neutro; la trifásica entrega 380 V entre fases, repartidos en tres ondas desfasadas 120° eléctricos entre sí. Ese mismo sistema trifásico 380/220 V también ofrece 220 V tomando una fase contra el neutro, razón por la que conviven en una misma instalación. Para el bombeo lo relevante es el comportamiento del motor: con tres fases siempre hay par disponible y el giro es uniforme, mientras que un motor monofásico tiene par pulsante y necesita un condensador de arranque y marcha para partir.

La ventaja técnica del sistema trifásico se ve en la corriente. Para una misma potencia, un motor trifásico exige una corriente de línea bastante menor que uno monofásico —del orden de 42 A frente a 125 A en un equipo de 15 kW, por ejemplo, cifras aproximadas que dependen del cos φ y del rendimiento— porque la potencia se reparte en tres conductores y se calcula con P = √3 × V × I × cos φ (con √3 ≈ 1,732). Menor corriente significa conductores más delgados, menos cobre (aproximadamente la mitad del material para la misma potencia) y menos pérdidas en el cable de bajada, que en un pozo puede medir más de cien metros. Por eso el calibre y el número de conductores del cable sumergible se definen según si el motor es monofásico o trifásico.

En pozos profundos el motor sumergible es, salvo casos chicos, trifásico. Los motores sumergibles monofásicos de 3 hilos —que requieren siempre una caja de control externa (control box) donde van el condensador y el protector térmico— se ofrecen de fábrica hasta unos 5 HP en formato 4″ (y hasta unos 15 HP en líneas mayores), pero el límite práctico y económico del bombeo monofásico se ubica en torno a 3-5 HP. Sobre ese rango, la oferta y la buena práctica pasan al trifásico, que no usa condensador y entrega par parejo. Operar un motor trifásico desde una red monofásica con un condensador es un parche: pierde del orden de 30-50 % de su potencia nominal (queda en torno al 50-70 % de la nominal) y no es una solución seria para un pozo en producción.

El sistema trifásico además habilita los esquemas de arranque que cuidan al motor y a la red: partida directa (DOL) en equipos chicos, estrella-triángulo o partidor suave en potencias intermedias y variador de frecuencia en las mayores. Estos esquemas reducen la corriente de partida —que en arranque directo llega a 5-7 veces la corriente nominal— y simplemente no existen en monofásico, que solo arranca por condensador. Todo este control de potencia y arranque se concentra en el tablero de control del pozo.

El problema real en terreno chileno aparece donde la red trifásica no llega: muchas parcelas y pozos rurales solo tienen empalme monofásico 220 V. Hay tres caminos. Solicitar a la distribuidora un empalme trifásico 380 V (la opción definitiva, pero más cara y con plazos mayores en zona rural). Usar un convertidor de fase rotativo o estático. O, para motores pequeños, alimentar el motor trifásico con un variador de frecuencia de entrada monofásica 220 V y salida trifásica 220 V, que internamente convierte AC a continua y la reconstruye en tres fases; estos variadores están limitados a motores chicos, del orden de 2,2 kW (3 HP). La elección depende de la potencia del pozo, del presupuesto y de la disponibilidad real de red en la zona, que conviene confirmar con la distribuidora antes de comprar el equipo de bombeo.