Motor sumergible

El motor sumergible es el motor eléctrico que acciona la bomba de un pozo profundo. A diferencia de una bomba de eje vertical de superficie, aquí el conjunto va completamente sumergido: la bomba arriba y el motor abajo, ambos colgados de la cañería de impulsión. El motor convierte la energía eléctrica que llega por el cable en rotación mecánica del eje, y la bomba —sus etapas e impulsores— transforma esa rotación en caudal y presión. Son dos piezas distintas que se acoplan y pueden reemplazarse por separado, distinción importante a la hora de diagnosticar una falla: a veces se quema el motor con la bomba sana, o al revés.

La refrigeración del motor depende del flujo de agua del pozo que pasa por su carcasa mientras es bombeada hacia arriba. Los fabricantes de referencia exigen una velocidad mínima de paso de agua sobre la carcasa para evitar sobrecalentamiento, velocidad que crece con el diámetro del motor y se especifica para agua de hasta unos 30 °C. Cuando la instalación no garantiza ese flujo —motor más angosto que el casing, pozo de gran diámetro, o motor instalado bajo el screen— se agrega una camisa de flujo (flow sleeve): un tubo que envuelve el motor y obliga al agua a pasar pegada a la carcasa antes de subir. Internamente el motor va lleno de una solución de agua desionizada con glicol no tóxico que disipa calor y lubrica los cojinetes.

Constructivamente existen dos familias. Los encapsulados usan alambre de bobinado con aislamiento encapsulado resistente al agua aplicado de fábrica; el devanado no se rehace en terreno y el motor sigue siendo de llenado líquido (no es un bloque sólido). Predominan en 4 pulgadas y, según el modelo, también se ofrecen en 6. Los rebobinables permiten rehacer el estator y repararlo, opción habitual en los diámetros grandes de 8, 10 y 12 pulgadas, donde el motor es un activo costoso que conviene reparar antes que reemplazar. El diámetro nominal se estandariza en pulgadas según NEMA (4, 6, 8, 10, 12) y debe entrar holgado en el casing; los acoplamientos NEMA hacen que motores y bombas de distintas marcas sean intercambiables.

En Chile (red de 50 Hz), los motores de 4 pulgadas se ofrecen en 220 V monofásico —típicamente 0,5 a 3 HP, en configuración bifilar o trifilar— y en 380 V trifásico hasta cerca de 10 HP; los de 6 pulgadas y mayores son trifásicos 380 V para potencias altas. La tolerancia de tensión admisible es del orden de ±10 %. El motor es la carga eléctrica que alimentan y protegen los demás componentes del pozo: el cable de potencia lo conecta al tablero, el variador de frecuencia o partidor suave controla su arranque y velocidad, y la tierra eléctrica deriva fallas de aislación de la carcasa. Por eso el dimensionamiento del cable parte de la corriente nominal del motor y de su corriente de rotor bloqueado (del orden de 5 a 7 veces la nominal).

La causa más frecuente de quema de un motor sumergible no es el fin de vida natural, sino fallas evitables: refrigeración insuficiente —falta de camisa de flujo o pozo embancado que tapa el motor—, caída de tensión excesiva por cable subdimensionado (que reduce el par, proporcional al cuadrado de la tensión, y calienta el bobinado), funcionamiento en vacío al bajar el nivel dinámico, o uso de cable común con variador. Antes de energizar conviene medir la resistencia de aislamiento del conjunto cable+motor con megóhmetro para descartar bobinado o cable dañado; con variador esta verificación es crítica, porque el VFD castiga aislaciones débiles muy rápido. Prevenir estas fallas es más barato que reponer el motor.