Cuadros eléctricos para bombas de pozo: diferencias entre control con sondas y sin sondas

Elegir el cuadro eléctrico adecuado para una bomba de pozo sumergible
es una de las decisiones técnicas que más influye en la vida útil de la instalación.
Una bomba sumergible que trabaja en seco —porque el nivel del acuífero ha bajado o
porque el depósito de destino está lleno— puede quedar inutilizada en cuestión de
minutos. El cuadro de control es la única barrera que puede detectar esa situación
y detener la bomba antes de que se produzca el daño. Sin embargo, no todos los
cuadros ofrecen el mismo nivel de protección: la diferencia fundamental está en si
incorporan sondas de nivel o si utilizan otros métodos de detección
como la protección por subcarga. En este artículo explicamos cómo funciona cada
sistema, qué ventajas e inconvenientes tiene cada uno y en qué tipo de instalación
resulta más adecuado.

Por qué el cuadro eléctrico es crítico en una instalación de bomba de pozo

Una bomba sumergible instalada en un pozo trabaja en condiciones mucho más exigentes
que cualquier otra bomba de superficie: está completamente sumergida en agua, a veces
a decenas de metros de profundidad, sometida a la presión hidrostática del agua y
sin posibilidad de inspección visual directa. Por ello, el cuadro de control no es
solo un elemento de maniobra, sino el sistema de supervisión remota que debe detectar
cualquier anomalía y actuar antes de que se produzca un daño irreversible.

Los fallos más frecuentes en bombas de pozo —y los que el cuadro debe ser capaz de
prevenir— son tres: la marcha en seco por agotamiento del acuífero
o vaciado del pozo, el llenado excesivo del depósito de destino
que obliga a la bomba a trabajar contra válvula cerrada, y la sobrecarga
eléctrica por obstrucción o desgaste del rodete. Según el método de
detección empleado, el cuadro puede responder a estos tres problemas de forma
muy diferente.

Cuadro de control sin sondas: funcionamiento, ventajas y limitaciones

Un cuadro de control sin sondas prescinde de electrodos o sensores
de nivel en el pozo o en el depósito. En su lugar, detecta la marcha en seco de
la bomba a través de la protección por subcarga: un relé o un
módulo electrónico que monitoriza continuamente la corriente consumida por el motor
y detecta cuándo cae por debajo de un umbral predefinido, señal inequívoca de que
la bomba está aspirando aire en lugar de agua.

Cómo funciona la protección por subcarga

Cuando una bomba centrífuga trabaja en seco, la potencia mecánica que necesita para
girar cae drásticamente, porque ya no está moviendo agua sino aire. Esta caída de
carga se refleja directamente en una reducción de la corriente consumida por el motor.
El relé de subcarga del cuadro detecta esa caída, espera un tiempo de confirmación
para evitar disparos por transitorios, y ordena la parada de la bomba. Tras un
tiempo de espera configurable —habitualmente entre 5 y 30 minutos— intenta el
rearranque automático para comprobar si el nivel del pozo se ha recuperado.

Ventajas e inconvenientes del sistema sin sondas

La principal ventaja de este sistema es su simplicidad de instalación:
no requiere tender cables de sondas desde el cuadro hasta el interior del pozo ni
instalar electrodos en el depósito de destino. Esto lo hace especialmente adecuado
para pozos profundos donde el tendido de cable de sonda es costoso o problemático,
y para retrofits sobre instalaciones existentes donde no hay previsión para cables
adicionales. Por contra, su limitación es que no puede controlar el nivel del
depósito de destino: sabe cuándo la bomba trabaja en seco, pero no cuándo el
depósito está lleno. Por tanto, en instalaciones donde el control del nivel de
llenado del depósito sea necesario, este sistema necesita complementarse con
una boya flotadora o un presostato.

Cuadro de control con sondas de nivel: funcionamiento y tipos de sonda

Un cuadro con sondas de nivel incorpora un relé de sondas
—también llamado controlador de nivel— que gestiona los electrodos instalados en
el pozo y, opcionalmente, en el depósito de destino. El principio de funcionamiento
se basa en la conductividad eléctrica del agua: cuando los electrodos están sumergidos,
el agua cierra el circuito entre ellos a baja tensión (habitualmente 12 V de corriente
alterna para evitar la electrólisis) y el relé detecta presencia de agua. Cuando el
nivel baja y los electrodos quedan al descubierto, el circuito se abre y el relé
ordena la parada de la bomba.

Tipos de sonda y sus aplicaciones

Existen tres tipos principales de sensores de nivel compatibles con los cuadros
de bomba de pozo. Los electrodos de nivel son los más habituales
en instalaciones fijas: varillas de acero inoxidable que se instalan a distintas
alturas en el pozo o en el depósito, cada una con una función definida (nivel mínimo,
nivel de arranque, nivel máximo). La boya flotadora es la solución
más económica y sencilla para controlar el nivel en depósitos de destino: un
interruptor mecánico que abre o cierra el circuito según la posición del flotador.
Por último, los sensores capacitivos o de presión hidrostática
permiten una medición continua del nivel y son habituales en instalaciones más
exigentes donde se necesita conocer el nivel exacto del acuífero en tiempo real.

El cuadro puede incorporar sondas tanto en el pozo —para detectar el nivel mínimo
de aspiración y evitar la marcha en seco— como en el depósito de destino —para
detectar el nivel máximo y evitar el desbordamiento o el funcionamiento a válvula
cerrada—. Esta doble función de control es la principal ventaja del sistema con
sondas respecto al sistema sin sondas.

Comparativa detallada: con sondas vs. sin sondas

Ambas soluciones son técnicamente válidas y cada una tiene su campo de aplicación
óptimo. La tabla siguiente recoge las diferencias más relevantes para ayudar a
tomar la decisión más adecuada en cada proyecto.

Cuándo elegir cada opción: criterios de decisión por tipo de instalación

Más allá de las características técnicas de cada sistema, la elección entre un
cuadro con sondas o sin sondas depende fundamentalmente del tipo de instalación,
el perfil de uso y las condiciones del pozo. A continuación se recogen los
criterios de decisión más habituales con los que trabajamos en Aycon.

En cualquier caso, independientemente del sistema de control elegido, el cuadro debe
incorporar como mínimo las siguientes protecciones eléctricas: interruptor
magnetotérmico de protección general, guardamotor o relé térmico calibrado a la
corriente nominal del motor, protección diferencial y selector manual-cero-automático
(M-O-A) que permita el funcionamiento manual en caso de fallo del sistema de control
automático. Para saber qué configuración se adapta mejor a tu instalación concreta,
consulta con nuestro equipo a través de la
página de contacto de Aycon.

Si además del control de nivel necesitas regular la presión de impulsión,
nuestros cuadros para grupos de presión con variador de velocidad
permiten combinar el control de nivel con la regulación de velocidad en una
única solución integrada.

Para profundizar en los aspectos técnicos del esquema eléctrico de un cuadro de
bomba de pozo,
Consejos Eléctricos publica un análisis detallado del esquema eléctrico básico
con los componentes y conexiones habituales en este tipo de instalaciones.

Preguntas frecuentes sobre cuadros eléctricos para bombas de pozo