Imagine un motor eléctrico funcionando incansablemente cuando, de repente, debido a una carga excesiva o a un arranque fallido, la corriente aumenta drásticamente y las temperaturas comienzan a dispararse. Sin una protección eficaz, el motor se sobrecalentaría rápidamente y se quemaría, lo que provocaría importantes pérdidas económicas y riesgos para la seguridad. Aquí es donde los protectores térmicos sirven como guardianes vitales, cortando rápidamente la energía para evitar daños fatales al motor. Pero, ¿cómo funcionan exactamente estos dispositivos y qué factores deben tenerse en cuenta al seleccionarlos? Este artículo explora los principios, las normas y los criterios de selección de los protectores térmicos para ayudar a los usuarios a comprender y aplicar mejor esta crucial tecnología de protección de motores.

Los protectores térmicos, como su nombre indica, son dispositivos diseñados para proteger los motores de los daños relacionados con el calor. Supervisan la temperatura o la corriente del motor e interrumpen automáticamente la alimentación cuando estos valores superan los umbrales de seguridad predeterminados. Esta protección evita el sobrecalentamiento causado por sobrecargas, rotores bloqueados o arranques fallidos. Como componentes fundamentales para la seguridad del motor, los protectores térmicos se utilizan ampliamente en diversos aparatos industriales y domésticos, como bombas, ventiladores y compresores.

Los protectores térmicos funcionan a través de dos mecanismos principales: la monitorización de la corriente y la monitorización de la temperatura. Algunos dispositivos detectan posibles sobrecargas midiendo la corriente que fluye a través del motor, lo que activa la interrupción de la alimentación cuando la corriente supera los límites establecidos. Otros miden directamente la temperatura del motor y se activan cuando se superan los umbrales de temperatura. Los protectores térmicos avanzados combinan la monitorización de la corriente y la temperatura para proporcionar una protección más completa y fiable.

El Código Eléctrico Nacional (NEC) establece requisitos específicos para la selección e instalación de protectores térmicos para garantizar la seguridad y fiabilidad del motor. Según las normas del NEC, la clasificación de corriente de disparo de un protector térmico debe establecerse en función de la corriente a plena carga del motor:

• Para motores con una clasificación de 9 amperios o menos: la corriente de disparo debe ajustarse al 170% de la corriente a plena carga
• Para motores de entre 9,1 y 20 amperios: la corriente de disparo debe ajustarse al 156% de la corriente a plena carga
• Para motores de más de 20 amperios: la corriente de disparo debe ajustarse al 140% de la corriente a plena carga

Estos porcentajes garantizan que los protectores térmicos se disparen durante las sobrecargas reales, evitando al mismo tiempo los disparos molestos por las sobretensiones de corriente de arranque normales. Además, el NEC exige que, cuando se utilizan dispositivos de interrupción de corriente separados, éstos deben configurarse para cortar la alimentación del motor cuando se interrumpe el circuito de control. Esto evita posibles reinicios automáticos peligrosos después de que se dispare un protector térmico.

Los protectores térmicos están disponibles en varios tipos, cada uno con distintos principios de funcionamiento y aplicaciones:

• Protectores térmicos bimetálicos: Estos dispositivos comunes utilizan dos tiras metálicas con diferentes coeficientes de expansión. Cuando la temperatura aumenta, la expansión desigual hace que la tira bimetálica se doble, activando un interruptor para cortar la alimentación. Su construcción sencilla y su bajo coste los hacen ideales para electrodomésticos y motores pequeños.
• Protectores basados en termistores: Estos dispositivos utilizan termistores cuya resistencia cambia significativamente con la temperatura. Cuando la temperatura supera los límites de seguridad, la variación de la resistencia hace que el circuito interrumpa la alimentación. Estos protectores ofrecen una alta sensibilidad y una respuesta rápida, lo que los hace adecuados para aplicaciones que requieren una monitorización precisa de la temperatura.
• Protectores PTC: Los termistores de coeficiente de temperatura positivo exhiben un fuerte aumento de la resistencia cuando la temperatura aumenta, lo que limita eficazmente la corriente para proteger el motor. Los protectores PTC cuentan con capacidad de reinicio automático, lo que restaura el funcionamiento después de que se resuelven las condiciones de fallo.
• Protectores electrónicos: Estos dispositivos avanzados utilizan circuitos electrónicos para monitorizar tanto la corriente como la temperatura, implementando algoritmos sofisticados para detectar sobrecargas, sobrecalentamiento y otras condiciones de fallo. Pueden proporcionar una protección completa, incluyendo la protección contra sobrecargas, subtensión y rotor bloqueado.

La elección del protector térmico adecuado requiere una cuidadosa consideración de varios factores:

• Especificaciones del motor: La clasificación de corriente de disparo del protector debe coincidir correctamente con la corriente a plena carga del motor para garantizar una protección fiable contra sobrecargas sin disparos molestos.
• Entorno operativo: Condiciones como la alta temperatura, la humedad o las atmósferas corrosivas pueden requerir protectores con envolventes o materiales especiales.
• Requisitos de protección: Diferentes aplicaciones pueden necesitar características de protección específicas, como la protección contra sobrecargas, subtensión o rotor bloqueado.
• Compatibilidad física: El tamaño y el método de montaje del protector deben adaptarse al diseño del motor para una correcta instalación.
• Certificaciones: Los protectores deben llevar las certificaciones de seguridad pertinentes, como UL o CE, para garantizar el cumplimiento de las normas del sector.

Una correcta instalación y mantenimiento son esenciales para un rendimiento óptimo del protector térmico:

• Asegurar un buen contacto térmico entre el protector y el motor para una monitorización precisa de la temperatura
• Siga las instrucciones del fabricante para las conexiones eléctricas correctas
• Pruebe periódicamente el funcionamiento del protector utilizando el equipo adecuado
• Reemplace rápidamente cualquier unidad dañada o que funcione mal

En lugares peligrosos como atmósferas explosivas, los protectores térmicos deben cumplir requisitos de seguridad adicionales. El NEC exige medidas de protección especiales para los motores en estos entornos, como envolventes a prueba de explosiones o barreras de seguridad suplementarias. Los protectores térmicos para estas aplicaciones deben llevar las certificaciones de lugares peligrosos apropiadas.

Los protectores térmicos sirven como salvaguardas fundamentales para los motores eléctricos, previniendo fallos catastróficos por sobrecargas, rotores bloqueados u otras condiciones de fallo. Al comprender sus principios de funcionamiento, las normas aplicables y los criterios de selección, los usuarios pueden implementar eficazmente esta tecnología de protección crítica para mejorar la fiabilidad del motor, prolongar la vida útil y reducir los costes de mantenimiento. La correcta selección, instalación y mantenimiento de los protectores térmicos garantizan que cumplan su vital función protectora cuando más se necesitan.