Vacuum cleaner motor-Application Of electric motor

Motor de aspiradora-Aplicación del motor eléctrico

Motor de la aspiradora: potencia neumática en el punto de funcionamiento

Respuesta rápida

Un motor de aspiradora no se especifica por vatios ni por pascales. Se especifica por un punto de la curva del ventilador, y la única cifra que compara dos máquinas es la potencia neumática: caudal de aire multiplicado por la diferencia de presión, medido donde la máquina realmente funciona. El caudal máximo y la succión máxima son los dos extremos de esa curva, y la potencia neumática es cero en ambos, porque en cada extremo uno de los dos factores desaparece. Multiplicar los dos extremos produce un número que ningún punto de funcionamiento alcanza. Un motor de flujo directo de 5.7 pulgadas, catalogado con 130 CFM y 93 pulgadas de columna de agua, da por esa multiplicación 1,429 vatios neumáticos y unos 435 W reales. Dimensione en el punto de trabajo.

La Potencia Neumática es un Producto, y Ambos Extremos Son Cero

Una aspiradora no succiona. Crea una diferencia de presión, y la atmósfera empuja el aire a través de la máquina a causa de ella. Esa distinción decide cómo hay que especificar el motor, porque una diferencia de presión sin caudal no mueve polvo, y un caudal sin diferencia de presión no puede despegar una partícula de una fibra de alfombra. La limpieza ocurre donde ambos existen a la vez.

La magnitud que los combina es la potencia neumática. En unidades SI es simplemente la presión en pascales multiplicada por el caudal volumétrico en metros cúbicos por segundo, lo que da vatios. La versión imperial usada en la industria estadounidense de aspiradoras multiplica el caudal en pies cúbicos por minuto por la succión en pulgadas de columna de agua y divide entre 8.5. Ese divisor no es una constante física; es una conversión de unidades. Convertir un punto publicado en ambos sentidos muestra que los dos métodos coinciden con una diferencia inferior a una décima de por ciento, así que quien afirme que la constante incluye un factor de seguridad la está interpretando mal [1].

Cifra en la cajaQué mide en realidadQué oculta
Succión sellada en Pa o pulgadas de columna de aguaDiferencia de presión con la entrada bloqueadaEl caudal, que es cero en esa condición
Caudal máximo en CFM o litros por segundoVolumen movido con la entrada totalmente abiertaLa presión, que es cero en esa condición
Vatios de entradaPotencia eléctrica tomada del enchufeTodo lo que hay entre el enchufe y el aire
Vatios neumáticosPresión por caudal en un punto declaradoNada, siempre que se declare el punto

La columna de agua es un suelo, no una nominal

La succión sellada tiene un uso legítimo: es la presión máxima que la máquina puede generar, así que fija la profundidad desde la que teóricamente puede elevar material por un tubo vertical. Es un valor suelo. Lo mismo vale en el otro extremo, donde el caudal máximo indica cuánto aire puede mover la máquina por una boquilla totalmente abierta y, por tanto, qué tan bien recogerá residuos ligeros de un suelo duro. Ninguna de las dos cifras describe una máquina en funcionamiento.

Por eso una cifra de marketing de decenas de miles de pascales, citada sola, casi no aporta información. Dos máquinas pueden declarar 20 kPa, y una mover el triple de aire que la otra a esa presión. La cifra de presión no las distingue, y el caudal no se muestra. Medir correctamente las prestaciones de una aspiradora en seco exige ambas, bajo condiciones controladas, que es exactamente lo que establece IEC 62885-2 [2].

La Curva del Ventilador es la Especificación Real

Un ventilador a velocidad fija traza una curva al representar la presión frente al caudal. Empieza en el punto sellado sobre el eje de presión, donde el caudal es cero, y cae hasta el punto abierto sobre el eje de caudal, donde la presión es cero. La capacidad del propio motor cruza esta curva, y los conductos de la máquina añaden una segunda curva que crece con el caudal porque la pérdida de presión aumenta aproximadamente con el cuadrado de la velocidad. La intersección de la curva del ventilador y la curva del sistema es el punto de funcionamiento. Ese punto, y ningún otro, determina lo que experimenta el usuario.

La multiplicación que nadie puede alcanzar

Una ficha publicada de un motor de flujo directo monoescalonado de 5.7 pulgadas da 130.5 CFM de caudal máximo y 93.1 pulgadas de columna de agua de succión sellada, a 34,250 rpm y 10.4 A con 120 V. La ficha indica también la potencia neumática máxima en unos 435 W.

La multiplicación da 130.5 por 93.1 dividido entre 8.5, es decir 1,429 vatios neumáticos. El catálogo dice 435 W. La multiplicación sobreestima el motor en un factor de 3.29, y el motivo es estructural y no un error de redondeo: a caudal máximo la presión es cero, y a presión máxima el caudal es cero, así que el producto es cero en ambos extremos y alcanza su máximo en algún punto intermedio.

MotorCaudal máx.Succión selladaExtremos multiplicadosPotencia neumática máx. nominalSobreestimación
5.7 in monoescalonado de flujo directo, 120 V, 10.4 A130.5 CFM (0.0616 m3/s)93.1 in H2O (23.2 kPa)1,429 W435 W3.29x
Motor con derivación, 1,800 W, 34,000 rpm3.2 m3/min (0.0533 m3/s)34 kPa1,813 W540 W3.36x

Dos fichas de diseños distintos, una de flujo directo y otra con derivación, una imperial y otra métrica, convergen en el mismo factor de sobreestimación con una diferencia inferior al dos por ciento. La coincidencia refleja la forma que debe adoptar un ventilador centrífugo monoescalonado, lo que hace sistemática la trampa: cualquier folleto que cite un caudal y una presión uno al lado del otro invita al lector a hacer una multiplicación errónea por un factor de tres.

Dónde se sitúa realmente el pico de potencia neumática

Si la curva del ventilador fuera una línea recta entre los dos extremos, la potencia neumática alcanzaría su pico justo a mitad de camino, a la mitad del caudal abierto y la mitad de la presión sellada. Calculándolo para el mismo motor se obtiene 0.0308 metros cúbicos por segundo por 11.6 kPa, es decir 357 W. La ficha dice 435 W. La curva real, por tanto, se abomba hacia fuera: el ventilador sostiene más presión que una recta a caudal medio, que es para lo que sirven un rodete y un difusor bien acoplados. Un diseñador que quiera vatios neumáticos en un punto de trabajo debe pedir la curva, no los dos extremos, y esperar el pico cerca de la mitad del caudal abierto, lejos de cualquier extremo.

Familia de unidades motor-ventilador para aspiradoras: botes monoescalonados de flujo directo, un soplante con derivación con salida rectangular, apilamientos de rodetes y difusores, y una placa de control inversor
Cuatro arquitecturas de escalonamiento de ventilador en paralelo. Las formas de bote son unidades de flujo directo, donde el aire de trabajo sale por encima del devanado; la salida rectangular pertenece a un soplante con derivación con su propio circuito de refrigeración. Nótese cómo crece el diámetro del rodete al bajar la velocidad de diseño: la misma potencia neumática comprada con otra combinación de velocidad y área.

Tres Familias de Motores y Dónde Vive Cada Una

A menudo los motores de aspiradora se agrupan por alimentación, como CA, CC o sin escobillas, y esa agrupación dice más de la electrónica que del régimen de trabajo. Una división más útil atiende a cómo obtiene cada familia su potencia neumática y a qué precio.

El motor universal es un motor serie

Casi todas las aspiradoras con cable usan un motor universal: un rotor devanado y un estátor devanado conectados en serie, alimentados mediante un colector y escobillas de carbón. Como el campo y el inducido van en serie, la máquina produce par alto a baja velocidad y gira rápido en vacío, lo que conviene casi perfectamente a un ventilador centrífugo. Además funciona en CA o CC sin modificaciones, de ahí su nombre. Los diseños estándar giran hoy a 30,000–40,000 rpm, y algunos superan 50,000 rpm, que es lo que permite a un rodete pequeño generar presión seria [10][11].

El precio es el colector. Las escobillas se desgastan, el chispeo limita la compatibilidad electromagnética y la vida máxima la fijan el grado de escobilla y lo bien que el fabricante mantenga el polvo fuera de los portaescobillas. Nada de la familia ha cambiado en décadas; lo que ha cambiado es la velocidad y la calidad del detalle.

PropiedadUniversal (con escobillas)CC sin escobillas con inversorInducción con ventilador de derivación
Velocidad típica30,000–50,000 rpm60,000–120,000 rpm2,000–3,600 rpm
AlimentaciónCA o CC, desde redBatería o bus de CCRed CA o trifásica
Eficiencia de potencia neumáticaEn torno al 30–35 por cientoAprox. 40 por ciento o másMenor, pero sin límite de velocidad
Vida limitada porDesgaste de escobillas y colectorRodamientos y electrónicaRodamientos y aislamiento
ControlÁngulo de fase por triac, burdoOrientado a campo, precisoVelocidad fija, o un variador
Dónde se usaDe cubo, vertical, húmedo y secoEscoba, manual, sin cableCentral, industrial, húmedo y seco

Un argumento habitual, y erróneo: que un motor de baja velocidad da más par y por tanto conviene mejor a la limpieza pesada. El par no es la salida que vende una aspiradora. Lo es la potencia neumática, y se obtiene tanto de un rodete pequeño a alta velocidad como de uno grande a baja velocidad. Alcanzar la misma potencia neumática a 3,000 rpm en lugar de 34,000 rpm exige un rodete de diámetro once veces mayor, y las unidades industriales son grandes exactamente por eso.

La elección entre familias trata, por tanto, de vida, coste y circuito de refrigeración, no de cuál tiene más par. Para comparar las opciones sin escobillas con más detalle, véase BLDC frente a motor de inducción y las desventajas de los motores de CC sin escobillas.

A Dónde Van los Otros Dos Tercios de los Vatios

Potencia neumática dividida por potencia de entrada da la cifra que más importa aquí. Para el motor de 5.7 pulgadas anterior, 435 W de potencia neumática frente a 120 V por 10.4 A, es decir 1,248 W, dan 34.9 por ciento. Para el motor con derivación de 1,800 W, 540 W de potencia neumática dan 30.0 por ciento, y su propia ficha declara una eficiencia de succión máxima del 33 por ciento. Las dos máquinas y los dos sistemas de medida convergen en la misma respuesta: aproximadamente un tercio de la electricidad se convierte en movimiento de aire.

Aquí se confunden dos eficiencias, y la confusión produce especificaciones que no pueden ser verdaderas a la vez. La cifra del 65–75 por ciento que aparece en muchas páginas de proveedores es la eficiencia eléctrica del motor y su controlador, medida en el eje. La cifra del 30–35 por ciento de aquí es potencia neumática sobre potencia de entrada, medida en la corriente de aire. Ambas pueden ser correctas a la vez, porque entre ellas se sitúa el escalonamiento del ventilador y un ventilador centrífugo a esta relación de presión convierte algo menos de la mitad de la potencia en el eje en potencia neumática. Una ficha que cite la cifra mayor afirmando que describe el rendimiento de succión está describiendo el extremo equivocado de la máquina.

El 65 por ciento que refrigera el devanado

Los dos tercios restantes no desaparecen. Se convierten en calor, y en un motor de flujo directo ese calor entra en la corriente de aire que acaba de salir del ventilador. El aumento de temperatura puede calcularse directamente: se divide la pérdida por el producto de la densidad del aire, el calor específico y el caudal volumétrico. Con 813 W de pérdida y 0.0616 metros cúbicos por segundo, usando 1.2 kilogramos por metro cúbico y 1,005 julios por kilogramo-kelvin, el aumento es de 10.9 K.

Ese número explica la arquitectura de flujo directo. El motor no desperdicia dos tercios de su entrada; usa el escape como refrigerante. También explica por qué la misma arquitectura falla de forma tan específica, porque la refrigeración es proporcional al caudal y el caudal es lo primero que elimina un atasco.

La succión sellada no es un punto de trabajo

Aplicada a lo largo del rango de caudal, la misma aritmética convierte el modo de fallo en una curva.

Caudal a través del motorAumento de temperatura del aireQué significa en servicio
0.0616 m3/s (abierto, filtro limpio)10.9 KFuncionamiento normal, devanado holgado dentro de su clase
0.045 m3/s (manguera y tubo colocados)15.0 KCondición de trabajo típica
0.020 m3/s (filtro medio obstruido)33.7 KSubida del devanado más este valor, margen menguante
0.010 m3/s (filtro obstruido)67.4 KVida del aislamiento en colapso
0.005 m3/s (casi sellado)134.8 KFallo en minutos, no en horas

Nunca haga funcionar una máquina de flujo directo a succión sellada como ensayo de vida. La condición sellada es un punto de medida usado unos segundos para leer la presión máxima, no una condición de funcionamiento. A succión sellada el caudal de refrigeración es cero mientras el motor sigue tomando corriente cercana a plena carga, así que el devanado no tiene forma de evacuar sus pérdidas. Cualquier banco que mantenga la entrada cerrada para comprobar un motor destruirá un motor bueno y atribuirá el fallo a la causa equivocada.

Un motor con derivación rompe ese acoplamiento. Un segundo ventilador, movido por el mismo eje, toma aire ambiente limpio a través del inducido y el campo y lo descarga por separado, de modo que el aire de trabajo nunca toca el devanado. Las unidades de húmedo y seco y las centrales usan esa disposición por ese motivo, y también explica que sean más grandes y ruidosas: ahora hay dos corrientes de aire que encauzar y dos sistemas de ventilador que equilibrar.

Tensión, Velocidad y la Ley del Cubo

Como un motor universal no es síncrono con la red, la frecuencia casi no afecta a su velocidad. Una máquina de 50 Hz y una de 60 Hz a la misma tensión giran a casi las mismas rpm. Esto importa porque gran parte del equipo importado llega con supuestos tomados de los motores de inducción, donde un aumento de frecuencia del 20 por ciento sí implica un aumento de velocidad del 20 por ciento. Aplicar esa lógica a un motor de aspiradora produce un rediseño que nunca hizo falta.

La variable que importa es la tensión, y entra tres veces. Las leyes del ventilador establecen que el caudal escala con la velocidad, la presión con el cuadrado de la velocidad y la potencia neumática con el cubo. Como la velocidad de un motor serie a carga fija es aproximadamente proporcional a la tensión aplicada, la potencia neumática sigue el cubo de la tensión.

Tensión de alimentaciónVelocidad y caudal relativosPresión relativaPotencia neumática relativaPérdida frente a 230 V
230 V1.0001.0001.0000 por ciento
220 V0.9570.9150.87512.5 por ciento
208 V0.9040.8180.74026.0 por ciento

Una alimentación de 208 V es común en Norteamérica y en algunas instalaciones de exportación, y le cuesta a una máquina nominal de 230 V un cuarto de su potencia neumática antes de que siquiera se conecte la manguera. La misma aritmética se aplica a un cable alargador largo: diez por ciento de caída de tensión cuesta alrededor del 27 por ciento de succión. Una máquina que rinde bien en banco puede decepcionar al fondo de un taller. La medida que zanja la cuestión es una lectura de tensión en marcha en los terminales del motor, no comprobar la placa.

Una máquina sin escobillas con control de velocidad en lazo cerrado se comporta distinto: mantiene la velocidad y toma más corriente, así que la pérdida aparece como calor y como menor autonomía de batería en lugar de succión más débil. Es una ventaja real, y también el motivo de que las tablas de autonomía de las máquinas sin cable no puedan leerse como comparaciones de succión. Los fundamentos de velocidad y eficiencia se exponen en tecnología del motor de CC sin escobillas.

Vida de Escobillas, Vida de Rodamientos y la Regla de las 500 Horas

Nada en un motor de aspiradora funciona despacio. A 34,250 rpm el eje gira 571 veces por segundo, así que un colector de doce segmentos presenta un segmento nuevo a cada escobilla unas 6,850 veces por segundo, o una vez cada 146 microsegundos. El grado de escobilla, la presión del muelle y la película del colector deben estar bien a esa cadencia. Un motor de aspiradora no es simplemente un motor universal pequeño con un ventilador atornillado.

Una escobilla a 571 revoluciones por segundo

La vida de escobillas en esta clase se cita normalmente entre 500 y 1,500 horas, y la diferencia entre ambos extremos es metalurgia y exclusión de polvo, no tamaño. El reglamento de ecodiseño de la UE exige una vida operativa del motor de al menos 500 horas para máquinas domésticas con cable, e IEC 62885-2 define el ensayo que la establece, junto con el método para la potencia de entrada nominal [2][8].

Quinientas horas parecen generosas hasta que se dividen por un ciclo de trabajo. A una hora por semana en una casa son unos nueve años y medio. A cinco horas al día en una ronda de limpieza contratada son cien días laborables. El mismo motor, el mismo certificado de ensayo, dos resultados por completo distintos, y el certificado no dice al comprador cuál de los dos recibe.

Modo de falloQué fija el límiteContramedida práctica
Desgaste de escobillas y colectorDensidad de corriente, fuerza del muelle, entrada de polvoEscobilla de grado superior, portaescobillas sellados, integridad del filtro
Vida de rodamientosValor dn, precarga, grasa, equilibradoRodamientos de bolas precargados, grado de equilibrado controlado
Aislamiento del devanadoAumento de temperatura frente a la clase de aislamientoMantener despejado el circuito de refrigeración, respetar el ciclo de trabajo
Erosión del ventiladorPolvo abrasivo a la velocidad periférica del rodeteFiltración aguas arriba, material de rodete más duro

La cuarta fila de esa tabla es la que los compradores pasan por alto. La velocidad periférica en el borde del rodete es la misma aritmética que en cualquier ventilador centrífugo, y a 34,000 rpm un rodete de 90 mm roza los 160 m/s, así que el polvo abrasivo erosiona las puntas de los álabes y ensancha el juego de marcha. La potencia neumática cae gradualmente y el síntoma se describe como «el motor se está quedando débil» mucho después de que la causa sea mecánica. La selección del material del rodete se trata en ventilador metálico o plástico para motor eléctrico.

El rodamiento es un problema de valor dn

La selección de rodamientos a estas velocidades se rige por el diámetro del agujero multiplicado por la velocidad de giro. Un agujero de 8 mm a 34,250 rpm da un valor dn de unos 274,000, dentro del rango que pueden sostener rodamientos de instrumentación lubricados con grasa pero con poco margen para una grasa pobre o una precarga incorrecta. El equilibrado importa al mismo tiempo, porque la fuerza de desequilibrio crece con el cuadrado de la velocidad; la evaluación y los límites de vibración de máquinas se exponen en IEC 60034-14, y aquí importan más que en un motor industrial de 1,500 rpm [6].

Ambas cuestiones quedan por debajo de la pregunta más visible de la protección de la envolvente. Un motor de aspiradora vive en una corriente de aire sucia, y el código IP de IEC 60034-5 describe qué tan bien la carcasa mantiene fuera sólidos y agua, pero no dice nada de si el aire de refrigeración está limpio [5]. Un motor puede ser IP55 y aun así ser destruido por el aire que se le pide respirar.

Una Secuencia de Dimensionado con un Ejemplo Completo

El dimensionado va hacia atrás desde la boquilla. Primero viene la prestación de limpieza que la máquina debe entregar, después las pérdidas entre la boquilla y el ventilador, y solo entonces el motor y el escalonamiento del ventilador. El ejemplo de abajo es una aspiradora de cubo con una manguera de 1.8 m y 32 mm de diámetro interior y un filtro de alta eficiencia, con objetivo de 200 W de potencia neumática en la boquilla.

Paso 1: fijar el caudal. A 0.045 metros cúbicos por segundo, el diámetro de la manguera da una velocidad media de 56 m/s. El número de Reynolds a esa velocidad es de unos 119,000, claramente turbulento, así que la manguera no es un tubo liso y la pérdida es real. Elegir primero el caudal es deliberado: fija la velocidad de transporte, que es lo que realmente arrastra los residuos, antes de que se discuta cifra alguna de presión.

Paso 2: sumar las pérdidas del sistema. La manguera cuesta unos 1.9 kPa a 0.045 metros cúbicos por segundo, el filtro unos 0.5 kPa y los codos y la boquilla unos 0.2 kPa, lo que da 2.6 kPa en total. Multiplicado por el caudal, son 117 W de potencia neumática gastados en llevar el aire hasta la boquilla en lugar de en ella.

Paso 3: dimensionar el ventilador. El motor debe entregar 200 W en la boquilla más 117 W de pérdida, eso es 317 W de potencia neumática en el ventilador. Al 33 por ciento de eficiencia medido antes, eso exige 960 W de entrada, por encima del límite de 900 W que se aplica a las máquinas domésticas con cable en la UE.

Paso 4: decidir qué cede. Hay tres opciones. Subir la eficiencia del ventilador al 35.2 por ciento, alcanzable con un difusor mejor y un rodete mayor pero a costa de altura. Reducir la pérdida del sistema, normalmente aumentando el diámetro de la manguera, que el cliente nota como una manguera más pesada. O aceptar unos 180 W en la boquilla, que sigue siendo una aspiradora de cubo respetable.

Paso 5: comprobar el caso térmico. Con 900 W de entrada y 0.045 metros cúbicos por segundo se aplica el aumento de 15 K calculado antes, y el devanado queda holgado dentro de su clase a temperatura ambiente normal. Esa comprobación ocupa una línea y descarta el fallo de campo más común antes de congelar el diseño.

Paso 6: comprobar la declaración de vida. Un motor de 500 horas pasa el requisito doméstico y falla un ciclo de trabajo comercial dentro de una temporada. Si la máquina va a limpieza contratada, la especificación tiene que decir 1,000 horas y el grado de escobilla tiene que corresponderse, permita lo que permita el suelo de ecodiseño.

Lo que nunca aparece en esta secuencia es una cifra de vatios como dato de partida. La potencia de entrada sale del cálculo en el paso 3 como consecuencia del caudal, las pérdidas y la eficiencia del ventilador. Los compradores que empiezan por los vatios abordan el problema por el extremo equivocado y suelen acabar con un motor más pesado y una manguera peor. El mismo razonamiento aplicado a otra máquina de fluidos se expone en cómo elegir el motor adecuado para su bomba.

Lo Que las Normas Exigen en Realidad

Las aspiradoras quedan bajo cuatro cuerpos distintos de requisitos, y confundirlos produce especificaciones que no pueden cumplirse.

InstrumentoQué regulaQué se supone erróneamente que regula
IEC 62885-2:2026Cómo se miden las prestaciones: caudal, presión, potencia neumática, vida del motor, potencia de entradaQue fija una prestación mínima
IEC 60335-2-2:2026Seguridad eléctrica del aparatoQue cubre atmósferas de polvo o gas
Reglamento (UE) 666/2013Potencia de entrada, energía anual, ruido, vida del motor, reemisión de polvoQue aplica a máquinas sin cable, robot o industriales
IEC 60079-31:2022Protección contra ignición de polvo por envolvente, para zonas clasificadasQue un grado IP es un sustituto aceptable

El reglamento de la UE es el que tiene cifras duras. Desde septiembre de 2014 limitó la potencia de entrada nominal a 1,600 W; desde septiembre de 2017 el límite bajó a 900 W, con energía anual por debajo de 43 kWh, potencia acústica de 80 dB(A) o menos, reemisión de polvo del 1.00 por ciento o menos y una vida operativa del motor de al menos 500 horas. Las máquinas de batería, robot, industriales y centrales quedan fuera de su alcance, que es precisamente por lo que el desarrollo sin cable se aceleró tras la entrada en vigor del límite [8]. El propio resumen de la Comisión es directo sobre el motivo: la potencia doméstica de las aspiradoras subió de unos 1,200 W en 1990 a unos 2,300 W en 2020 sin una ganancia correspondiente en la limpieza [9].

Dos trampas de alcance se esconden tras esa tabla. IEC 60335-2-2 no se aplica explícitamente donde hay atmósfera corrosiva o explosiva, así que una máquina destinada a una zona de polvo clasificada necesita un concepto de protección según IEC 60079-31 en lugar de un mejor grado IP [3][7].

La clase de eficiencia es la otra trampa. Las clases IE de IEC 60034-30-1 cubren motores de inducción de CA alimentados desde red; un motor universal no tiene clase IE alguna, así que una ficha que describa un «motor de aspiradora IE3» está describiendo una máquina de inducción o usando mal el término [4]. El trasfondo de esas clases se expone en qué significa una clase de eficiencia de motor. La nominal y las prestaciones de la máquina en conjunto, incluidos el aumento de temperatura y el régimen, vienen de IEC 60034-1 [12].

Si la aplicación implica polvo combustible, o un riesgo con disolvente o gas, la máquina sale por completo del estándar doméstico. Nuestro motor sin chispas para aspiradoras cubre ese caso, y las dos páginas están deliberadamente separadas: esta trata de prestaciones y selección, aquella de conceptos de protección.

Aspiradora de cubo para húmedo y seco con tambor de acero inoxidable, dos ruedas giratorias y una manguera de 38 mm, el formato de máquina que suele usar un motor con derivación
Una aspiradora de húmedo y seco. El volumen del tambor y el diámetro de la manguera son las dos cifras que fijan la curva del sistema, y por lo general el cliente fija ambas antes de que se hable del motor. Nótese en particular el diámetro de la manguera: pasar de 32 mm a 38 mm reduce la pérdida al mismo caudal aproximadamente a la mitad, lo que a menudo sale más barato que comprar un motor mayor.

Ajustar el Motor a la Máquina

Cada formato de máquina impone una restricción dominante distinta, y la especificación debe seguir esa restricción por delante de los vatios.

MáquinaPotencia neumática típica en el ventiladorMotor habitualRestricción dominante
De cubo, con cable250–400 WUniversal, mono o biescalonado, de flujo directo o con derivaciónRuido y el límite de 900 W
Vertical, con cable200–350 WUniversal, monoescalonadoAltura sobre el cepillo, trazado del aire
Escoba y manual, sin cable80–200 WCC sin escobillas con inversorEnergía de batería y calor acumulado en la mano
Sistema central400–700 WCon derivación, mono o biescalonado, a veces inducciónTendidos largos de tubo, luego presión antes que caudal
Húmedo y seco, taller200–400 WUniversal con derivaciónEntrada de agua y residuos que vencen a los filtros
Industrial y polvo peligroso300 W en adelanteInducción con ventilador de derivación, o universal protegidoCiclo de trabajo y el concepto de protección

La fila del sistema central es la ilustración más clara de por qué presión y caudal no pueden intercambiarse a ciegas. Un tendido largo de tubo añade resistencia, así que la curva del sistema se empina, el punto de funcionamiento se desliza por la curva del ventilador hacia mayor presión y menor caudal, y un ventilador elegido por el caudal máximo en la máquina entregará menos en la entrada más lejana que uno elegido por una curva más plana. Los ventiladores biescalonados existen sobre todo para aplanar esa curva. Si la máquina debe atender varias entradas a la vez, la aritmética de motores para ventiladores centrífugos se aplica directamente.

Las filas industrial y de polvo peligroso introducen cuestiones de protección y régimen que un motor doméstico nunca afronta, y esas unidades suelen construirse sobre un bastidor de motor trifásico en lugar de uno universal. En ambos casos la secuencia de dimensionado es la misma; solo cambia la restricción que aprieta primero.

Seis Errores que Llegan a Producción

Estos son los errores que sobreviven a una revisión de diseño, normalmente porque todos en la sala han visto antes el número y asumen que significa lo que parece significar.

  1. Tratar los pascales como un ranking de prestaciones. Una cifra de presión con la entrada bloqueada mide el extremo donde el caudal es cero. Ordena los motores por lo fuerte que tiran contra una manguera sellada, que no es una tarea que haga aspiradora alguna.
  2. Multiplicar los dos extremos. El resultado es el triple de la verdad, de forma consistente, tanto en diseños de flujo directo como con derivación. Sobrevive a la revisión porque el número parece una mejora plausible.
  3. Aplicar la lógica de frecuencia de motor de inducción. Un motor universal no es síncrono, así que 50 Hz frente a 60 Hz cambia casi nada. La tensión lo cambia todo, al cubo.
  4. Dimensionar en el pico de vatios neumáticos. El pico de vatios neumáticos ocurre en el banco con un filtro limpio y sin manguera. La máquina pasa su vida en otro punto de la curva, y es ese punto el que la especificación debe nombrar.
  5. Ensayar la vida a succión sellada. En un motor de flujo directo esto elimina el aire de refrigeración mientras la corriente sigue alta, así que el ensayo destruye la muestra y produce un patrón de desgaste que nada tiene que ver con el servicio.
  6. Elegir la manguera al final. El diámetro de la manguera cambia la curva del sistema más barato que cualquier cambio de motor. Una manguera de 32 mm a 45 litros por segundo cuesta aproximadamente el doble de pérdida de presión que una de 38 mm al mismo caudal, y ninguna mejora de motor recupera eso con la eficiencia con que lo habría hecho la manguera.

Resolución de Problemas: Síntoma, Causa, Acción

SíntomaCausa más probableAcción
La succión decae con las semanasCarga del filtro, el punto de funcionamiento sube por la curvaRegistrar el caudal, no la presión; sustituir o limpiar en un umbral de caudal medido
El motor se corta a los diez minutosSobretemperatura del devanado, a menudo por caudal de refrigeración restringidoRevisar filtro y vía de escape; verificar que no se pide al protector térmico compensar un conducto obstruido
Fuerte olor a quemado, el motor sigue girandoFallo de asentamiento de escobillas o ruptura de la película del colectorParar la unidad; inspeccionar longitud de escobillas y superficie del colector; revisar polvo en el portaescobillas
Silbido que sube con la velocidad, más vibraciónDeterioro de rodamientos o pérdida de equilibradoSustituir rodamientos por pareja, reequilibrar el rodete, comprobar erosión del rodete
Débil en obra, bien en el bancoTensión de red por debajo de la nominal, o alargador insuficienteMedir la tensión en marcha en los terminales del motor; la potencia neumática sigue el cubo de la tensión
Succión buena, recogida malaCaudal demasiado bajo en la boquilla, velocidad de transporte insuficienteAumentar el diámetro de la manguera o acortar el tendido; revisar el sellado de la boquilla antes que el tamaño del motor
Ruidoso solo en el escapeRestricción de descarga o difusor ausenteRestituir el área de descarga; comprobar que la espuma de escape no se haya colapsado
Fallo repetido de escobillas en un tipo de máquinaPolvo que llega a los portaescobillas, o ciclo de trabajo más allá del grado de escobillaMejorar la filtración, luego especificar una escobilla de mayor vida y reensayar al método IEC

Cómo Construye Greensky Power los Motores para Aspiradoras

Construimos el motor y el escalonamiento del ventilador como un solo conjunto, porque los vatios neumáticos que mide el cliente salen de la pareja y no de cada pieza por separado. En la práctica eso significa que en la oferta se cierran juntas cuatro cosas: la velocidad para la que se diseña el rodete, la curva del ventilador alrededor del punto de trabajo, el circuito de refrigeración y si sobrevive a un filtro restringido, y el grado de escobilla que encaja con el ciclo de trabajo del cliente.

En concreto, citamos una curva del ventilador con los extremos sellado y abierto marcados, declaramos los vatios neumáticos en el punto de funcionamiento que el cliente espera y damos el aumento de temperatura a ese caudal para que el margen del devanado sea visible. La vida se cita como un número de horas contra un ciclo de trabajo declarado, medido al método de IEC 62885-2, que es la única forma de comparar con honestidad una cifra de 500 horas y una de 1,500 horas. La protección de la envolvente sigue IEC 60034-5, y cuando la máquina se destina a una zona de polvo clasificada lo decimos antes de emitir el plano. Después del hecho es demasiado tarde.

Si está en la fase en que la manguera y el filtro aún se eligen, envíe primero esas dos cifras. Condicionan el motor más que los vatios. Envíe el punto de trabajo a nuestro equipo de ingeniería, o empiece por la biblioteca de aplicaciones de motor y el programa de motores a medida. Las aplicaciones de limpieza afines siguen la misma lógica: máquinas de limpieza de piscinas, máquinas de limpieza de paneles solares y soplantes industriales en aplicaciones de ventiladores industriales.

Envíenos el caudal en la boquilla, el diámetro de la manguera y el ciclo de trabajo, y le devolveremos por escrito la curva del ventilador, los vatios neumáticos en su punto de funcionamiento y el aumento de temperatura a ese caudal. Contactar con Greensky Power.

Referencias

  1. ASTM International. (2021). F558-21, Standard Test Method for Measuring Air Performance Characteristics of Vacuum Cleaners. ASTM. https://www.astm.org/f0558-21.html
  2. IEC. (2026). IEC 62885-2:2026, Surface cleaning appliances – Part 2: Dry vacuum cleaners for household or similar use – Methods for measuring the performance, Edition 3.0. IEC Webstore. https://webstore.iec.ch/publication/82454
  3. IEC. (2026). IEC 60335-2-2:2026, Household and similar electrical appliances – Safety – Part 2-2: Particular requirements for vacuum cleaners and water-suction cleaning appliances, Edition 8.0. IEC Webstore. https://webstore.iec.ch/en/publication/106067
  4. IEC. (2025). IEC 60034-30-1:2025, Rotating electrical machines – Part 30-1: Efficiency classes of line operated AC motors (IE code). IEC Webstore. https://webstore.iec.ch/en/publication/91195
  5. IEC. (2020). IEC 60034-5:2020, Rotating electrical machines – Part 5: Degrees of protection provided by the integral design of rotating electrical machines (IP code) – Classification, Edition 5.0. IEC Webstore. https://webstore.iec.ch/en/publication/64224
  6. IEC. (2018). IEC 60034-14:2018, Rotating electrical machines – Part 14: Mechanical vibration of certain machines with shaft heights 56 mm and higher – Measurement, evaluation and limits of vibration severity, Edition 4.0. IEC Webstore. https://webstore.iec.ch/en/publication/59889
  7. IEC. (2022). IEC 60079-31:2022, Explosive atmospheres – Part 31: Equipment dust ignition protection by enclosure “t”, Edition 3.0. IEC Webstore. https://webstore.iec.ch/en/publication/32540
  8. European Parliament and Council. (2013). Commission Regulation (EU) No 666/2013 implementing Directive 2009/125/EC with regard to ecodesign requirements for vacuum cleaners. Official Journal of the European Union. https://eur-lex.europa.eu/eli/reg/2013/666/oj
  9. European Commission. (2026). Vacuum cleaners – ecodesign and energy labelling requirements. Energy Efficient Products, European Commission. https://energy-efficient-products.ec.europa.eu/product-list/vacuum-cleaners_en
  10. Bison, a division of AMETEK. (2024). What are brushed vacuum motors? Bison Learning Zone. https://www.bisonametek.com/resources/learning-zone/blogs/2024/february/what-are-brushed-vacuum-motors
  11. AMETEK Lamb Electric. (2026). Lamb vacuum motors: bypass and thru-flow ranges. AMETEK Lamb. https://www.ameteklamb.com
  12. IEC. (2026). IEC 60034-1:2026, Rotating electrical machines – Part 1: Rating and performance, Edition 15.0. IEC Webstore. https://webstore.iec.ch/en/publication/89961

Preguntas Frecuentes

Q: ¿Qué tipo de motor se usa en una aspiradora? La mayoría de las aspiradoras con cable usan un motor universal, una máquina con escobillas de devanado en serie que funciona en CA o CC y gira a 30,000–40,000 rpm, con algunos diseños por encima de 50,000 rpm. Las máquinas sin cable han pasado a motores de CC sin escobillas accionados por inversor, normalmente a velocidades aún mayores. Las de húmedo y seco y las industriales suelen usar un motor de inducción con un ventilador de derivación separado, porque ese diseño sobrevive a regímenes largos y separa el aire de refrigeración del aire sucio [10][11].

Q: ¿Es mejor más vatios en una aspiradora? No. Los vatios de entrada son lo que el motor toma del enchufe, no lo que llega a la alfombra. Aproximadamente dos tercios de esa entrada salen del motor como calor en la corriente de aire, y solo alrededor de un tercio se convierte en potencia neumática. La Comisión Europea registra que la potencia doméstica de las aspiradoras subió de unos 1,200 W en 1990 a unos 2,300 W en 2020 sin una ganancia equivalente en limpieza, razón por la que el reglamento de ecodiseño limita ahora la potencia de entrada a 900 W [8][9].

Q: ¿Qué significa una succión de 20,000 Pa? Es una diferencia de presión medida con la entrada bloqueada, así que no dice nada de cuánto aire mueve la máquina. La potencia neumática es presión por caudal, y en la condición sellada el caudal es cero, luego la potencia neumática también es cero. Una sola cifra en pascales solo sirve como un extremo de la curva del ventilador. Para comparar máquinas se necesitan la presión sellada y el caudal abierto, e idealmente los vatios neumáticos en el punto de funcionamiento [1].

Q: ¿Cuál es la diferencia entre un motor de aspiradora de flujo directo y uno con derivación? En un motor de flujo directo el aire de trabajo pasa por los escalonamientos del ventilador y se descarga después sobre el inducido y el campo, de modo que refrigera el motor a su salida. En un motor con derivación un segundo ventilador, separado, toma aire ambiente limpio a través de los devanados y el aire de trabajo nunca los toca. El de flujo directo es más pequeño y barato pero se degrada cuando el polvo fino escapa del filtro. El de derivación es mayor y más caro pero mantiene el devanado fuera de la corriente sucia [10].

Q: ¿Cuánto dura un motor de aspiradora? El reglamento de ecodiseño de la UE fija un suelo de 500 horas de funcionamiento para máquinas domésticas con cable, y el método de medida se define en IEC 62885-2. Quinientas horas son unos nueve años y medio a una hora por semana, pero solo unos cien días laborables a cinco horas al día, así que el mismo motor que pasa el requisito doméstico puede fallar dentro de una temporada en uso comercial. Mejores grados de escobilla y sistemas de rodamientos alcanzan 1,000–1,500 horas [2][8].

Q: ¿Le importa a un motor de aspiradora 50 Hz frente a 60 Hz? Muy poco. Un motor universal no es síncrono con la red, así que su velocidad la fijan la tensión y la carga, no la frecuencia de línea; una máquina de 50 Hz y otra de 60 Hz a la misma tensión giran casi a la misma velocidad. La variable que importa es la tensión de alimentación, y como la potencia del ventilador sigue el cubo de la velocidad, una caída de tensión del 10 por ciento cuesta alrededor del 27 por ciento de la potencia neumática. Un motor de inducción en una unidad central o industrial se comporta distinto y está ligado a la frecuencia.

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