Calculadora de Eficiencia de Motor Eléctrico — NOM-016-ENER
Evalúa la eficiencia de motores eléctricos y calcula el ahorro económico por sustitución. Compara motores estándar vs alta eficiencia según NOM-016-ENER.
Cómo usar esta calculadora
- Ingrese la potencia nominal del motor (HP o kW).
- Indique la eficiencia actual (de placa o estimada por antigüedad).
- Compare con un motor de alta eficiencia IE3 o IE4.
- Ingrese las horas de operación anuales y el costo de electricidad.
- La calculadora muestra las pérdidas, el ahorro por sustitución y el payback.
- Evalúe el retorno de inversión considerando también el ahorro en mantenimiento.
- Verifique la carga real del motor antes de decidir si rebobinar o reemplazar.
Fórmula
η = P_salida / P_entrada × 100 | Pérdidas = P_entrada × (1 - η/100) | Ahorro_anual = (1/η_viejo - 1/η_nuevo) × P × horas × $/kWh Ejemplo Práctico
Ejemplo: Motor de 20 HP en fábrica de Querétaro, 6,000 h/año, $2.50/kWh. Motor actual η=85%. Motor nuevo IE3 η=93%. Ahorro = (1/0.85 - 1/0.93) × 14.92kW × 6,000 × $2.50 = (1.176 - 1.075) × 223,800 = $22,604/año. Inversión motor nuevo: $45,000. Payback: 2 años.
Interpretación de Resultados
La diferencia entre un motor estándar (85%) y uno premium (93%) parece pequeña, pero en operación continua genera ahorros enormes. Un motor de 50 HP operando 8,000 h/año desperdicia $65,000+ al año en pérdidas adicionales si es de baja eficiencia. La NOM-016-ENER establece eficiencias mínimas obligatorias para motores nuevos vendidos en México.
Preguntas Frecuentes
¿Cuáles son las clases de eficiencia de motores?
IEC 60034-30: IE1 (eficiencia estándar) — ya no se venden en México. IE2 (alta eficiencia) — mínimo NOM-016-ENER. IE3 (premium/NEMA Premium) — recomendado para uso continuo. IE4 (súper premium) — máxima eficiencia, más costoso. En México, desde 2016 todos los motores nuevos de 1-200 HP deben cumplir mínimo IE2.
¿Cuándo conviene sustituir un motor por uno más eficiente?
Regla práctica: si el motor opera >4,000 h/año y la diferencia de eficiencia es >5%, el payback es <3 años. También sustituir cuando: el motor requiere rebobinado (pierde 1-3% de eficiencia por rebobinado), el motor es sobredimensionado (opera <40% de carga), o el motor es anterior a 2010 (antes de NOM-016-ENER).
¿Rebobinar o reemplazar un motor?
Cada rebobinado reduce la eficiencia 1-3%. Después de 2 rebobinados, la eficiencia cae significativamente. Regla: si el costo de rebobinado > 50% del costo de un motor nuevo IE3, reemplazar. Para motores ≤ 20 HP, generalmente es más económico reemplazar. Para ≥ 50 HP, el rebobinado (bien hecho) puede justificarse por el costo del motor nuevo.
¿La eficiencia varía con la carga del motor?
Sí. La eficiencia máxima se alcanza entre 75-100% de carga. A 50% de carga, la eficiencia baja 2-5 puntos. A 25% de carga, puede bajar 10+ puntos. Un motor sobredimensionado que opera a 30% de carga es muy ineficiente. Solución: instalar variador de frecuencia (VFD) que ajusta la velocidad a la demanda.
¿Cómo medir la eficiencia de un motor en campo?
Método práctico: medir corriente con pinza amperimétrica y voltaje con multímetro. P_entrada = √3 × V × I × FP (trifásico). P_salida = HP_placa × 746W. η = P_salida / P_entrada × 100. Si la corriente medida es significativamente mayor que la de placa, el motor puede tener devanados dañados, rodamientos gastados o sobrecarga mecánica. Un analizador de potencia (Fluke 435) da resultados más precisos.
¿Los motores de alta eficiencia son compatibles con variadores (VFD)?
Sí, y es la combinación ideal. Los motores IE3/IE4 con aislamiento "inverter duty" están diseñados para operar con VFD sin degradación. Los motores estándar pueden usarse con VFD pero a máximo 90% de velocidad nominal y con filtro de salida si la distancia motor-VFD es > 10 metros. La combinación motor IE3 + VFD puede ahorrar 40-60% de energía en bombas y ventiladores.
¿Rebobinar o reemplazar un motor viejo?
Regla: si el motor tiene >15 años o ha sido rebobinado 2+ veces, REEMPLACE con uno IE3/IE4. Cada rebobinado reduce la eficiencia 1-3%. Un motor de 10 HP con 85% eficiencia, rebobinado tres veces, puede caer a 78%. Costo rebobinado ~30% del motor nuevo, pero pierde eficiencia. Costo motor IE3 se recupera en 1-3 años de ahorro energético.
¿A qué carga opera mejor el motor?
La eficiencia máxima es entre 75-100% de carga nominal. Debajo de 50% de carga: la eficiencia cae dramáticamente y el factor de potencia baja a 0.5-0.7. Un motor de 20 HP operando al 30% de carga: desperdicia 20-40% de la energía. Soluciones: reemplazar por motor más pequeño, agregar VFD para ajustar velocidad, o centralizar cargas en menos motores.