Calculadora Rendimiento Motor Eléctrico - Eficiencia y Pérdidas
Calcula el rendimiento de un motor eléctrico, pérdidas y coste anual de energía perdida.
Última actualización: 27 de febrero de 2026
¿Qué es el rendimiento de un motor?
El rendimiento (η) de un motor eléctrico es la relación entre la potencia mecánica útil en el eje y la potencia eléctrica absorbida de la red:
η = P_mecánica / P_eléctrica = P_eje / (√3 × V × I × cos φ)
La diferencia entre ambas es la potencia perdida en forma de calor.
Clases de eficiencia (IEC 60034-30-1)
| Clase | Nombre | η @ 7,5 kW | η @ 75 kW | Requisito UE |
|---|---|---|---|---|
| IE1 | Estándar | ~87% | ~93% | Prohibido desde 2011 |
| IE2 | Alta | ~89% | ~94% | Prohibido ≥ 0,75 kW (2015) |
| IE3 | Premium | ~91,5% | ~95,5% | Obligatorio ≥ 0,75 kW (2021) |
| IE4 | Super Premium | ~93% | ~96,5% | Obligatorio ≥ 75 kW (2023) |
| IE5 | Ultra Premium | ~95% | ~97% | Futuro (según fabricante) |
- IE3 mínimo para motores de 0,75 – 1.000 kW
- IE4 mínimo para motores ≥ 75 kW
Tipos de pérdidas en un motor
| Tipo de pérdida | % del total | Causa |
|---|---|---|
| Pérdidas en el cobre (estátor) | 30 – 40% | Resistencia de los bobinados |
| Pérdidas en el cobre (rotor) | 15 – 25% | Barras del rotor |
| Pérdidas en el hierro | 15 – 25% | Corrientes parásitas y histéresis |
| Pérdidas mecánicas | 5 – 10% | Rodamientos, ventilador |
| Pérdidas adicionales | 5 – 10% | Armónicos, flujos dispersos |
Rendimiento por potencia y clase
| P nominal | IE1 | IE2 | IE3 | IE4 |
|---|---|---|---|---|
| 0,75 kW | 72,1% | 77,4% | 80,7% | 82,5% |
| 1,5 kW | 77,2% | 81,3% | 84,2% | 86,0% |
| 3 kW | 81,5% | 84,6% | 87,7% | 89,0% |
| 5,5 kW | 84,7% | 87,0% | 89,6% | 91,0% |
| 7,5 kW | 86,0% | 88,1% | 90,4% | 92,0% |
| 11 kW | 87,6% | 89,4% | 91,4% | 93,0% |
| 22 kW | 89,6% | 91,0% | 93,0% | 94,5% |
| 45 kW | 91,4% | 92,7% | 94,2% | 95,5% |
| 75 kW | 92,7% | 93,7% | 95,0% | 96,0% |
Ejemplo práctico: ¿conviene sustituir un motor IE1?
Motor actual: 7,5 kW, IE1, η = 86%, 5.000 h/año, precio 0,12 €/kWh
P_absorbida = 7,5 / 0,86 = 8,72 kW Consumo anual = 8,72 × 5.000 = 43.600 kWh Coste anual = 43.600 × 0,12 = 5.232 €
Motor nuevo: IE4, η = 92%
P_absorbida = 7,5 / 0,92 = 8,15 kW Consumo anual = 8,15 × 5.000 = 40.750 kWh Coste anual = 40.750 × 0,12 = 4.890 €
Ahorro: 5.232 - 4.890 = 342 €/año Coste motor IE4 7,5 kW: ~900 € → Payback: 2,6 años
Errores comunes
Preguntas Frecuentes
¿Qué rendimiento es aceptable para un motor eléctrico?
El rendimiento aceptable depende de la clase de eficiencia según la norma IEC 60034-30-1 y de la potencia del motor. Para motores IE3 (eficiencia premium, obligatorios en la UE desde julio 2021 para potencias de 0,75-1.000 kW), los rendimientos oscilan entre el 80,7% (0,75 kW) y el 96% (200 kW). Los motores IE4 (super premium, obligatorios desde 2023 para ≥ 75 kW) superan el 93% en motores de 7,5 kW y el 96,5% en 75 kW. Un motor en servicio con rendimiento inferior al 85% en potencias de 5-15 kW, o inferior al 90% para 15-45 kW, debería evaluarse para sustitución. El coste energético de las pérdidas suele superar el coste del motor en solo 1-2 años de funcionamiento intensivo. Según el IDAE, los motores eléctricos representan el 70% del consumo eléctrico industrial en España, y la sustitución por modelos de alta eficiencia tiene un potencial de ahorro de 4.000 GWh/año a nivel nacional.
¿Cuánto ahorra un motor eficiente frente a uno antiguo?
El ahorro económico de sustituir un motor antiguo (IE1) por un motor de alta eficiencia (IE4) depende de la potencia, las horas de funcionamiento y el precio de la electricidad. Para un motor de 7,5 kW que funciona 5.000 h/año al precio de 0,12 €/kWh: con IE1 (η = 86%), el consumo anual es 7,5 / 0,86 × 5.000 = 43.600 kWh (5.232 €); con IE4 (η = 92%), el consumo es 7,5 / 0,92 × 5.000 = 40.761 kWh (4.891 €). El ahorro es de 341 €/año. Con un coste del motor IE4 de ~900 €, el payback es de 2,6 años. Para motores de mayor potencia, el ahorro es proporcionalmente mayor: un motor de 45 kW IE4 ahorra 1.500-2.500 €/año frente a un IE1, con payback inferior a 1 año. Según datos del Reglamento UE 2019/1781, la sustitución de todos los motores IE1 en servicio en la UE ahorraría 10 TWh/año de electricidad y evitaría 4 millones de toneladas de CO₂.
¿Cómo medir el rendimiento real de un motor en servicio?
Existen varios métodos para medir el rendimiento de un motor en servicio, desde los más simples a los más precisos. El método directo por medición eléctrica consiste en medir la potencia eléctrica absorbida (P_eléctrica = √3 × V × I × cos φ) con un analizador de redes y compararla con la potencia mecánica en el eje (medida con torquímetro y tacómetro): η = P_mecánica / P_eléctrica. Sin embargo, la medición de potencia mecánica requiere un par-metro, lo que es caro y complejo. El método indirecto por segregación de pérdidas (IEC 60034-2-1) estima las pérdidas individuales (cobre, hierro, mecánicas) a partir de mediciones eléctricas y la temperatura de operación. El método más práctico en campo es comparar la corriente absorbida con la corriente de placa: si I_medida / I_nominal > 1,1 a carga parcial, el rendimiento real es significativamente inferior al nominal, indicando posible degradación del bobinado.
¿Merece la pena rebobinar un motor que se ha quemado?
Según estudios de EASA (Electrical Apparatus Service Association), un motor rebobinado pierde un 1-2% de rendimiento respecto a su estado original, y cada rebobinado sucesivo añade otro 1-2% de pérdida. Para motores IE3/IE4, esta degradación equivale a retrogradarlos a la clase inferior (IE2/IE3). El coste de rebobinar un motor de 7,5 kW es de 400-700 €, mientras que un motor nuevo IE4 de la misma potencia cuesta 800-1.200 €. La diferencia de inversión (400-500 €) se recupera en 1-2 años gracias al mejor rendimiento del motor nuevo. La recomendación general es: para motores < 15 kW, sustituir por IE4 siempre que se avería; para motores de 15-75 kW, evaluar caso por caso comparando coste de rebobinado vs motor nuevo y calculando el ahorro energético diferencial; para motores > 75 kW, el rebobinado suele ser más económico si se realiza por un taller certificado EASA. Según el IDAE, el parque de motores industriales en España tiene una antigüedad media de 15 años.