La boya de nivel, también conocida como flotador eléctrico o electronivel, es el componente esencial para automatizar el control de líquidos en depósitos.
Este interruptor de nivel actúa como un centinela que, mediante un contacto interno (normalmente una bola de acero o un sensor magnético), ordena a la bomba de agua encenderse o apagarse.
Funcionamiento básico del interruptor de nivel
Un interruptor flotante abre o cierra un circuito eléctrico a medida que el nivel de líquido sube o baja.
Su principio de funcionamiento se basa en la flotabilidad de un objeto (la boya) en el líquido.
En esencia, una boya de nivel es un interruptor eléctrico encapsulado en una carcasa estanca y flotante.
Básicamente dispone de un contacto o interruptor mecánico dentro de la boya, que cambia de estado (abierto o cerrado) según la posición del flotador.
Posiciones de la boya
Posición vertical (baja): cuando el nivel del agua baja, la boya cuelga del cable.
Posición Horizontal/Invertida (Alta): a medida que el agua sube, la flotabilidad hace que la boya "pivote" y flote.
El cable de una boya de nivel no solo lleva corriente; actúa como el eje de giro (pivote).
Cuando el nivel del líquido alcanza el interruptor / boya de nivel, éste se inclina y el microruptor mecánico al interior cerrará o abrirá el circuito, arrancando o parando una bomba en tanques, estaciones de bombeo, etc.
El interruptor de flotador detecta el nivel del agua y gobierna la bomba para evitar desbordes o vaciados.
Esquema de llenado y esquema de vaciado
¿Llenar o vaciar? La gravedad decide.
En modo "Vaciado" (Pozo), la bomba trabaja cuando hay agua (boya flotando).
En modo "Llenado" (Depósito), trabaja cuando falta agua (boya colgando).
Funcionamiento en un sistema de llenado
En un sistema de llenado: en los esquemas eléctricos, el contacto debe representarse como Cerrado (NC) cuando el tanque está vacío.
En esta situación, la boya se encuentra en reposo (colgando verticalmente), lo que permite que la bomba reciba tensión y comience a trabajar de inmediato.
Un interruptor de flotador normalmente cerrado (NC) funciona a la inversa.
En su estado predeterminado (cuando el nivel de líquido no actúa sobre el flotador), el circuito eléctrico está cerrado, lo que significa que fluye corriente.
Cuando el nivel de líquido sube hasta cierto punto, el flotador se activa y abre el circuito, deteniendo el flujo de corriente.
Típicamente se usa en aplicaciones donde se quiere desactivar un dispositivo cuando el líquido alcanza cierto nivel alto.
Funcionamiento en un sistema de vaciado
En un sistema de vaciado: en este caso, el contacto debe figurar en el plano como Abierto (NA) en su posición de reposo (tanque vacío/boya colgando).
Sin embargo, al poner en marcha el sistema con el tanque lleno, la boya estará flotando y, por tanto, su contacto estará cerrado, activando la bomba de extracción.
Un interruptor de flotador normalmente abierto (NO) se "enciende" cuando el flotador está por debajo de un nivel preestablecido (la gravedad lo obliga a bajar) y se "apaga" cuando sube al nivel preestablecido.
En su estado predeterminado (cuando el nivel de líquido no actúa sobre el flotador), el circuito eléctrico está abierto, lo que significa que no fluye corriente.
Cuando el nivel de líquido sube hasta cierto punto, el flotador se activa y cierra el circuito, permitiendo que fluya la corriente.
Típicamente se usa en aplicaciones donde el usuario quiere activar un dispositivo (como una bomba o alarma) cuando el líquido alcanza cierto nivel alto.
Identificación de los cables
S: es la más común en esquemas de control y domótica, ya que se considera un interruptor de control (Switch).
Además, no suele disponer de un interruptor simple de 2 hilos (NA o NC), sino de un conmutador de 3 hilos.
Azul (llenado): se activa cuando el flotador está ABAJO.
Marrón (vaciado/drenaje): se activa cuando el flotador está ARRIBA.
Este interruptor de flotador tipo boya IP-68, es ideal para controlar el nivel de un tanque, un depósito o un estanque de aguas residuales o residuales industriales.
El dispositivo conmuta en un ángulo de unos 45 grados, mediante un interruptor mecánico.
Tiene tres hilos conductores: común, NC y NO.
Conectando el circuito al cable común y a uno de los otros dos cables, se puede elegir entre el funcionamiento normalmente cerrado (NC) o normalmente abierto (NO).
El funcionamiento normalmente cerrado (NC) o normalmente abierto (NO) depende del cableado.
①Utilice cables negros y azules: cuando el flotador está en el nivel de líquido superior, el contacto no está conectado.
②Utilice cables negros y marrones: cuando el flotador está en el nivel superior del líquido, el contacto está conectado.
🔍 Consejo: para estar 100% seguro, antes de conectar la bomba, medir "continuidad" con un multímetro.
Tipos de contactos eléctricos
Interruptor normalmente abierto
Interruptor flotante normalmente abierto (NO):
En su estado predeterminado (cuando el nivel de líquido no actúa sobre el flotador), el circuito eléctrico está abierto, lo que significa que no fluye corriente.
Cuando el nivel de líquido sube hasta cierto punto, el flotador se activa y cierra el circuito, permitiendo que fluya la corriente.
Interruptor normalmente cerrado
Interruptor flotante normalmente cerrado (NC):
En su estado predeterminado (cuando el nivel de líquido no actúa sobre el flotador), el circuito eléctrico está cerrado, lo que significa que fluye corriente.
Cuando el nivel de líquido sube hasta cierto punto, el flotador se activa y abre el circuito, deteniendo el flujo de corriente.
Conmutador de tres terminales
Un interruptor de contacto de cambio, también conocido como interruptor unipolar de doble tiro (SPDT), tiene tres terminales: común (COM), normalmente abierto (NO) y normalmente cerrado (NC).
En su estado predeterminado, el terminal común está conectado al terminal normalmente cerrado, permitiendo que la corriente fluya a través del circuito NC.
Cuando el nivel de líquido sube hasta cierto punto, el flotador se activa y cambia la conexión del terminal NC al terminal NO, permitiendo que la corriente fluya a través del circuito NO en su lugar.
Este tipo de interruptor proporciona más flexibilidad y puede usarse para controlar dos dispositivos o funciones diferentes basadas en el nivel de líquido.
Por ejemplo, puede activar una bomba cuando el nivel de líquido es bajo y una alarma cuando el nivel de líquido es alto.
| Conexión | Aplicación |
|---|---|
| COM + NO | Activación del circuito al alcanzar el nivel establecido |
| COM + NC | Desactivación del circuito al alcanzar el nivel establecido |
| COM + NO + NC | Conmutación entre dos funciones diferentes |
Esquema con una sola boya
El montaje se podría hacer con una sola boya con el contacto NC: una boya de cable con un contrapeso bien ajustado puede encargarse de todo el ciclo.
Al subir el agua, la boya pivota y apaga la bomba (se abre el contacto); al bajar, cuelga y la enciende (se cierra el contacto).
El "espacio" entre el encendido y el apagado lo define la distancia al contrapeso.
Con una sola boya, el mismo contacto controla el arranque y la parada de la bomba.
El diferencial de conmutación entre el nivel bajo y alto es determinado por la distancia existente entre la boya y el punto de fijación del cable eléctrico.
Si el interruptor / boya de nivel está equipado con un lastre ajustable sobre el cable, el diferencial de conmutación es determinado por la distancia entre el lastre y la boya (distancia máxima recomendada: 1,50 m)
Esquema con dos boyas de nivel
Para controlar el llenado de un depósito se añaden al circuito 2 boyas de nivel B1 (nivel bajo) y B2 (nivel alto).
En las instalaciones convencionales, se suelen utilizar dos reguladores: uno para el encendido y otro para el apagado.
También se puede utilizar un tercer regulador para activar un dispositivo de alarma.
Secuencia de funcionamiento
1º) Nivel bajo (B1 activada): cuando el nivel del agua desciende hasta la boya de nivel bajo B1, esta cierra su contacto NA (13-14).
3º) Nivel alto (B2 activada): cuando el nivel del agua alcanza la boya de nivel alto B2, esta abre su contacto NC (11-12).
4º) Motor detenido: la bobina del contactor deja de alimentarse, abriendo sus contactos principales y deteniendo la bomba.
Ventajas de utilizar dos boyas
Control exacto del diferencial: con una sola boya de cable, el diferencial de nivel es limitado (normalmente menos de 1 metro).
Con 2 boyas, puedes poner una en el fondo de un pozo de 20 metros y otra arriba.
Evitar el "repiqueteo" (chatter): si usaras un solo sensor de punto fijo (como B1) para encender y apagar a la vez, la bomba se encendería y apagaría constantemente cada vez que el agua se moviera un centímetro por las ondas de la superficie.
Seguridad y redundancia: si una boya falla (se queda trabada), la otra puede actuar como límite de seguridad.
Conexión mediante contactor
Nunca conectes la bomba directamente a los cables de la boya si el motor supera los 0,5 CV o 1 CV (dependiendo del fabricante).
La corriente de arranque de un motor potente puede "soldar" los contactos internos de la boya.
La mayoría de los fallos en sistemas de bombeo automático no ocurren porque la bomba se rompa, sino porque los contactos internos de la boya de nivel se quedan "soldados".
Circuito de Maniobra (Control): la boya de nivel solo tiene que alimentar la bobina del contactor (un electroimán que consume apenas unos miliamperios).
Protección térmica: al usar un contactor, puedes añadir fácilmente un relé térmico.
Realizar esta conexión correctamente garantiza que la boya nunca soporte la carga del motor, limitándose a dar la orden de arranque.
Este circuito es el que alimenta la bobina del contactor (bornes A1 y A2).
Aquí es donde circula la corriente que hará girar la bomba.
A continuación, se muestra un ejemplo de esquema de contactores controlado por boyas de nivel, con sus circuitos de control y potencia.
⚠️ ¡Atención! Nunca conectes la bomba directamente a los cables de la boya si el motor supera los 0,5 CV o 1 CV (dependiendo del fabricante).
En muchos casos, la legislación local exige que el regulador se conecte a una fuente de alimentación de baja tensión, incluso si admite una tensión superior.
Se recomienda conectar el regulador a una fuente de alimentación de baja tensión (24 o 48 V) mediante un transformador.
⭐ Consejo: si escuchas que el contactor hace un ruido de "vibración" constante (humming), revisa las conexiones.
En los cuadros de automatización domésticos o de bombeo, es muy común un molesto zumbido por vibración del núcleo del contactor, típico en marcas de gama baja.
Ese fallo recalienta la maniobra y provoca disparos intempestivos.
Para un cuadro silencioso y duradero, elige fabricantes líderes.
Instalación de la boya de nivel
La instalación y el cableado adecuados de un interruptor flotante son cruciales para garantizar que el interruptor flotante funcione correctamente para detectar el nivel de líquido en un tanque.
Asegurar una instalación correcta no solo previene posibles fallos, sino que también mejora la seguridad y la eficiencia de todo el sistema.
Posicionamiento
Fije el interruptor flotante a un soporte en la pared del tanque o a lo largo de una tubería dentro del tanque.
Asegúrese de que el cable esté posicionado de manera que no afecte la profundidad del interruptor.
La posición de instalación y la entrada deben mantenerse a una distancia adecuada para evitar una inducción incorrecta causada por el impacto del agua.
Si es inevitable se puede añadir un tubo protector para mejorarlo.
Evita las paredes: asegúrate de que, al flotar, la boya no choque contra las paredes del tanque o tuberías de entrada.
Si el nivel del líquido presenta turbulencias, la boya puede moverse de forma irregular y provocar conmutaciones no deseadas.
Instalación del contrapeso
Aunque no está dentro de la "caja" de la boya, el contrapeso es un componente externo esencial.
Sin él, la boya simplemente flotaría a la deriva por todo el tanque.
El contrapeso actúa como un punto de pivote fijo.
Es el eje sobre el cual el cable dobla para que la boya pase de estar vertical (colgando) a estar horizontal (flotando).
Su función principal es crear un diferencial de nivel.
La mayoría de las boyas incluyen un contrapeso que se instala por deslizamiento.
Sigue este orden para una fijación segura:
- Introducir el cable Pasa el cable de la boya por el orificio central del contrapeso.
- Fijar la arandela/anillo Muchos modelos traen un pequeño anillo de plástico. Debes encajarlo en la ranura del contrapeso para que el cable quede "mordido" y no se deslice con el tiempo.
- Posicionamiento Desliza el contrapeso hasta la distancia deseada respecto a la boya (habitualmente entre 20 y 50 cm).
- Sumergir Una vez fijado, el contrapeso debe quedar sumergido y estático.
Es la boya la que sube y baja pivotando desde ese punto.
Aquí es donde ajustas el comportamiento de tu depósito.
Arranques frecuentes.
Equilibrio óptimo.
Ciclos largos.
🚨 ¡Advertencia técnica! Nunca pongas el contrapeso a menos de 10-15 cm de la boya.
El diferencial de conmutación entre el nivel bajo y alto es determinado por la distancia existente entre la boya y el punto de fijación del cable eléctrico.
Mediante el contrapeso situado al final del cable se pueden ajustar diferentes puntos de conmutación.
Fijación del cable en el contrapeso
Después de insertar el cable del interruptor de flotador a través del orificio redondo cóncavo en el centro del martillo pesado, empuje suavemente el martillo pesado para que el anillo de plástico incrustado sobre el orificio redondo se caiga debido al empuje de la cabeza del cable.
Empuje suavemente el martillo pesado para sacar el cable hasta que el centro del martillo pesado doble el anillo de plástico.
Mientras el pesado martillo esté ligeramente abrochado en el anillo de plástico, no se deslizará.
Si el anillo de plástico se daña o se pierde, se puede utilizar el mismo cable de cobre desnudo y ligero.
Cableado de un interruptor flotante
Los interruptores flotantes MAC3 y MAC5 son interruptores flotantes confiables y de alta calidad.
Estos interruptores están disponibles para diversas aplicaciones, desde agua limpia y no turbulenta hasta sistemas de aguas residuales y agua turbulenta.
Vienen en funciones simples o dobles:
- Función simple: Los interruptores flotantes de función simple son NC o NO, y tienen un cable común y de tierra.
- Función doble: Los interruptores flotantes de función doble tienen un cable NO, NC y común. Aísle el cable que no se utiliza.
Cableado de función simple
La Figura 2 muestra diagramas de cableado comunes para interruptores flotantes de función simple.
El terminal COM del interruptor se conecta al terminal negativo de la fuente de alimentación.
El terminal NC o NO del interruptor se conecta a un terminal del dispositivo controlado (por ejemplo, válvula solenoide o motor).
Y el otro terminal del dispositivo se conecta al terminal positivo de la fuente de alimentación.
Hay un cable de tierra para conectar a tierra el interruptor.
La Figura 2 muestra diagramas de cableado comunes para interruptores flotantes de función simple con aplicaciones de vaciado (izquierda) y llenado (derecha), respectivamente.
Cableado de función doble
La Figura 3 muestra diagramas de cableado comunes para interruptores flotantes de función doble.
El cableado es similar al diagrama de cableado de función simple explicado anteriormente.
La principal diferencia es que los interruptores flotantes de función doble no tienen un cable de tierra.
Aísle el cable que no se utiliza.
Selección del interruptor para agua residual
No todas las boyas sirven para todos los depósitos.
- El tipo de líquido (aguas limpias vs. aguas residuales, grasas o lodos).
- La longitud del cable: es el error más típico.
- Capacidad de corte (amperaje): mira la etiqueta del fabricante.
- Lógica de conmutación (3 hilos vs. 2 hilos): busca siempre las de 3 hilos.
Si compras una boya con 2 metros de cable para un pozo de 10 metros, tendrás que hacer empalmes bajo el agua (algo nada recomendable).
Si tu bomba es potente (1 CV o más): la boya solo debe alimentar la bobina de un contactor.
Las boyas aseguran el nivel en depósitos, pero la presión en la red requiere un presostato que arranque y pare la bomba según la demanda.
Si la histéresis es inestable, el motor cicla constantemente y se destruye.
Gracias a las especificaciones técnicas de los diversos modelos de interruptores / boyas de nivel tipo flotador que disponemos, usted hallara en nuestra gama el interruptor de nivel ideal para sus bombas monofásicas, entre otras.
ATMI pone a su disposición diversos tipos de sujeta cables y lastres en opción.
Para mayor información, sírvase consultar nuestra sección Accesorios.
Materiales y compatibilidad
⭐ Consejo: si vas a instalar la boya en un depósito de agua potable para consumo humano, asegúrate de que el cable sea de neopreno (H07RN-F) y que la carcasa esté libre de materiales tóxicos.
La no toxicidad y la ausencia de mercurio hacen que el interruptor de flotador de cable se pueda utilizar en agua potable.
Cuando el líquido a medir no es agua neutra, el plástico puede deformarse o contaminar el fluido.
En procesos con fluidos corrosivos, costras salinas o lodos agitados, los flotadores mecánicos se bloquean.
Los flotadores mecánicos se bloquean en fluidos viscosos o con sólidos en suspensión.
La solución es el sensor capacitivo montado en el exterior del tanque, que mide a través de la pared sin contacto directo.
Evita contaminación, obstrucciones y mantenimiento.
El sensor ultrasónico mide sin contacto desde la parte superior, eliminando incrustaciones y mantenimiento.
Para evitar falsos ecos por espuma, necesitas marcas con filtrado inteligente.
Tipos de boyas para aguas residuales
Boya de aguas limpias
De aguas limpias: tienen formas más rectangulares o aplanadas.
Boya de aguas negras
De aguas negras (fecales): tienen formas redondeadas o esféricas para evitar que los residuos sólidos se queden adheridos.
Este interruptor de flotador tipo boya IP-68, es ideal para controlar el nivel de un tanque, un depósito o un estanque de aguas residuales o residuales industriales.
Boya compacta
Uso ideal: espacios muy reducidos donde una boya de cable se enredaría con las paredes o tuberías.
Son pequeños interruptores que se instalan atravesando la pared del depósito mediante una rosca.
Salidas disponibles
Según el diseño y la tecnología empleada, las boyas pueden ofrecer diferentes tipos de salida, adaptándose a las necesidades específicas de cada aplicación.
Salida mecánica
Es puramente mecánico, sin componentes electrónicos internos.
Básicamente dispone de un contacto o interruptor mecánico dentro de la boya, que cambia de estado (abierto o cerrado) según la posición del flotador.
Salida mediante relé electromagnético
Las boyas de nivel con salida a relé electromagnético necesitan alimentación eléctrica para operar el relé.
El cambio de posición de la boya activa un pequeño interruptor magnético tipo lengüeta o similar que alimenta la bobina del relé electromagnético.
Salida electrónica a transistor
Las boyas de nivel con este tipo de salidas utilizan transistores PNP o NPN para conmutar cargas electrónicas.
Son sensores de salida electrónica a transistor que ofrecen una salida TODO/NADA basada en el estado del flotador.
Proporcionan alta velocidad de conmutación y tienen mayor vida útil en comparación con contactos mecánicos.
Ahora bien, para que estos componentes electrónicos internos puedan operar de manera correcta, requieren alimentación eléctrica para operar los componentes electrónicos internos.
Salidas analógicas
Se utilizan en aplicaciones que requieren monitoreo preciso de tanques de almacenamiento, control avanzado de procesos en industrias químicas, farmacéuticas o alimenticias, etc.
El ruido eléctrico afecta en mayor medida a las señales de voltaje que a las de corriente en los sensores con salida analógica.
Interruptor de nivel para estaciones de aguas residuales
Flotador de nivel de aguas residuales remoto RNC1002S Flotador de nivel de aguas residuales REMOTO RNC1002 El regulador de nivel moderno y sencillo permite solucionar cualquier problema de control de nivel de forma económica y segura.
Su carcasa de polipropileno incorpora un microinterruptor que abre o cierra el circuito al entrar en contacto con el líquido.
El regulador RNC 1002 no requiere mantenimiento y es resistente al desgaste.
Se suspende mediante un cable certificado tipo H05VV-F.
Especialmente indicado para su uso en estaciones de alcantarillado, drenaje y bombeo en general.
El flotador REMOTE es un regulador de nivel con lastre interno.
Al subir o bajar el nivel del agua, el microinterruptor interno abre o cierra un circuito conectado a un panel eléctrico.
Gracias a su peso, el RNC 1002 puede penetrar las capas de grasa que suelen formarse en la superficie de las estaciones de bombeo.
Su forma y textura impiden la adhesión de impurezas, lo que lo hace ideal para aguas residuales urbanas e industriales.
Características técnicas del RNC 1002
| Característica | Especificación |
|---|---|
| Material del cuerpo | Polipropileno moldeado |
| Cable | H05VV-F 3 × 1 mm² |
| Longitudes disponibles | 6 m, 10 m, 15 m, 20 m |
| Presión máxima de funcionamiento | Hasta 4 bar |
| Grado de protección | IP68 |
| Densidad del líquido compatible | 0,95-1,10 g/cm³ |
| Tensión máxima de funcionamiento | 250 V/50 Hz |
| Corriente nominal | ~ 10 A |
| Temperatura de funcionamiento | 0 °C a +60 °C |
| Dimensiones aproximadas | 165 × 100 mm |
El diseño incorpora un lastre interno que ayuda a "romper" las capas de grasa o las fluctuaciones superficiales típicas de las estaciones de bombeo de aguas residuales.
Aplicaciones
- Monitoreo de los niveles de agua en tanques sépticos, estaciones de bombeo de aguas residuales o sistemas de drenaje de aguas pluviales.
- Automatización de las unidades de bombeo (encendido/apagado de las bombas según el nivel).
- Alarma de nivel alto o bajo en los tanques de almacenamiento de aguas residuales.
- Instalaciones de drenaje o tratamiento de agua que requieren un control de nivel fiable.
Bombas compatibles con el control de nivel
La bomba de aguas sucias GC-DP 1340 G es una herramienta robusta, enormemente potente y fiable para las más altas exigencia y usos más duros en el vaciado de tanques, pozos, zanjas de obra, sótanos inundados y muchos más casos.
Con una absorción de potencia de 1.300 W, el paquete de fuerza impulsa por hora hasta 23.000 litros de agua ensuciada.
La doble junta de estanqueidad de anillo deslizante de alto valor aporta una larga vida útil y amplia libertad de mantenimiento.
La bomba de agua sucia GH-DP 7835 es un aparato potente y eficaz, que convence por su gran caudal y su funcionamiento impecable a la hora de extraer el agua sucia de casa, jardín, estanques y pozos.
Con una potencia de 780 W, esta eficiente bomba es capaz de extraer un volumen de agua sucia de hasta 15.700 litros por hora.
Su detector del nivel del agua regulable sin escalonamientos permite seleccionar entre un régimen de funcionamiento continuo y un nivel predeterminado para su conexión y desconexión.
| Bomba | Potencia | Caudal máximo | Aplicación descrita |
|---|---|---|---|
| GC-DP 1340 G | 1.300 W | 23.000 litros por hora | Vaciado de tanques, pozos, zanjas de obra y sótanos inundados |
| GH-DP 7835 | 780 W | 15.700 litros por hora | Extracción de agua sucia de casa, jardín, estanques y pozos |
Alarmas y mantenimiento
La boya de nivel puede también actuar como dispositivo de alarma.
En las instalaciones convencionales, se suelen utilizar dos reguladores: uno para el encendido y otro para el apagado.
También se puede utilizar un tercer regulador para activar un dispositivo de alarma.
Requieren mantenimiento periódico: para asegurar su correcto funcionamiento requieren inspección periódica, verificación del estado de la boya, varilla, conexiones, etc.
Las boyas baratas se oxidan, se bloquean o dan falsas lecturas.
Solo los modelos profesionales con cables de calidad y microinterruptores sellados garantizan un funcionamiento fiable.
Para entender por qué una boya de nivel es tan fiable, hay que mirar más allá de su carcasa de plástico.
El funcionamiento de un electronivel es puramente electromecánico.
🤔 Dato curioso: si agitas una boya de nivel nueva (sin conectar), escucharás un "clac-clac".
No está rota; es la bola de acero moviéndose libremente por su carril.
La automatización y el control de procesos son las áreas mejor remuneradas de la industria eléctrica.
Como instalar un ELECTRONIVEL en tinaco y cisterna funcionamiento y conexiones a la bomba
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