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Cuando hablamos de un sistema de calefacción para una vivienda, rápidamente pensamos en la caldera o el radiador y olvidamos la importancia que tienen las tuberías. El cálculo y diseño de las mismas, en las instalaciones de calefacción, es crucial porque afecta directamente a la eficiencia y rendimiento del sistema.
En primer lugar, el cálculo adecuado de las tuberías permite determinar el diámetro necesario para transportar el flujo de agua caliente de manera eficiente y sin pérdidas de presión significativas. Una tubería demasiado pequeña puede causar una baja circulación de agua y no aportar el suficiente calor a los radiadores o sistemas de calefacción, mientras que una tubería demasiado grande puede resultar en un calentamiento excesivo y un desperdicio de energía.
DISPOSICIÓN DE TUBERÍAS
En todo el mundo, se ha adoptado un sistema de calefacción de dos tubos: a través de un tubo, el agua caliente se inyecta a los radiadores de calefacción y, a través del segundo, retorna el agua de ellos hacia la caldera. Esta conexión de dispositivos se llama paralelo.
En nuestro país, por regla general, el sistema de calefacción es bitubular, en el que los dispositivos están conectados en paralelo. En base a esto, para asegurar el nivel requerido de transferencia de calor en los dispositivos conectados de esta forma, se requiere proporcionar un consumo significativo de agua caliente durante una unidad de tiempo, lo que provoca un aumento en el rendimiento, tanto en términos de presión como de la temperatura.
El diseño de las tuberías también es importante para asegurar una distribución uniforme del calor en todo el sistema de calefacción. Las tuberías deben colocarse de manera que se minimicen las pérdidas de calor, evitando recorridos excesivamente largos o pasos por zonas frías, como paredes exteriores.
Además, el correcto diseño de las tuberías también implica considerar los materiales y aislamientos adecuados para evitar pérdidas de calor innecesarias. El uso de tuberías bien aisladas, como aquellas con aislamiento de espuma de polietileno, puede ayudar a minimizar las pérdidas de calor y mejorar la eficiencia energética de todo el sistema de calefacción.
En resumen, el cálculo y diseño adecuado de las tuberías en las instalaciones de calefacción es esencial para lograr un funcionamiento eficiente y rentable del sistema, garantizando un suministro adecuado de calor a todos los espacios y minimizando las pérdidas de energía.
Hasta hace algunos años, el uso de caños de cobre para calefacción era bastante común y confiable. El cobre es un material duradero, resistente a la corrosión. lo que lo convierte en una opción adecuada para sistemas de calefacción.
En la actualidad, en las instalaciones residenciales, se están utilizando mayormente tuberías de plástico, debido a su menor costo y facilidad de instalación. Estas tuberías de plástico suelen ser de polietileno reticulado (PEX) o polipropileno copolímero random tipo 3 y ofrecen ventajas como resistencia a la corrosión y flexibilidad. Los sistemas más usados son la termofusión molecular y fiting, que a continuación describiremos.
1.- SISTEMA FUSIÓN
El polipropileno copolímero Random (Tipo 3) es el material que mejor comportamiento presenta frente a las más altas temperaturas y presiones. Por ello, su vida útil -superior a 50 años- es máxima comparada con otras alternativas sintéticas o metálicas. Asegura una seguridad total en las uniones por la fusión molecular del material. En los caños y accesorios termofusionados, la unión desaparece y da lugar a una cañería continua que garantiza el más alto grado de seguridad en instalaciones de agua fría, caliente y calefacción.
2.- SISTEMA FITTING
Este sistema es una alternativa confiable para la instalación de cañerías en sistemas de calefacción. Este sistema utiliza conexiones y accesorios de alta calidad, fabricados en materiales resistentes como el cobre, bronce, acero inoxidable o polímeros de ingeniería.
La principal ventaja del sistema “press-fitting” o incluso, el sistema “anillo corredizo”, es su facilidad de instalación, ya que no requiere soldaduras ni uniones de roscado. Esto significa que se reduce el tiempo y costo de instalación, además de minimizar el riesgo de fugas o errores durante el proceso. Lo que debemos tener en cuenta es que al usar accesorios normalmente de bronce, como son los tees de derivación, deja de ser en su recorrido una supeficie plana y homogénea, y ante la presencia de agua que tenga contenido de cal, suelen producirse incrustaciones en los accesorios. Siendo aconsejable en este caso el uso de agua desmineralizada, o productos químicos específicos (inhibidores).
No obstante, el sistema Fitting ofrece una excelente resistencia a altas presiones y temperaturas, por lo que es adecuado para su uso en sistemas de calefacción.
Sin embargo, es importante destacar que la confiabilidad del sistema Fitting dependerá también de la calidad de los materiales utilizados y de una correcta instalación por parte de personal técnico calificado. Es recomendable seguir las especificaciones y recomendaciones del fabricante para garantizar un rendimiento óptimo y evitar problemas en el sistema.
¿QUÉ DIÁMETRO DE TUBERÍA SE USA PARA CALEFACCIÓN?
El diámetro de la tubería utilizado en los sistemas de calefacción varían según el tamaño y las necesidades del sistema en particular. Sin embargo, en la mayoría de los casos, se utilizan diámetros de tubería de 20 mm a 32 mm. Estos tamaños de tubería de calefacción son comunes y se adaptan a la mayoría de las aplicaciones residenciales y comerciales.
Pero para calcular los diámetros de las cañerías para calefacción, sin cometer errores se deben tener en cuenta varias consideraciones importantes, que son las siguientes:
- Carga térmica: Determina la cantidad de calor que necesita cada habitación o área. Esto ayudará a dimensionar adecuadamente las cañerías.
- Longitud de las cañerías: La distancia entre la caldera y los radiadores influye en la pérdida de presión y en la cantidad de calor que se pierde en el trayecto.
- Material de las cañerías: Diferentes materiales (cobre, PVC, acero, etc.) tienen diferentes perdidas de carga por rozamiento.
- Flujo de agua: Calcular el caudal necesario para asegurar que el sistema funcione de manera eficiente. Esto se relaciona con el diámetro de las cañerías.
- . Pérdidas de carga: Considera las pérdidas de presión que ocurren debido a la fricción en las cañerías y en los accesorios (codos, válvulas, etc.).
PROBLEMAS COMUNES DE INCRUSTACIONES EN CAÑERÍAS
Un problema recurrente es la aparición de esferas gelatinosas. Esto se debe casi siempre a un proceso químico, entre el agua dura de red y el pasivador que se le agrega para preservar la instalación.
Hay distintas causas principales:
- Esferas gelatinosas transparentes/amarillentas: este gel aparece por agotamiento del inhibidor (pasivador). Al 0,5% con agua dura y con instalación mixta (aluminio + cobre de la caldera, o con cañerías de hidrobornz + hierro), el inhibidor se consume muy rápido en los primeros meses para formar la película protectora. Cuando se agota, el pH cae y lo que queda del polímero dispersante se separa y coagula en forma de bolitas gelatinosas transparentes / amarillentas. Es el polímero solo, sin el inhibidor que lo mantiene en solución. Es muy típico después de la primera temporada.
- Esferas gelatinosas color blanco (no transparente): este gel es de hidróxido de aluminio, que se forma cuando los radiadores son de aluminio y el PH del agua está por debajo de 7.5 por falta de reserva de pasivador. Pero es un error agregar más pasivador arriba del existente porque esto endurece aún mas el gel y después es muy difícil sacarlo. En ambos casos, estas esferas gelatinosas (polímeros coagulados por subdosificación) más la dureza alta del agua, se depositan en la parte baja del radiador donde el agua circula más lenta.
- Bacterias (biofilm) de color verde/marrón: pueden aparecer en circuitos con varios meses sin funcionar y tienen un olor pútrido.
- Pasta blanca como talco: la sobre dosificación del inhibidor forma una esfera que se deshace como gelatina entre los dedos dejando una pasta blanca como talco. Dicha sustancia es hidróxido de aluminio. Si tiene olor feo y se desarma es biológico. La mayoría de los pasivadores que se venden en Argentina, son a base de silicatos, molibdatos o polímeros orgánicos. Si se pasa de la dosis recomendada (sobre dosificación), que debiera ser entre el 0,5% a 1%, es decir, 1 litro cada 200 litros de agua en el circuito, el exceso no se disuelve y polimeriza.
LIMPIEZA DEL SISTEMA
Con el tiempo, las tuberías de calefacción pueden acumular sedimentos, óxido u otros depósitos en su interior, lo que puede afectar el flujo de agua y la eficiencia del sistema. Se recomienda realizar una limpieza periódica del sistema utilizando métodos adecuados, como el enjuague con agua a presión o el uso de productos químicos de limpieza específicos. Consultar con un profesional para determinar el mejor enfoque de limpieza para el sistema.
Se recomienda vaciar todo el circuito, completarlo con agua limpia con el agregado de 1 litro de desincrustante (Antiscale) y hacerlo circular por 2 horas. Luego, en lo posible, dejarlo en reposo durante 24 hora, para que el desincrustante siga trabajando. Luego enjuagar bien con dos llenadas y vaciadas. A posteriori, llenar el circuito con agua y agregarle 1 litro de pasivador (CLOAK) por cada 200 litros de agua. Purgar bien el circuito porque la presencia de oxígeno consume el inhibidor. Un consejo seria colocar un filtro desfangador magnético en el retorno. En el caso de que se vuelvan a formar esferas de gel, las retiene antes de que tapen los radiadores.