Calefacción hidrónica

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Con orígenes en la antigua Roma, la calefacción hidrónica se muestra en la nueva industria del confort como una verdadera opción gracias a sus numerosos beneficios: reducción de costos, mejor calidad del aire, ruidos nulos, entre otros. Su colocación en el mercado nacional aún es precaria debido al déficit que la mala instalación provoca en el sistema.

Por Javier Salinas.

El pex, debido a su estructura molecular, soporta agua a una temperatura de 93°C, incluso bajo presión

Climatizar es dar confort a los usuarios de un espacio. Para efectuar este proceso, alrededor del mundo se han implementado diversas tecnologías; las más comunes: calefacción a través de radiadores o acondicionamiento de aire circulante. Sin embargo, dados los combustibles con los que operan, estos equipos han quedado obsoletos en el mercado, siendo remplazados por sistemas de calefacción hidrónica.

Esta innovación se ha abierto camino durante los últimos años al mostrarse como una excelente opción para lograr el ambiente deseado con un sistema silencioso y seguro.

Cómo funciona
Se nombra calefacción hidrónica (CH) al sistema que utiliza agua para transportar calor desde el punto de generación (calentador o caldera), hasta el de distribución (PEX). Si se parte de esta premisa, tenemos que la calefacción hidrónica o piso radiante consiste en una red, preferentemente cerrada, de tuberías termoplásticas de alta resistencia (las cuales soportan presión y temperaturas altas), que trasportan agua caliente en su interior y se instalan en los “firmes” de las habitaciones que se pretenden calentar, siempre antes del acabado: madera, mármol, loseta, alfombra, etcétera, dejando útil la superficie de pisos terminados (paredes y techos).

Dichas tuberías (serpentines) son abastecidas por agua caliente mediante el manejo de calderas o calderetas que operan a base de gas natural o L.P.

El sistema no calienta ni reseca el aire, ya que éste no pierde su humedad natural; en cambio, proporciona un calor ligero de alrededor de 21°C a los objetos o personas localizadas en un espacio delimitado, iniciando de abajo hacia arriba, hasta llegar a una altura de 2 a 3 metros, logrando, además, un ahorro de hasta 40 por ciento de energía en comparación con los sistemas convencionales.

Dónde nace
La tecnología tiene sus principios en la antigua Roma cuando, por demanda de los emperadores, se precisaba calentar sus baños y habitaciones principales. Para ello, empleaban los gases calientes que expulsaba la leña a través de intrincadas trincheras y túneles subterráneos. El sistema, en aquellos tiempos, recibía el nombre de hipocasus. Posteriormente, basados en los mismos principios, se manejaron sistemas parecidos en España. En este país se les conoció como “glorias”. Corea también hizo uso de construcciones similares.

En 1930, tras un error, un grupo de químicos ingleses que estudiaban la reacción entre el etileno y el benzaldehído provocó una explosión y fue entre los restos donde se localizó una sustancia blanca, la cual después de algunas investigaciones resultó ser polietileno.

Años más tarde, Thomas Engel, científico sueco, creó en los sesentas lo que hoy en día se conoce como polietileno reticulado (PEX), el cual, debido a su estructura molecular única, soporta agua a una temperatura de 93 °C, aún bajo presión, y por sus características siempre regresa a su forma original.

Expuesto de forma práctica, el PEX puede calentarse y enfriarse tantas veces como se requiera, si es necesario se deforma, aplasta o retuerce, y al aplicársele calor, el material regresa a su forma original tan pronto como se enfría. Engel, al tener conocimiento de esto, lo llevó a varias compañías químicas y fue la empresa Wirsbo quien comenzó con la fabricación de tuberías para usarlas bajo el césped del Estadio Olímpico de Munich, en 1972.

Al darse el embargo de la OPEC, en 1973, los europeos se internaron en el tema de la calefacción hidrónica por su operación eficiente, bajo ruido y, en especial, por las tuberías de PEX que eran utilizadas, pues observaron que soportaban mayor peso que las de cobre o acero, eran a prueba de corrosión y con manejo más sencillo.

La CH se ha posicionado en el gusto de la gente, pero en México se presentan irregularidades por su inadecua instalación. Esto ha despertado desconfianza en el usuario final, al punto de generarse publicidad negativa para el sistema.

Este inconveniente ha provocado que los verdaderos especialistas se involucren en la capacitación de los instaladores y replanteen el proceso correcto, el cual precisa medir los metros que se pretenden calentar para establecer zonas específicas.

Luego, se deberá instituir el área donde desea instalarse el equipo. Por lo general, se sitúa en el cuarto de máquinas a fin de aprovechar las instalaciones existentes (tomas de gas y energía eléctrica) y localizarlo fuera de las zonas habitables.

Posteriormente, se deberá delimitar el recorrido de la alimentación principal desde el lugar donde se instalará la caldera, en tubería PEX de 1”, a un lugar céntrico dentro del inmueble de donde partirá el tendido de las redes o serpentines a cada área. Es aquí donde se deben colocar los distribuidores, o manifolds, con sus respectivas válvulas y conexiones. Es necesario contar con una línea de inyección y otra de retorno en tubería PEX de 1”. Asimismo, es recomendable forrar con algún material térmico, como insultube, a fin de abatir la pérdida de calor. Dicho recorrido se realiza por plafón y baja por los muros, logrando así que no sea visible a simple vista.

Después de realizar el recorrido, las tuberías de PEX deberán ser conectadas a los distribuidores o manifolds, y a partir de esto se procederá a la instalación de tubería PEX de ½” por piso a cada zona o área.

Previo a la instalación de los serpentines de piso, es recomendable instalar una membrana aislante, a fin de contrarrestar la pérdida de temperatura, y sobre esta una maya electrosoldada de 10 x 10, sobre la cual se sujetará la tubería.

Actualmente existen diversos sistemas de calefacción
Según la extensión:

  • Calefacción unitaria
  • Calefacción centralizada
  • Calefacción urbana

Según la forma del calefactor:

  • Calefacción por agua
  • Calefacción por vapor
  • Calefacción por aire
  • Calefacción eléctrica
  • Calefacción por fibra de carbono

Según el sistema utilizado:

  • Calefacción con radiadores
  • Calefacción por suelo radiante
  • Calefacción con bomba de calor (aire)

Cálculos
Dentro de la instalación, el cálculo de los materiales y equipos requiere de amplia atención para garantizar el correcto funcionamiento del sistema. Primero se deberá calcular el equipo por utilizar, para lo cual, con base en los metros por calentar, se sacarán los BTU por abastecer para adquirir la capacidad adecuada de la caldera necesaria.

Asimismo, con base en los metros cuadrados por ambientar, se calcularán los mililitros de la tubería que será utilizada para el diseño de los serpentines, considerando usar 183 metros lineales por cada quince metros cuadrados por calentar, con una distancia entre cada serpentín de 18 a 20 centímetros como máximo. Además, es muy importante que el diseño de cada circuito no sea de más de 91.5 militaros para que el recorrido del agua caliente y su retorno sea eficiente.

Al realizar el proyecto, el instalador deberá consultar al usuario final sobre la forma en la que utiliza su espacio, ya que así podrá establecer el número adecuado de controles o termostatos que se deben colocar: mientras más sean, el sistema funcionará de mejor manera y reducirá el consumo de combustible.

Mantenimiento
En cualquier sistema de climatización se requiere verificar y hacer evaluación del funcionamiento y operatividad de equipos. Respecto de los sistemas convencionales, el hidrónico comporta ventajas considerables, cuyas características observará el profesional.

La gran ventaja de este sistema de calefacción es que requiere mantenimiento mínimo; únicamente se deberá revisar de forma periódica (anual) su desempeño para, de ser necesario, limpiar las calderas.

Más adelante se puntualizan elementos que deben considerarse para contar con un sistema más eficiente.

Preguntas frecuentes
¿Existe alguna posibilidad de que el sistema tenga fugas de agua y esto dañe los acabados?

Sólo en obra. Esto sucede, por lo regular, a causa de descuidos de terceras personas, pero se corrigen de inmediato. Una vez terminado el sistema, el instalador deberá revisar el presurizado y sellado; con esto, se garantizan cero fugas.

¿Gasta demasiado combustible?
No si se diseñan con los lineamientos adecuados:

  • Cálculo correcto de caldera
  • Aislado de tuberías y membrana aislante
  • Recorridos cortos y adecuados de serpentines
  • Espaciamiento no mayor a 20 centímetros entre cada circuito
  • Instalación del mayor número de termostatos posible

Aspectos por considerar
Manejar ventanerías dobles o reforzadas, así como encortinado, ayuda a que el sistema sea más eficiente. La energía por radiación tiene la ventaja de que no se almacena en el techo, no crea corrientes de aire ni despide olores. Es un sistema verdaderamente silencioso, lo que hace que la casa o lugar de trabajo cuente con un ambiente más saludable y agradable; no priva de oxígeno a las habitaciones, tampoco contamina con gases tóxicos, humos ni olores de combustible, ya que el sistema de calentamiento se encuentra fuera de la casa.

Es deseable ubicar termostatos digitales programables, puesto que de esa manera se podrá manejar la calefacción de forma particular en el inmueble y a la temperatura que más agrade, consiguiendo un abatimiento en los costos de operación.

Ventajas
• Es sano: su calor no levanta polvo en los alrededores cada que se enciende
• El costo de operación, realizándose adecuadamente el diseño del sistema, normalmente es 30 o 40 por ciento menor que el de las calefacciones que utilizan aire caliente, debido a que los sistemas radiantes tienen una gran eficiencia; de aquí su inminente rentabilidad en el futuro
• Ahorra en gastos de operación, cuando menos, en tres formas:
a) Los sistemas convencionales hacen que el calor se acumule donde es más factible que se escape (en el techo y paredes exteriores)
b) Con la calefacción de piso radiante, la temperatura en toda la habitación permanece constante; este factor, por sí sólo, reduce las pérdidas de calor en 25 por ciento si se compara con quienes utilizan otros sistemas de calefacción
c) El sistema CH mantiene la temperatura corporal de las personas y no únicamente la del aire
• Permite un control independiente de temperatura en cada habitación al diseñarse en “circuitos determinados”
• Con la ausencia de radiadores, ductos, ventiladores y rejillas, es un sistema verdaderamente silencioso, sin corrientes de aire, haciendo del área calentada una zona saludable y muy agradable
• La calefacción queda totalmente oculta, permitiendo el uso completo de las paredes y el espacio en piso. Los muebles pueden ser colocados en cualquier área de la habitación, sin que el usuario se tenga que preocupar

Ventajas frente a sistemas convencionales
Los sistemas convencionales ocasionan gran contaminación eléctrica que suele ser, por lo general, lo que resulta más caro en lo que se refiere a factura mensual. Además, son ruidosos, resecan el ambiente y, al quemar el aire, las partículas de polvo y otros compuestos químicos presentes en la atmósfera de la casa que pasan a través de sus resistencias producen sustancias tóxicas, contaminantes o alérgicas.

Los aparatos de gas son poco aconsejables, pues sin toma de aire y salida de humos hacia el exterior de la casa, resecan el aire interno y desprenden tóxicos óxidos de nitrógeno que a tantas personas les producen mareos o intensos dolores de cabeza.

Las chimeneas de mala calidad desperdician entre 60 y 80 por ciento de la energía que consumen, se escapa el calor junto con el humo de la chimenea y su deficiente combustión genera gran cantidad de gases contaminantes que pueden, incluso, ser causa de intoxicaciones graves por monóxido de carbono.

Conclusión
El sistema de calefacción hidrónica es considerado el mejor en su tipo al no interferir en el diseño o decoración del inmueble. Es altamente seguro y eficiente, siempre y cuando sea instalado por profesionales que sigan los aspectos mencionados.

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Francisco Javier Salinas González Méndez
Es licenciado y se desarrolla como gerente de Ventas de Grupo Arquitectonico GWR, S.A. de C.V. Cuenta con 15 años de experiencia en la industria de la calefacción hidrónica.