Materiales más usados para ACS

Los materiales más usados para ACS son: cobre, acero galvanizado, acero negro y plásticos. Materiales muy comunes utilizados en canalización de agua por tuberías y en calefacción y aire acondicionado.
Vamos a ver las principales características de estos materiales.

COBRE (CU)

Es un material muy utilizado en todo tipo de instalaciones, siendo el más aconsejable para instalaciones de energía solar, ya que es técnicamente ideal y muy competitivo desde el punto de vista económico.
Este material es resistente a la corrosión, maleable y dúctil. Las tuberías de cobre tienen cierta cantidad de fósforo residual, lo que nos va a facilitar el proceso de soldadura.

Elementos corrosivos en la instalación en contacto con el cobre:

  • Agua y anticongelantes o mezclas de ambos.
  • Aire y humedad del ambiente.
  • Estructuras y otros elementos de la instalación.
  • Sales y agentes corrosivos del ambiente exterior.

Como hemos comentado el cobre es resistente a la corrosión pero ¿por qué tiene esta resistencia a la corrosión?
En una lámina o tubo de cobre la capa superficial del mismo en contacto con agentes corrosivos, como el agua y el aire con humedad, produce una capa protectora de óxido de cobre, que protege al cobre puro de las capas más profundas.
Esto es así porque la capa de óxido de cobre actúa como impermeabilizante del cobre interior. El óxido de cobre no se desprende ni es poroso a los agentes corrosivos.

Herrumbre del hierro.
El caso contrario serían las láminas de hierro, en su capa más externa se genera óxido de hierro, que al ser poroso deja pasar al interior los agentes corrosivos degradando el hierro interior, además se desprende de la lámina fácilmente dejando el hierro puro expuesto a los agentes corrosivos.

El cobre es un material muy maleable y dúctil, lo que hace que sea fácil de manipular.
Además, es capaz de soportar sin reventar una o más heladas, lo que nos añade un buen factor de seguridad.

La tubería de cobre se nombra comercialmente por su diámetro exterior.
Al ser un material menos poroso que otros materiales (acero y variedades) produce menos rozamientos con el fluido que circula por el interior tuberías de cobre.

Podemos deducir correctamente que el cobre presentará menores pérdidas de carga con diámetros de tubería idénticos y que para caudales de fluido iguales tendremos diámetros de tubería menores.
Los accesorios de cobre son fáciles de soldar y necesitan una mano de obra inferior a la necesaria en el caso de tubería de acero.
A continuación adjuntamos dos tablas indicativas de las características de las tuberías de cobre.

Dimensiones de la tubería de cobre
Dimensiones de la tubería de cobre
Resistencia de la tubería de cobre
Resistencia de la tubería de cobre

¿Cuál será la presión de trabajo máxima de una tubería de cobre de diámetro 10 mm y espesor 1mm?
Solución:
En la tabla “Resistencia de la tubería de cobre” vemos que esta tubería puede soportar hasta 110 kp/cm2.

Habrá que estudiar detenidamente el diseño de la instalación para elegir correctamente el material con el que se realizará la red de tuberías.
Si el caudal de diseño es muy alto requerirá grandes diámetros que encarecen sustancialmente los accesorios de la instalación a partir de diámetros superiores a 54 mm, pudiéndose entonces utilizar materiales más económicos.

El cobre es el material más aconsejable para las instalaciones de energía solar por su resistencia a la corrosión, su facilidad de manipulación, sus bajas pérdidas de carga, su facilidad para soldar accesorios y su precio, aunque bien es cierto que últimamente están apareciendo instalaciones
con tubería de plástico de polietileno o multicapa.

ACERO GALVANIZADO

Se utiliza mucho en fontanería para transportar ACS, aunque no debemos usar este material en circuitos primarios (los que van del colector al almacenamiento) ya que se deteriora mucho la protección de zinc a temperaturas superiores a 65 °C.

El acero galvanizado no puede utilizarse en circuitos primarios.

ACERO NEGRO

Las características frente al cobre son peores. Menos dúctil, resiste peor la corrosión (se aplican pinturas externas protectoras) y se necesita mano de obra especializada por lo que es menos económico.
También requiere aislamientos mayores, ya que el espesor de la pared del tubo es mayor, por lo que aumenta el coste del aislamiento.
Su uso se limita a grandes caudales y siempre en el circuito primario ya que su oxidación produce la contaminación del agua.
Actualmente no se usa en diámetros pequeños de tubería, solo siendo estudiado su uso en diámetros a partir de 54 mm si es económicamente viable.

El acero negro solo puede utilizarse en circuitos primarios.

→Comparación dimensional entre tubos de acero y cobre de diámetro interior equivalente

Comparación dimensional entre tubos de acero y cobre
Comparación dimensional entre tubos de acero y cobre de diámetro interior equivalente

→Pérdidas de carga por metro en tubos de acero y de cobre de diámetro interior equivalente (calculadas para un caudal de comparación de seis litros por minuto). Obsérvese que la pérdida de carga siempre es algo menor para el cobre

 

Pérdidas de carga por metro en tubos de acero y de cobre de diámetro interior equivalente
Pérdidas de carga por metro en tubos de acero y de cobre de diámetro
interior equivalente

→Características de los tubos de cobre comprendidos en la norma UNE 37.141-76

Características de los tubos de cobre comprendidos en la norma UNE 37.141-76
Características de los tubos de cobre comprendidos en la norma UNE
37.141-76

¿Cuánto pesarán 50 m de tubería de cobre normalizada de 22 mm de diámetro exterior y 1,2 mm de espesor?

Solución: 34,9 kg

→Dimensiones normalizadas de tuberías de acero estirado

Dimensiones normalizadas de tuberías de acero estirado
Dimensiones normalizadas de tuberías de acero estirado

La pulgada es una unidad de longitud inglesa, 1’’ = 25,4 mm.

CONDUCTOS DE PLÁSTICO

Tienen cualidades similares a las del cobre y se emplean cada vez más.
El inconveniente que tendremos al elegir este tipo de material radica en la gran variedad de materiales que podemos encontrarnos, de los que algunas veces no sabremos con exactitud sus límites de aplicación.
En general, se pueden usar sin problemas las tuberías de polietileno reticulado si el fabricante nos garantiza su utilización por encima de los 120 ºC.
Para pequeños diámetros son tan económicas como las de cobre y además se trabaja muy bien con ellas.

A igualdad de diámetro, la Pérdida de carga en las tuberías de cobre es más Baja que la de otros materiales. El acero galvanizado no debe usarse en Circuitos primarios. El uso de las  Tuberías de plástico se está generalizando cada vez más.
Para Pequeños Diámetros son tan  Económicas como las de cobre.

 

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