Cable calefactor para tuberías de agua: cómo elegir e instalar correctamente usted mismo

En invierno, durante las heladas severas, los propietarios de casas de campo corren el riesgo de quedarse sin suministro de agua. Los tapones de hielo en las tuberías exteriores no solo dejarán a los residentes sin ducha, sin un sistema funcional de suministro de agua a los lavabos y otras comodidades de la civilización, sino que también causarán daños en las tuberías.

Reconozca que la perspectiva es poco atractiva. Se podrá evitar ese desarrollo de los acontecimientos si, junto con las tuberías, se instala un cable calefactor para tuberías de agua y se conecta a la red eléctrica. Todos los trabajos son perfectamente realizables por uno mismo.

Le contaremos cómo está diseñado el elemento calefactor y describiremos los parámetros principales para su selección. Además, examinaremos en detalle los métodos de instalación del cable calefactor e ilustraremos las etapas del trabajo con fotografías ilustrativas.

¿Para qué sirve el cable calefactor?

Es razonable objetar que se puede prescindir fácilmente de la calefacción de la tubería de agua. Basta con conocer el nivel de congelación del suelo en la zona y luego, basándose en los datos, cavar una zanja de la profundidad necesaria. Por lo general, es de 1,5-1,7 m para la zona media, según el tipo de suelo.

Las tuberías enterradas a esa profundidad y aisladas no se congelan, ya que el suelo circundante tiene una temperatura positiva (supongamos, +2-4°C).

Sin embargo, no todo es tan sencillo. En zonas pantanosas o en territorios cercanos a cuerpos de agua, es frecuente el alto nivel de las aguas subterráneas. Esto significa que durante el período de inundaciones o deshielo, las tuberías se inundarán, lo que afectará negativamente a sus propiedades funcionales.

Si se entierran las tuberías solo medio metro, pero además se conecta un cable eléctrico y se realiza un aislamiento térmico adecuado, no será necesario cavar zanjas profundas.

Sucede que en inviernos severos incluso las secciones enterradas se congelan. Vivir en la casa sin un suministro automático de agua del pozo se vuelve menos cómodo, y a veces imposible. Hay que realizar trabajos de reparación de emergencia.

No olvidemos tampoco las zonas críticas, las más expuestas al frío: los puntos de entrada de la tubería a la casa. Si el edificio está construido sobre una base de pilotes helicoidales, debajo de él hay una sección abierta de la tubería, que es más fácil de aislar precisamente con un cable calefactor.

Conclusión: si existe la posibilidad técnica de instalar un sistema de calefacción para la tubería de agua, es necesario aprovecharla, aunque solo sea para protegerse contra la congelación.

Al contactar a una empresa especializada, puede encontrarse con cierta variedad de ofertas. Analicemos el surtido.

Estructura y ámbito de aplicación

Según el tipo y las características técnicas, los cables calefactores se utilizan para calentar canalones, tuberías de agua y tuberías de alcantarillado, y depósitos. Su función principal es evitar que el líquido se congele aumentando la temperatura.

Los sistemas de calefacción son relevantes para las comunicaciones exteriores, es decir, para su uso en el suelo o al aire libre.

La base del funcionamiento es la capacidad del cable de convertir la energía eléctrica en calor. El cable en sí no puede transmitir energía, como lo hacen los cables de potencia. Solo la recibe y luego entrega calor a la tubería (canal, canalón, cisterna, etc.).

Los sistemas de calefacción tienen una capacidad útil: la aplicación por zonas. Esto significa que se puede tomar un conjunto de elementos y armar un mini-sistema para calentar un sector específico, sin necesidad de conectarlo a toda la red.

Se consigue ahorro de materiales y electricidad. En la práctica se pueden encontrar tanto miniaturas «calentadores» de 15-20 cm, como bobinas de 200 metros.

Los componentes principales del cable calefactor son los siguientes elementos:

• Núcleo interno – uno o varios. Para su fabricación se utilizan aleaciones con alto índice de resistencia eléctrica. Cuanto mayor sea, mayor será el valor de la generación de calor específica.
• Cubierta protectora de polímero. Junto con el aislamiento plástico se utiliza una pantalla de aluminio o una malla de alambre de cobre.
• Cubierta exterior resistente de PVC, que cubre todos los elementos internos.

Las ofertas de diferentes fabricantes pueden diferir en matices: la aleación del núcleo o la forma de la protección.

Se consideran más fiables los tipos blindados, provistos de protección de lámina y que tienen 2-3 núcleos en lugar de uno. El producto unipolar es una opción económica, que es buena para ensamblar sistemas para tramos cortos de tuberías de agua (+)

Para mejorar las características, el trenzado de cobre se niquela y se aumenta el grosor de la capa exterior. Además, el material de PVC debe ser resistente a la humedad y no verse afectado por la radiación ultravioleta.

Variedades de cable calefactor

Todos los sistemas de calefacción se dividen en 2 grandes categorías: resistivos y autorregulables. Cada tipo tiene su propio campo de aplicación.

Supongamos que los resistivos son buenos para calentar tramos cortos de tuberías de pequeño diámetro – hasta 40 mm, y para tramos extensos de la tubería de agua es mejor usar cable autorregulable (también llamado autorregulador, «samreg»).

Tipo #1 – resistivo

El principio de funcionamiento del cable es simple: la corriente pasa por uno o dos núcleos que se encuentran en un devanado aislante, calentándolo. La corriente máxima y la gran resistencia juntas dan un alto coeficiente de generación de calor.

A la venta hay piezas de cable resistivo de longitud determinada, que tienen una resistencia constante. Durante el funcionamiento, emiten la misma cantidad de calor en toda su longitud.

El cable unipolar, como se puede deducir por el nombre, tiene un núcleo, doble aislamiento y protección externa. El único núcleo cumple la función de elemento calefactor.

Al montar el sistema, es necesario recordar que el cable unipolar se conecta por ambos extremos, como en el siguiente esquema:

Esquemáticamente, la conexión del tipo unipolar se asemeja a un bucle: primero se conecta a la fuente de energía, luego se extiende (se enrolla) a lo largo de toda la tubería y vuelve hacia atrás.

Los circuitos de calefacción cerrados se usan más a menudo para calefacción del sistema de canalones del techo o para la instalación de «suelo radiante», pero también existe una variante aplicable a la tubería de agua.

La particularidad de la instalación de un cable unipolar en una tubería de agua es que se coloca a ambos lados. En este caso, solo se utiliza el tipo de conexión externa.

Para la instalación interna, un solo conductor no es adecuado, ya que la colocación en 'bucle' ocuparía mucho espacio interior, además el cruce accidental de los cables puede provocar sobrecalentamiento.

El cable bipolar se caracteriza por la separación de funciones de los conductores: uno se encarga del calentamiento y el segundo del suministro de energía.

También difiere el esquema de conexión. En la instalación en 'forma de bucle', la necesidad desaparece: como resultado, el cable se conecta por un extremo a la fuente de alimentación y el otro se extiende a lo largo de la tubería.

Los cables resistivos bipolares se utilizan para sistemas de tuberías de agua tan activamente como los autorregulables. Se pueden instalar dentro de las tuberías usando tes y selladores.

La principal ventaja del cable resistivo es su bajo costo. Muchos destacan su fiabilidad, larga vida útil (hasta 10-15 años) y facilidad de instalación.

Pero también tiene desventajas:

• alta probabilidad de sobrecalentamiento en los puntos de cruce o cercanía de dos cables;
• longitud fija – no se puede ni aumentar ni acortar;
• imposibilidad de reemplazar una sección quemada – habrá que cambiarla por completo;
• falta de regulación de potencia – siempre es la misma en toda la longitud.

Para no tener que mantener el cable conectado constantemente (lo cual no es práctico), se instala un termostato con sensores. En cuanto la temperatura baja a +2-3 °C, activa automáticamente la calefacción; cuando la temperatura sube a +6-7 °C, se desconecta la energía.

Tipo #2 – autorregulable

Este tipo de cable es universal y se puede utilizar para diversas aplicaciones: calefacción de elementos de tejado y sistemas de suministro de agua, tuberías de alcantarillado y depósitos de líquidos.

Su particularidad es la autorregulación de la potencia y la intensidad del suministro de calor. En cuanto la temperatura desciende por debajo del punto de control (por ejemplo, +3 °C), el cable comienza a calentarse sin intervención externa.

Esquema del cable autorregulable. La principal diferencia con el análogo resistivo es la matriz conductora calefactora, que se encarga de regular la temperatura de calentamiento. Las capas aislantes no difieren.

En el principio de funcionamiento del autorregulador se encuentra la propiedad del conductor de disminuir/aumentar la intensidad de la corriente en función de la resistencia. Al aumentar la resistencia, la intensidad de la corriente disminuye, lo que conlleva también una disminución de la potencia.

¿Qué sucede con el cable en el momento de enfriamiento? La resistencia cae – la intensidad de la corriente aumenta – comienza el proceso de calentamiento.

La ventaja de los modelos autorregulables reside en la «zonalidad» del funcionamiento. El cable mismo distribuye su «fuerza de trabajo»: calienta minuciosamente las zonas que se enfrían y mantiene una temperatura óptima allí donde no se necesita un calentamiento intenso.

El cable autorregulable funciona constantemente, y esto es bienvenido en la época fría del año. Sin embargo, durante el deshielo o en primavera, cuando cesan las heladas, mantenerlo encendido no es racional (+)

Para automatizar completamente el proceso de encendido/apagado del cable, se puede equipar el sistema con un termostato que está “vinculado” a la temperatura exterior.

Métodos de instalación en tuberías de agua

Existen dos métodos de instalación del cable calefactor: externo e interno. En el primer caso, se fija a lo largo del tubo (o se enrolla alrededor de él), en el segundo, se introduce en el interior. Ambas opciones tienen una aplicación práctica activa, por lo que las examinaremos más detenidamente.

Opción #1 – exterior

La instalación lineal del cable a lo largo de la tubería de agua se realiza fácilmente. El conductor se fija en un lado mediante abrazaderas de plástico resistentes a altas temperaturas o cinta autoadhesiva de fibra de vidrio.

Los soportes se colocan con un intervalo de 0,3 m. No se deben utilizar fijaciones metálicas. Calcular la longitud del cable es sencillo: es igual a la longitud de la tubería que se debe calentar.

Instrucciones para la instalación lineal:

Para tuberías enterradas en el suelo, el cable se coloca no estrictamente en la parte inferior o superior, sino con un leve desplazamiento, que se puede llamar «posición de las 8 (4) en punto».

Además de la instalación lineal, se utiliza la instalación en espiral: el cable se enrolla a lo largo de toda la tubería con un paso uniforme. Ventaja: máximo contacto con la superficie de la tubería; desventaja: mayor consumo de material.

El paso entre espiras se puede cambiar según las condiciones. Por ejemplo, en secciones sujetas a fuerte congelación, se reduce; así, toda la superficie de la tubería se calentará al máximo.

El método enrollado es relevante para tuberías de diámetro medio y grande: de alcantarillado, pluviales, pero también se utiliza para calentar tuberías de agua.

Opción #2 – interior

El método de instalación interna no es adecuado para todas las tuberías, sino solo para tuberías de agua con una sección superior a 40 mm. En tuberías de menor diámetro, el cable bloqueará parcialmente el flujo de agua. Equipar una tubería larga con calefacción interna es difícil, pero para tramos de varios metros de longitud, es una de las mejores opciones.

Lo más fácil es pasar el cable en secciones verticales, de arriba abajo. El procedimiento se realiza con un conector en T y un manguito de sellado que evita que el cable se deslice.

En algunos casos, la instalación interna del cable es más racional que la externa – por ejemplo, para reparar o reemplazar elementos. Insertar y conectar el sistema ya listo es sencillo, mucho más difícil es ensamblarlo.

Puede aprender cómo preparar correctamente los cables para introducirlos en la tubería a partir de las siguientes instrucciones.

Aislamiento térmico de los cables calefactores

Independientemente del tipo de cable, es necesario realizar el aislamiento. El aislamiento térmico se instala sobre el sistema de calefacción y la tubería de agua. Si la tubería de agua junto con el cable calefactor no se coloca en un «caparazón» hermético, la calefacción se dispersará en todas direcciones, es decir, en su mayor parte al aire.

El espesor de la capa de aislamiento térmico se elige en función de factores externos. Supongamos que para la instalación en el suelo es suficiente una capa de 20-30 mm, mientras que para una instalación aérea se necesitará un aislante de al menos 50 mm de espesor.

Los aislantes fiables y eficaces son el poliestireno expandido o el polietileno espumado. Son resistentes a la humedad y proporcionan cierta amortiguación protectora para la tubería, pero también necesitan protección.

Por esta razón, a menudo se utiliza la construcción «tubo dentro de tubo», donde las tuberías de agua, ubicadas en el suelo o al aire, junto con el aislante se colocan dentro de otro tubo de mayor diámetro.

¿Qué características son importantes para la elección?

Antes de ir a la tienda, asegúrese de determinar el diámetro de la tubería de agua, la longitud del tramo que necesita calefacción, la temperatura mínima del aire (suelo); así será más fácil decidirse, ya que hay muchas opciones.

Entonces, prestamos atención a los siguientes puntos:

• presencia de una película protectora – proporciona conexión a tierra y hace que el cable sea más fiable;
• tipo de aislamiento exterior;
• clase de temperatura y potencia;
• empresa fabricante.

Quizás para un sistema de alcantarillado sirva un cable con aislamiento de poliolefina, pero para la instalación interna en una tubería de agua recomendamos protección de fluoroplástico. Para instalación exterior es adecuado el fluoropolímero, que protege tanto de la humedad como de los rayos ultravioleta.

Si es necesario calentar tuberías de pequeño diámetro, es adecuado un conductor de tipo baja temperatura. Se calienta hasta +65 ºC, la potencia máxima es de unos 15 W/m

Los sistemas de temperatura media son adecuados para tuberías de mayor diámetro. La temperatura máxima de calentamiento es de +120°C, la potencia alcanza los 33 W/m.

Los sistemas de alta temperatura son considerados los más potentes, con una temperatura máxima de hasta +190°C y una potencia específica de hasta 95 W/m. Sin embargo, normalmente no se utilizan en el hogar, son productos para uso industrial.

La potencia adecuada se puede elegir en función del diámetro de la tubería. Por ejemplo, para tuberías con diámetro hasta 2,5 cm son adecuados cables de 10 W/m, de 2,5 cm a 4 cm – 16 W/m, de 4 a 6 cm – 24 W/m, etc.

Existen varias marcas de cable calefactor que desde hace tiempo se han consolidado solo por el lado positivo.

Productos conocidos de empresas extranjeras:

• Nelson;
• Lavita;
• Devi;
• Ensto;
• Raychem.

Entre los fabricantes rusos destaca la empresa SST (Teplolux), que produce artículos de calidad para uso doméstico.

Conclusiones y video útil sobre el tema

Los videos brindan la oportunidad de familiarizarse con la aplicación práctica de las instrucciones.

Consejos para la instalación del cable calefactor en la tubería:

Opción de instalación sobre abrazaderas:

Instrucción para conectar el cable dentro de la tubería:

La selección e instalación de un sistema de calefacción para tuberías de agua está al alcance incluso de un principiante. Con conocimientos teóricos, usted se familiarizará rápidamente con los tipos de cables, y para la instalación no es necesario adquirir habilidades especiales.

El resultado del trabajo puede ser gratificante: usted olvidará para siempre el problema de la congelación del agua en las tuberías durante la temporada de frío.

¿Tiene experiencia en la instalación de cable calefactor para tuberías de agua autónomas? ¿O quizás desea compartir sus impresiones sobre el uso del elemento calefactor? Por favor, comparta su opinión y deje comentarios.