Tuberías de cobre para calefacción: tipos, especificidad del marcado + detalles de aplicación

En el montaje de circuitos de calefacción, no se usan con mucha frecuencia las tuberías de cobre. Su costo no atrae demasiado a los propietarios de casas particulares y apartamentos. Sin embargo, si la instalación se realiza correctamente, el alto costo de la tubería de cobre se compensará con muchos años de funcionamiento sin gastos de reparación.

Explicaremos cómo seleccionar adecuadamente los tubos de cobre para calefacción. En el artículo que presentamos se detallan las características del marcado, se describen los métodos de conexión de los componentes. Los propietarios independientes encontrarán aquí instrucciones para el montaje de sistemas de calefacción.

Tipos de tubos de cobre

Existen dos grandes grupos de tubos de cobre: de pared gruesa y de pared delgada. Los tubos del primer grupo tienen características de resistencia mejoradas. Se fabrican mediante métodos sin costura y soldados.

Los tubos del segundo grupo se utilizan en la construcción naval, la automoción y la aviación, es decir, donde los sistemas de comunicación deben tener poco peso y gran resistencia. La sección de los tubos de cobre puede ser redonda, rectangular o cuadrada. En los sistemas de calefacción, los tubos perfilados no se suelen usar.

En los tubos de pared gruesa, la sección es circular y el grosor de la pared varía entre 0,8 y 10 mm. En su fabricación se utilizan diferentes grados de cobre: M1, Mr3, Mr1 y otros. El índice numérico aquí indica el grado de pureza de la aleación. Esto no afecta a las características del tubo en sí. Los tubos de pared delgada tienen un grosor de pared de 0,15 a 0,7 mm.

La norma estatal permite medir las tuberías de cobre tanto en el sistema métrico como en pulgadas. En la designación de las primeras se indica el diámetro exterior, y en las segundas, el interior. El marcado de los tubos utilizados en la instalación de sistemas de calefacción se realiza en pulgadas.

Aquí todos los diámetros existentes de las tuberías de cobre se resumen en una tabla. Utilizando estos datos, se pueden seleccionar fácilmente los componentes para la instalación de la línea de calefacción.

Para la realización de intercambiadores de calor internos se utilizan tubos de cobre con un diámetro de hasta 10 mm. Este diámetro, combinado con una transferencia de energía altamente eficiente, garantiza el máximo rendimiento del funcionamiento de este dispositivo.

Los tubos de 3/8 de pulgada y mayores se utilizan en los propios sistemas de calefacción. Proporcionan una calefacción eficiente con un bajo consumo de energía.

Particularidades de la interpretación del marcado

El documento normativo que define los estándares para las tuberías de cobre utilizadas en calefacción es GOST 617-2006. En él se especifican los requisitos para el grado de cobre, el rango de secciones y el grosor de la pared.

Los productos de cobre tienen su propio marcado; al interpretarlo se pueden conocer las características del tubo:

1. Método de fabricación. Se designa con las letras D y G. La primera indica que el tubo es estirado en frío y deformado. Se fabrica en longitudes de 1,5 a 6 m. La segunda indica que el producto se fabrica mediante prensado. Según los requisitos normativos, se fabrica en longitudes de 1 a 6 m.
2. Geometría de la sección del tubo. KR — sección en forma de círculo.
3. Precisión de fabricación. Letras N y P. N — normal, P — mejorada.
4. Estado. M, P, T, L, R, Ch. Estos índices indican el tubo blando, semiduro, duro, blando de mayor plasticidad, semiduro de mayor resistencia, duro de mayor resistencia respectivamente.
5. Longitud. ND — el índice indica que el tubo es de longitud no medida, MD — designa el tubo de longitud medida, KD — longitud múltiple medida, BT — en rollos.
6. Condiciones especiales. U — la longitud del tubo en rollos se incrementa, B — el tubo tiene una precisión mejorada con respecto a la longitud, K — el tubo tiene una precisión mejorada en cuanto a curvatura.

Para mayor claridad, un ejemplo: supongamos que el tubo tiene un marcado en la forma DKR NM 32 x 3 x 3000 M2 B.

Se puede descifrar de la siguiente manera: tubo de cobre blando, deformado en frío, con forma de sección transversal circular, precisión normal, con diámetro exterior de 32 mm y espesor de pared de 3 mm. Es una pieza de longitud fija de 3000 mm, fabricada en cobre de grado M2.

Para calefacción se utilizan principalmente tuberías rígidas. Las tuberías blandas son recomendables para la instalación de suelo radiante, donde se requieren muchas curvas.

Durante el proceso de fabricación, las tuberías de cobre pueden someterse a tratamiento térmico, y entonces se denominan recocidas. Cuando esta etapa se omite del proceso tecnológico, se obtienen tuberías sin recocer.

Los tres tipos de tuberías de cobre son adecuados para la instalación en viviendas particulares, ya que la presión en los circuitos de calefacción nunca supera los valores indicados incluso para las variedades blandas.

La marca tiene el siguiente aspecto:

Si sabe descifrar correctamente la marca de las tuberías, nunca comprará para la instalación de calefacción productos destinados al montaje de fontanería.

En el primer caso, los productos adquieren plasticidad, pero pierden resistencia a la deformación. Las tuberías fabricadas sin recocido tienen mayores propiedades de resistencia, pero es prácticamente imposible doblarlas.

Ventajas de las tuberías de cobre

Todas las ventajas de las tuberías de cobre se derivan de las propiedades únicas de este material, cuyos productos:

1. Son inofensivos y poseen cualidades bactericidas.
2. No envejecen por mucho tiempo y no pierden sus características de rendimiento.
3. Son resistentes a la corrosión y a la radiación ultravioleta. Funcionan en un amplio rango de temperaturas, desde -200 °C hasta +350 °C.
4. Son inmunes a la acción del cloro presente en el agua del grifo.
5. Tienen una alta conductividad térmica, lo que aumenta la eficiencia del sistema de calefacción.
6. En la superficie de las tuberías de cobre, que tienen un bajo coeficiente de rugosidad, no se forma sarro.
7. Son resistentes a la congelación. La tubería no se destruye ni pierde sus características originales al someterse a congelación hasta cuatro veces.
8. Capaces de mantener propiedades de resistencia bajo la influencia de presión que alcanza 200 – 400 atmósferas.
9. Resistentes a la vibración.
10. Tienen una amplia gama de productos.
11. Son 100% reciclables.

A menudo, lo que detiene a muchos de optar por tuberías de cobre para calefacción es tanto el alto precio del propio sistema de tuberías como el de los materiales consumibles.

La instalación de calefacción con tuberías de cobre implica la compra de diversos sujetadores, conectores y accesorios. El costo de todo esto representa aproximadamente el 30% del monto gastado en las tuberías.

Los tubos de cobre tienen poco peso, se pueden cortar, doblar y soldar. La forma más demandada de conexión de tuberías de cobre es la soldadura a altas temperaturas con soldadura de plata y bronce. Un montaje más rápido se realiza mediante racores.

Particularidades de la selección para calefacción

El cobre tiene sus propias características individuales que imponen limitaciones tanto operativas como técnicas en su uso. Estos aspectos deben tenerse en cuenta al montar el sistema de calefacción.

Aunque las tuberías de cobre son conocidas por su resistencia, soportando tranquilamente cambios de presión, variaciones de temperatura y congelaciones repetidas, resisten mal los impactos mecánicos. Por lo tanto, al tender la tubería, se debe prever protección contra golpes.

Un portador de calor como el agua contiene arena y otras partículas en suspensión. El resultado de su acción sobre el cobre blando es la erosión. Para evitar este fenómeno, es necesario incluir filtros de purificación de agua en el sistema.

La dureza del agua también afecta la vida útil de las tuberías. Un valor de este indicador en miligramos por debajo de 1,42 y por encima de 3,1 reduce significativamente su longevidad. Esto se explica porque el cloro disuelto en el agua reacciona con la película de óxido presente en las paredes de la tubería. El resultado es una coraza protectora resistente.

Cuando los indicadores de dureza del agua no cumplen con los estándares, esta capa protectora comienza a deteriorarse, luego, gracias a la presencia de cloro, se regenera. Si este proceso se repite muchas veces, los recursos de cobre se agotan.

Al conectar la tubería mediante soldadura, se debe evitar el sobrecalentamiento, que afecta negativamente la resistencia. El fundente que queda después de la soldadura debe eliminarse, ya que puede causar corrosión.

Si se requiere doblar una tubería de cobre, se debe usar una herramienta especial para ello. Una tubería doblada incorrectamente se puede corregir una vez, luego solo queda eliminar la sección deformada.

La opción ideal es la instalación del sistema de calefacción con el mismo tipo de tuberías. Si por alguna razón no es posible, se deben usar accesorios de transición: de latón o bronce. Los adaptadores de otros materiales no pueden garantizar la compatibilidad electroquímica.

Los tubos de cobre se pueden instalar incluso a temperaturas muy bajas, por lo que este sistema de calefacción es una solución racional para regiones donde el clima frío es algo normal.

Para que las tuberías de otros materiales no se corroan bajo la influencia del cobre, se necesita una secuencia determinada de conexión de dicha tubería combinada con respecto al vector del flujo de agua. Las tuberías de cobre deben instalarse después de los elementos fabricados con otros metales.

Si se ha planificado la instalación del sistema de calefacción con tuberías dentro de la pared, se deben usar tubos de cobre con revestimiento de plástico. Este no solo actuará como aislamiento térmico, sino que también protegerá el metal de la destrucción. Las corrientes parásitas también tienen un efecto perjudicial en los tubos de cobre.

Empalme de tubos de cobre

La unión de tubos de cobre se realiza mediante diferentes métodos. Los dos enfoques más populares son: la soldadura y el montaje con racores de compresión o de presión. Principalmente se realizan uniones fijas y semi-desmontables.

En una tubería de este tipo apenas hay piezas adicionales, excepto los elementos mediante los cuales se conectan los aparatos a la tubería. Para montar el sistema con este método se necesitan herramientas especiales. Sin la cualificación adecuada, es difícil realizar la unión mediante soldadura fuerte o blanda.

El uso de racores facilita el montaje, requiere menos esfuerzo y reduce el tiempo de ensamblaje de la tubería. Este tipo de unión puede ser desmontable o fija.

La unión desmontable se obtiene utilizando racores auto-fijables, roscados y de compresión. Este método complica la estructura y las uniones deben revisarse periódicamente, pero el montaje puede realizarlo incluso una persona sin experiencia.

Conexiones de compresión no separables

Para unir tubos de cobre, los fabricantes producen racores especiales que difieren en su propósito, métodos de instalación y material del que están hechos.

Según su finalidad, existen los siguientes racores:

1. Codos, que se necesitan para empalmar tuberías de diferentes secciones en uniones angulares.
2. Crucetas, que también se denominan tes y se utilizan en la instalación de derivaciones de la tubería principal.
3. Manguitos, utilizados en tramos rectos para conectar tubos de cobre de diferentes diámetros.
4. Racores de sujeción, que se utilizan en la instalación de automatismos en el sistema de calefacción.

Para tubos de cobre, se suelen elegir racores de compresión de cobre, latón o bronce. A veces, los racores de latón se recubren con níquel para proporcionarles una mayor resistencia.

Los elementos de latón para conectar tubos de cobre resultan más económicos que los de cobre, y en cuanto a resistencia no son inferiores al acero inoxidable. Todos los racores, independientemente del fabricante, tienen dimensiones reguladas por estándares internacionales y son intercambiables.

La unión fija se realiza mediante el método de prensado. Dado que el cobre es muy maleable, la instalación se efectúa utilizando racores de prensar y manguitos de compresión. En cuanto a estanqueidad y resistencia, esta unión puede compararse con la soldadura, y es más robusta que la unión por compresión.

Visualmente, los racores de prensar son similares a los conectores para soldadura capilar. La diferencia radica en la presencia de un anillo de sellado de polímero de alta calidad.

Para conectar tubos mediante un racor de prensar, se cortan en segmentos de la longitud necesaria, se limpian los extremos y se calibran. Luego, los extremos se introducen en el conector y se aprieta la junta utilizando unos alicates especiales.

En la instalación de un sistema de calefacción con tubos de cobre de diámetros pequeño y mediano, se utiliza principalmente la soldadura a baja temperatura. La soldadura fuerte se emplea cuando se utilizan tubos de gran sección. El método de prensado se demanda en la instalación de suelos radiantes.

Conexiones de compresión desmontables

Para la instalación de racores de compresión no se necesita equipo especial ni el uso de llama abierta. Todo lo que se requiere son llaves de tuercas, un calibrador de mango y un cortador. Para realizar estas uniones se necesitan racores de sujeción o de compresión.

Existen dos tipos de racores de compresión: unos, con índice A, conectan tubos duros y semiduros; otros, designados con índice B, realizan la conexión de tubos blandos y semiduros. El racor incluye un cuerpo, una tuerca de compresión y un anillo de cobre de compresión que se aplasta al ejercer presión sobre él.

De esta manera, la unión se vuelve estanca y resistente a la fatiga por vibración. La unión se realiza siguiendo el mismo esquema que en la instalación de racores de prensar.

Los extremos a unir de los segmentos de tubos de cobre se limpian, se verifica la geometría de la sección con un calibrador, se coloca el anillo de compresión, se introducen los extremos del tubo en el racor hasta el tope. La tuerca se aprieta primero manualmente, y cuando el tubo quede fijo respecto al conector, se toma la herramienta y se realiza el apriete.

Los racores de compresión tipo A a veces se utilizan no solo para unir tuberías de cobre duro, sino también para productos de cobre blando. En este último caso, se inserta un manguito de soporte en el interior para evitar la deformación de los extremos de la tubería.

La inestabilidad térmica y las fluctuaciones de presión debilitan la resistencia de la unión de tubos de cobre mediante racores. Con el tiempo, se produce el desgaste de los sellos. Para supervisar este punto débil del sistema, los conectores deben colocarse de manera que sean de fácil acceso.

No se puede roscar las tuberías de cobre. Para conectarlas con piezas roscadas se fabrican adaptadores especiales. Su diseño incluye un casquillo que conecta el racor con la tubería mediante engaste o soldadura, y una rosca en el lado opuesto.

Las situaciones de emergencia en un sistema de calefacción ensamblado con tuberías de cobre son extremadamente raras, pero si ocurren, las tuberías del mismo diámetro se conectan temporalmente con manguitos de apriete. Hay que saber que todos los tipos de uniones no reducen las características de resistencia del sistema de calefacción.

Los racores aumentan el grosor de las paredes de la tubería, y con el tiempo, la unión en el punto de soldadura se vuelve más resistente, superando la resistencia de la propia tubería.

Racores de cobre para soldadura

Estos racores se denominan capilares. La conexión con ellos requiere la presencia de soldadura. El punto clave es la correcta elección del racor para el tubo de cobre. Su sección interna debe ser 0,1 – 0,15 mm mayor que el diámetro exterior del tubo.

El proceso es sencillo:

• cortar la longitud necesaria de tubería;
• limpiar;
• quitar el chaflán con un chaflanador, tanto por fuera como por dentro;
• limpiar la tubería y la parte interior del racor nuevamente hasta que adquieran un brillo mate;
• untar el extremo de la tubería destinado a introducirse en el racor y el interior del racor con una pasta especial;
• insertar la tubería en el elemento de conexión y girar;
• limpiar la pasta que haya salido, de lo contrario reaccionará con el metal;
• calentar la unión con un soplete de gas o un secador industrial;
• aplicar la soldadura en el espacio una vez que el fundente comience a derretirse y aclararse;
• finalizar el proceso cuando la soldadura haya fluido por toda la superficie y haya llenado uniformemente el espacio.

Para no gastar soldadura innecesaria, se puede enrollar alrededor del tubo antes de soldar y cortar el exceso. Una vez completada la soldadura de tubos de cobre, se deja que la unión se enfríe a temperatura ambiente.

Después de instalar todo el sistema de calefacción, se realiza su lavado con agua caliente. Este procedimiento ayudará a eliminar los residuos de pasta de los tubos. En la parte exterior de la tubería, se inspeccionan las juntas. Si queda algún resto de fundente o soldadura, se elimina con un paño húmedo.

Con las pautas para elegir tubos de cobre para la construcción de un sistema de agua potable, le informará el siguiente artículo, dedicado a sus características técnicas y especificaciones de marcado.

Conclusiones y video útil sobre el tema

Video #1. Sobre los pros y contras de los tubos de cobre:

Video #2. Aprendizaje sobre el trabajo con tubos de cobre:

Si se comparan los tubos de cobre con los poliméricos y de acero, los primeros se distinguen por una mayor calidad y fiabilidad. A pesar de su mayor costo, encuentran su consumidor y su popularidad está creciendo.

Lo principal es seleccionar correctamente los materiales consumibles, y en caso de realizar la instalación usted mismo, un sistema de calefacción de tubos de cobre resultará significativamente más económico.

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