Configuración de la presión previa en el depósito de expansión del sistema solar

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Configuración de la presión previa en el acumulador de expansión del sistema solar – guía completa y práctica

El acumulador de expansión es uno de esos componentes del sistema solar que se suele ignorar durante la instalación, pero del que luego hay que ocuparse regularmente. Y precisamente la presión previa en el acumulador de expansión es uno de los parámetros más frecuentemente olvidados durante la mantenimiento anual. Sin embargo, una presión previa incorrecta puede ser la causa de una serie de problemas – desde un aumento molesto de la presión en verano, pasando por el goteo de la válvula de seguridad, hasta daños permanentes a la membrana o al captador en caso de funcionamiento sin líquido.

En este artículo nos centraremos exclusivamente en el aspecto práctico: cómo se mide la presión previa, cómo se calcula el valor correcto, cuándo y por qué se modifica la presión previa, y qué hacer si se detecta una desviación del ideal. Si resuelve antes la cuestión de qué acumulador de expansión elegir, le recomendamos comenzar por el artículo Cómo elegir un acumulador de expansión para el sistema solar – criterios clave. Para calcular el volumen de la membrana, lea ¿Qué volumen de acumulador de expansión necesito para mi circuito solar?.

¿Qué es la presión previa y qué influye

El acumulador de expansión (un recipiente de presión con membrana) está compuesto por dos cámaras separadas por una membrana elástica. Una cámara está llena de gas – normalmente nitrógeno o aire – y la otra cámara está conectada al lado líquido del circuito solar. Cuando el líquido se expande al calentarse, empuja la membrana y comprime el compartimento de gas. Cuando el sistema se enfría, el gas vuelve a empujar la membrana y el líquido vuelve al circuito.

La presión previa es, por tanto, la presión en la cámara de gas del acumulador de expansión cuando el sistema está frío y sin presión de funcionamiento – es decir, la presión que se estableció en la cámara de gas antes de que el acumulador de expansión se llenara y el sistema se pusiera en marcha.

Una presión previa correctamente ajustada garantiza que:

la membrana no esté sometida a esfuerzos innecesarios durante toda la operación,
el acumulador de expansión pueda contener eficazmente todo el volumen del líquido expandido,
el sistema mantenga la presión de funcionamiento dentro de un margen seguro incluso a las temperaturas máximas del captador,
la válvula de seguridad no se abra innecesariamente durante el funcionamiento normal en verano,
no se formen bolsas de aire en el sistema causadas por una presión negativa temporal.

Cómo se calcula el valor correcto de la presión previa

Este es el lugar donde la mayoría de la gente comete errores – ya sea ajustando la presión previa a ojo, o copiando un número de alguna tabla sin tener en cuenta la instalación específica. El valor correcto de la presión previa depende de la altura en la que se instale el acumulador de expansión y de la altura del punto más alto del sistema (normalmente el captador en el tejado).

La fórmula básica es sencilla:

p₀ = (H / 10) + 0,2 bar

dónde H es la altura desde el acumulador de expansión hasta el punto más alto del sistema en metros, y 0,2 bar es una reserva de seguridad que impide que el líquido atraviese la membrana cuando el sistema está frío.

Ejemplo práctico 1: El acumulador de expansión está instalado en la sala técnica a 1 m sobre el suelo, los captadores están en el tejado a 7 m sobre el suelo. La diferencia de altura H = 6 m. Presión previa: p₀ = 0,6 + 0,2 = 0,8 bar.

Ejemplo práctico 2: El acumulador de expansión está en la caldera en el sótano (altura 0 m), los captadores en un tejado a dos aguas a 10 m sobre el suelo. H = 10 m. Presión previa: p₀ = 1,0 + 0,2 = 1,2 bar.

Ejemplo práctico 3: El acumulador de expansión está instalado justo debajo del captador en un balcón (altura 3 m), los captadores a 4 m sobre el suelo. H = 1 m. Presión previa: p₀ = 0,1 + 0,2 = 0,3 bar – sin embargo, en la práctica recomendamos al menos 0,5 bar para que la membrana no esté en una posición extrema.

Atención: si el acumulador de expansión está instalado por encima de la tubería de alimentación de líquido, debe ajustar el cálculo – sin embargo, esta solución es extremadamente inadecuada para circuitos solares y en la mayoría de los casos debe evitarse.

Presión operativa mínima y máxima – cómo la presión previa influye en todo el rango de presión

La presión previa no es un valor aislado. Es parte de una tríada de números que definen la operación segura del circuito solar:

p₀ – presión previa (ajustada en la cámara de gas fría, sistema frío)
p_min – presión operativa mínima (sistema en marcha a baja temperatura, normalmente p₀ + 0,2 bar)
p_max – presión operativa máxima (límite superior, debe ser inferior a la presión de apertura de la válvula de seguridad)

La válvula de seguridad se instala en los circuitos solares normalmente a 6 bar. La presión máxima de trabajo debe ser al menos 0,5–1 bar inferior, es decir, hasta 5–5,5 bar. El expansor debe dimensionarse de manera que al comprimir completamente la membrana, la presión siga estando dentro de este rango seguro. Por eso es crítico el cálculo del volumen del expansor – más información sobre ello en el artículo ¿Qué volumen de expansor necesito para mi circuito solar?.

Si la presión previa es demasiado baja, la membrana en funcionamiento frío "caerá" al fondo y el líquido entrará en la cámara de gas – daño fatal de la membrana, que normalmente se detecta cuando la válvula de seguridad empieza a gotejar cada verano y no se encuentra otra causa.

Si la presión previa es demasiado alta, la membrana está en funcionamiento frío comprimida hacia el líquido y el expansor no tiene suficiente capacidad de expansión – la presión del sistema crece demasiado rápido al calentarse y vuelve a acercarse a la presión de apertura de la válvula de seguridad.

Cuándo y cómo se mide la presión previa – procedimiento correcto

La medición de la presión previa en el expansor tiene sus reglas. Si las viola, obtendrá un valor incorrecto y podría ajustar una presión previa incorrecta, lo cual es peor que si no hubiera hecho ningún cambio.

Condiciones para una medición correcta de la presión previa

El sistema debe estar frío – idealmente por la mañana antes del primer sol, o al menos 8 horas después de apagarlo.
El lado líquido del expansor debe estar despresurizado – esto significa que antes de medir desconecta (o cierra con una válvula de bola) el expansor del circuito y abre la válvula de purga para que la presión del líquido no comprima la membrana desde dentro.
La medición se realiza a través de la válvula Schrader (el mismo tipo que en las ruedas de coche) ubicada en la cámara de gas del expansor – normalmente en la parte superior o lateral.
Utiliza un manómetro preciso con una resolución de al menos 0,1 bar – los manómetros automotrices comunes tienen una precisión de ±0,2 bar, lo cual es demasiado grosero. Los manómetros profesionales para llenado de circuitos tienen una mejor precisión.

Si no despresurizas el circuito líquido antes de medir, medirás la suma de la presión previa y la presión de trabajo del líquido – lo cual es un valor engañoso. Mucha gente naufraga en este error.

Procedimiento de medición paso a paso

Cierra la válvula de bola entre el expansor y el sistema.
En la válvula de purga del sistema (no del expansor) reduce cuidadosamente la presión del circuito líquido a 0 bar – o basta con aislar el expansor con la válvula y desairear la cámara líquida a través de un pequeño orificio en el cuerpo del expansor, si lo tiene.
Desenrosca la tapa de la válvula Schrader en la cámara de gas.
Coloca el manómetro y lee la presión.
Compárala con el valor calculado p₀.
Si el valor es bajo, añade presión con una bomba. Si es alto, suelta un poco de gas presionando el palillo de la válvula Schrader.
Vuelve a cerrar la tapa de la válvula, abre la válvula y comprueba la presión del sistema en estado frío.

Con qué y cómo se ajusta la presión previa – herramientas y procedimiento

Para ajustar la presión previa en la cámara de gas necesitas una fuente de aire comprimido o nitrógeno y una herramienta adecuada para medir. En la práctica se utilizan estas opciones:

Bomba de aire con manómetro

La opción más sencilla para el mantenimiento en el hogar. Una bomba ciclista estándar con válvula Schrader y manómetro integrado es suficiente para ajustar la presión previa hasta 2–3 bar. Para presiones más altas (si el expansor está ubicado bajo y los captadores están muy altos) necesitarás una bomba con mayor presión de salida – por ejemplo, una bomba de pie o un compresor con regulador.

Si también resuelves el llenado completo del circuito, valorarás tener a disposición Bomba manual para llenado de sistemas solares – esta sirve principalmente para bombear líquido al circuito, pero al trabajar con el expansor y el desaireado forma parte del conjunto completo de herramientas para el servicio del circuito solar.

Botella de nitrógeno con válvula reductora

Opción profesional. El nitrógeno es un gas inerte – no reacciona con la membrana, no corrige las partes metálicas y no genera humedad en la cámara. En el servicio de expansores en instalaciones comerciales grandes (captadores planos para hoteles, pensiones, edificios de apartamentos) es este el procedimiento estándar. En una vivienda común con 2–4 captadores basta con aire, siempre que la membrana no esté dañada y el llenado se haga con aire seco sin humedad.

En qué prestar atención al ajustar la presión previa

Nunca excedas la presión máxima de la membrana indicada por el fabricante (normalmente 6–10 bar para expansores solares).
Después del ajuste, siempre vuelve a comprobar la estanqueidad de la válvula Schrader – pásale una gota de agua y comprueba si forma burbujas.
Comprueba siempre la presión previa en frío – si realizas una corrección en caliente, el valor no corresponderá al estado real en frío.
Después de ajustar la presión previa y conectar de nuevo el expansor, comprueba la presión del sistema en el manómetro del circuito – debería ser p₀ + 0,2 a 0,5 bar en funcionamiento frío.

Valores típicos de presión previa según la altura de instalación – tabla resumen

Diferencia de altura H (expansor → captador)	Presión previa calculada p₀	Presión del sistema recomendada (fría)
1–3 m	0,3–0,5 bar (mín. 0,5)	0,7–0,8 bar
4–6 m	0,6–0,8 bar	0,9–1,1 bar
7–9 m	0,9–1,1 bar	1,2–1,4 bar
10–12 m	1,2–1,4 bar	1,5–1,8 bar
más de 12 m	más de 1,4 bar (individual)	más de 1,8 bar

Nota: los valores en la tabla son válidos para sistemas solares estándar con válvula de seguridad a 6 bar y mezcla antifriz solar normal (propilenglicol 30–40 %). Si utiliza otro medio o tiene una configuración especial del circuito, siempre consulte con el proyectista del sistema.

Cómo saber que la presión previa está mal ajustada – síntomas de la práctica

Tras años de experiencia en la práctica de instalaciones, nos hemos encontrado con varios escenarios recurrentes donde la presión previa incorrecta era la causa raíz del problema, que se manifestaba de otra manera:

Goteo de la válvula de seguridad en verano

Este es el síntoma más frecuente. El cliente llama diciendo que le gotea líquido por la válvula de seguridad del circuito solar en julio-agosto. El primer impulso es pensar que el acumulador de expansión es pequeño. Pero en seis de cada diez casos el problema es más sencillo: la membrana está colapsada (dañada o la presión previa es cero) y el acumulador no cumple su función. Comprimir la cámara de aire mediante el vente Schrader es el primer paso diagnóstico.

El sistema pierde presión al enfriarse

Cuando el sistema se enfría, la presión debería estar en el valor p₀ + 0,2 bar (presión del sistema fría). Si la presión cae claramente por debajo de este valor – por ejemplo a cero o incluso por debajo de cero – puede significar que la presión previa es demasiado alta. El acumulador de expansión empuja la membrana demasiado agresivamente al enfriarse y el sistema pierde líquido por la válvula de seguridad, o incluso se genera depresión y se absorbe aire de nuevo por puntos débiles.

Ruido en el circuito – "golpes" o "hervor"

Si la presión previa es demasiado baja, puede ocurrir cavitación en la bomba en zonas del circuito con bajas presiones. El sistema parece "funcionar", pero a largo plazo desgasta la bomba y las tuberías por cambios bruscos de presión.

Inspección visual de la membrana – prueba sin herramientas

Incluso sin manómetro, puede comprobar rápidamente si hay presión en la cámara de gas: presione el vástago del vente Schrader con un objeto afilado (lápiz, llave). Si no sale aire, la membrana ha colapsado y el líquido ha entrado en la cámara de gas – el acumulador debe ser sustituido. Si sale aire, la presión está presente, pero debe medirse con precisión.

Presión previa y llenado del circuito – relación que muchos ignoran

La presión previa del acumulador de expansión y el llenado del circuito solar están estrechamente relacionados. El procedimiento correcto al poner en marcha el sistema por primera vez es el siguiente: primero ajuste la presión previa en el acumulador de expansión, y solo después comience a llenar el circuito con líquido. Si hace lo contrario – es decir, llene el circuito primero y luego quiera revisar el acumulador – está en desventaja, porque para medir la presión previa debe despresurizar de nuevo el sistema.

Al llenar, se recomienda seguir las instrucciones del artículo Bomba manual para llenar sistemas solares – cómo llenar y desairear correctamente el circuito. El llenado siempre va acompañado del desaireado – lo cual influye en la presión final del sistema, que debe comprobarse y ajustarse nuevamente tras el llenado. Para este propósito, la bomba manual con manómetro es la herramienta ideal: puede controlar la presión durante el bombeo del líquido y detenerse exactamente cuando la presión del sistema alcance el valor deseado.

Algunos clientes que montan por primera vez un circuito solar por su cuenta confunden la presión previa del acumulador de expansión con la presión del sistema. Son dos valores distintos: la presión previa (en la cámara de gas, medible solo tras despresurizar el circuito de líquido) y la presión del sistema (en el manómetro del circuito, medida durante la operación normal a temperatura fría). La primera es siempre 0,2–0,5 bar inferior a la segunda.

Con qué frecuencia revisar la presión previa y cuándo cambiarla

Con el tiempo, la presión previa en el acumulador de expansión disminuye naturalmente – el gas de la cámara de gas se difunde lentamente a través de la membrana. Es un fenómeno físico necesario, no un defecto del producto. La tasa típica de caída es de aproximadamente 0,1–0,3 bar al año, pero depende de la calidad de la membrana, la temperatura del entorno y la carga de presión.

Recomendamos revisar la presión previa una vez al año – idealmente en primavera, antes del comienzo de la temporada solar principal. El procedimiento es sencillo y el proceso completo dura entre 15 y 30 minutos si tiene las herramientas a mano.

La presión previa debe cambiarse (no solo rellenarse) cuando:

ha trasladado el acumulador de expansión a otra ubicación en el sistema,
ha modificado significativamente la configuración del circuito (ha añadido captadores a una altura mayor),
ha sustituido la válvula de seguridad por otra con diferente presión de apertura,
ha sustituido el acumulador de expansión por uno nuevo con otra membrana (un nuevo acumulador de expansión de fábrica viene con una presión previa de 1,5 bar, lo cual puede no corresponder a su instalación).

Un procedimiento más detallado de la revisión y mantenimiento del acumulador de expansión también se describe en el artículo Cómo revisar y mantener el acumulador de expansión en un sistema solar, donde se explican también otros aspectos de la inspección de mantenimiento.

Un nuevo acumulador de expansión de fábrica – atención al ajuste de fábrica de la presión previa

Este es un error común incluso para instaladores experimentados. Un nuevo acumulador de expansión llega de fábrica con una presión previa ajustada a 1,5 bar. Los fabricantes han elegido este valor como un compromiso para instalaciones "promedio", pero no es el valor correcto para cada instalación.

Si instala un acumulador de expansión con presión previa de fábrica de 1,5 bar en un sistema donde la diferencia de altura H = 5 m y la presión previa calculada debería ser 0,7 bar, no dañará el sistema de forma inmediata – pero el acumulador trabajará en una gama de presión inadecuada. En régimen frío, la presión del sistema será demasiado alta (1,7+ bar) y la capacidad del acumulador para el líquido expandido será menor de lo que espera.

Por tanto, la regulación de la presión preestablecida es un paso obligatorio en cada nueva instalación, no una opción opcional. Siempre antes de conectar el expansor al circuito, compruebe la presión preestablecida y ajústela al valor calculado.

Presión preestablecida y mezcla antifriz solar – relación con la densidad del líquido

La mayoría de los sistemas solares trabajan con una mezcla de agua + glicol de propileno en una proporción que garantiza la protección hasta -25 °C a -30 °C (típicamente 35–40 % de glicol). Esta mezcla tiene una densidad más alta que el agua pura y coeficientes ligeramente diferentes de dilatación térmica. Desde el punto de vista de la presión preestablecida, esto significa prácticamente que:

El volumen del líquido expandido es ligeramente mayor que con agua pura – lo que es un argumento para elegir un expansor más grande, no para cambiar la presión preestablecida.
El líquido más denso genera una mayor presión hidrostática en la base del circuito – esto no tiene influencia directa en el cálculo de la presión preestablecida, pero sí se tiene en cuenta al dimensionar las tuberías y la bomba.
La presión preestablecida se calcula de la misma manera independientemente del tipo de líquido – la fórmula p₀ = H/10 + 0,2 bar es válida para ambos medios.

Si planea cambiar el líquido (por ejemplo, durante la revitalización de un sistema más antiguo), lea también Relleno del sistema solar con mezcla antifriz – lo que necesita saber – allí se describen las particularidades de la manipulación con mezclas de glicol y el procedimiento correcto para el cambio. En este caso también, la comprobación de la presión preestablecida del expansor forma parte del procedimiento.

Errores más frecuentes al ajustar la presión preestablecida – resumen de la práctica

Si tuviera que recordar solo unos pocos puntos de este artículo, que sean estos:

Medición con el sistema caliente o sin purgar el circuito de líquido – el resultado es impreciso y el ajuste puede estar completamente fuera de lugar.
Uso de la presión de fábrica sin ajuste – un nuevo expansor tiene 1,5 bar, pero su instalación puede necesitar 0,7 bar.
Presión preestablecida nula tras años de funcionamiento sin comprobación – la membrana se colapsa, el expansor pierde su función, la válvula de seguridad gotea.
Presión preestablecida demasiado alta "por si acaso" – el sistema trabaja a presión innecesariamente alta en temperaturas bajas, riesgo de apertura de la válvula de seguridad incluso sin fallo.
Confusión entre la presión preestablecida y la presión del sistema – son dos valores distintos, medidos en condiciones diferentes.

Preguntas frecuentes (FAQ)

¿Qué presión preestablecida ajustar si no sé la altura exacta desde el expansor hasta el colector?

Si no tiene la altura exacta, medir no es complicado – basta con estimar el número de plantas y la altura de la sala técnica. Una planta típica = 2,8–3,0 m. Si está en un sótano y los colectores están en el tejado de una casa unifamiliar, calcule con H = 5–6 m y una presión preestablecida de alrededor de 0,7–0,8 bar. Para una casa unifamiliar con sótano y tejado plano (2 plantas + sala técnica): H ≈ 8–9 m, presión preestablecida 1,0–1,1 bar. Es mejor sobreestimar en 0,1–0,2 bar, que tener una presión preestablecida demasiado baja.

¿Puedo usar aire normal de un compresor en lugar de nitrógeno?

Sí, para sistemas solares domésticos el aire normal es plenamente aceptable. El nitrógeno es más ventajoso en instalaciones comerciales, donde importa la estabilidad química a largo plazo de la membrana y la minimización de la oxidación. Para una casa con membranas de EPDM o caucho butílico, el aire de un compresor seco o una bomba de pie es una solución estándar, con la que los instaladores trabajan desde hace décadas en toda Europa.

El expansor tiene 0 bar – ¿debo cambiarlo o basta con rellenar la presión preestablecida?

Depende de lo que haya causado la caída a cero. Si la caída es progresiva (varios años) y la válvula Schrader era ligeramente fugaz o simplemente la difusión a través de la membrana – basta con rellenar la presión preestablecida con aire. Si la caída es repentina o no sale aire de la válvula, sino líquido – la membrana está perforada y es necesario cambiar el expansor. Prueba diagnóstica: presione el émbolo de la válvula Schrader. Aire = OK, solo rellenar. Líquido o nada = cambio.

Al ajustar la presión preestablecida, el presión del sistema cambia mucho – ¿es normal?

Sí, es normal y correcto. Si aumenta la presión preestablecida en la cámara de gas (por ejemplo, de 0,3 a 0,8 bar), la membrana se desplaza hacia el líquido y expulsa parte del líquido de vuelta al circuito – la presión del sistema aumenta. Por eso es importante comprobar siempre la presión del sistema en el manómetro del circuito después de ajustar la presión preestablecida y, si es necesario, rellenar o purgar parcialmente el líquido. Presión del sistema ideal a frío = p₀ + 0,2 a 0,5 bar.

¿Cómo puedo saber que tengo una presión preestablecida demasiado baja sin medir con un manómetro?

Los síntomas indirectos son: la válvula de seguridad gotea en los días más calurosos del verano (julio–agosto), la presión del sistema varía en un amplio rango entre la noche y el mediodía (diferencia de 2+ bar), o el sistema, tras años de funcionamiento, empieza a "comportarse de forma distinta" sin otra causa aparente. Un diagnóstico definitivo sin manómetro no es posible – pero estos síntomas son una fuerte indicación para realizar una comprobación.

El expansor tiene 10 años – ¿vale la pena ajustar la presión preestablecida o es mejor cambiarlo?

Depende del estado de la membrana. Si el expansor mantiene la presión preestablecida (sale aire de la válvula Schrader, las mediciones muestran valores estables año tras año) y no está visiblemente dañado, puede seguir funcionando durante muchos años más. Las membranas de EPDM y caucho butílico, con una operación correcta, duran 15–20 años. Si, sin embargo, la presión preestablecida cae repetidamente con rapidez (en 3–6 meses a cero) o la membrana gotea líquido, el cambio es técnicamente y económicamente justificado.

Conclusión – la presión preestablecida como base de una operación segura del sistema solar

El ajuste de la presión preestablecida en el expansor es una operación técnicamente sencilla, pero sus consecuencias para todo el sistema solar son fundamentales. Una presión preestablecida correctamente ajustada prolonga la vida útil de la membrana, elimina las aperturas innecesarias de la válvula de seguridad, protege la bomba contra la cavitación y mantiene el sistema en un rango de presión estable durante toda la temporada – incluso bajo la máxima carga de los colectores en verano.

La inversión en una comprobación anual de la presión preestablecida – incluyendo la compra de un manómetro sencillo y una bomba – se multiplica en forma de operación segura y sin averías del sistema solar sin sorpresas. Si está instalando o revisando un circuito, recuerde: bomba manual para rellenar sistemas solares es una herramienta fiable no solo para rellenar, sino también para trabajar con la presión durante operaciones de servicio.

Para una imagen completa del circuito solar le recomendamos otros artículos en este Centro de Conocimientos: Instalación de un expansor en un sistema solar – paso a paso, Averías comunes de expansores y bombas solares – causas y soluciones, y Preguntas frecuentes sobre expansores y bombas para sistemas solares.

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