¿Qué diámetro de tubo necesito para la ventilación con recuperación de calor

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¿Qué diámetro de tubería necesito para la ventilación con recuperación de calor?

Esta pregunta pertenece a las que se hace casi cualquier constructor o reformador en el momento en que decide optar por una ventilación forzada con recuperación de calor. La respuesta no es única – depende del tipo de sistema, de la disposición del edificio, de los caudales de aire deseados y de si se trata de una solución centralizada o descentralizada. En la práctica he visto casos en los que se utilizó un diámetro demasiado pequeño, con el resultado de ruido y rendimiento insuficiente, pero también el extremo opuesto – una tubería sobredimensionada, pérdidas innecesariamente altas de presión y costos innecesariamente altos de material. Este artículo te guiará a través de toda la cuestión paso a paso, con números y ejemplos concretos de proyectos reales.

¿Por qué es tan importante el diámetro de la tubería?

La tubería en un sistema de recuperación no es solo una "tubería por la que pasa el aire". Es un elemento clave de todo el circuito hidráulico de la ventilación. Un diámetro elegido incorrectamente tiene consecuencias directas en:

Velocidad del flujo de aire – con un diámetro demasiado pequeño aumenta la velocidad, lo que conduce a ruido y a mayores pérdidas de presión
Pérdida de presión – cada metro de tubería, cada codo, cada derivación crea resistencia; diámetro pequeño = gran resistencia = flujo bajo o sobrecarga del ventilador
Ruido del sistema – el aire que fluye demasiado rápido genera ruido en la tubería y en las rejillas
Eficiencia energética – el ventilador debe superar la resistencia de la red; una tubería sobredimensionada reduce el consumo energético del ventilador
Higiene del aire – el aire que fluye demasiado lento en una tubería sobredimensionada puede condensar la humedad y crear condiciones para el crecimiento de moho

Por eso, el dimensionamiento de la tubería no es cuestión de gusto ni de casualidad – es una tarea de cálculo que hay que abordar de forma sistemática. Las siguientes secciones te mostrarán cómo hacerlo.

Tipos básicos de sistemas de tuberías para recuperación

Antes de pasar a diámetros concretos, hay que entender que existen básicamente dos mundos distintos de sistemas de distribución de recuperación, y cada uno trabaja con dimensiones promedio diferentes.

Sistemas centralizados – diámetros más grandes, distribuciones más largas

Una unidad centralizada de recuperación está ubicada en un solo lugar (cubículo de calderas, habitación técnica, ático) y distribuye el aire a todas las habitaciones a través de una red de tuberías. La tubería principal (de recolección) tiene un diámetro mayor, que se reduce progresivamente hacia cada rejilla. Diámetros típicos para una casa unifamiliar:

Tubería principal de recolección: 160 mm, 200 mm, 250 mm – según el caudal total
Ramas hacia las habitaciones: 100 mm, 125 mm, 150 mm
Últimos tramos hacia las rejillas: 75 mm, 90 mm, 100 mm

Sistemas descentralizados – diámetros pequeños o sin distribuciones largas

Las unidades descentralizadas, como por ejemplo Unidad de ventilación descentralizada HRC E – versión electrónica 05 Master con diámetro de 160 mm, están colocadas directamente en la pared de cada habitación ventilada. La tubería aquí representa solo un corto tramo a través de la pared (normalmente de 20 a 40 cm de espesor de la pared) y el lado exterior está formado por una simple rejilla. Por eso, en los sistemas descentralizados no necesitas distribuciones largas – el diámetro de la tubería está determinado directamente por el diámetro de la propia unidad (más comúnmente 160 mm).

¿Cómo se calcula el diámetro correcto de la tubería?

El dimensionamiento de la tubería se basa en dos parámetros fundamentales: caudal volumétrico de aire (m³/h) y velocidad del flujo de aire (m/s). A partir de estos dos valores, podemos calcular el área de sección transversal y, a partir de ella, el diámetro de la tubería.

Procedimiento de cálculo paso a paso

Fórmula básica para calcular el diámetro de una tubería circular:

d = √(4 × Q / (π × v)) × 1000

dónde: d = diámetro (mm), Q = caudal de aire (m³/s), v = velocidad del aire (m/s)

Si queremos trabajar con la unidad más común m³/h, convertimos: Q (m³/s) = Q (m³/h) / 3600

Es fundamental elegir la velocidad de diseño correcta. Para los sistemas de recuperación en viviendas unifamiliares se recomienda lo siguiente:

Tubería de recolección principal: 4–6 m/s (máx. 6 m/s)
Ramas secundarias: 3–4 m/s
Últimos tramos cerca de las tomas: 2–3 m/s
En caso de exigencia de funcionamiento silencioso (dormitorios): máx. 2 m/s

Ejemplo práctico de cálculo para una vivienda unifamiliar

Consideremos una vivienda unifamiliar con una superficie de 150 m² y las siguientes habitaciones, donde necesitamos diseñar el caudal de aire según la norma (la higiene exige al menos 0,5 veces el volumen de la habitación por hora, más para baños y cocina):

Sala de estar 30 m², altura 2,7 m → volumen 81 m³ → caudal mínimo 40 m³/h
Habitación 16 m² → volumen 43 m³ → caudal mínimo 25 m³/h
Habitación infantil 12 m² → caudal 20 m³/h
Cocina → caudal 60 m³/h (extracción)
Baño → caudal 50 m³/h (extracción)
Inodoro → caudal 25 m³/h (extracción)

Caudal total: aproximadamente 220 m³/h. Para la tubería de recolección principal a una velocidad de 5 m/s: d = √(4 × 0,0611 / (3,14159 × 5)) × 1000 = √(0,01553) × 1000 ≈ 125 mm → elegimos el diámetro estándar 125 mm o 150 mm.

Para la rama hacia la sala de estar con un caudal de 40 m³/h a una velocidad de 3 m/s: d = √(4 × 0,0111 / (3,14159 × 3)) × 1000 ≈ 69 mm → elegimos 75 mm (el tamaño estándar más cercano).

Diámetros estándar de tuberías para recuperación – resumen y uso

En el mercado están disponibles tuberías en los siguientes diámetros estándar. Veamos dónde se suele utilizar cada uno:

Diámetro	Uso típico	Caudal máximo (4 m/s)	Nota
Ø 63 mm	Último tramo hacia la toma en apartamentos, juntas	~45 m³/h	Por ejemplo junta de tope circular pr. 63 mm
Ø 75 mm	Ramas hacia habitaciones individuales, apartamentos	~64 m³/h	Común para habitaciones pequeñas, ampliadores para este diámetro están disponibles
Ø 90 mm	Ramas hacia habitaciones, conexiones de armarios colectores	~92 m³/h	Conexión de armario colector modular pr. 90 mm; también ampliador para 75/90 mm
Ø 100 mm	Ramas hacia habitaciones más grandes, cocina	~113 m³/h	Muy común como diámetro "medio"
Ø 125 mm	Tuberías de recolección secundarias, cocina en casas	~177 m³/h	Buen compromiso para sistemas medios
Ø 150 mm	Tuberías de recolección principales de casas pequeñas	~254 m³/h	Para casas hasta 150 m²
Ø 160 mm	Salida/entrada de la unidad central, HRC descentralizados	~289 m³/h	Rejilla estética exterior para IVAR.HRC 160 mm
Ø 200 mm	Tuberías de recolección principales de casas grandes	~452 m³/h	Para unidades centrales más grandes
Ø 250 mm	Tubería principal de grandes edificios	~707 m³/h	Edificios de apartamentos, administración

Circular vs. estrella (radial) - influencia en los diámetros

La forma en que están dispuestas las tuberías influye de manera decisiva en qué diámetros necesitarás y dónde.

Distribución en estrella (radial)

Cada habitación tiene su propia tubería individual que va directamente desde la caja de distribución (caja de plenum o nodo de distribución). Este sistema es hidráulicamente el más equilibrado, ya que cada rama tiene el mismo comportamiento. Los diámetros en una distribución en estrella son típicamente más pequeños y uniformes - 75 mm o 90 mm a lo largo de toda la longitud desde el colector hasta la salida. La caja de distribución luego agrupa todas estas ramas en una única tubería principal hacia la unidad central.

Distribución en árbol (ramificada)

La tubería principal va desde la unidad y se ramifica progresivamente. En esta disposición es fundamental un escalado correcto de los diámetros. En cada bifurcación el caudal disminuye, y por tanto también debe disminuir el diámetro de la tubería. La distribución en árbol es más barata en materiales, pero más difícil de equilibrar hidráulicamente.

Casos especiales - tuberías flexibles y planas

Además del tubo circular rígido o semirrígido clásico, en la ventilación con recuperación de calor se usan comúnmente dos alternativas:

Tuberías flexibles (onduladas)

Se usan en los últimos tramos antes de la salida, donde es necesario adaptarse a la trayectoria. Tienen una mayor pérdida de presión que el tubo rígido (la superficie ondulada crea mayor resistencia), por lo que al dimensionarlos es razonable elegir un diámetro un escalón mayor o al menos minimizarlos al último metro. Diámetros habituales: 63, 75, 90, 100, 125 mm.

Tuberías planas (ovales)

Son ventajosas en espacios constructivos bajos (por ejemplo, en estructuras de suelo, detrás de revestimientos de yeso laminado). Tienen la misma sección transversal que el tubo redondo, pero una altura de instalación menor. Dimensiones típicas: 51×99 mm (equivalente Ø 75 mm), 55×110 mm (equivalente Ø 90 mm), 60×122 mm (equivalente Ø 100 mm). Al dimensionar, use el diámetro hidráulico: dh = 2 × a × b / (a + b), donde a, b son las dimensiones del óvalo.

Influencia de la longitud de la tubería y de las resistencias locales en la elección del diámetro

En la práctica de cálculo no basta con elegir el diámetro según el caudal y la velocidad. Es necesario tener en cuenta la pérdida total de presión del circuito completo, ya que el ventilador de la unidad de recuperación tiene un presión estática limitada (típicamente 100–300 Pa para unidades domésticas).

La pérdida de presión en una tubería recta se calcula como: ΔP = R × L, donde R es la pérdida de presión específica (Pa/m) y L es la longitud (m).

La pérdida de presión específica depende del diámetro y de la velocidad. Valores orientativos para tuberías lisas:

Ø 75 mm, velocidad 3 m/s: R ≈ 1,8 Pa/m
Ø 90 mm, velocidad 3 m/s: R ≈ 1,1 Pa/m
Ø 100 mm, velocidad 3 m/s: R ≈ 0,8 Pa/m
Ø 125 mm, velocidad 4 m/s: R ≈ 1,0 Pa/m
Ø 150 mm, velocidad 4 m/s: R ≈ 0,7 Pa/m

A la pérdida de presión de la tubería recta hay que añadir las resistencias locales. Una curva de 90° en una tubería de 90 mm equivale a una longitud equivalente de unos 1,5–2,5 m de tubería recta. Una derivación T tiene un equivalente de 3–5 m. Esto significa que si tu trayectoria tiene 10 m de tubería y 4 codos, la longitud equivalente real puede ser de 20–25 m. En trayectorias largas es por tanto ventajoso aumentar el diámetro un escalón.

Para una mayor comprensión recomendamos también consultar el artículo Cómo diseñar correctamente una red de ventilación con recuperación de calor, donde encontrarás un procedimiento más detallado del cálculo de dimensionamiento completo, incluyendo el equilibrado de ramas.

Diámetros de tubería en el sistema IVAR PROFI-AIR CLASSIC – ejemplo práctico

El sistema IVAR PROFI-AIR CLASSIC es un ejemplo típico de distribución modular bien pensado para la ventilación centralizada con recuperación en viviendas unifamiliares. Trabaja con dos dimensiones básicas: 90 mm para las ramas individuales hacia las habitaciones y un diámetro mayor para la tubería principal de recolección (normalmente 160 mm o más, según el caudal total de la unidad).

Por ejemplo, la unión de caja de distribución modular para IVAR PROFI-AIR CLASSIC con diámetro de 90 mm sirve para conectar ramas individuales al conducto principal, donde cada rama de 90 mm es capaz de manejar un caudal de hasta unos 80–90 m³/h a una velocidad adecuada. Esto es suficiente para la mayoría de las habitaciones en una casa unifamiliar (dormitorios, habitaciones infantiles, salas de estar).

Si el caudal en alguna rama es demasiado bajo y existe el riesgo de que el aire se estanque en la tubería, se considera el uso de un amplificador para diámetros de 75 mm o 90 mm – se trata de un pequeño ventilador en línea que ayuda a superar la pérdida de presión de una rama larga o compensa el desequilibrio hidráulico. En la práctica, es una solución elegante para situaciones donde una rama es 30–40 % más larga que las demás y no sería estándar dimensionarla de forma no convencional.

Errores en el dimensionamiento que veo con mayor frecuencia en la práctica

Con los años de experiencia en proyectos de clientes, se repiten siempre los mismos errores. Aquí tienes un resumen de los más importantes:

Uso del mismo diámetro desde la unidad hasta la salida – el instalador toma Ø 90 mm y lo lleva desde la unidad a través de 15 m hasta la salida en el baño. Resultado: gran pérdida de presión, ruido de depresión en la salida, caudal insuficiente.
Diámetro principal de tubería de recolección demasiado pequeño – si hay 6 ramas de 90 m³/h en la caja de distribución, el caudal total es de 540 m³/h y no basta con Ø 125 mm en la sección principal (solo 177 m³/h a 4 m/s). Se necesita Ø 200 mm o más.
Ignorar las resistencias por forma – el proyecto calcula solo la longitud de la tubería, olvidando 8 codos y 3 piezas en T. La pérdida real de presión es el doble, el ventilador no alcanza.
Uso de tubería flexible en tramos largos – una manguera ondulada de 5 m en lugar de una tubería rígida aumenta la pérdida de presión en un 50–80 %, y la mayoría de la gente ni siquiera lo prueba.
Olvidar la aislación térmica en espacios no calefactados – la tubería que pasa por una estructura de entrepiso no calefactada debe estar aislada. El aire no condensado se enfría por debajo del punto de rocío y se condensa la humedad en la tubería – moho garantizado. El diámetro del aislamiento debe incluirse en la solución constructiva (aumentar el espacio de instalación).
Subdimensionamiento de la entrada y salida a través de la fachada – el orificio exterior debe tener un diámetro al menos igual al de la tubería conectada, idealmente mayor. Las rejillas reducen la sección libre, por eso es recomendable elegir, por ejemplo, una rejilla exterior de Ø 160 mm incluso para un sistema con tubería de Ø 125 mm.

Escenarios prácticos de proyectos habituales

Escenario 1: Nueva construcción de una casa unifamiliar, 130 m², 5 habitaciones

Una unidad de recuperación centralizada con caudal nominal de 200 m³/h está ubicada en la habitación técnica. Distribución en rama con caja de distribución central. Cada rama (5 unidades) tiene un caudal de 30–50 m³/h, con longitudes de rama de 4–10 m. Solución: ramas Ø 90 mm, último metro de tubo flexible Ø 90 mm, de la unidad a la caja de distribución Ø 150 mm. Pérdida de presión total en la rama más crítica (10 m, 2 codos): unos 35–45 Pa, lo que cualquier unidad central normal puede manejar con seguridad.

Escenario 2: Rehabilitación de un apartamento, edificio de bloques, altura constructiva baja

La disposición de bloques no permite instalar tuberías circulares en el falso techo – la altura del falso techo es solo de 8 cm. Solución: tubería oval plana de 51×99 mm (equivalente a Ø 75 mm) en el espacio del techo, conectada a tubería circular Ø 75 mm antes de la salida y a tubería circular Ø 125 mm cerca de la unidad central. En total 3 ramas, el baño y el inodoro son atendidos por salidas especiales con sifón.

Escenario 3: Unidades de ventilación HRC descentralizadas en una casa de madera

Casa de madera de 120 m² con espesor de pared de 30 cm. 4 pares de unidades de ventilación descentralizadas (sistema maestro + esclavo). Cada unidad atraviesa el núcleo de la pared con Ø 160 mm. El lado exterior está protegido por rejillas estéticas. No hay tuberías largas, cada habitación se ventila por separado. Esta configuración es la más sencilla en cuanto al dimensionamiento de tuberías – el diámetro de 160 mm está determinado por la propia unidad, el proyecto solo resuelve la ubicación de los núcleos y su coordinación con la fachada. Más sobre este tipo de instalación encontrarás en el artículo Instalación de una unidad de ventilación HRC descentralizada paso a paso.

Escenario 4: Gran casa unifamiliar, 250 m², dos plantas

Se nos encontramos con la necesidad de distribuciones verticales y trayectorias claramente más largas. Unidad central con caudal de 400 m³/h. Tubería principal de la unidad: Ø 200 mm (de entrada y de salida). En cada piso, caja de distribución conectada con Ø 160 mm. Desde cada caja de distribución, ramas de Ø 90–100 mm hacia las habitaciones. Pérdida total de presión en la trayectoria crítica (25 m, 4 codos, un T): aproximadamente 80–110 Pa – se necesita una unidad con presión estática mínima de 150 Pa.

Diseño del desagüe exterior – fachada y tejado

El orificio exterior (entrada de aire fresco y salida de aire residual) es el último en la jerarquía del diseño dimensional, pero no menos importante. Las rejillas y tapas en la fachada exterior tienen secciones libres de solo el 50–70 % del área total del orificio. Por lo tanto, si tiene una tubería de Ø 125 mm, el orificio exterior debería tener un diámetro ideal de 150–160 mm, para no introducir una pérdida adicional de presión en la entrada/salida.

Rejillas estéticas exteriores, como por ejemplo rejilla estética exterior para IVAR.HRC 160 mm, tienen además la función de protección contra pájaros, lluvia y insectos, lo cual es especialmente importante en la ventilación con recuperación de calor – el ensuciamiento de la entrada de aire tiene un impacto directo en la calidad del aire filtrado. Más detalles sobre la elección del desagüe exterior y su orientación en la fachada frente al tejado encontrarás en el artículo Desagüe en el tejado frente al desagüe en la fachada – qué elegir y cuándo.

Condensado y pendiente de la tubería – factor ignorado

En la ventilación con recuperación de calor, la condensación de la humedad en las tuberías es un problema real, especialmente en invierno, cuando la tubería de salida atraviesa estructuras frías. La tubería debe dimensionarse de manera que se garantice una pendiente mínima hacia el desagüe del condensado (mínimo 2–3 % = 2–3 cm por metro). En el caso de tuberías instaladas en el suelo técnico, esto debe tenerse en cuenta en la solución constructiva.

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