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Por ser usuario desde hace varios años de un termotanque solar, muchas personas me consultan sobre el tema, asi que hice este post para orientar a quienes están indagando en el tema, haciendo énfasis en responder objetivamente las consultas habituales.

Antes que nada, me parece importante usar las plabras adecuadas, por lo que esta bueno entender la diferencia entre un termotanque y un calefón, ya que la mayoría llama a estos equipos calefón, y sin emabargo, son termotanques.

El termotanque, como su nombre lo indica, es un tanque aislado térmicamente, que almacena agua, como se muestra en la figura siguiente.
Al tanque le ingresa agua fría y mediante algún sistema, se caliente el agua y ésta queda almacenada en el interior del tanque.
Los sistemas mas conocidos para calentar el agua son a gas y eléctricos, en donde con un quemador o una resistencia, respectivamente, se genera el calor que calienta el agua almacenada.



En el caso de los calefones, el agua no se almacena en ningún lado, sino que es calentada mientas circula dentro del equipo, como lo ejemplifica la figura de abajo.


Dicho esto, seguimos con los equipos solares. Si bien hay sistemas solares que funcionan como los calefones, como los climatizadores solares de piletas; los equipos para calentar agua de uso sanitario (bañarse, lavar los platos, etc.) son TODOS TERMOTANQUES, de hecho, al ver un termotanque solar, a primera vista se ve un gran tanque, por lo que no hay dudas del nombre.

Hay muchos tipos de termotanques solares, pero en este post, como es para dar una primera orientación, mencionaré a grandes rasgos los dos tipos mas populares del mercado: de tubos, y de placa plana.


Termotanque de Tubos de Vacío

Me atrevería a decir que el 100% son de origen chino, van a ver muchísimas marcas pero no son mas que etiquetas que cada uno le pega cuando llegan al país de destino. En Argentina (donde vivo) son los mas baratos y en general son los de peor calidad. Me consta que en China hay fábricas muy buenas de estos equipos, pero a Argentina traen los mas baratos y por lo tanto los de calidad inferior, y por lo tanto, de una vida útil muy reducida. Obviamente no tengo la verdad absoluta en lo que digo pero me baso en mi experiencia personal y la de muchas personas allegadas.
El sistema de calentamiento de agua es EXCELENTE y ANDA PERFECTO, pero los materiales del tanque no son buenos en los equipos económicos. El tanque interno, en donde se acumula el agua suele ser de una chapa de un acero inoxidable de mala calidad y de 0,3 mm de espesor, por lo que es muy propensa a deformarse y quebrarse. Esa fue mi experiencia (ver final de post), y la de varios conocidos. 

La captación de la energía térmica del sol se realiza en los tubos de vidrio al vacío (imagen siguiente), éstos están hechos de dos tubos en líneas paralelas. Cada uno consiste en un tubo exterior y uno interior o tubo de absorción que está cubierto con una capa especial que absorbe la energía solar e inhibe la perdida de calor radiante. El aire es evacuado (extraído) del espacio entre los dos tubos para formar el vacío, el cual elimina la perdida de calor conectivo y conductivo, y calienta el agua que fluye dentro de él. Estos tubos de alta tecnología absorben no solamente los rayos solares directos (radiación solar directa), sino también el calor del medio ambiente y cuando está nublado (radiación solar difusa). El tubo exterior está hecho de borocilicato transparente de alta resistencia capaz de resistir el impacto de un granizo de hasta 2,5 cm de diámetro. En lugares donde puede caer granizo de mayor tamaño se coloca sobre los tubos una malla metálica delgada tipo "gallinero" para proteger a los tubos del granizo.


Dentro de los termontanques de tubos hay dos sistemas de funcionamiento interno. A simple vista, los termotaques son iguales, pero difiere la forma en que se calienta el agua. Los dos tipos son:

+ TERMOSIFONICOS: son no presurizados. Dentro de los tubos se calienta directamente el agua que se va a consumir y por diferencia de densidad el agua calienta asciende sola a la parte superior del tanque acumulador, e ingresa el agua fría a los tubos. Este proceso se realiza en forma automática todo el tiempo. Son los mas baratos del mercado y los mas populares. El esquema de funcionamiento se ilustra en la imagen siguiente.




+ HEAT PIPE: son presurizados, por lo que se pueden usar en un circuito de agua a presión si la casa tuviera una bomba presurizadora. Son más eficientes que los anteriores, y más indicados para zonas de baja temperatura. El agua que se va a consumir se calienta en forma indirecta con una serpentina que esta dentro del tanque y tiene ramificaciones dentro de los tubos de vacío, donde se colecta el calor del sol. La imagen siguiente ilustra este sistema.



Termotanque de Placa Plana

 Son en general mas caros que los termotanques de tubos, y tienen mejor fama. Las fábricas de termotanques solares de Argentina solo fabrican de este tipo, y también están entrando al país de algunas marcas extranjeras, entre ellos, China obviamente.
El sistema de funcionamiento es similar al HEAT PIPE ya que dentro de la placa hay un serpentín de una cañería de bronce, con un líquido en su interior que mediante un sistema cerrado circula automáticamente, llevando el calor colectado dentro de la placa, al interior del tanque aislado, en donde calienta el agua que se usara para el consumo.
 

DATOS VARIOS


INSTALACION: Hay variadas formas de hacerlo según las características de la vivienda, del techo, de la orientación hacia el sol, de la ubicación del tanque principal de agua, etc.

En general, la manera mas común de hacerlo es instalarlo en el techo de la casa, debajo (en altura) del tanque principal y orientado hacia el recorrido del sol, que en el hemisferio sur donde vivo es el NORTE.
Si la casa tiene bomba presurizadora se debe utilizar el sistema HEAT PIPE que es para presiones mayores que la atmosférica.
Si el tanque principal de agua esta por encima de los 2 metros del termotanque solar, a éste se le coloca un recipiente extra para regular la presión de agua. De esta manera, si no pudiera colarse el termotanque en el techo, podría tranquilamente colarse en piso y funcionar sin problemas.

CAPACIDAD: Según la marca y el tipo, los termotanques solares vienen con tanques de distintas capacidades. Se calcula en general 50 litros por persona, aunque claramente depende de la radiación solar promedio del lugar en donde se instale, de la temperatura ambiente, del nivel de consumo de las personas, y de la forma en que usan el agua caliente, ya que hay familias con una conciencia de consumo orientada en maximizar el uso del recurso solar.

RENDIMIENTO: Por experiencia, para mi termotanque de 100 litros, que tiene una superficie de captación solar formada por 16 tubos (el de 200 litros tiene 32 tubos), en la región de Cuyo que es donde vivo, en verano se recupera el calor de la totalidad del agua en 3 horas llegando a los 100 grados a la siesta, y en invierno demora unas 6 horas y puede llegar a 70 grados aproximadamente.
La asilación de 55mm de poliuretano expandido (ver tabla mas abajo) es muy eficiente y mantiene el agua perfectamente durante mas de un día en verano, y en invierno se banca una noche de frío aunque baja la temperatura, pero a la mañana te podes bañar si a la noche estaba lleno y bien caliente. "Te podes bañar" se que no es una medida muy certera de temperatura, pero al no tener termómetro instalado, espero sirva esta apreciación burda.

AMORTIZACION: No tengo gas natural en mi domicilio asi que no puedo comparar números de consumo y gastos, pero desde que las tarifas han aumentado tiendo a afirmar que el termotanque solar ES NEGOCIO. Yo uso gas envasado con tubos de 45kg que cuesta 60 dolares la recarga y usándolo con mesura (para cocinar y calentar agua) consumía unos 5 tubos al año. Al instalar el termotanque solar bajamos el consumo de gas a 2 tubos al año, ya que lo usamos solo para cocinar. Para nuestro caso de un hogar con 2 personas adultas la cuenta da que en dos años se amortizó la inversión inicial del termotanque, y luego AGUA CALIENTE GRATIS!

MANTENIMIENTO: Como todo termotanque requiere que sea vaciado una vez al año para hacer una limpieza del sarro depositado en su interior. También hay que revisar el ánodo de sacrificio que es una barra de magnesio que se coloca adentro, la cual se va degradando y colabora en la disminución de la generación de sarro.
Por otro lado, es recomendable cada tanto, limpiar la superficie de captación solar, sean los tubos o la placa plana, para que la suciedad de polvo, cacas de pájaro, etc. no alteren la absorción de la energía solar.

AUTOMATIZACION: Entre los accesorios extras que se pueden instalar, en la mayoría de los tanques está la posibilidad de insertar una resistencia eléctrica para usar como backup en caso de que haya varios días nublados o haya habido un sobreconsumo de agua caliente mayor al habitual. Yo particularmente recomiendo colocar esta resistencia ya que no representa un costo elevado frente al costo del termotanque y es una garantía de que no te faltará agua caliente. En los hogares que ya tienen un termotanque (no solar) en funcionamiento, optan por instalar uno solar y dejar el que tienen en caso de backup, por lo que en este caso no sería necesario poner ademas la resistencia eléctrica al termotanque solar.
En la imagen siguiente esta la resistencia que se coloca junto a un termostato regulable que controla a que temperatura cortará la resistencia. En mi experiencia, el conjunto resistencia + termostato de origen chino fue malo, ya que se me rompió al primer año de estar instalado. En su reemplazo compré uno de origen italiano, que cuesta el doble, pero ya van 3 años de perfecto funcionamiento.




  
Otros elementos complementarios al sistema, es la instalación de un panel electrónico que controla rigurosamente la temperatura dentro del tanque aislado, y lo hace controlando el encendido de la resistencia y la apertura o cierre de una electroválvula que se instala al ingreso del agua fría al tanque.


 


MI EXPERIENCIA COMO USUARIO (creo que suma, por eso la cuento)

En enero de 2014 con mi esposa compramos un termoranque "marca" HISSUMA de 100 litros, y pongo entre comillas porque si bien la caja en que viene embalado dice HISSUMA, todos los componentes en su interior tienen una calco que dice "Made in China" con un número de serie que luego de investigarlo llegué a la empresa China que los fabrica y exporta para todo el mundo con distintas marcas. Averiguando con un amigo que vive en China me confirmó que la fábrica de donde provienen los HISSUMA hace equipos baratos de mala calidad, y que hay otras fábricas que hacen equipos similares de mayor calidad, a precios superiores obviamente.






El equipo de 100 litros es el mas chico del mercado. Viene muy prolijamente embalado en 3 cajas: en una viene el tanque, en la otra los 16 tubos y en la tercera el soporte todo desarmado.
Armar la estructura soporte es muy simple. En menos de una hora, con solo una llave francesa tenes el soporte listo.



La instalación del equipo y las modificaciones de plomería al circuito de agua existente lo hice yo. Antes teníamos un termotanque a gas y lo reemplazamos por el solar. No tengo mucho conocimiento de plomería, pero tampoco hace falta tenerlo para hacer 4 roscas, poner un poco de teflón y sellaroscas. En menos de una tarde, ya estaba el termotanque andado perfectamente.





Durante el primer año de uso fue todo genial. En San Juan, Argentina, donde vivimos nosotros, la mayoría de los días el sol brilla a pleno, así que solo dos días de invierno recurrimos a encender la resistencia eléctrica de backup.
Pasado el primer año, notamos unas pequeñas gotas que se asomaban del tanque. Quiatando una de las tapas laterales del tanque , y rompiendo parte de las aislación de poliuretano expandido, detectamos una pequeña fisura en la chapa del tanque interno, que es donde se alamacena el agua. La intentamos reparar con silicona de alta temperatura pero seguía perdiendo. Usamos luego masilla epoxi para alta temperatura y funcionó unos meses pero con el tiempo se desprendió toda la masilla. Probamos entonces soldar con estaño y cuando estaba finalmente resuelto, notamos que el tanque tenía muchas fisuras internas que no habíamos visto. Estaba todo lleno de grietitas, por todos lados.







Paseamos el tanque por 10 talleres especializados en acero inoxidable. En San Juan hay varios y muy buenos ya que aca hay muchas bodegas que trabajan con grandes tanques de acero inoxidable, asi que hay gente muy capacitada y con mucha experiencia en estos materiales.
Todos coincidieron en que el tanque era irrecuperable. Nadie podía creer el espesor de la chapa: 0,31mm!! y el tipo de acero inoxidable tampoco era conocido por nadie.En la tabla siguiente comparto las características de los termotanques termosifónicos HISSUMA y la prueba del espesor de la chapa.




El costo de la fabricación de un tanque nuevo es de 900 dólares, casi del triple del costo de todo el termotanque completo, y como con mi esposa estamos convencidos de la genialiad de los termotanques solares, mandamos a fabricar el tanque, hecho artesanalmente copiando las medidas del roto para poder aprovechar los tubos de vidrio y la estructura. Para el metalúrgico fue todo un desafío y sin bien tuvo varias pifias, hoy tenemos el termotanque funcionando nuevamente, con un tanque que estimamos nos durará 20 años, y no un año, como el HISSUMA.







Si llego a tener un problema con este tanque nuevo, ya se cual será la próxima solución. No será solar ni muy eficiente, pero tiene muy baja inversión.








En lo que este a mi alcance, si puedo ayudarlos con algo relacionado a este tema, cuenten conmigo.


Saludos!