Analisis-comparativo-para-una-adecuada-seleccion-de-un-calentador-de-agua-de-uso-domestico

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ANALISIS COMPARATIVO PARA UNA 
ADECUADA SELECCIÓN DE UN 
CALENTADOR DE AGUA DE USO 
DOMESTICO.
T E S I S 
 
QUE PARA OBTENER EL TÍTULO DE : 
.INGENIERO MECANICO 
ELECTRICISTA 
P R E S E N T A N : 
JERONIMO ZAVALETA HERNANDEZ 
Y 
GUILLERMO NOLASCO CANO 
UNIVERSIDAD NACIONAL AUTÓNOMA 
DE MÉXICO 
 
FACULTAD DE ESTUDIOS PROFESIONALES ARAGÓN 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 ASESOR: ING. ANGEL ALFONSO SANCHEZ RAZO 
 
 
 MÉXICO 2007 
 
AGRADECIMIEN 
 
 
 
 
 
Neevia docConverter 5.1
 
UNAM – Dirección General de Bibliotecas 
Tesis Digitales 
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respectivo titular de los Derechos de Autor. 
 
 
 
AGRADECIMIENTOS. 
 
 
 
 
 
 
 
 A LA UNIVERSIDAD NACIONAL AUTONOMA DE MEXICO POR HABERNOS 
PERMITIDO FORMARNOS EN SU SENO LO QUE NOS HACE SER ORGULLOSAMENTE 
UNIVERSITARIOS. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 A LA FACULTAD DE ESTUDIOS PROFESIONALES ARAGON QUE DIA CON 
DIA NOS HIZO SER CADA VEZ MAS PARTE DE ELLA. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 A LOS PROFESORES POR HABER COMPARTIDO CON NOSOTROS SU 
SABIDURIA, QUE AHORA ES LA BASE DE UNA VIDA PROFESIONAL SÓLIDA. 
 
 
 
 
 
 JERONIMO ZAVALETA HERNANDEZ. 
 
 GUILLERMO NOLASCO CANO. 
 
 
 Octubre 2007 
Neevia docConverter 5.1
GRACIAS……………………. 
 
 
 
 
 
 
 
……….A la vida por permitirme culminar con algo sumamente 
importante dentro de mi vida profesional. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
……….A Dios por darme entendimiento para poder disfrutar cada uno 
de los momentos importantes de la vida. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
……….A mis padres por darme la vida. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
GUILLERMO. OCTUBRE 2007 
Neevia docConverter 5.1
 
 
PAPA, MAMA.- Mil hojas no bastarían para agradecer toda una vida de esfuerzos y 
sacrificios que por impulsarnos han pasado, así que simplemente quiero decir gracias, por 
los regaños (que fueron muy pocos), por los consejos y el apoyo brindado siempre 
incondicionalmente, gracias por haber estado y por hacerme sentir que están ahí. 
 
 A MIS HERMANOS.- Por compartir conmigo una maravillosa niñez, y permitirme 
ser parte de la historia de cada uno. Ana, gracias por tu ejemplo por haber sabido ser la luz 
que siempre me guía, gracias. Miguelito gracias por todo ese tiempo que pasamos juntos y 
que nos hizo aprender mucho uno del otro, gracias por tu forma de ser y por la alegría que 
en los momentos difíciles sabes contagiar. Noé (mi bebé) gracias por dejarme conocerte y 
descubrir que sin darme cuenta te has convertido en una maravillosa persona, gracias a los 
3 por ser como son y por hacerme sentir que puedo contar con ustedes. 
 
 ABRIL.- Gracias por ser parte de mi vida y dejarme ser parte de la tuya, gracias por 
tu apoyo y por la fuerza que día con día me transmites, gracias por estar conmigo. 
 
DANIELA MELISSA.- Como despertar un día sin el aliciente que ustedes son para 
salir adelante? Como pasar un día sin mirar su sonrisa? Como concebir la vida sin ustedes? 
Por todo lo que ustedes representan quiero agradecerle a la vida el haberlas puesto 
conmigo y dejarme disfrutar con su presencia, gracias nenas las amo. 
 
A MIS AMIGOS.- A todos y cada uno por compartir la etapas de mi vida, por 
hacerme sentir el apoyo incondicional en cada momento, David (gracias por todo compadre 
por estar siempre apoyándome), Mauro (el haber compartido tantos buenos momentos así 
como la amistad brindada son algo que agradeceré siempre), Juan (por demostrar siempre 
que aunque el tiempo y las circunstancias lleven por caminos diferentes la verdadera 
amistad siempre perdura, gracias), Jero, Alfonso por compartir y ser cómplices de tantas 
cosas, por el ánimo transmitido día a día gracias. 
 
A MI ASESOR.- Ángel, gracias por ser el motor que nos encaminó a esta aventura y 
así mismo ser guía para que la misma llegara a buen destino, por tu amistad y consejos 
gracias. 
 
A BERNARDO ESCOBAR.- Por tu ejemplo y apoyo a lo largo de mi vida 
académica. 
 
A MI ABUELO.- Por el apoyo que me ha dado a lo largo del tiempo y por los 
consejos recibidos gracias. 
 
 Para decir gracias a todos………….. 
 
 “ME SOBRAN MOTIVOS” 
 
 MEMO ‘07 
 
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A MIS TRES GENERACIONES.- Por estar a mi lado gran parte de mi vida y 
darme el amor y cariño que emana de ustedes. Eulalia Lora (abuelita) por toda la paciencia 
que me tuviste en los momentos de ausencia de mi madre y por darme las bases que hasta 
el momento me ayudan en mi formación personal. Felicitas Hernández (mama) gracias por 
la entrega y el empeño que pusiste para que lograra lo que ahora te dedico, esta meta que 
comparto contigo. También te agradezco el haber sido enérgica conmigo en los momentos 
necesarios ya que fuiste papa y mama a la vez. E. Bibiana (hermanita) gracias por tu apoyo 
moral y económico que fueron fundamentales para lograr esta meta, así mismo por 
dejarme ser parte de tu vida, gracias comadre. 
 
 RAFAEL.- Gracias por haber sido parte de nosotros (hermano) siempre fuiste para mi el 
ejemplo a seguir te dedico esta meta carnal, al igual que a tu familia gracias por su apoyo. 
 
 A MIS TIAS.- Por creer en mí y alentarme a seguir adelante. Rosa, Manuela, Guillermina 
y Eufemia; les agradezco sus consejos y cariño incondicional. Tía Eufemia gracias por cuidarme 
tanto tiempo mientras mi mama trabajaba. 
 
 CLAUDIA ANGELICA.- Gracias por compartir tu vida conmigo y estar en las buenas y 
en las malas a mi lado, por darme la fuerza y el aliento para seguir adelante; así como el ánimo 
para alcanzar otras metas planeadas. Te amo. 
 
 MARLLON LEONARDO.- Hijo no concibo la idea de estar sin ti ya que eres la 
bendición que Dios me mando y el aliciente que me permite seguir adelante y creer en que puedo 
llegar a mas. Lo que significas para mi no se puede describir; bebe te amo y gracias por llegar a mi 
en el momento indicado. 
 
 JOSE, DIEGO.- Gracias sobrinos, también son parte de mi vida y el motor que me hace 
seguir adelante. 
 
 A MIS PRIMOS Y SOBRINOS.- Gracias por los momentos gratos que pase a su lado. 
También por creer y alentarme para lograr mis metas. 
 
 A MIS AMIGOS.- Gracias a los que estuvieron conmigo y que por circunstancias de la 
vida se ausentaron. 
Alfonso, Guillermo gracias por el tiempo tan grato que pase a su lado y por ser cómplices de 
momentos inolvidables. 
 
 A MI ASESOR.- Ángel te agradezco por el tiempo y la dedicación que pusiste para lograr 
la culminación de este proyecto. 
De igual manera por darnos el apoyo y los consejos para lograr la meta que nos pusimos. 
 
 JERONIMO 
 Octubre 2007 
 
Neevia docConverter 5.1
 
 
INDICE 
 
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA. vi 
 
OBJETIVOS. vii 
 
ALCANCES Y LIMITACIONES. viii 
 
INTRODUCCION. ix 
 
 
 
CAPITULO 1. 
LOS CALENTADORES DE USO DOMESTICO. 1 
 
1.1 Tipos y características de los calentadores existentes en el mercado. 1 
 
1.1.1 Calentadores tipo depósito 2 
 
1.1.2 Calentadores de rápida recuperación.3 
 
 1.1.3 Calentadores de paso. 5 
 
1.2 Recubrimiento de los tanques utilizados para la fabricación 
de calentadores. 6 
 
1.2.1 Recubrimiento galvanizado. 6 
 
 
 
 
 
 i
Neevia docConverter 5.1
1.2.2 Recubrimiento porcelanizado. 8 
 
 1.2.3 Protección catódica. 9 
 
1.2.4 Corrosión galvánica. 10 
 
 
CAPITULO 2. 
PROPIEDADES FISICAS Y QUIMICAS DEL AGUA. 12 
 
2.1 Calidad del agua. 12 
 
2.2 Propiedades químicas del agua. 13 
 
2.3 Propiedades físicas del agua. 15 
 
2.4 Transferencia de calor. 18 
 
2.4.1 Definición de calor. 18 
 
2.4.2 Mecanismos de transferencia de calor. 19 
 
 
 
CAPITULO 3. 
DISPOSITIVOS UTILIZADOS PARA EL 
CALENTAMIENTO DE AGUA EN LOS CALENTADORES 
DE USO DOMESTICO (QUEMADORES). 22 
 
3.1 ¿Qué son lo quemadores? 22 
 
3.2 Funcionamiento de los quemadores. 22 
 
3.3 Clasificación de los quemadores. 23 
 
3.3.1 Quemadores multiflama. 23 
 
3.3.2 Quemadores uniflama. 25 
 
 
 
 ii
Neevia docConverter 5.1
3.4 Tipo de combustible utilizado por los quemadores. 25 
 
3.4.1 Gas natural. 26 
 
3.4.2 Gas L.P. 27 
 
3.4.3 Combustibles orgánicos (madera). 28 
 
 
CAPITULO 4. 
 CRITERIOS DE FUNCIONALIDAD PARA 
 LOS CALENTADORES DE AGUA. 31 
 
4.1 Eficiencia térmica. 31 
 
4.1.1 ¿Que es la eficiencia térmica de un calentador de agua? 31 
 
4.1.2 ¿Cómo se calcula la eficiencia térmica de un calentador de agua? 31 
 
4.2 Tiempo de recuperación. 39 
 
4.2.1 ¿Que es el tiempo de recuperación de un calentador? 39 
 
4.2.2 Como calcular el tiempo de recuperación de un calentador. 39 
 
 
CAPITULO 5. 
 MANTENIMIENTO BASICO DE UN CALENTADOR 
DE AGUA DE USO DOMESTICO. 41 
 
5.1 Partes que componen un calentador de agua. 41 
 
5.1.1 Diagrama de las partes que componen un calentador de agua. 42 
 
 
 
 
 
 iii
Neevia docConverter 5.1
 
 
5.1.2 Funcionamiento de las partes más importantes que componen 
un calentador de agua. 43 
 
5.2 Mantenimiento mínimo necesario de un calentador de agua. 53 
 
5.2.1 Partes del calentador que necesitan un mantenimiento periódico. 53 
 
5.3 La instalación de un calentador de agua. 55 
 
5.3.1 Selección del lugar apropiado para la instalación del 
calentador de agua. 56 
 
5.3.1.1 Combustión. 57 
 
5.3.2 Como influye el medio ambiente en la eficiencia de un 
calentador de agua. 58 
 
 
 
CAPITULO 6. 
COMPARATIVO DE LAS CARACTERISTICAS 
DE LOS CALENTADORES DE AGUA DE USO 
 DOMESTICO A CONSIDERAR PARA SU SELECCION. 59 
 
 
6.1 Cálculos que se deben llevar a cabo para determinar 
cada una de las características del calentador de agua. 59 
 
6.2 Cuadro comparativo de las características de los calentadores 
existentes en el mercado a considerar para una adecuada selección. 69 
 
 
 
 
CONCLUSIONES. 78 
 
 
 
 iv
Neevia docConverter 5.1
 
 
GLOSARIO. 79 
 
 
ANEXO 1 81 
 
 
ANEXO 2. 87 
 
 
FUENTES CONSULTADAS. 107 
 
Bibliografía 
 
Páginas web. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 v
Neevia docConverter 5.1
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA. 
 
 
El calentamiento del agua ha sido desde la antigüedad una necesidad que el ser humano 
ha tenido, para tratar de cubrir dicha necesidad se han desarrollado un sinnúmero de 
aparatos y dispositivos. Los calentadores de agua son aparatos que a lo largo de su corta 
historia han evolucionado de manera considerable, dicha evolución abarca desde el hecho 
de la funcionalidad hasta lo que a tamaño se refiere. 
Es poco común encontrar estudios sobre calentadores de agua de uso domestico, es por 
eso que a la hora de adquirir uno para uso personal nos cuesta trabajo discernir acerca del 
tipo a elegir o bien cual es el ideal para cubrir nuestras necesidades, y la mayoría de las 
veces nos dejamos llevar por la apariencia de los aparatos o bien por los gustos del 
vendedor que en ese momento nos atiende, dejando de lado las características de eficiencia, 
servicio y mantenimiento que cada uno de los calentadores tiene, siendo esto el resultado de 
la falta de información que como usuarios tenemos. 
La selección de un calentador de agua de uso domestico representa una decisión 
importante ya que en la actualidad el calentamiento de agua es una necesidad relevante para 
cada uno de los hogares, por lo que es prioritario cubrirla de manera que cumpla con las 
expectativas de servicio, economía y funcionalidad que cada uno de nosotros buscamos. 
 Así mismo es de suma importancia que como usuario conozcamos cada una de las 
partes que forman el calentador, así como el mantenimiento mínimo necesario, el cual nos 
ayudara a conservar el aparato en la mejor forma posible. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 vi
Neevia docConverter 5.1
OBJETIVO GENERAL. 
 
DEFINIR LOS CRITERIOS NECESARIOS PARA LA SELECCIÓN ADECUADA 
DE UN CALENTADOR DE AGUA DE USO DOMESTICO. 
 
 
 
OBJETIVOS ESPECIFICOS. 
 
1.- ESTABLECER CARACTERISTICAS RELEVANTES QUE SE DEBEN 
TOMAR EN CUENTA PARA LA SELECCION DE UN CALENTADOR DE 
AGUA DE USO DOMESTICO. 
 
 
2.- SELECCIONAR MEDIANTE UN ANALISIS COMPARATIVO LA MEJOR 
ALTERNATIVA PARA LA ADQUISICION DE UN CALENTADOR DE AGUA 
DE USO DOMESTICO. 
 
 
3.- CONOCER LAS PRINCIPALES CAUSAS POR LAS QUE UN 
CALENTADOR DE AGUA DE USO DOMESTICO PIERDE 
CARACTERISTICAS DE FUNCIONALIDAD Y EFICIENCIA QUE SE 
OFRECEN INICIALMENTE 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 vii
Neevia docConverter 5.1
ALCANCES Y LIMITACIONES. 
 
 
El presente trabajo de investigación tiene como objeto hacer un comparativo entre los 
calentadores de agua de uso domestico de los tipos que a continuación se mencionan: 
calentadores tipo deposito, y de rápida recuperación. 
De los calentadores de tipo deposito abarcaremos los mas usuales, dichos calentadores 
son los de una capacidad de 40 a 76 litros, ya que estos son los calentadores de mayor 
demanda en el mercado mexicano*, lo anterior debido a que este tipo de calentadores nos 
pueden dar servicio ya sea para una o bien hasta 5 personas de manera continua, tomando 
como base que el numero de integrantes promedio de una familia mexicana es de 5 
personas. 
En cuanto a los calentadores de rápida recuperación se abarcarán los de uno y dos 
servicios considerando cada servicio como una regadera existente en la casa. 
El servicio, la funcionalidad y la economía son factores determinantes para la elección 
de un calentador de uso doméstico, el presente trabajo de investigación se realizó sin perder 
de vista todos y cada uno de estos factores buscando que al seleccionar un calentador 
podamos analizar la mejor opción en base a estos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
*Dato cortesía del departamento de ventas de la empresa CALENTADORES MAGAMEX S.A de C.V. 
 viii
Neevia docConverter 5.1
 
INTRODUCCIÓN. 
 
En el trabajo presentado se desarrollaron a lo largo de cada uno de los capítulos temas 
que son de suma importancia para conocer las características y funcionamiento de los 
calentadores, dichas características son las que debemos de considerar y tomar en cuenta 
para hacer una correcta selección de un calentador de agua. 
En el capitulo número uno se hace un comparativo entre los principales tipos de 
calentadores existentes en el mercado exponiendo las características de cada uno de ellos en 
lo que ha fabricación y funcionamiento se refiere, esto con la intención de que conozcamos 
dichos calentadores y podamos tomar una correcta decisión en el momento de adquirir uno. 
El agua es el elemento primordial para el funcionamiento de un calentador, debido a 
esto hemos dedicado uno de los capítulos al análisis de las características y propiedades de 
dicho elemento. 
Todo sistema de calentamiento de agua funciona en base a un dispositivo generador de 
energía, en este caso dicho dispositivo se denomina quemador, en el capitulo numero tres se 
hace un estudioy análisis de los quemadores tomando en cuenta los tipos de combustibles 
utilizados por estos. 
Los criterios de funcionalidad que ofrecen los calentadores y que debemos de tomar en 
cuenta son de suma importancia, es por eso que en el capitulo cuatro se hace una 
explicación de dichos criterios con el propósito de conocer a que se refiere cada uno y así 
mismo como influyen en el servicio prestado por los calentadores de agua de uso 
doméstico. 
Al adquirir un calentador de agua pensamos en el servicio que nos prestará pero 
raramente pensamos en el mantenimiento mínimo necesario que le debemos dar a dicho 
aparato, es por eso que en el capitulo cinco hacemos un análisis de las partes que componen 
un calentador explicando la importancia de cada una de ellas. Haciendo notar aquellas que 
necesitan un mantenimiento periódico, el cual les va a permitir un óptimo funcionamiento. 
El capitulo seis nos muestra mediante un cuadro comparativo un resumen del trabajo 
de investigación realizado; dicho cuadro nos muestra cada uno de los calentadores y sus 
características esto con la finalidad de poder decidir en base a datos reales cual es el idóneo 
para cubrir nuestras necesidades. 
Esperamos que el presente trabajo sirva como guía a todos y cada uno de los lectores 
para que al momento de encontrarse con la necesidad de discernir en cuanto a la 
adquisición de un calentador se opte por la mejor opción de las ofrecidas tomando como 
base las características de funcionalidad analizadas de cada uno de los tipos de calentadores 
estudiados. 
 
 
 
 ix
Neevia docConverter 5.1
 
 
CAPITULO 1. LOS CALENTADORES DE USO DOMESTICO. 
 
El calentador de uso doméstico es un dispositivo que tiene como principal 
propósito ofrecer un servicio de confort proporcionando al ser humano el agua caliente 
necesaria para cubrir sus necesidades de higiene principalmente. Los calentadores con el 
paso de los años se han visto envueltos en un gran número de transformaciones, 
transformaciones que han sido causadas principalmente por el rápido crecimiento de la 
población, es decir mientras que anteriormente se buscaba un calentador de dimensiones 
gigantescas que fuera capaz de suministrar agua caliente a casas enormes en la 
actualidad se busca un calentador que suministre agua caliente y que al mismo tiempo 
nos permita economizar al máximo el espacio disponible en las casas habitación. Es por 
esto que los fabricantes de calentadores se han preocupado día con día en desarrollar 
calentadores que ocupen un espacio considerablemente reducido, pero que a su vez nos 
proporcione el agua caliente suficiente para cubrir de una manera apropiada nuestras 
necesidades de consumo. 
Actualmente en el mercado podemos encontrar una gran variedad de calentadores 
de agua para uso doméstico, estos varían de acuerdo a la gran diversidad de fabricantes 
en cuanto a tamaño, color y funcionalidad. Existe un calentador para cada gusto, y para 
cada necesidad, dependiendo del usuario la elección final acorde con las necesidades 
que se tengan que cubrir. 
Dentro de este gran mercado de calentadores los que más comúnmente podemos 
encontrar son los calentadores tipo depósito, los calentadores de paso, y actualmente 
con un gran auge los calentadores de rápida recuperación. 
 
1.1 Tipos y características de los calentadores existentes en el mercado. 
 
La industria del calentamiento de agua para uso doméstico tiene ya una gran 
cantidad de años en nuestro país, con el paso del tiempo y debido a la infinidad de 
competidores (marcas) que día con día aparecían en el mercado, nos podemos dar 
cuenta que dicha industria ha alcanzado un gran desarrollo obedeciendo lo anterior a la 
gran competencia de los fabricantes por estar dentro de la preferencia del público 
usuario, muestra de esto es que actualmente podemos encontrar una gran diversidad de 
marcas que ofrecen el servicio de calentamiento de agua para uso doméstico, cada una 
de estas marcas con sus características propias desde un calentador para uso de una sola 
persona hasta calentadores capaces de abastecer jacuzzis. Como se dijo anteriormente 
existe una gran diversidad de calentadores de agua, siendo los de mayor demanda los 
conocidos como calentadores tipo depósito, seguidos por los denominados de rápida 
recuperación, los cuales y por sus características de funcionamiento han desplazado a 
los calentadores de paso quedando estos en la tercera posición en cuanto a preferencia 
de los usuarios. 
 
 
 
 
 1
Neevia docConverter 5.1
 
1.1.1 Calentadores tipo deposito. 
 
 
Los calentadores tipo depósito son actualmente los mas comunes, como su nombre 
lo indica son calentadores que funcionan en base a un depósito de agua que varia en 
cuanto a capacidad dependiendo la necesidad del usuario, el calentamiento de agua se 
logra en base a un quemador a gas del tipo uniflama que proporciona calor a un deposito 
en donde se contiene el agua, el agua al llegar a una cierta temperatura hace que el 
dispositivo denominado termostato corte el paso de gas lo que hace que el quemador se 
apague, esto con la finalidad de evitar que la temperatura del agua se eleve a una 
temperatura que podría ser peligrosa para el usuario. Una vez que se empieza a retirar 
agua caliente del depósito esta comienza a ser sustituida por agua fría, lo que hace que 
la temperatura total disminuya el termostato al registrar la temperatura baja, permita 
que nuevamente se abra el paso de gas y el quemador encienda para proporcionar 
nuevamente calor al depósito, este quemador va a estar encendido hasta el momento en 
que el termostato registre nuevamente la temperatura de seguridad a la que esta 
calibrado. 
Los recubrimiento utilizados para proteger al depósito de la corrosión son 
principalmente el galvanizado por inmersión y el porcelanizado o vidriado, cuando el 
depósito del calentador es porcelanizado, es necesario adicionar un ánodo de protección 
esto con la finalidad de asegurar que el depósito va a ser protegido contra la corrosión, 
ya que aunque el vidrio es un material que ofrece una excelente protección 
anticorrosión, es también un material sumamente frágil lo que hace que este expuesto a 
despostilladuras en el manejo, y ya que el vidrio no es un material que ofrezca al acero 
una protección de sacrificio, es necesario adicionar un ánodo de algún material blando, 
ya sea magnesio o aluminio el cual se va a sacrificar evitando así cualquier ataque a la 
lámina mientras el ánodo no se haya consumido. 
 
A diferencia del porcelanizado, el galvanizado ofrece una protección de sacrificio 
denominada protección galvánica, ya que el zinc que es el material con el que 
normalmente se recubren los depósitos va a proteger a la lámina mientras se encuentre 
en la aleación, es decir la corrosión atacará primero al zinc y una vez que este haya 
desaparecido o bien se haya consumido comenzará a atacar al acero. Podemos decir 
que el zinc ofrece una protección catódica, ya que funciona como ánodo 
transformándose la lámina en el cátodo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 2
Neevia docConverter 5.1
1.1.2 Calentadores de rápida recuperación. 
 
 Los calentadores de rápida recuperación son también conocidos como calentadores 
híbridos, dicho nombre lo adoptan del hecho de que están construidos con el principio 
de un calentador tipo depósito pero almacenando una cantidad mucho menor de agua, lo 
que hace que proporcionen agua caliente de manera continua por un tiempo ilimitado, 
misma característica que podemos encontrar en los calentadores de paso, a diferencia de 
los calentadores de paso, los de rápida recuperación conservan un flujo de agua caliente 
más constante esto debido a que como se mencionó anteriormente el pequeño depósito 
de que constan hace que el agua caliente pueda ser en cierta forma almacenada lo que 
ayuda a que el flujo entregado se mantenga constante. 
 Los calentadores de rápida recuperación tienen como principio de funcionamiento el 
de aumentar el áreade intercambio de calor, aprovechando con esto el aire que es 
calentado por el quemador y transfiriéndolo a las paredes del tanque lo que hace que el 
agua que esta en el interior de dicho tanque absorba el calor incrementando de esta 
manera su temperatura, existen varios modelos de calentadores de rápida recuperación, 
así mismo de varias capacidades, desde calentadores que nos entregaran agua caliente 
para un servicio (una regadera), hasta calentadores capaces de entregarnos agua calienta 
suficiente para cuatro servicios a la vez (4 regaderas). 
 Los calentadores de rápida recuperación utilizan quemadores del tipo multiflama, 
más potentes, esto debido a que se debe incrementar la temperatura del agua en 25 ºC en 
un lapso de tiempo muy pequeño con la finalidad de prestar un servicio que cumpla con 
las expectativas del cliente. 
 Debido a las formas en que son construidos los calentadores de rápida recuperación 
existentes en el mercado sólo se pueden encontrar con un recubrimiento galvanizado de 
protección. 
 
 
Fig. 1. En la figura podemos observar 
el tanque de un calentador de rápida 
recuperación, el cual está construido a 
base de una gran infinidad de tubos, los 
cuales atraviesan de la parte inferior a la 
parte superior un tanque (depósito) 
logrando una gran superficie de 
intercambio de calor. 
 
 
 
 
 3
Neevia docConverter 5.1
 
 
 
 
Fig. 2. Aquí se observa la vista frontal de 
un tanque que se utilizará para la 
fabricación de un calentador de rápida 
recuperación. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 3. Vista superior de un tanque para 
calentador de rápida recuperación aquí 
podemos observar que el intercambio de 
calor se logra a base de tubos que atraviesan 
el tanque además de utilizar un tubo 
intercambiador central con tubos aletados. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 4
Neevia docConverter 5.1
1.1.3 Calentadores de paso. 
 Los calentadores de agua de paso también conocidos como instantáneos 
es trabajan con 
no se cuenta con una 
 
 
proporcionan agua caliente inmediata sin necesidad de un tanque de reserva. Este tipo 
de calentadores están diseñados para desarrollar una capacidad suficiente que responda 
a las demandas máximas de temperatura con su gasto máximo de agua. Si la demanda 
en determinado momento llega a exceder la capacidad del calentador, la entrega de agua 
caliente se verá afectada, es decir el calentador nos entregará agua fría debido a que no 
cuenta con reservas de agua caliente. 
 En este tipo de calentadores no es necesario utilizar recubrimientos de protección, 
debido a que principalmente se construyen a base de serpentines de cobre o bien de 
acero inoxidables materiales muy poco susceptibles a la corrosión. 
 Con este tipo de calentador se tiene agua caliente en forma instantánea; el agua se 
calienta al pasar por un intercambiador de calor, el cual recibe calor de los productos de 
la combustión. 
 Cuando abrimos la llave del agua caliente, el agua fría pasa a través de un tubo 
venturi, creando una diferencia de presión entre ambos lados de un diafragma flexible. 
Dicha presión mueve el diafragma, el cual está sujeto a una válvula de resorte y permite 
el paso del gas al quemador, en donde la flama del piloto lo enciende. El agua fría 
asciende hasta el intercambiador de calor y allí se calienta hasta alcanzar la temperatura 
necesaria antes de salir por la llave abierta de agua caliente. Cuando cerramos dicha 
llave el agua deja de fluir lo que hace que la presión que era ejercida desaparezca 
cerrando de esta manera el flujo de gas. 
Las principales causas por las cuales el calentador de paso o instantáneo no alcanzo 
un auge importante en el mercado de calentadores fueron las siguientes: 
 
a) Debido a su fabricación sin tanque de depósito estos calentador
un sistema valvular que controla el paso de gas al quemador por medio de 
presión, dicha presión se debe obtener necesariamente por medio de la caída de 
agua, lo que nos obliga a instalar nuestro sistema de suministro de agua a una 
altura mínima de 5 metros por encima de nuestro calentador esto con la 
finalidad que el agua al descender por la tubería ejerza la presión necesaria 
capaz de accionar la válvula que permitirá el paso de gas. 
 
) Debido a que el agua es calentada de manera instantánea b
reserva de agua caliente, ocasionando lo anterior que constantemente el flujo 
requerido se vea afectado o bien disminuido si se incrementa un poco el gasto de 
agua caliente, no se puede mantener un control exacto de la temperatura si la 
demanda fluctúa. 
 
 
 
 
 
 
 5
Neevia docConverter 5.1
1.2 Recubrimientos de los tanques utilizados para la fabricación de 
calentadores. 
 
Los fabricantes de calentadores utilizan para su fabricación lámina negra de 
diferente calibre, dependiendo esto de la marca y del tipo del aparato fabricado, pero sin 
excepción todos y cada uno de los fabricantes utilizan algún tipo de recubrimiento en el 
depósito de agua con el fin de prevenir la corrosión de dicha parte del calentador ya que 
entre mejor sea la protección del tanque podremos obtener una más larga vida del 
calentador. 
Los dos principales tipos de recubrimientos del depósito de agua ofrecidos por los 
fabricantes son el galvanizado y el porcelanizado también conocido como vidriado. 
 
 
 
 
1.2.1 Recubrimiento galvanizado. 
 
Este tipo de recubrimiento se utiliza en gran parte de los calentadores ofrecidos en el 
mercado, este proceso se conoce como inmersión en caliente, se puede decir que es una 
forma de bajo costo de aplicar un revestimiento de zinc para proteger piezas metálicas, a 
continuación haremos una breve descripción del proceso de galvanizado. 
Para poder asegurar un correcto galvanizado es necesario que cada uno de los 
tanques tenga una correcta limpieza, dicha limpieza se obtiene de la siguiente manera: 
En un contenedor se depositan un cierto numero de tanques, una vez 
acomodados se hacen pasar por depósitos que contienen soluciones diversas 
utilizadas en el proceso de limpieza de metales, la primera etapa de estas consta 
de un desengrase, esta solución generalmente tiene una concentración de 65 
gr./lt a una temperatura de 65 grados centígrados, dicho desengrasante tiene la 
función de retirar las impurezas con las que la lámina pudiera llegar de fábrica y 
que impedirían una correcta adherencia del zinc a la lámina negra. Una vez que 
las piezas se dejaron por espacio de 12 minutos en el desengrase se hacen pasar 
por un enjuague que va a retirar el remanente de solución de los tanques. La 
siguiente etapa consta de una solución ácida por la cual se hacen pasar los 
tanques manteniéndolos ahí por espacio de 15 minutos, lo que se busca 
manteniendo ahí los tanques es que en la lámina ocurra un pickleado es decir un 
ataque a la lámina que hace que se abran los poros y así conseguir un buen 
anclaje de el metal de recubrimiento en la lámina. Acto seguido se pasan las 
piezas por otro enjuague el cual retira el exceso de ácido para posteriormente 
pasar a un pasivador el cual ayuda a que las piezas no sean atacadas por 
oxidación antes de pasar al proceso de galvanizado. 
 
Una vez que las piezas han sido limpiadas son pasadas por un baño de zinc, por 
un depósito que contiene zinc fundido (paila) el cual se encuentra a 460º, 
obteniendo de esta forma el recubrimiento galvanizado de los depósitos. 
Un depósito al cual se le aplicó un recubrimiento de zinc va a sufrir un proceso 
de corrosión galvánica. Dicha corrosión galvánica debe su nombre al fenómeno 
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eléctrico que consiste en la presencia de un potencial que hace que fluya una 
corriente a través de un medio electrolítico (conductor). La corrosión galvánica 
se incrementa en gran medida si el metal que se corroe está rodeado por un 
electrolito. Un electrolito es cualquier solución que conduce la corriente 
eléctrica. El agua potable y el agua salina son ejemplos de ambientes en losque 
se usan metales. Bajo estas circunstancias dichos metales están expuestos a una 
corrosión galvánica. 
Para que se produzca una corrosión galvánica, es necesario que el electrolito forme 
un camino para que la corriente eléctrica fluya a través de el y la situación debe ser tal 
que se pueda formar una diferencia de potencial. Estas condiciones se cumplen 
fácilmente si se colocan dos metales diferentes en un electrolito o por una situación en 
la cual dos zonas diferentes del mismo metal actúan como el cátodo y el ánodo del 
circuito eléctrico. 
 Durante el proceso de corrosión galvánica, una pequeña corriente fluye a través del 
circuito que se establece entre el cátodo y el ánodo El electrolito proporciona el camino 
para el flujo de la corriente En este proceso de corrosión el metal realmente se desgasta. 
El proceso de corrosión galvánica se acelera considerablemente si el electrolito es 
eficaz lo que ocasiona que la diferencia de potencial entre el cátodo y el ánodo sea 
considerable. En el caso de los calentadores que se instalan en donde el agua es rica en 
sales su tiempo de vida puede disminuir considerablemente, ya que según lo anterior el 
agua rica en sales es un electrolito muy efectivo que acelera la corrosión galvánica. 
El recubrimiento de zinc ayuda a evitar la corrosión en el hierro aún cuando el 
recubrimiento se rompe esto debido a que el zinc actúa como metal de sacrificio 
protegiendo así al metal base (acero) es decir entre las paredes del depósito galvanizado 
se forma una corriente galvánica la cual comienza a actuar en el zinc, y solo hasta que el 
zinc desaparezca la corriente galvánica comenzará a atacar al metal base. 
El zinc que posee un potencial oxido reductor mayor que el del acero o hierro, 
permite que sea un excelente protector de dicho metal (acero) ya que por un 
determinado tiempo neutraliza la acción de la corrosión lo que hace más grande su vida 
útil. El zinc es el metal que se utiliza en la protección de los metales, debido a que otros 
metales como el aluminio, el estaño o el plomo, solo proporcionan una protección de 
barrera, pero no proporcionan como el zinc una protección de sacrificio. 
La inmersión es una forma económica de aplicar una capa delgada y duradera de 
zinc, por lo general con un espesor que puede ir desde 2 hasta 4 milésimas de pulgada. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1.2.2 Recubrimiento porcelanizado (vidriado). 
 
Este tipo de recubrimiento ha tomado gran auge entre lo que ha fabricación de 
calentadores se refiere, este proceso consiste en proteger a la lámina negra contra la 
corrosión por medio de una cubierta de vidrio, lo que hace que la vida del calentador se 
alargue. El proceso de aplicar un porcelanizado al tanque se realiza de la siguiente 
manera: 
Una vez formado el deposito se le aplica una limpieza para eliminar impurezas 
que pudiera tener la lámina, dichas impurezas pudieran ser escamas en la lámina, 
oxido o bien exceso de grasas lo que obstruiría el proceso de vidriado. Dicha 
limpieza se realiza mediante una granalladora, lanzando un chorro de arena a 
gran velocidad contra la pieza que se va a limpiar, por medio de este proceso se 
obtienen superficies limpias y uniformes, además de que se martilla la superficie 
teniendo las ventajas de aumentar apreciablemente la resistencia a la fatiga y la 
resistencia a la corrosión. 
El tratamiento con chorro de arena se hace dentro de un gabinete pequeño, 
donde el operador desde el exterior manipula una boquilla (la cual aplica el 
chorro de arena) a través de guantes y mangas de seguridad. 
Una vez llevada a cabo la limpieza a la pieza se le aplica el recubrimiento vítreo 
o porcelana el cual es un revestimiento inorgánico duro, parecido al vidrio con 
un espesor de 3 a 10 milésimas de pulgada fusionado al metal. 
Para obtener dicho acabado es necesario hacer la preparación de dicho material, 
los ingredientes principales son un fritado* finamente molido de silicatos, 
alúmina feldespato para cerámicas, fundentes como bórax y sosa cáustica, y 
diversos óxidos metálicos para colorear y otras propiedades, una vez que se 
tienen los ingredientes se hace la mezcla de estos agregando arcilla y agua, 
obteniendo así un lodo el cual se aplica mediante un proceso de aspersión a la 
pieza, una vez aplicado se hace pasar por un horno el cual se encuentra a una 
temperatura de entre 600 y 900º dependiendo la mezcla realizada. 
Como se mencionó anteriormente los revestimientos vítreos son lisos, duros, 
lustrosos y resisten altas temperaturas pero están sujetos al descascarado y 
despostillamiento, algo no muy bueno para el calentador. El calentador porcelanizado 
debido a la naturaleza de su cubierta de protección esta expuesto a que en alguna de las 
zonas del depósito ocurra un despostillamiento es decir que la lámina negra quede 
expuesta, lo que haría que la corrosión atacara inmediatamente; para evitar este 
problema la protección de todos y cada uno de los calentadores porcelanizados se hace 
mediante un ánodo de sacrificio. 
El ánodo de sacrificio es una parte no estructural del calentador que esta hecha con 
un material de potencial oxidorreductor mayor al del acero lo que hace que la actividad 
corrosiva se concentre en dicho metal alargándose de esta manera la vida útil del 
calentador. 
 
 
*Fritado: mezcla de diversos elementos principalmente arena sílica el cual mezclado con agua nos proporciona la 
mezcla para porcelanizar. 
 
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1.2.3 Protección catódica. 
 
Las soluciones acuosas de ácidos, bases o sales, siempre parcial o totalmente son 
disociadas en iones; todo este tipo de soluciones reciben el nombre de electrólitos. 
Cuando se hace pasar una corriente eléctrica a través de un electrolito sumergiendo 
en él dos electrodos unidos a una fuente exterior, el cuerpo disuelto es el único 
descompuesto y no el disolvente. El electrodo por el cual entra la corriente se denomina 
“ánodo “y “cátodo “, el electrodo por el cual la corriente sale. 
En materia de corrosión, los fenómenos más importantes son los que ocurren en las 
cercanías del ánodo y del cátodo. 
Los cationes (+) atraídos por el cátodo se apoderan de los electrones (-) emitidos 
por la fuente y se hacen neutros. Si no hay reacción secundaria con el electrolito, o con 
los productos desprendidos del ánodo se obtiene un depósito de metal sobre el cátodo o 
un desprendimiento de hidrógeno, pero en todos los casos la integridad del cátodo es 
respetada. 
En el ánodo, los iones (-) atraídos por el ánodo se hacen neutros por pérdidas de 
electrones, volviendo los electrones perdidos a la fuente. Cuando un ánodo está 
sumergido en una solución salina es siempre atacado por el anión y el electrolito se 
reconstituye a sus expensas. 
 
 
Fig 4. Aquí se puede observar un ánodo de 
aluminio, esta pieza se coloca dentro del 
depósito, y de esta forma se protege al 
tanque, ya que el aluminio es un metal de 
sacrificio que lo protege. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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1.2.4 Corrosión galvanica. 
 
Una forma especial de la reacción general de la corrosión es la reacción galvánica. 
Esta forma relativamente común de corrosión resulta cuando dos metales distintos se 
conectan y se exponen a un ambiente acuoso; un metal se vuelve catódico y el otro 
anódico, estableciéndose de esta forma una celda galvánica. Por ejemplo cuando el zinc 
y el acero se conectan en agua, el zinc se convierte en ánodo. Se dice que el zinc es 
anódico respecto al hierro, que es el cátodo. La pérdida de metal ocurre en el ánodo, de 
manera que el zinc se corroe. 
Al conectar estos metales dentro de una solución acuosa (electrolito) podemos 
observar la siguiente relación de la celda galvánica: 
Cátodo más grande – velocidad de corrosión más alta. 
Cátodo más pequeño – velocidad de corrosión más baja. 
 Ánodo más grande – pérdida de metal por corrosióngeneral. 
 Ánodo pequeño – ataque tipo picadura. 
En la siguiente tabla se pueden observar una serie de metales que con frecuencia se 
encuentran en los sistemas de agua. 
La conexión de 2 de estos metales en un ambiente acuoso (un par galvánico), 
corroe al más anódico. 
 
Par galvánico: Cuando se ponen en contacto 2 metales diferentes a través de un 
electrolito se establece lo que conocemos como un par galvánico. En una situación así 
mientras el metal más noble permanece inalterado el metal más electro negativo sufre 
una degradación paulatina. Así se generará un par galvánico, por ejemplo cuando 
tenemos hierro y zinc en contacto dentro de un electrolito, el hierro permanece 
inalterable, mientras que el zinc se va a corroer, por lo tanto decimos que el zinc es 
anódico con respecto al hierro. 
Los siguientes elementos en un ambiente acuoso tienden a ser más anódicos uno con 
respecto a otro de acuerdo al siguiente orden: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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+ Anódico - Catódico 
 
 Aluminio 
 Zinc 
 Hierro 
 Níquel 
 Estaño 
 Plomo 
 Cobre 
 Mercurio 
 Plata 
 Oro. 
 
 - Anódico + Catódico 
 
 
 
 En un par galvánico, entonces, decimos que la velocidad de corrosión depende de: 
 
1.- Los metales que se conectan. 
2.- La relación del área de la superficie anódica a la catódica 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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CAPITULO 2. PROPIEDADES QUIMICAS Y FISICAS DEL AGUA 
 
 
 Los líquidos son sustancias que se encuentran entre los extremos de los gases y 
los sólidos. Los líquidos contienen partículas muy cercanas entre sí, asimismo son 
esencialmente incompresibles y tienen volumen definido. En estas propiedades los 
líquidos son muy parecidos a los sólidos, pero a diferencia de estos los líquidos adoptan 
la forma de los recipientes que los contienen lo que hace que se asemejen al modelo de 
un gas. 
 
 
2.1 Calidad del agua. 
 
 
 El agua es una sustancia química formada por 2 átomos de hidrógeno y uno de 
oxígeno. Su formula molecular es H2O. 
 
 El agua cubre el 72% de la superficie del planeta Tierra y representa entre el 50 
y el 90% de la masa de los seres vivos. Es una sustancia relativamente abundante 
aunque solo supone el 0.022% de la masa de la Tierra. Se puede encontrar esta sustancia 
en prácticamente cualquier lugar de la biosfera y en los tres estados de agregación de la 
materia: sólido, líquido y gaseoso. 
 
 Se halla en forma líquida en los mares, ríos, lagos y océanos. En forma sólida, 
nieve o hielo en los casquetes polares, en las cumbres de las montañas y en los lugares 
de la tierra donde la temperatura es inferior a cero grados Celsius. Y en forma gaseosa 
se halla formando parte de la atmósfera terrestre como vapor de agua. 
 
 El término calidad del agua es relativo, referido a la composición del agua en la 
medida en que esta es afectada por la concentración de sustancias producidas por 
procesos naturales y actividades humanas. Como tal es un término neutral que no puede 
ser clasificado como bueno o malo, sin hacer referencia al uso para el cual el agua es 
destinada. 
 
 De acuerdo a lo anterior, tanto los criterios como los estándares y objetivos de 
calidad de agua variarán dependiendo de si se trata de agua para consumo humano (agua 
potable), para uso agrícola o industrial, para recreación, para mantener la calidad 
ambiental, etc. 
 
 Los límites tolerables de las diversas sustancias contenidas en el agua son 
normadas por la ORGANIZACIÓN MUNDIAL DE LA SALUD (O.M.S), la 
ORGANIZACIÓN PANAMERICANA DE LA SALUD (O.P.S) y por los gobiernos 
nacionales. 
 
 
 
 
 
 
 
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Importancia y distribución. 
 
 Es fundamental para todas las formas de vida conocidas. Los humanos 
consumen agua potable. Los recursos naturales se han vuelto escasos con la creciente 
población mundial y su disposición en varias regiones habitadas es la preocupación de 
muchas organizaciones gubernamentales. 
 Como se dijo anteriormente el agua cubre tres cuartas partes de la superficie de 
la tierra. El 3% de su volumen es dulce. De ese 3%, un 1% está en estado líquido, 
componiendo los ríos y lagos. El 2% restante se encuentra formando casquetes o 
banquisa en las latitudes próximas a los polos. 
 
 
2.2 Propiedades químicas del agua. 
 
 En la naturaleza el agua casi nunca es pura en el sentido de agua destilada; 
contiene sales disueltas, nutrientes, etc. Con concentraciones que dependen de las 
condiciones locales. 
 El agua tiene tres propiedades medibles que se usan comúnmente para 
caracterizar su química. Dichas propiedades son las siguientes: 
 
 -pH. 
 -Dureza. 
 -Salinidad. 
 
a) pH.- El pH indica si el agua es ácida, alcalina o neutra. Si el pH es de 7 se dice que 
es neutra, si está por debajo de 7 es ácida y si el pH es superior a 7 es básica o alcalina. 
Al igual que la escala Richter para medir los terremotos, la escala del pH es logarítmica. 
Un pH de 5.5 es 10 veces más ácido que agua a un pH de 6.5. Por ello, cuando cambia 
un poco el pH el cambio químico es más importante de lo que parece a primera vista. 
 
 b) Dureza.- La dureza general del agua (GH) se refiere a las concentraciones disueltas 
de iones de magnesio y calcio. 
 El GH y pH forman un gran par en la química del agua. Aunque las dos 
propiedades son diferentes, ambas interaccionan entre si en diferentes grados, haciendo 
difícil ajustar uno sin afectar el otro. 
 
 La dureza del agua sigue las siguientes reglas. La unidad de medida dH significa 
“degree hardness” (grados de dureza), mientras ppm significa “partes por millón”, que 
más o menos equivale a mg/l en agua. 1 unidad de dH equivale a 17.8 ppm de CaCO3 
(carbonato). 
 
Dureza general en dH Dureza general en ppm. 
0 - 4 dH 0 - 70 ppm Muy blanda 
4 - 8 dH 70 - 140 ppm blanda 
8 - 12 dH 140 - 210 ppm poco dura 
12 - 18 dH 210 - 320 ppm bastante dura 
18 - 30 dH 320 - 530 ppm dura 
 
 
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Agua dura. 
 
 Existe el tipo de agua llamada agua dura, la cual contiene minerales, como son 
mayores cantidades de carbonato de calcio, magnesio y sulfatos principalmente, de 
sulfuro, azufre y hierro, que lleva en si un tanto del óxido rojizo, más aún es bien 
empleada en el uso cotidiano, incluyendo el consumo, aunque no tenga la nitidez del 
agua purificada; por consiguiente, el agua dura, dependiendo de los niveles de 
minerales, tiene sabor y puede ser ligeramente turbia. 
 
 También se debe a la presencia de sales cálcicas y magnésicas cuya presencia 
(dureza temporal) suele producir depósitos de sarro en las teteras y otras superficies en 
contacto con el agua dura. 
 
 Para mejorar sus cualidades y hacer del agua dura, agua que no manche con 
óxido o con sarro se utilizan ablandadores de intercambio iónico, ablandadores de resina 
regenerable con sal (ablandador) en aparatos especialmente diseñados para el proceso 
de ablandamiento. 
 
 El agua dura es sacada directamente de pozos, en lugares donde el agua es muy 
dura la vida del calentador de agua se ve disminuida considerablemente. 
 
 
 
c) Salinidad.- La salinidad se refiere a la cantidad total de sustancias disueltas. 
 
 La salinidad normalmente se expresa en términos de peso específico, la relación 
entre el peso de una solución y el peso del mismo volumen de agua destilada. Dado que 
el agua se dilata cuando se calienta (cambiando su densidad), generalmente se usa como 
temperatura de referencia los 20 ºC. Lasalinidad se mide con un densímetro el cual está 
calibrado para una determinada temperatura (p.e. para 25 ºC). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2.3. Propiedades físicas del agua. 
 
El agua no tiene color, olor, ni sabor. Para obtener agua químicamente pura es 
necesario realizar diversos procesos físicos de purificación ya que el agua es capaz de 
disolver una gran cantidad de sustancias químicas, incluyendo gases. 
 
Se llama agua destilada al agua que ha sido evaporada y posteriormente 
condensada. Al realizar este proceso se eliminan casi la totalidad de sustancias disueltas 
y microorganismos que suele contener el agua; es prácticamente la sustancia 
químicamente pura H2O. 
 
El punto de ebullición del agua a la presión de una atmósfera, que suele ser la 
que hay al nivel del mar, es de 100 ºC, y su punto de congelación es de 0 ºC. 
 
 El agua y el hielo coexisten en equilibrio a 0 ºC. Cuando el hielo se funde a 0 ºC, 
absorbe 335 J/g y pasa al estado líquido; la temperatura permanece a 0ºC. Para congelar 
nuevamente el agua debemos eliminar 335 J/g del líquido a 0 ºC. 
 
 La densidad máxima del agua es 1.000g/ml a 4 ºC. El agua tiene la extraña 
propiedad de contraer su volumen cuando se enfría a 4 ºC para después expandirse 
cuando se enfría de 4 a 0ºC. Por consiguiente, 1 gramo de agua ocupa un volumen 
mayor de un ml a todas las temperaturas excepto 4 ºC. Aunque la mayor parte de los 
líquidos se contraen hasta su temperatura de solidificación, en el agua hay un gran 
aumento (aproximadamente 9%) de volumen cuando se transforma de líquido a 0 ºC a 
sólido (hielo) a 0 ºC. La densidad del hielo a 0 ºC es de 0.917 g/ml, lo que significa que 
el hielo, como es menos denso que el agua flotará en ella. 
 
 El agua tiene una tensión superficial muy elevada. El calor especifico del agua 
es de 1 cal / ºC g. 
 
 El agua es considerada como el disolvente universal, ya que es el líquido que 
más sustancias disuelve, lo que tiene que ver con que es una molécula polar. Las 
moléculas de agua están unidas por lo que se llama puentes de hidrógeno. 
 
 Se dice que el agua es una molécula polar por que presenta polaridad eléctrica, 
con un exceso de carga negativa junto al oxigeno compensada por otra positiva 
repartida entre los dos átomos de hidrógeno; los dos enlaces entre hidrógeno y oxígeno 
no ocupan una posición simétrica, sino que forman un ángulo de 104º 45’. El agua es un 
termorregulador del clima, gracias a su elevada capacidad calorífica. Su elevada tensión 
superficial hace que se vea muy afectada por fenómenos de capilaridad. 
 
 En resumen acerca de las características físicas del agua podemos decir que: 
 
 -Presenta un punto de ebullición de 373 ºK (100ºC) a presión de 1 atm. 
 
 
 
 
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-Tiene un punto de fusión de 273 ºK (0ºC) a presión de 1 atm. 
 
-El agua pura no conduce la electricidad (agua pura quiere decir destilada 
libre de sales y minerales). 
 
-Es un líquido inodoro, incoloro e insípido. Estás son las propiedades 
organolépticas, es decir, las que se perciben con los órganos de los sentidos del 
ser humano. 
 
-Se presenta en la naturaleza en tres formas, que son: sólido, líquido o gas. 
 
-Tiene una densidad máxima de 1 g/cm³ a 277 ºK y presión 1 atm. Esto quiere 
decir que por cada centímetro cúbico (cm³) hay 1 g de agua. 
 
-Forma 2 diferentes tipos de meniscos: cóncavo y convexo. 
 
-Tiene una tensión superficial, cuando la superficie de los líquidos se comporta 
como una película capaz de alargarse y al mismo tiempo ofrecer cierta 
resistencia al intentar romperla y esta propiedad ayuda a que algunas cosas muy 
ligeras floten en la superficie del agua. 
 
-Posee capilaridad, que es la propiedad de ascenso o descenso de un líquido 
dentro de un tubo capilar. 
 
-La capacidad calorífica es mayor que la de otros líquidos. 
 
-El calor latente de fusión del hielo se define como la cantidad de calor que 
necesita un gramo de hielo para pasar del estado sólido al líquido, manteniendo 
la temperatura constante en el punto de fusión (273 k). 
 
-Calor latente de fusión del hielo a 0 ºC: 80 cal/g (ó 335 J/g) 
 
-Calor latente de evaporación del agua a 100 ºC: 540 cal/g (ó 2260 J/g). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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 PESO 
TEMPERATURA DENSIDAD ESPECIFICO
ºC (Kg./m E³ ) (kN/m E³ ) 
 
0 999.9 9.806 
5 1000 9.807 
10 999.7 9.804 
20 998.2 9.789 
30 995.7 9.765 
40 992.2 9.731 
50 988.1 9.69 
60 983.2 9.642 
70 977.8 9.589 
80 971.8 9.53 
90 965.3 9.467 
100 958.4 9.399 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
TABLA 1. En la tabla arriba mostrada podemos observar las propiedades físicas del agua y como 
 se van modificando en la medida que la temperatura aumenta. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2.4 Transferencia de calor. 
 
En física la transferencia de calor, lo conocemos como un proceso por el que se 
intercambia energía en forma de calor entre distintos cuerpos, o bien entre diferentes 
partes de un mismo cuerpo que se encuentran a distinta temperatura. El calor se 
transfiere mediante convección, radiación o conducción. Aunque estos tres procesos 
pueden tener lugar simultáneamente, puede ocurrir que uno de los mecanismos 
predomine sobre los otros dos. Por ejemplo, el calor se transmite a través de la pared de 
una casa fundamentalmente por conducción, el agua de una cacerola situada sobre un 
quemador de gas se calienta en gran medida por convección, y la tierra recibe el calor 
del sol casi exclusivamente por radiación. 
 
 
2.4.1. Definición de calor. 
 
Una de las propiedades básicas de la energía es de poderse transferir entre los 
cuerpos en ciertas o bien determinadas condiciones. Esta transferencia de energía trae 
como consecuencia la modificación de las propiedades y características de los cuerpos 
que intervienen en dicho proceso de transferencia. Cuando la transferencia de energía 
está originada por las diferencia entre las propiedades térmicas de los cuerpos recibe el 
nombre de calor. 
 
Unidades de calor. 
 
La moderna teoría mecánica del calor apareció a mediados del siglo XVIII. De 
acuerdo con esta el calor no era más que otra forma de energía intercambiable. Fue 
James Joule quien, mediante un exhaustivo análisis experimental, mostró como la 
aparición y desaparición de una cierta cantidad de energía mecánica iba siempre 
acompañada de la desaparición o aparición de una cantidad de calor equivalente. Para 
esta época el calor y la energía eran considerados fenómenos independientes por lo que 
estos se median en unidades diferentes. Fue el mismo Joule quien estableció la 
equivalencia entre ambas energías dicha equivalencia fue conocida con el nombre de 
equivalente mecánico del calor, según el cual 1 caloría (unidad de medida de calor) 
equivalía a 4.18 joules (unidad de energía). Con el descubrimiento de Joule se aceptó 
que el calor, al igual que el trabajo mecánico no es más que una forma de energía. 
El calor se puede medir en unidades de energía, es decir, en joules y ergs. Sin 
embargo, también se utilizan unidades específicas como la caloría y la British Termal 
Unit (BTU). 
 
 
 
 
 
 
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2.4.2. Formas de transferencia de calor. 
 
El calor se transfiere de un cuerpo a otro de tres maneras por conducción, por 
convección y por radiación. Generalmente en un determinado fenómeno participa más 
de una de las tres formas de transmisión de calor, aunque en todo fenómeno de 
transferencia suele ser uno el dominante. 
Conducción. 
 
Esta forma de transferencia de calor tiene lugar predominante en los cuerpos 
sólidos y está originada por un transporte energético de molécula a molécula, sin que 
exista un desplazamiento global de materia. Si dos cuerpos a distinta temperatura están 
separados por una pared sólida, las moléculas de la pared próximas al cuerpocaliente 
vibran con una mayor energía que las restantes por lo que, en su interacción o contacto 
con las moléculas próximas, les transfieren parte de su energía y estas a las siguientes. 
A través de la pared se produce una transferencia de calor cuya magnitud, en un tiempo 
t, viene determinada por la ley de Newton: 
Q = k (A)(t) (T/x) 
Donde Q es la cantidad de calor que atraviesa la pared; A el área de la superficie de 
la pared; T la diferencia de temperaturas entre los dos cuerpos o recintos; x el grosor de 
la pared, y k el coeficiente de conductividad térmica de la pared. Si los dos recintos se 
mantienen a una temperatura constante alcanza una situación estacionaria dentro de la 
pared. El coeficiente de conductividad térmica es muy pequeño en los materiales 
aislantes como el aire, la fibra de vidrio o la madera, mientras que es grande en el caso 
de los metales, ya que sus electrones libres contribuyen a la propagación del calor entre 
un extremo y otro de la pared. 
 
Convección. 
 
El mecanismo de transferencia de calor por convección se produce a causa de un 
desplazamiento global de materia. Al calentar un recipiente que contiene un líquido, la 
zona que se encuentra más próxima a la fuente de calor se calienta y dilata, por lo que 
sus moléculas ascienden, al tiempo que las moléculas mas alejadas ( más frías ) 
descienden, produciéndose de esta forma una corriente de convección . Para que un 
mecanismo de este tipo tenga alguna relevancia es necesaria la presencia de moléculas 
libres o que puedan moverse. Debido a lo anterior este mecanismo es típico de los 
fluidos, líquidos o gases. 
 
Radiación. 
 
En este tipo de mecanismo de transferencia de calor los cuerpos calientes emiten y 
absorben energía en forma de ondas electromagnéticas. Se trata de la transformación de 
energía de vibración molecular en energía electromagnética. Cuando un cuerpo está en 
equilibrio térmico con el medio que le rodea, la cantidad de energía emitida coincide 
con la absorbida, por lo que el equilibrio hace que la energía se mantenga constante. La 
cantidad de energía emitida por un cuerpo caliente es proporcional a su superficie y a la 
cuarta potencia de su temperatura absoluta según la Ley de Stefan-Boltzmann. Por lo 
 19
Neevia docConverter 5.1
que respecta al tipo de radiación emitida, su longitud de onda depende del inverso de su 
temperatura, lo que hace que las radiaciones emitidas a temperaturas inferiores a los 
500ºC sean de longitud de onda mayor que las de la luz visible, y pertenecen a las 
radiaciones infrarrojas. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fig. 5. En la figura aquí mostrada podemos observar un recipiente al cual se le aplica calor por medio de un 
quemador de gas donde se pueden observar claramente las formas de transferencia de calor. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 20
Neevia docConverter 5.1
 
 
 
En un calentador de agua el calor necesario para el funcionamiento del aparato es 
suministrado por la parte inferior del depósito de agua, y es aplicado por medio de un 
quemador de gas, en este tipo de sistemas participan los tres mecanismos de 
transferencia de calor (vease figura 4) siendo los principales la convección y la 
conducción, la radiación aunque en menor proporción también está presente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 21
Neevia docConverter 5.1
 
CAPITULO 3. DISPOSITIVOS UTILIZADOS PARA EL 
CALENTAMIENTO DE AGUA EN LOS CALENTADORES DE USO 
DOMESTICO (QUEMADORES). 
 
 
 
3.1 ¿Qué son los quemadores? 
 
Para la generación de calor partiendo de un combustible líquido o gaseoso se 
necesitan elementos intermedios que lleguen a producir una mezcla armónica de 
combustible y comburente, diseñados en forma tal que la combustión se lleve a cabo de 
la mejor manera posible, con el máximo rendimiento calorífico y el mínimo exponente 
residual. Dichos elementos se denominan quemadores. 
 
 
 
 
Fig. 6 En esta imagen podemos observar 
un quemador utilizado en los calentadores 
de agua. Dicho quemador es del tipo 
uniflama y se utiliza principalmente en los 
calentadores tipo depósito. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3.2. Funcionamiento de los quemadores. 
 
Los quemadores son dispositivos que tienen como principal objetivo llevar a cabo 
una mezcla de combustible en este caso gas con aire de tal forma que se lleve a cabo 
una combustión adecuada la cual nos proporcione el calor necesario para elevar la 
temperatura del agua contenida en el interior de un depósito hasta llegar a la requerida, 
dicha combustión es importante lograrla respetando las normas en cuanto a la emisión 
de gases tóxicos así como las de consumo o eficiencia del aparato que contienen dichos 
quemadores. 
 
 22
Neevia docConverter 5.1
 
3.3. Clasificación de los quemadores. 
 
Los quemadores de acuerdo a la forma en que son fabricados se dividen en 2 
grandes grupos: 
 
a) Quemadores multiflama. 
 
 
b) Quemadores uniflama. 
 
Los distintos tipos de combustibles a utilizar ya sean líquidos o gaseosos, 
determinaran las características de funcionamiento y de construcción de los 
quemadores; a continuación enlistaremos las características y los tipos de quemadores 
mas utilizados. 
 
El quemador que vamos a utilizar para cada tipo de calentador de agua depende de 
la superficie que queremos calentar, así como la rapidez en que queremos hacerlo. 
 
A continuación se describirán brevemente las características de cada uno de estos 
tipos de quemadores. 
 
 
 
3.3.1 Quemadores multiflama. 
 
 
Este tipo de quemadores deben su nombre al hecho de que la flama que producen 
para realizar su función toma combustible de varias espreas, es decir la alimentación se 
lleva a cabo mediante varias “platinas” o cuerpos de quemador. 
Debido a que utiliza varias espreas el consumo de gas para este quemador es alto 
comparado con un quemador uniflama, este tipo de quemadores se utilizan 
principalmente en calentadores de rápida recuperación y de paso, la superficie de 
calentamiento que abarcan es considerable, por lo que en teoría se aprovecha más el 
calor que emiten. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 23
Neevia docConverter 5.1
Fig. 7 Quemador del 
tipo multiflama 
utilizado en 
calentadores de paso y 
rápida recuperación. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Por otro lado los quemadores de alta presión son aquellos donde el gas supera 
una presión de 350 mm de columna de agua, mientras que el aire participa en la 
combustión a la presión atmosférica. 
 
 
 
 
 
 
Fig. 8 Quemador tipo 
multiflama con tobera 
para entrada de aire 
primario. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 24
Neevia docConverter 5.1
3.3.2 Quemadores uniflama. 
 
Los quemadores uniflama se utilizan principalmente en los calentadores de agua 
tipo depósito, en estos quemadores la flama se produce mediante la acción de una única 
esprea, y la flama que se produce se reparte al fondo del tanque por medio de la acción 
de un rompe llamas, este tipo de quemadores es muy utilizado actualmente. 
 
3.4 Tipo de combustible utilizado por los quemadores. 
 
Combustibles. Así llamamos a todos aquellos productos ya sean naturales o 
elaborados, sólidos, líquidos o gaseosos que pueden arder con facilidad en un medio 
rico en oxigeno y que nos van a proporcionar un alto rendimiento calórico. 
Todos los calentadores de agua de uso domestico que utilizan quemadores como 
dispositivo de calentamiento encuentran su fuente de energía en el gas, los principales 
tipos de gases utilizados son el gas natural y el gas L.P. 
Actualmente el uso de gas natural se ha difundido de manera importante a lo largo 
de nuestro país principalmente en el norte del mismo, es por eso que la demanda de 
calentadores a base de gas natural ha aumentado considerablemente, es importante que 
al momento de adquirir un calentador de agua tengamos presente el tipo de combustible 
que utilizamos en nuestra casa, ya que la mayoría de las veces al no considerarlo nos 
generamos un problema ya que la fabricaciónde un calentador que usara gas natural es 
diferente a uno que usara gas L.P. , esto en cuanto al quemador se refiere. 
A continuación hablaremos un poco de cada uno de los tipos de gases antes 
mencionados, describiendo cada uno de ellos. 
 
 
Gas. 
 
Normalmente denominamos con la palabra “gas” cualquier tipo de fluido aeriforme que, 
a presión y temperaturas normales, ocupa el espacio disponible en un recipiente 
cualquiera donde sea contenido, así mismo es fácil compresible y expandible. Su 
expansibilidad proviene de la constante repulsión de sus moléculas, por lo que se le 
conoce también como fluido elástico; el cual carece de forma propia, lo que hace que 
adopte siempre la de los depósitos que lo contienen ejerciendo así mismo una presión 
que va de adentro hacia afuera. 
Física y químicamente puede tener propiedades activas o agresivas, o bien ser inerte. 
La palabra gas fue utilizada por primera vez por el médico y químico holandés Juan 
Bautista Van Helmont. 
En la naturaleza se encuentran fluidos de este tipo, que combinados con el oxígeno y en 
condiciones adecuadas, entran en combustión, con producción de calor y de luz, este 
 
 
 
 25
Neevia docConverter 5.1
calor y/o luz van a ser de intensidad variable dependiendo de los componentes de cada 
uno de dichos gases. A estos fluidos los conoceremos como gases combustibles. 
 
 
3.4.1 Gas natural. 
Como se mencionó anteriormente el gas natural representa actualmente un 
importante recurso energético, recurso energético que hasta hace poco tiempo no fue 
valorado de acuerdo a su importancia. 
El gas natural se encuentra en la naturaleza en ocasiones asociado a hidrocarburos 
líquidos (petróleo), pero también se conocen numerosos yacimientos exclusivamente de 
este tipo de gas. El gas natural como el resto de hidrocarburos fósiles, se origina a partir 
de la descomposición de la materia orgánica contenida en ciertas rocas sedimentarias. 
La utilización de gas natural como recurso energético no requiere grandes 
transformaciones, como en el caso del petróleo. Desde las zonas de extracción o de 
producción el gas pasa a las plantas de licuefacción, para ser transportado en forma 
líquida, por los barcos metaneros o por los gasoductos, hasta las zonas de consumo, 
donde es sometido a un proceso de gasificación. 
El gas natural puede tener impurezas químicas que le adicionan ciertas propiedades 
por lo que al gas se le pueden dar otros usos distintos al de combustible, estas impurezas 
regularmente son separadas del gas antes de que este sea entubado para uso doméstico. 
El gas natural es utilizado actualmente por una gran cantidad de consumidores, tanto en 
hogares como en la industria, a este tipo de gas se le conoce también con el nombre de 
gas seco o gas dulce. 
El gas natural (gas metano) no es venenoso, pero puede causar asfixia en lugares 
cerrados, también es explosivo bajo ciertas condiciones. 
El gas natural está formado en una proporción mayor de dos hidrocarburos ligeros, 
como son el metano y el etano que son gases no licuables a temperaturas ordinarias y 
bajo presiones débiles. El gas natural tiene los siguientes componentes en las 
proporciones indicadas. 
 
METANO 92% 
ETANO 3.9% 
PROPANO 1.8% 
BUTANO 0.1% 
ISOBUTANO 0.2% 
BIÓXIDO DE CARBONO 
ÁCIDO SULFÚRICO Y 
ARGÓN 2% 
 
 
La presión de trabajo para aparatos de uso doméstico es: 18 gr. /cm. 2 
 
 
 26
Neevia docConverter 5.1
El gas natural es el más económico de los gases combustibles, dicha economía se debe a 
que este tipo de combustible no requiere gastos de producción en razón de hallarse en 
estado natural. 
 
3.4.2 Gas licuado del petróleo (Gas L . P . ) 
 
Este tipo de gas también conocido como gas embotellado, se obtiene de las plantas 
que producen gas natural, este tipo de gas se transporta y distribuye en el interior de 
tanques en los cuales es almacenado. 
Este es el único gas combustible que tiene la característica que cuando se somete a 
presiones mayores que a la atmosférica a temperatura ambiente se condensa y pasa al 
esta líquido, que es la forma en que se almacena y se distribuye. 
El gas LP se obtiene directamente de los mantos petrolíferos mezclado con el 
petróleo crudo, pero también se puede obtener de otra manera esto es de la refinación de 
algunos de los derivados del petróleo. 
El gas L.P. por si mismo no es venenoso, es incoloro, es inodoro y en estado de 
vapor es más pesado que el aire, debido a estas propiedades en estado natural es 
imposible detectarlo, es por eso que se le agrega olor, este olor se lo da normalmente 
otro hidrocarburo conocido como Mescaptano, el cual se mezcla con el gas L.P. en una 
proporción de 1 litro por cada 10000 litros. 
El gas L.P. tiene un gran uso en instalaciones de uso doméstico, comercial e 
industrial, para esto lo clasifican en seis grupos, dependiendo principalmente de la 
forma de almacenamiento ( tipo de recipiente ) y del tipo de servicio a prestar, a estos 
grupos los vamos a conocer como clases, dichas clases son las siguientes: 
CLASE A: Estas son las instalaciones domésticas con recipientes portátiles o 
estacionarios. 
CLASE B: Es la parte de una instalación correspondiente a un edificio con 
departamentos y que sólo considera a un departamento. 
CLASE C: Pertenecen a esta clase las de tipo comercial (tortillerías, restaurantes, 
tintorerías etc.) es decir, todas aquellos lugares que no tienen procesos de manufactura. 
CLASE D: Es la parte de una instalación doméstica de los edificios con departamentos 
usados como casas - habitación que considera el recipiente y los medidores. 
CLASE E: Instalaciones usadas para carburación en motores de combustión interna. 
CLASE F: Para aplicaciones industriales en cualquier tipo de recipiente. 
 
 
El gas L.P. consiste principalmente de butano o propano, o bien, una mezcla de 
estos la cual se da en la siguiente proporción: 
 
 
PROPANO............... 39% 
BUTANO.................. 61% 
 
 27
Neevia docConverter 5.1
Fig. 9 En esta figura podemos observar un depósito 
contenedor de gas L.P. del tipo móvil. 
 
 
Nota: Aunque existe además de estos dos tipos de gases combustibles un tercer tipo 
conocido como gas manufacturado o gas de hulla, no lo estudiaremos debido a que su 
utilización en las casas habitación no es común, por lo que no encontraremos en el 
mercado calentadores de agua que funcionen a base de este combustible. 
 
 
 
3.4.3 Combustibles orgánicos, madera. 
 
 
 
Aunque la madera como combustible en los calentadores de agua a perdido auge 
considerablemente durante mucho tiempo fue el principal combustible utilizado para el 
calentamiento de agua de uso domestico. Actualmente en algunos lugares de la 
república 
aún se utiliza como tal. Aunque en el presente trabajo no se hará el comparativo 
considerando los calentadores de leña se hizo una investigación informativa acerca de 
la madera. 
 
 
 
Casi tan antiguo como la existencia del hombre, es la utilización del fuego como 
medio de calefacción. El control sobre él dispuso a voluntad, de un medio practico para 
resguardarse de los crudos inviernos. Históricamente la leña ha sido el método más 
tradicional de calefacción, aunque su utilización a cielo abierto siempre resto eficacia a 
su poder calorífico. El nacimiento de los hogares cerrados, primero en piedra y luego en 
fundición comenzaron a aprovechar la verdadera potencia de la leña. 
Enumerar las ventajas de la leña es mezclar sentimientos con elementos físicos. Así 
podríamos decir que: 
 
 28
Neevia docConverter 5.1
.- Es un elemento combustible sin poder de explosión. 
 Alto poder calórico de algunas especies. 
 Elemento biodegradable aún después de una combustión. 
 Imagen afectiva ligada al ambiente hogareño. 
 Alto poder de fascinación visual. 
 Precio razonablemente económico. 
 Afecta a varios aspectos sensitivos (olor, vista, tacto, oído). 
specto importante a tener en cuenta a la hora de tratar leña es su humedad. La leñapara
s, preferentemente almacenándolos a 
cubi
ara esas condiciones y transcurridos esos meses la humedad inicial que podría ser 
de u
 Leña con alto grado de humedad reduce su poder calorífico. 
 Dificulta el encendido. 
 Su combustión produce condensación y alquitrán en los conductos de humo. 
Tiempo de 
% de 
humedad 
% de 
humedad 
 
.-
 
.-
 
.-
 
.-
 
.-
 
.-
 
A
 poder ofrecernos las más altas cotas de poder calorífico ha de estar liberada en su 
mayor parte de ella. Para ello es importante respetar los tiempos de secado 
condicionados por el método de almacenamiento. 
Se recomienda un tiempo mínimo de 18 mese
erto preparados en cuarteados mejor que no en leños. 
 
P
n 75% pasaría a ser del 15% (ver tabla ) humedad suficientemente baja como para 
evitar los problemas de quemar leña sin secado previo: 
 
.-
 
.-
 
.-
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
secado al aire libre a cubierto. 
Inicial 75 73 
9 meses 33 23 
18 meses 18 15 
Tabla 2.- porcentaje d en la madera de acuerdo al tiempo de secado. de humeda
 
 
 
 29
Neevia docConverter 5.1
Supongamos el caso de tener 750 kilogramos de leña recién talada. Con un 50% de 
hum
 de humedad y su almacenamiento 
tamb
ADERA: La madera es por excelencia el combustible sólido, que puede estar en 
su f
 de 4.539 
kcal
 - CARBONO 40% 
a madera está constituida por dos partes principales: 
LBURA Es la parte exterior blanda de color claro. 
: al dura de color oscuro. 
a madera arde fácilmente en presencia del aire, dejando cenizas en una porción 
med
edad su poder calorífico equivaldría a 3 Kw/Kg. Empleando 375 Kg de peso para 
secar al 100 por cien. Mientras que a los 18 meses su humedad se ha reducido a un 15 
por ciento siendo su potencia calorífica de 4.6 Kw/Kg, en el primer supuesto hemos 
empleado 1/3 de la potencia solo para secar la leña. 
A parte de las consideraciones sobre los grados
ién deberíamos tener en cuenta el tipo de madera del que se compone la leña. 
 
M
orma natural o bajo la forma de fósil recibiendo el nombre de carbón. La madera 
recién cortada tiene 45% de humedad y hay que secarla para poderla utilizar. 
La madera tiene una densidad entre 500/700 kg./ m3 y un P.C.I. medio
. /kg (madera seca) y 3.440 kcal./kg. Cuando esta verde. Es relativamente pobre en 
carbono y rica en oxigeno y materias volátiles, siendo su composición media la 
siguiente: 
 
 - HIDROGENO 4% 
 - OXIGENO Y NITROGENO 32% 
 - AGUA 20% 
 - CENIZAS 4% 
 
L
 
A
DURAMEN También llamado corazón es la parte centr
 
L
ia del 2%, en la que abundan las sales potásicas. En ausencia del aire se 
descompone por la acción del calor experimentando una destilación seca que da 
productos gaseosos de un gran poder calorífico. Los principales usos de la leña son para 
fabricar carbón vegetal y como leña. 
 
 30
Neevia docConverter 5.1
CAPITULO 4. CRITERIOS DE FUNCIONALIDAD PARA LOS 
CALENTADORES DE AGUA. 
 
 
4.1 Eficiencia térmica. 
 
 
4.1.1 ¿Que es la eficiencia térmica? 
 
Como anteriormente dijimos un calentador de agua es un dispositivo que nos sirve 
para elevar la temperatura del agua contenida dentro de un depósito, esta elevación de 
temperatura se lleva a cabo mediante el intercambio de calor producido por un 
quemador y un tanque o depósito. A la relación existente entre el calor entre el calor 
absorbido por el agua y el calor liberado por el combustible, se le conoce como 
eficiencia térmica del calentador, el resultado de la relación expresada anteriormente se 
expresa en por ciento. 
 
 
4.1.2 ¿Cómo se calcula la eficiencia térmica en un calentador de agua? 
 
 
 La eficiencia térmica que tiene un calentador de agua es un factor 
importantísimo en cuanto a la selección de un calentador de agua, por esto es que los 
fabricantes de calentadores buscan ofrecer siempre el mayor valor en cuanto a eficiencia 
térmica ofrecida por un calentador de agua. 
 Es por esto que las más importantes empresas de calentadores a nivel nacional 
cuentan con laboratorios de prueba certificados, y es allí donde los calentadores son 
sometidos a rigurosas pruebas, esto con la finalidad de ofrecer a los consumidores un 
producto que cumpla totalmente con las especificaciones ofrecidas por el fabricante. 
 A continuación haremos una explicación del cómo es que se llevan a cabo este 
tipo de pruebas a los calentadores, la prueba sufrirá unas ligeras variaciones 
dependiendo del tipo de calentador del que se trate (de paso, tipo depósito o 
instantáneo). 
 
 
 
 
 
Eficiencia térmica. 
(%) 
 
Año. 
Doméstico. Comercial. 
2000 72,0 77,0 
2002 74,0 79,0 
 
 
TABLA 3.- Eficiencia mínima para calentadores domésticos y comerciales (calderas), con base al poder calorífico 
inferior. 
 
 
 
 31
Neevia docConverter 5.1
 Métodos de prueba. 
 
Fundamento del método. 
 
El método directo de prueba para verificar la eficiencia térmica de los 
calentadores consiste fundamentalmente en calcular la fracción de la energía liberada 
por el combustible que es aprovechada por el agua para elevar su temperatura. 
La carga térmica de los calentadores de almacenamiento domésticos y 
comerciales corresponde al calor necesario para elevar la temperatura del agua 
contenida en el depósito de almacenamiento hasta el punto de corte de combustible, y 
para los calentadores de rápida recuperación e instantáneos de tipo doméstico y 
comercial, es la cantidad de calor necesaria para elevar como mínimo 25 grados 
centígrados la temperatura del agua suministrada el equipo durante su paso por éste. 
 
CALENTADORES DOMESTICOS Y COMERCIALES DE ALMACENAMIENTO. 
 
 El procedimiento para la medición de eficiencia térmica para calentadores tipo 
almacenamiento debe cubrir las siguientes etapas: 
 
Etapa de preparación. 
 
 -Instalar el calentador de acuerdo a la siguiente figura. 
 
 
 
 
 
 -Conectar el calentador a la línea de alimentación del agua fría y hacerle circular 
agua, para verificar que no existan agua en las conexiones realizadas durante la 
instalación. 
 
 
 
 
 
 32
Neevia docConverter 5.1
-Conectar el calentador a la línea de alimentación de gas combustible, y verificar que no 
existan fugas de gas. 
 
 -Encender el piloto del calentador, y ajustar a la presión que se indica en la 
siguiente tabla de acuerdo al tipo de gas con el que se vaya a probar. Ya que se ajusto la 
presión apagar el piloto. 
 
 
Tabla 4.- Presión del gas combustible. 
Gas de prueba Presión del gas* (kPa) 
Natural 1,7 
L.P 2,7 
*Presión manométrica. 
 
 
 
Etapa de precalentamiento. 
 
 -Estabilizar la temperatura del agua fría dentro del calentador, aceptando una 
variación de 1ºC, como máximo, ya que se estabilizó se deja de hacer circular el agua, y 
se nivela el agua del calentador. 
 
 -Encender el piloto. 
 
 -Encender el quemador, en este momento se comienza a registrar el tiempo, y se 
debe de colocar la perilla de control de temperatura en el punto máximo. 
 
 -Dejar que el agua se caliente, hasta que la válvula termostática cierre el flujo de 
gas hacia el quemador, en este momento se detiene el cronómetro. 
 
 -Colocar la perilla en la posición de apagado. 
 
 
Etapa de prueba. 
 
 
 -Se hará circular agua, hasta que se registre una variación no mayor a 2 ºC, entre 
la temperatura del agua que entre y de la que sale. 
 
 -Nivelar el agua del calentador, hasta su capacidad volumétrica máxima. 
 
 -Encender el piloto. 
 
 -Registrar las temperaturas de inicio del agua, la lectura inicial del medidor de 
gas, la lectura del termómetro que está en la línea de gas, y la lectura del barómetro. 
 
 
 
-Encender el o los quemadores, en este momento se comienza a registrar el 
tiempo, y se debe colocar la perilla de control de temperatura en el punto máximo. 
 33
Neevia docConverter 5.1
 
-Dejar que el agua se caliente, hasta que la válvula termostática cierre el flujo de 
gas hacia el quemador en este momento se detiene el cronómetro. 
 
-Colocar las perillas de la válvula termostática en la posición de apagado. 
 
-Registrar la temperatura