Mantenimiento y rendimiento estacional de instalaciones solares térmicas

Rendimiento estacional en España

España dispone de uno de los recursos solares más elevados de Europa, lo que hace que los sistemas solares térmicos ofrezcan un rendimiento notable durante la mayor parte del año. La distribución estacional de la producción solar, sin embargo, no es uniforme: la irradiación horizontal en julio puede ser tres o cuatro veces superior a la del mes de diciembre en la meseta castellana, lo que se traduce en variaciones significativas de la cobertura solar mensual.

En términos anuales, una instalación solar térmica bien dimensionada y orientada puede cubrir entre el 60 % y el 70 % de la demanda de ACS de una vivienda unifamiliar en la mayor parte de las provincias españolas. Esta cifra puede alcanzar valores superiores en el sur peninsular y Canarias, y ser algo inferior en zonas del norte con mayor nubosidad, como el cantábrico.

El estancamiento estival

Durante los meses de verano, especialmente en julio y agosto en el sur de España, existe el riesgo de que el captador alcance temperaturas muy elevadas cuando el depósito ya está completamente caliente y no hay demanda de ACS. Esta situación se denomina estancamiento o stagnation, y puede provocar la vaporización del fluido caloportador en el interior del captador.

Los sistemas de circulación forzada correctamente dimensionados incorporan mecanismos para gestionar esta situación: válvulas de expansión de dimensionado suficiente, recipientes de expansión con capacidad para albergar el fluido vaporizado, y en algunos casos pantallas de sombra o ciclos nocturnos de disipación de calor. En instalaciones con tubos de vacío, el riesgo de estancamiento es mayor por las temperaturas más elevadas que estos captadores pueden alcanzar.

Tareas de mantenimiento anuales

El RITE establece una frecuencia mínima de mantenimiento según la potencia de la instalación. Para instalaciones domésticas de potencia baja (típicamente hasta 70 kW), la revisión anual por parte de una empresa mantenedora autorizada es la frecuencia habitual. Las tareas que se realizan en cada revisión anual incluyen:

Inspección del circuito primario

• Comprobación de la presión del circuito hidráulico: en sistemas de circulación forzada, la presión en reposo suele estar entre 1,5 y 3 bar, dependiendo del diseño. Una caída de presión significativa entre revisiones indica una pérdida en el circuito.
• Verificación de la ausencia de fugas en uniones, colectores y accesorios.
• Inspección del recipiente de expansión: comprobar la presión del gas nitrógeno y el estado de la membrana.
• Revisión de las válvulas de seguridad y alivio: comprobar que no presentan fugas ni bloqueos.

Estado del fluido caloportador

• Medición del pH del fluido con tiras reactivas o refractómetro: un pH inferior a 6 indica degradación del glicol y posible acidificación del circuito. En este caso, se recomienda sustituir el fluido.
• Medición de la concentración de propilenglicol mediante refractómetro para confirmar la protección anticongelante.
• Inspección visual del color del fluido: un fluido oscuro o con partículas en suspensión indica contaminación o degradación avanzada.

Inspección de los captadores

• Revisión visual del vidrio del captador: comprobar que no hay roturas, condensación persistente en el interior o deformaciones en el marco.
• Verificación de la fijación a la estructura soporte: revisar tornillería y abrazaderas, especialmente en zonas con viento fuerte.
• Limpieza de la superficie de vidrio si hay acumulación de polvo, algas o excrementos de aves. En la mayor parte de España, las lluvias limpian el captador suficientemente, aunque en zonas con escasa precipitación o con árboles cercanos puede ser necesaria una limpieza manual con agua y un paño suave.

Sistema de circulación y regulación

• Verificación del funcionamiento de la bomba de circulación: comprobar que arranca correctamente cuando la diferencia de temperatura entre captador y depósito supera el umbral programado.
• Comprobación del regulador diferencial: verificar las sondas de temperatura en captador y depósito y los parámetros de activación.
• Inspección del aislamiento de las tuberías del circuito primario, especialmente en los tramos exteriores expuestos a la radiación UV, que tiende a degradar los recubrimientos con el paso de los años.

Tareas de mantenimiento bienales

Además de las revisiones anuales, cada dos años aproximadamente conviene realizar una serie de acciones de mayor alcance:

• Sustitución del fluido caloportador si las mediciones de pH y concentración indican degradación, aunque no hayan transcurrido dos años desde la última sustitución. La vida útil del propilenglicol en circuitos solares térmicos puede verse reducida por ciclos repetidos de calentamiento a alta temperatura, especialmente en instalaciones que hayan experimentado episodios de estancamiento.
• Revisión del intercambiador de calor: en zonas con agua de alta dureza, puede acumularse sarro en la superficie de intercambio, reduciendo la transferencia de calor. En instalaciones con serpentín interno, esta revisión suele realizarse indirectamente a través de la diferencia de temperatura entre entrada y salida del intercambiador.
• Verificación del ánodo de sacrificio del depósito acumulador, si el fabricante lo ha instalado. El ánodo protege el depósito de la corrosión y debe reemplazarse cuando se ha consumido más del 50 % de su masa.

Problemas frecuentes y sus causas

Ausencia de agua caliente en días soleados

Cuando la instalación no produce agua caliente a pesar de haber irradiación solar suficiente, las causas más comunes son: una bolsa de aire en el circuito primario que impide la circulación del fluido, la bomba de circulación parada por fallo eléctrico o mecánico, un fallo del regulador diferencial o de las sondas de temperatura, o la pérdida de carga del circuito debida a una fuga.

Ruidos en el circuito hidráulico

Los ruidos de tipo «borboteo» en la tubería o en el depósito suelen indicar la presencia de aire en el circuito. Los ruidos de vibración de la bomba pueden deberse a cavitación, que ocurre cuando la presión en la aspiración de la bomba es insuficiente. En ambos casos, la purga del circuito o el ajuste de la presión de trabajo suelen resolver el problema.

Degradación prematura del fluido

Los episodios frecuentes de estancamiento degradan el propilenglicol más rápido de lo habitual, ya que las altas temperaturas y la vaporización repetida descomponen el glicol. En instalaciones propensas al estancamiento, la frecuencia de análisis del fluido debe aumentarse.

Captador con condensación interior persistente

Una pequeña cantidad de condensación en el interior del vidrio es normal en determinadas condiciones meteorológicas. Si la condensación es persistente o muy abundante, puede indicar que el vidrio tiene alguna fisura o que el sellado del captador se ha deteriorado, con la consiguiente entrada de humedad. Un captador con humedad interior elevada pierde rendimiento y puede presentar corrosión en la placa absorbente.

Cuándo consultar a un técnico autorizado

Aunque el usuario puede realizar inspecciones visuales básicas —comprobar la presión del manómetro, verificar que la bomba funciona en días soleados, observar si hay fugas visibles—, ciertas situaciones requieren la intervención de una empresa mantenedora autorizada conforme al RITE:

• Caída de presión en el circuito primario entre revisiones.
• Resultado anómalo en la medición del fluido caloportador.
• Fallo o comportamiento irregular del regulador diferencial.
• Daños visibles en el captador (rotura del vidrio, deformaciones).
• Rendimiento claramente inferior al esperado para las condiciones de irradiación del día.