Los litros los deciden las presiones, no la instalación

El vaso de expansión es el componente peor entendido de la sala de calderas: se compra «por litros», como si la talla dependiera solo de cuánta agua contiene la instalación. Pero el agua que se dilata es solo media historia. La otra media es la ventana de presión en la que trabaja el vaso: entre la precarga del nitrógeno y el tarado de la válvula de seguridad. Dos instalaciones idénticas, con la misma agua y la misma temperatura, pueden pedir un vaso de 12 litros o de 48: cuatro veces más, solo por bar y medio más de precarga. Esta calculadora pone los cuatro números en su sitio — contenido, expansión, precarga, válvula — y devuelve el vaso mínimo junto a la métrica que lo explica todo: el factor de aceptación η.

La fórmula: la expansión y la ventana que la recibe

El modelo es el del vaso cerrado de membrana. El agua calentada crece ΔV = V·e/100 litros: la parte «física» del cálculo, con el coeficiente e convirtiendo temperatura y fluido en número — del 2% escaso del suelo radiante al 6% y más de los circuitos con glicol. Ese volumen debe entrar en el vaso sin que la presión toque la válvula: la fracción de vaso realmente disponible es η = (pf − p0)/(pf + 1), el factor de aceptación — adimensional, igual en cualquier moneda y unidad. El vaso mínimo es ΔV/η: la expansión amplificada por el inverso de la ventana. Cuando η es pequeño, cada litro de membrana acepta poquísima agua — y la talla explota.

La escala de la expansión: del suelo radiante al glicol

Instalación de 200 litros, precarga 1,0 bar, válvula a 3,0; solo cambia el coeficiente e:

La columna que no se mueve es el factor de aceptación: 50,0% en cada fila — la expansión no toca las presiones. El vaso simplemente duplica el agua dilatada (η = 0,5), y la escala cuenta la física de los regímenes: el suelo radiante vive con vasos pequeños, el glicol cuadruplica la demanda del suelo — por eso el solar térmico y las bombas de calor con glicol merecen la cuenta hecha, no el vaso «que había en la furgoneta».

Un ejemplo numérico completo

Instalación tipo: 200 litros de contenido — el chalet de radiadores con caldera mural — expansión al 3% (impulsión a 75-80 °C), precarga de fábrica a 1,0 bar, válvula a 3,0. El agua dilatada es 200 × 3% = 6 litros; la ventana de presión vale η = (3 − 1)/(3 + 1) = 0,5; el vaso mínimo es 6 / 0,5 = 12,0 litros — el 6% de la instalación. De catálogo se sube al escalón comercial superior: un 12 nominal si la cuenta es precisa, un 18 si el contenido es estimado. La regla es una: se redondea hacia arriba, nunca hacia abajo — el litro de membrana de más cuesta poco, el de menos gotea por la válvula.

Cómo leer el factor de aceptación

Las cuatro franjas cuentan cuatro acuerdos de presión. Sobre el 45% las presiones están bien acordadas: más de media ventana trabaja, el vaso queda pequeño. Entre 35 y 45% el acuerdo aún es ordenado, pero la talla crece más deprisa que la instalación. Entre 25 y 35% la ventana se estrecha: estás comprando vaso para compensar presiones estrechas. Bajo el 25% las presiones están mal acordadas: el vaso explota de talla, y el problema no se resuelve en el catálogo — se resuelve con el manómetro. Ninguna franja está «prohibida»: η dice si estás pagando litros por culpa de las presiones.

La precarga: el número que nadie revisa

La precarga p0 es la presión del nitrógeno en la membrana, con el vaso aislado de la instalación. La buena práctica la quiere alineada con la presión estática — una décima de bar por metro de desnivel hasta el punto más alto — porque una precarga mayor de lo necesario roba ventana sin dar nada a cambio. Y es el número que nadie revisa: el nitrógeno migra a través de la membrana, un vaso pierde 0,1-0,2 bar al año, y tras unas temporadas el vaso «correcto» trabaja como uno equivocado. La verificación anual con el vaso aislado vale más que cualquier litro comprado: se hace con un manómetro de neumáticos.

La válvula: la orilla alta de la ventana

El tarado pf es la otra orilla: cuanto más alta la válvula, más ventana hay — a igual precarga, pasar de 2,5 a 4,0 bar lleva η del 42,9 al 60%. Pero la válvula no se elige para cuadrar la cuenta del vaso: se elige para proteger el componente más débil de la instalación — la caldera, el intercambiador, el acumulador — y su tarado es un dato de placa, no una variable de conveniencia. La calculadora la trata como lo que es: un vínculo. Cuando η queda bajo con la válvula correcta, la palanca legítima es la precarga; cuando también esa está en el mínimo estático, los litros son el precio honesto de la física.

Perspectiva internacional: vaso cerrado, expansion tank y la misma membrana

El componente es universal, las costumbres no. Europa dimensiona el vaso cerrado de membrana en bar y litros sobre la calefacción y lo recalcula para solar y glicol; Norteamérica vive el expansion tank en PSI (1 bar = 14,5 PSI) y lo monta de serie también en el agua sanitaria, donde el calentador cerrado impone el «thermal expansion tank» tras la válvula antirretorno. En todas partes la física es esta: un volumen que crece y una ventana de presión que lo recibe. Y el factor η compara instalaciones de mercados distintos en la misma escala, porque un cociente entre presiones no tiene unidades.

Límites del modelo y buen uso

Este es el predimensionado del vaso cerrado de membrana: fotografía expansión y ventana de presión, pero no cubre los vasos abiertos, los sistemas de vapor, ni la estimación fina del contenido de agua — que en instalaciones grandes se mide o se calcula tubo a tubo. La precarga debe luego ajustarse a la estática real del edificio, y el tarado de la válvula sigue siendo un dato de protección. El contexto térmico se prepara al lado: la calculadora de carga térmica dice cuánta potencia debe mover la instalación, y la calculadora del calentador de agua dimensiona el sanitario donde el expansion tank americano ya es de serie — porque el vaso se elige una vez, pero trabaja en cada encendido.

Dentro de la ventana: las dos orillas que deciden los litros

Las seis secciones siguientes llevan el modelo al banco de pruebas sobre las dos presiones que delimitan la ventana. La primera es la precarga: la orilla baja, sobre la que se puede actuar — y la que nadie revisa. La segunda es la válvula: la orilla alta, que es un dato de protección y no una palanca. Las dos tablas usan la misma instalación del ejemplo — 200 litros al 3% — y mueven una presión a la vez: la forma más limpia de ver cuánto cuesta, en litros, cada cuarto de bar.

La escala de la precarga: la orilla que roba ventana

200 litros al 3%, válvula fija a 3,0 bar; solo crece la precarga p0:

La progresión no es lineal: es una hipérbola. Los primeros escalones cuestan litros sueltos, luego la curva se dispara — y la última fila cuenta el caso patológico: de 2,0 a 2,5 bar el factor de aceptación se divide por dos y el vaso se duplica, de 24 a 48 litros, un cuarto de la instalación dentro de una membrana. Medio bar: ninguna otra perilla del modelo compra o quema litros a esta velocidad.

Leer la hipérbola: por qué el último bar cuesta más que el primero

El numerador de la ventana es pf − p0: cuando la precarga sube hacia la válvula, cada cuarto de bar quita la misma cantidad absoluta de ventana, pero una fracción cada vez mayor de la que queda. Es la misma matemática del depósito que se vacía — y la lección operativa es doble. Primera: la precarga correcta es la estática, no «un poco más por seguridad» — cada décima de bar regalada al nitrógeno se paga en litros de membrana. Segunda: cuando un presupuesto propone un vaso enorme, la pregunta correcta no es «¿por qué tan grande?» sino «¿a cuánto habéis medido la precarga?» — el vaso gigante suele ser el síntoma de una ventana estrangulada.

La escala de la válvula: la orilla que no se elige

Mismos 200 litros al 3%, precarga fija a 1,0 bar; solo crece el tarado pf:

La válvula alta regala aceptación — de 2,0 a 5,0 bar el vaso se reduce a la mitad — pero la tabla se lee al revés: no se elige la válvula para el vaso; se lee la válvula que tiene la instalación, y se dimensiona en consecuencia. La fila correcta es la escrita en la placa de la caldera. El valor real de la tabla es diagnóstico: muestra cuánto la instalación pequeña con válvula baja está estructuralmente hambrienta de litros — y por qué el mismo contenido de agua, cambiando el generador, puede pedir otro vaso.

El mantenimiento: el vaso correcto sigue correcto solo si se revisa

El dimensionado es la mitad del trabajo; la otra mitad es mantener verdaderas, con los años, las dos presiones sobre las que se apoya la cuenta. La rutina vale diez minutos al año: aislar el vaso, vaciar el lado del agua, medir la precarga con un manómetro de neumáticos, recargar con aire o nitrógeno al valor de proyecto. Los síntomas que piden revisión inmediata: la válvula que gotea con la instalación caliente, el manómetro que oscila amplio entre frío y caliente, las reposiciones frecuentes. Casi siempre el culpable no es el vaso «pequeño»: es la membrana desinflada que ha movido la ventana — un defecto de manómetro, no de catálogo.

Antes de comprar: la lista de las cuatro magnitudes

Un dimensionado legible declara las cuatro variables del modelo. Para poner por escrito: el contenido de agua con el criterio usado para estimarlo (medida, cálculo, placa); el coeficiente de expansión con la temperatura máxima y el glicol; la precarga con la estática del edificio al lado; el tarado de la válvula leído de la placa del generador. Luego dos preguntas que valen más que cualquier descuento: a qué valor se verificó la precarga en el montaje, y quién la revisará dentro de un año. Quien responde con números vende una instalación estable; quien responde con «es el vaso que montamos siempre» vende una válvula que gotea.

Preguntas frecuentes

¿Qué vaso de expansión necesita mi instalación?

Con la fórmula Vv = (V·e/100)/η: el agua dilatada dividida por el factor de aceptación η = (pf−p0)/(pf+1). Una instalación de 200 litros al 3% de expansión, con precarga 1,0 y válvula a 3,0 bar, pide 12 litros mínimos — luego se sube al escalón comercial superior, nunca al inferior.

¿Qué es el factor de aceptación?

Es la fracción de vaso realmente disponible: η = (pf−p0)/(pf+1). Sobre el 45% las presiones están bien acordadas; entre 25 y 35% la ventana se estrecha; bajo el 25% el vaso explota de talla por culpa de las presiones, no de la instalación. Es adimensional: vale en bar y en PSI.

¿Por qué medio bar de precarga cambia tanto la talla?

Porque la precarga roba ventana: con válvula a 3,0 bar, pasar de 2,0 a 2,5 de precarga divide η por dos (del 25 al 12,5%) y duplica el vaso de 24 a 48 litros. Es el amplificador del modelo: los litros salen caros cuando la ventana es estrecha.

¿Cómo elijo el coeficiente de expansión?

Por la temperatura máxima de impulsión y el fluido: 1,5-2% para suelo a baja temperatura, 2,5-3,5% para radiadores a 70-80 °C, 4-5% para alta temperatura y solar, 5-8% con glicol — que se dilata más que el agua. El glicol al 30% pide unas cuatro veces el vaso del suelo radiante.

¿A cuánto se regula la precarga?

A la presión estática de la instalación: unos 0,1 bar por metro de desnivel entre el vaso y el punto más alto. Más alta de lo necesario roba ventana y engorda el vaso; más baja, la membrana trabaja en vacío. Y debe verificarse cada año con el vaso aislado, con manómetro: el nitrógeno migra y se pierden 0,1-0,2 bar por temporada.

¿Se puede subir la válvula de seguridad para reducir el vaso?

No: el tarado protege el componente más débil — caldera, intercambiador, acumulador — y es un dato de placa. Si η queda bajo con la válvula correcta, la palanca legítima es la precarga; si también esa está en el mínimo estático, los litros de más son el precio honesto de la física.

¿Qué pasa si el vaso es demasiado pequeño?

La presión sube en cada calentada hasta hacer gotear la válvula de seguridad: agua perdida, reposición continua, oxígeno fresco y corrosión. La válvula que gotea con la instalación caliente es el síntoma clásico — y antes de cambiar el vaso conviene revisar la precarga: a menudo es solo una membrana desinflada.

¿Y si el vaso es demasiado grande?

Ningún drama técnico: el vaso trabaja poco exigido y la presión queda estable. Se paga solo en dinero y espacio. La regla del oficio se mantiene: escalón comercial por encima del mínimo calculado — el error caro es por defecto, no por exceso.

¿Vale la calculadora para el expansion tank americano en PSI?

Sí: η es un cociente entre presiones y no tiene unidades. Basta convertir (1 bar = 14,5 PSI): precarga de 15 PSI y válvula de 45 PSI equivalen a 1,0 y 3,1 bar aproximadamente. La física de la membrana es idéntica; solo cambia la placa.

¿Vale también para el vaso sanitario del calentador?

Sí, con sus números: el thermal expansion tank se dimensiona sobre el contenido del calentador, con precarga igual a la presión de red y la válvula del acumulador. La ventana suele ser más estrecha que en calefacción: por eso los vasos sanitarios parecen grandes para los litros que sirven.

¿Vale para solar térmica y bombas de calor con glicol?

Como predimensionado sí: el glicol sube e y la cuenta lo muestra. Pero la solar añade un requisito propio — el vaso debe recibir también el contenido de los colectores en estancamiento — que este modelo no cubre: ahí hace falta el cálculo dedicado del proyectista.

¿Qué NO cubre el cálculo?

Los vasos abiertos y los sistemas de vapor, el estancamiento solar, la estimación fina del contenido de agua en grandes instalaciones y la elección del tarado de la válvula, que es un dato de protección. Es el predimensionado del vaso cerrado de membrana: la confirmación final corresponde al proyectista sobre la instalación real.

Actualizado a julio de 2026