Cómo diseñar agujas hidráulicas
Las agujas hidráulicas son colectores o pequeños depósitos de inercia que se emplean en las instalaciones de calefacción o climatización por agua para separar o independizar los circuitos hidráulicos de los generadores de los circuitos secundarios o de distribución.
En una entrada anterior, titulada Cómo calcular colectores en instalaciones de calefacción o climatización tratamos el tema de la división de caudales en circuitos secundario. La información de hoy nos servirá para completar el diseño, tal y como te muestro en la figura siguiente.

En el esquema se muestran dos generadores en paralelo (calderas, enfriadoras o bombas de calor), cada uno con bomba incorporada, que trabajan contra una aguja hidráulica. La aguja hidráulica debe contar en su parte superior un purgador de aire, y en su parte inferior un vaciado para permitir la eliminación de fangos. Desde la aguja se alimentan dos colectores, uno de ida y otro de retorno. Con esta solución desligamos los circuitos hidráulicos primarios de los circuitos secundarios o de distribución, sin incurrir en la pérdida de eficiencia que supondría la incorporación de calor.
Cuándo emplear una aguja hidráulica
Las agujas hidráulicas son aconsejables en los siguientes casos:
- Si el caudal de los circuitos secundarios en alguno de los regímenes de funcionamiento es muy diferente del caudal mínimo del generador. Tal es el caso de instalaciones zonificadas, como calefacciones centralizadas con válvulas de dos vías en el control de las aportaciones a cada zona. También nos ocurrirá esto si la diferencia de temperatura entre ida y retorno (salto térmico) es distinta para el generador y las unidades terminales.
- Cuando la pérdida de presión del circuito es excesiva para la bomba circuladora integrada en el equipo generador; puede ser el caso de bombas de calor o calderas actúan contra circuitos muy largos o con mucha pérdida de presión, como intercambiadores de calor de gran superficie.
- En el caso de que el volumen de agua en la instalación sea muy pequeño. Para evitar ciclos de trabajo muy cortos de los generadores, debemos contar con un volumen mínimo de agua en el circuito, que depende de la tecnología y del diseño interno de los generadores. En cualquier caso, debemos intentar tener al menos unos 5 litros de agua por kW de potencia útil, y estar a lo que nos diga el fabricante de las calderas, enfriadoras o bombas de calor en este sentido.
Cuando no emplear una aguja hidráulica
Cuando tenemos instalaciones centralizadas de calefacción a baja temperatura y producción de ACS, la temperatura de producción de ACS es sensiblemente más elevada que la de calefacción. Esto obliga a trabajar con mayores consignas para la producción de ACS, y provocará que, al mezclar el agua de retorno del ACS con el retorno de la calefacción, elevemos la temperatura de retorno del conjunto, perjudicando el rendimiento de las calderas de condensación.
Ocurre que es posible que la aguja hidráulica si esté indicada por alguno de los motivos señalados en el punto anterior. Mi consejo es que, si el consumo previsto para la producción de ACS es significativo, se independice hidráulicamente la producción de ACS de la de calefacción.
Así suelo hacerlo yo, siempre que es posible. Te pongo un ejemplo, un complejo deportivo público, con calefacción mediante baterías de agua en climatizadoras, y producción de ACS como servicio crítico. Se independizó hidráulicamente cada uno de los servicios, con consignas de temperatura distintas, 50ºC para calefacción y calentamiento de piscinas y 75ºC para producción de ACS. Para garantizar el servicio, los colectores de calefacción y ACS se conectaron, permaneciendo las conexiones normalmente cerradas. Así, en caso de avería o mantenimiento, podía atenderse la producción de ACS con la caldera de calefacción, modificando la consigna de temperatura y abriendo las conexiones.
Tampoco será adecuada la aguja hidráulica en edificios muy altos, cuando los generadores se ubiquen en la zona más baja de la instalación. En este caso es posible que al sumar el peso de la columna de agua a la presión de llenado mínima en el punto más alto, el generador supere la presión máxima de servicio. En este supuesto lo indicado será emplear intercambiadores de calor, que permitan trabajar con presiones de llenado distintas.
Diseño de la aguja hidráulica
Las agujas hidráulicas las solemos encontrar en dos formatos, con las salidas enfrentadas o con las salidas al tresbolillo. Personalmente creo que no hay gran diferencia en el resultado, salvo casos muy particulares. Si tienes alguna experiencia que quieras compartir al respecto, puedes contárnoslo dejando comentario.
El diámetro mínimo del cuerpo de la aguja hidráulica podemos obtenerlo de la siguiente expresión:

Siendo:
D: Diámetro del cuerpo de la aguja hidráulica (mm)
Q: Caudal del circuito primario de los generadores (m3/h)
La fórmula sólo tiene en cuenta el caudal que circula por el primario de los generadores. Para determinar el diámetro de las conexiones laterales deberemos atender a los criterios típicos en cálculo de tuberías. La expresión indicada, obtenido de la documentación técnica del fabricante Baxi, equivale a dimensionar la sección transversal de la aguja considerando una velocidad de 0,1 m/s para un caudal igual al de los generadores.
Buen post. Esto me ha recordado a la Regla de las 3D que se aplicaba hace años. Caleffi la recoge en uno de sus Cuadernos de Hidráulica, página 29: https://edoc.pub/calculos-vaso-de-expansion-y-separador-aguja-hidraulico-pdf-free.html
Gracias Iván, cómo siempre un comentario muy oportuno.
Seguimos!
Tengo una instalación con Caldera de gas para ACS y radiadores en concreto la cointra 20E y para los radiadores me cuesta que se calientes los últimos la instalación es monitubo con tres anillas y con sus grifos en el colector he intentado cerra los que más calientan y abrir a tope los que menos.
Piso 90m y radiadores totales 15 y uno está en un piso superior y cuesta calentar los del comedor también.
Mi pregunta es:
Haría bien en poner una aguja? Y de ser así, que calibre?
Hola, la aguja hidráulica sería la solución si el problema fuese la falta de caudal. Es un problema típico en los últimos radiadores de sistemas monotubo, y no tiene fácil solución. Tres anillos para 15 radiadores parece excesivo, es posible que el agua llegue demasiado fría a los últimos de algún anillo.
En cuanto a la dimensión de la aguja, podemos estimar el caudal de la caldera a partir de su potencia, de forma muy aproximada. Como es una caldera de 20 Termias/h, para un salto térmico de 15ºC el caudal sería:
Q = P(kcal/h) / DT = 0,86 * P (kW) / DT = 20.000 kcal/h / 15ºC = 133 l/h = 0,133 m3/h
Con la bomba en la curva máxima dará algo más, porque como la aguja está cerca de la caldera la pérdida de carga será pequeña. Vamos a suponer que la bomba de la caldera nos da 0,25 m3/h.
Con esto aplicamos la fórmula que aparece en la entrada, y el diámetro nos da 30mm. Si lo haces en cobre, puedes ir a 33/35 o mejor a 40/42, en acero 1″1/2.
Que haya suerte.
Un cordial saludo.
Buenas tardes Bruno
Tengo una instalación de 6 calderas en cascada modelo Wolf rendamax r40 evo 140.para calefacción y acs comunitario y las casas sin válvulas.la sala esta en la azotea.
De las 6 solo puedo poner 3 porque sino retumba toda la sala. Todas ellas se conectan a un colector de 5” y de ahí a una aguja la cual las tuberías son a 4”
Tiene una bomba de retorno fuera pegada al filtro la cual tengo que tener apagada sino retumba todo.
Yo creo que la aguja está mal dimensionada.
Tú sabrías decirme más o menos de cuánto debería de ser de grande.?
Hola Alberto,
De acuerdo con la documentación técnica de RENDAMAX, para la R40 REVO 140 tenemos un caudal de primario (DT = 20ºC) de 5,6 m3/h. Esto supone para 6 calderas una caudal de 33,6 m3/h.
D = (352 * Q / 0,1)^0,5 = (352 * 33,6 / 0,1)^2 = 343 mm, que ya es practicamente un depósito de inercia.
Fíjate que en su documentación técnica RENDEMAX no prescripe agujas hidráulicas para más de 462 kW y tu tienes 840. Si las calderas están espalda con espalda 3 a tres, una posible solución sería poner una aguja para cada tres.
Te dejo la documentación técnica de Rendemax, y si quieres lo seguimos hablando.
https://www.rendamax.com/wp-content/uploads/2019/05/2019-05-22-R40-EVO-PL-EN.pdf
(En inglés la aguja se llama header).
Un cordial saludo.
Hola Bruno, tengo una instalacion igual a la de la figura de arriba, con dos calderas Ariston de 30,000 KC cada una, con un separador hidraulico Tiemme de tamañoadecuado para esta configuracion. En retorno tengo una bomba grunfos UPS 32-80 de 60,000 KC y antes de la bomba tengo un purgador desfangador marca Caleffi.
La instalacion parece perfecta pero no me funciona bien la T1>T2 y las dos de abajo estan parejas, esto sugiere que el caudal primario es algo inferior al caudal del circuito secundario. Sera que tengo un problema en el tamaño de los caños del primario que son un poco mas pequeños que los del secundario generando este problema?
Agradecere tus comentarios….Carlos
Puede ser, pero tenemos pocos datos para pronunciarnos. Lo ideal sería que coloques manómetros en la aspiración y la descarga de cada bomba y que obtengas una medida de la diferencia de presiones, eso nos dará una idea de la pérdida de carga, y nos permitirá obtener una medida indirecta del caudal con la curva de la bomba.
Un cordial saludo.
Muchas gracias, voy a hacerlo.
Hola bruno en un hotel an colocado una caldera Wolf 50kw solo para acs. Un acumulador de 750lt. Parece un circuito muy sencillo verdad?
Pues parece que no.: luego de la caldera montaron una aguja hidráulica luego una bomba trifasica con variador de frecuencia que no es controlada por nada, y luego un intercambiador de placas de 45kw y luego la bomba también trifasica con variador para el circuito secundario. El caudal de la bomba del primario, ( no de la caldera), es de 2,5m3/h y l del secundario es de 0,8m3/h .
Ahora bien esto no funciona desde el primer día y llega a calentar un grado por hora así como te lo digo.
Me llamaron a mi luego que se cansaron de lidiar con la gente e “ingenieros” que hicieron la instalación. Apenas vi el circuito me pareció que la aguja de equilibrio está sobrando y haciendo que la caldera se bloquee después de 20 arranques en una hora. Mi teoría es que la propia caldera puede calentar el intercambiador de placas ella sola, está a 2m de distancia y a 3m del acumulador. Pero bueno quería si no es molestia, que opines al respecto y me ayudes a ayudarles y solucionar este problema. Yo propuse quitar la aguja y bomba del primario y que la caldera caliente e intercambiador de placas y poner una bomba con más caudal en el secundario.
Bueno espero que me contestes y desde ya muchas gracias
Hola Nicolás,
Lo que planteas me parece bien, pero tendrás que comprobar que caudal y que altura te da la bomba de la caldera en las condiciones de funcionamiento. Como punto de funcionamiento de la bomba podemos usar el siguiente:
Q = (P · 860) / DT = (50 kW · 860 kcal/h/kW) / 10ºC = 4.300 l/h
Para la pérdida de carga, tienes que conseguir la ficha del intercambiador, no es raro que los intercambiadores se calculen para 3 mca (que es un poco excesivo), con lo que teniendo en cuenta las pérdidas del circuito + intercambiador tendrás que tener que la bomba de agua de la caldera deberá aportar 4.300 l/h a 4..5 mca. Si tienes esa posibilidad, puedes eliminar la aguja.
También revisa el esquema de retorno del ACS que puede estar interfiriendo en la circulación de caudal por el intercambiador.
Un cordial saludo.
Hola Bruno.
Interesante tu explicación.
Porque muchas veces se utiliza un intercambiador de placas para separar circuitos (primario y secundario) en vez de utilizar una aguja hidraúlica.
Cual es la diferencia entre ambos?
Hola Damián,
Las agujas hidráulicas y los intercambiadores sirven para desconectar hidráulicamente el circuito primario del secundario, lo que es necesario cuando los caudales de dichos circuitos son diferentes.
En la aguja hidráulica los caudales se mezclan y compensan a través de la aguja, por tanto el fluido primario y el secundario son el mismo. En la mayor parte de los casos interesa la aguja, pues el rendimiento energético es mejor, al evitar el salto térmico que debemos tener en el intercambiador. No obstante hay casos en los que puede interesar el intercambiador:
– Que los fluidos primario y secundario sean diferentes (agua – vapor, agua – agua glicolada, agua – aceite térmico, etc.)
– Que la presión de llenado de primario y secundario sean diferentes, caso que se da en los edificios muy altos con sala de calderas en plantas bajas. Empleamos el intercambiador para que la presión hidrostática de la columna de agua del circuito secundario no actúe sobre las calderas, cuya presión máxima de servicio suele ser de 3 a 5 bar.
Un cordial saludo.
Hola Bruno ,quería comentarte lo siguiente por si tú me puedes aconsejar .Me instalaron calefacción de aerotermia con suelo radiante ,la máquina que me instalaron fue una Daikin altherma de 11 kW,sin depósito de inercia ,la instalación iba bien lo que pasa es que me recomendaron instalar un depósito de inercia de 100 lts ,pero que me ocurre que la temperatura tanto del depósito como de la casa se me baja y los termostatos no me pasan de 18°.Han venido varias veces pero no saben que es lo que ocurre y cómo solucionarlo ,me dicen que quizás no pueda la máquina con el depósito de inercia ,y ahora me dicen de quitar el depósito e instalar una aguja hidráulica ,no sé si tú esto me lo recomiendas .
Buenos días Bruno, tengo una instalación unifamiliar con dos generadores de calor
1º Caldera gasoil Roca Laia 45 GTA con circuladora roca PC 1035 Qmax 4,5m3/h
2º Recuperador de calor de chimenea francesa unido al circuito mediante circuladora DAV (desconozco el modelo exacto. ya que está ubicada debajo de la casa fuera del cuarto técnico.)
están unidas al mismo circuito creo que en serie, me gustaría saber como unir ambos circuitos mediante una aguja hidráulica y como calcular su dimensionamiento.
gracias
Hola Bruno,
Tengo una duda, me he comprado una casa en una urbanización nueva y veo que algunas instalaciones tienen aguja y otras no. La mia no la tiene, es suelo radiante y la caldera de la condensación instalada en e sótano donde no hay calefacción.
Porqué crees que algunas la tienen y otras no, siendo casas similares, eso si alguna puede o no tener calefacción en sótano.
Gracias
Hola Bruno, tengo una caldera de condensación una Baxi Power ht 150.
según el manual el intercambiador tendría un caudal máximo de 9.000 l/h con un delta T de 20 grados.
Tengo que alimentar 5 bombas con un caudal total de 18.000 l/h y un delta T de 5 grados, la idea es usar un separador hidráulico comercial de 18 m3/h.
En este caso el caudal del primario es menor que el caudal del secundario, por lo que la teoría dice que si se cumple esa condición, la temperatura del secundario seria menor que la del primario.
Que se puede hacer
Hola,
Me apunto grabar un vídeo y cuando lo tenga te lo enlazo.
Un abrazo.