Módulo 02

Calderas Murales a Gas

🔩 Componentes y Funcionamiento 📖 8 Secciones

2.1 Anatomía de una Caldera Mural

La caldera mural de gas es el equipo más instalado en viviendas y pisos en toda España. Se trata de un aparato compacto, generalmente de entre 30 y 50 kg de peso, que se fija a la pared y que integra en su interior todos los componentes necesarios para la producción de calefacción y, en la mayoría de los casos, también de agua caliente sanitaria (ACS). Para el técnico de servicio, conocer en profundidad la anatomía de la caldera mural es la base imprescindible para diagnosticar averías, realizar mantenimientos preventivos y ejecutar reparaciones correctamente.

Externamente, la caldera presenta una carcasa generalmente de chapa de acero pintada o plástico ABS, con un panel frontal desmontable que da acceso a todos los componentes internos. En la parte inferior se encuentran las conexiones hidráulicas y de gas: típicamente cinco tomas ordenadas de izquierda a derecha como ida calefacción, salida ACS, entrada gas, entrada agua fría y retorno calefacción. Esta disposición es prácticamente universal en las calderas murales europeas, aunque conviene verificarla siempre en la documentación del equipo específico.

En la parte superior o lateral se encuentra la salida de humos, con conexión al conducto coaxial de evacuación en calderas estancas (tipo C). El diámetro más habitual es de 60/100 mm (tubo interior de humos de 60 mm y tubo exterior de aire de 100 mm), aunque también se encuentran sistemas de 80/125 mm en calderas de mayor potencia o con recorridos de chimenea más largos. Algunos modelos permiten la evacuación y aspiración de aire por conductos separados (sistema biaxial o concéntrico separado), con diámetros de 80 mm cada uno.

Definición: Caldera Mural Tipo C

Caldera de cámara de combustión estanca (cerrada) que toma el aire necesario para la combustión del exterior del edificio y expulsa los productos de combustión también al exterior, a través de un conducto coaxial o biaxial. El circuito de combustión está completamente aislado del aire del local, proporcionando la máxima seguridad frente a fugas de CO al interior de la vivienda. La evacuación de humos se realiza mediante un ventilador (tiro forzado), y un presostato de humos verifica que la evacuación es correcta antes y durante el funcionamiento.

Componentes Principales Visibles al Abrir la Caldera

Al retirar la carcasa frontal, el técnico encontrará los siguientes componentes principales, organizados de arriba a abajo:

  • Cámara de combustión / Intercambiador primario: En la parte superior, es el componente más voluminoso. En calderas convencionales es de cobre; en calderas de condensación, de acero inoxidable o aleación aluminio-silicio. Contiene el quemador en su base y los pasos de humos en su interior.
  • Ventilador / Extractor de humos: Situado en la parte superior del intercambiador (calderas de tiro forzado convencionales) o debajo del quemador (calderas premix de condensación). Es responsable de aspirar el aire de combustión y expulsar los gases quemados.
  • Quemador: Elemento que produce la mezcla aire-gas y genera la llama. En calderas atmosféricas es un quemador de barras; en calderas premix de condensación es un quemador cilíndrico o plano de fibra metálica o cerámica.
  • Válvula de gas: Componente electromecánico que controla el flujo de gas al quemador. Incluye las electroválvulas de seguridad, el regulador de presión y, en modelos modulantes, un motor paso a paso o actuador proporcional.
  • Electrodo de encendido e ionización: Uno o dos electrodos que generan la chispa de encendido y/o detectan la presencia de llama por ionización.
  • Intercambiador secundario de placas: Solo en calderas mixtas. Es un intercambiador compacto de placas de acero inoxidable que transfiere calor del circuito primario al agua sanitaria.
  • Bomba de circulación: Motor eléctrico con rotor encapsulado que impulsa el agua por el circuito de calefacción. Las modernas son de velocidad variable (clase A de eficiencia energética).
  • Válvula de 3 vías: Válvula motorizada que conmuta el flujo de agua entre el circuito de calefacción y el intercambiador de ACS (solo en calderas mixtas).
  • Vaso de expansión: Depósito presurizado con membrana que absorbe las dilataciones del agua al calentarse. Capacidad típica de 6-10 litros para calderas de 24-35 kW.
  • Placa electrónica: El "cerebro" de la caldera. Controla la secuencia de encendido, la modulación de potencia, la seguridad y la comunicación con termostatos y sensores.
  • Sondas NTC de temperatura: Sensores de temperatura de coeficiente negativo que miden la temperatura de ida, retorno, ACS y/o humos.
  • Presostato de humos / sensor de presión diferencial: Verifica que el ventilador funciona correctamente y que la evacuación de humos no está obstruida.
  • Válvula de seguridad: Abre automáticamente si la presión del circuito supera los 3 bar, liberando agua para evitar daños.
  • Purgador automático: Elimina el aire atrapado en el circuito hidráulico.
  • Manómetro / sensor de presión de agua: Indica la presión del circuito de calefacción (valor normal: 1-1,5 bar en frío).
💡 Consejo para el Técnico

Antes de intervenir en cualquier caldera mural, identifica siempre la marca, modelo y año de fabricación (en la placa de características). Descarga o consulta la documentación técnica del fabricante (manual de instalador / esquema de despiece) para ese modelo específico. Aunque las calderas murales comparten una arquitectura general similar, las ubicaciones exactas de componentes, los procedimientos de desmontaje y los parámetros de la placa electrónica varían significativamente entre fabricantes y modelos. Trabajar "a ciegas" en una caldera desconocida es una mala práctica que puede provocar daños y riesgos innecesarios.

CALDERA MURAL –” VISTA FRONTAL COAXIAL 60/100 VENTILADOR INTERCAMBIADOR PRIMARIO QUEMADOR PREMIX VÁLV. GAS ELECTRODOS PLACA ELECTRÓNICA INTERCAMB. PLACAS ACS BOMBA VÁLV. 3 VÍAS VASO EXP. VÁLV. SEGUR. BAR PURGADOR IDA CALEF. SALIDA ACS GAS ENTRADA AGUA FRÍA RETORNO CALEF.
Figura 2.1 –” Disposición de componentes principales en una caldera mural de condensación mixta

2.2 Circuito Hidráulico Interno

El circuito hidráulico de una caldera mural es el sistema encargado de transportar el agua caliente desde el intercambiador de calor hasta los emisores (radiadores, suelo radiante) y viceversa, así como de producir y distribuir el agua caliente sanitaria. Comprender cada componente del circuito hidráulico es esencial para el técnico de servicio, ya que la mayoría de las averías más frecuentes –”pérdida de presión, ruidos, falta de calefacción, fluctuaciones de temperatura del ACS–” tienen su origen en este sistema.

La Bomba de Circulación

La bomba de circulación es un motor eléctrico con rotor encapsulado (rotor húmedo) que impulsa el agua a través del circuito de calefacción. En las calderas modernas se utilizan bombas de alta eficiencia energética (clase A, conformes con la Directiva ErP 2009/125/CE), con velocidad variable controlada por modulación PWM o presión diferencial. Las bombas de velocidad variable adaptan su caudal a la demanda real de la instalación, reduciendo el consumo eléctrico hasta un 80% respecto a las bombas de velocidad fija antiguas.

Los parámetros típicos de una bomba de caldera mural de 24 kW son: caudal máximo de 1.000-1.200 litros/hora, presión disponible de 5-6 metros de columna de agua (mca), y consumo eléctrico de 15-45 W en bombas de clase A. El técnico debe verificar que la bomba gira libremente (especialmente tras periodos de inactividad en verano, cuando el rotor puede quedar bloqueado por depósitos calcáreos) y que el caudal es adecuado para la instalación.

⚠️ Avería Frecuente: Bomba Bloqueada

Tras el periodo estival, es muy habitual encontrar la bomba bloqueada por acumulación de cal o lodo en el rotor. Síntomas: la caldera arranca, el quemador enciende pero se bloquea rápidamente por sobrecalentamiento al no haber circulación de agua. Solución: acceder al eje de la bomba (generalmente hay un tapón con ranura para destornillador), girar manualmente el eje para desbloquearlo. Si no se libera, puede ser necesario desmontar la bomba para limpiarla o sustituirla. Prevención: recomendar al cliente que ponga la calefacción en marcha brevemente una vez al mes durante el verano.

El Intercambiador de Calor Primario

El intercambiador primario es donde se produce la transferencia de calor de los gases de combustión al agua del circuito. En calderas convencionales suele ser de cobre, un material con excelente conductividad térmica pero sensible a la corrosión ácida que se produciría si se condensaran los gases de combustión (por eso las calderas convencionales deben mantener la temperatura de retorno por encima de 50-55°C). En calderas de condensación, el intercambiador primario es de acero inoxidable austenítico (AISI 316L) o de aleación de aluminio-silicio, materiales resistentes a la corrosión ácida de los condensados.

Con el tiempo, el intercambiador puede obstruirse parcialmente por depósitos de cal (incrustaciones) en el lado del agua, o por hollín y residuos de combustión en el lado de los gases. Estas obstrucciones reducen la eficiencia de la transferencia de calor y pueden provocar sobrecalentamientos localizados, ruidos (golpes de agua, silbidos) y bloqueos por temperatura. El técnico debe inspeccionar y limpiar el intercambiador regularmente, especialmente en zonas con agua muy dura (alta concentración de calcio y magnesio).

El Intercambiador Secundario de Placas

Presente solo en calderas mixtas instantáneas, el intercambiador de placas es un componente compacto formado por múltiples placas delgadas de acero inoxidable soldadas entre sí, que crean canales alternos por donde circulan el agua del circuito primario y el agua sanitaria fría, sin mezclar ambos fluidos. La gran superficie de contacto en un espacio reducido permite calentar el agua sanitaria de forma instantánea cuando se abre un grifo.

El intercambiador de placas es especialmente vulnerable a la obstrucción por cal, ya que los canales son muy estrechos (1-2 mm). En zonas con agua dura, puede obstruirse en pocos años si no se toman medidas preventivas (filtros de polifosfatos, descalcificadores). Síntomas de obstrucción: pérdida de caudal de ACS, fluctuaciones de temperatura, ruidos al abrir el agua caliente. El técnico puede intentar desincrustarlo con una solución ácida específica (usando una bomba de circulación de limpieza) o sustituirlo si la obstrucción es severa.

La Válvula de 3 Vías

La válvula de 3 vías es el componente que conmuta el flujo de agua entre el circuito de calefacción y el intercambiador de ACS. En reposo (sin demanda de ACS), dirige el agua hacia el circuito de calefacción. Cuando se detecta demanda de ACS (apertura de un grifo, detectada por el caudalímetro o microinterruptor de caudal), el motor de la válvula de 3 vías cambia de posición para dirigir el agua caliente del circuito primario hacia el intercambiador de placas, produciendo ACS con prioridad sobre la calefacción.

La válvula de 3 vías es un componente que sufre un alto número de maniobras y por tanto tiene una tasa de averías considerable. Las averías más comunes son: motor de actuación quemado o sin alimentación, engranajes desgastados (la válvula no conmuta correctamente), y junta tórica desgastada (paso de agua entre circuitos, lo que provoca que el agua sanitaria salga tibia y la calefacción no funcione bien). El técnico puede verificar su funcionamiento observando si el motor gira al demandar ACS, y midiendo las temperaturas en los circuitos para confirmar que la conmutación es completa.

El Vaso de Expansión

El vaso de expansión es un recipiente presurizado con una membrana interior que divide el espacio en dos cámaras: una llena de gas (nitrógeno o aire) a una presión de precarga (generalmente 0,8-1,0 bar), y otra conectada al circuito de agua. Cuando el agua se calienta y se dilata, la membrana se deforma y el gas se comprime, absorbiendo el exceso de volumen sin que aumente peligrosamente la presión del circuito. Al enfriarse, el proceso se invierte.

La capacidad típica del vaso de expansión en una caldera mural de 24-28 kW es de 6-8 litros, suficiente para instalaciones domésticas de hasta 100-120 litros de agua total en el circuito. En instalaciones más grandes (suelo radiante extenso, muchos radiadores), puede ser necesario instalar un vaso de expansión externo adicional. El técnico debe verificar la presión de precarga del vaso con la caldera apagada y el circuito vaciado: si la presión es inferior a la nominal, el vaso ha perdido gas a través de la válvula Schrader y debe ser recargado o sustituido.

✅ Diagnóstico Rápido de Presión

Si la caldera pierde presión frecuentemente y no hay fugas visibles en la instalación, la causa más probable es un vaso de expansión con la membrana pinchada o desinflado. Prueba: con la caldera fría, cierra la válvula de llenado. Si al encender la caldera la presión sube rápidamente a 3 bar y la válvula de seguridad gotea, y al apagarse la presión cae por debajo de 1 bar, el vaso de expansión no está absorbiendo la dilatación del agua. Verifica la precarga del vaso con un manómetro en la válvula Schrader (accesible generalmente por la parte inferior del vaso).

Componente Hidráulico Función Averías Frecuentes Verificación
Bomba de circulación Impulsar agua por el circuito Bloqueo, rotor desgastado, ruido Girar eje manualmente, escuchar funcionamiento
Intercambiador primario Transferir calor gases→agua Obstrucción por cal/hollín, fugas Inspección visual, diferencial de temperatura
Intercambiador de placas Producir ACS Obstrucción por cal, paso entre circuitos Caudal de ACS, temperatura de salida
Válvula de 3 vías Conmutar calefacción/ACS Motor quemado, engranajes, junta Observar conmutación, medir temperaturas
Vaso de expansión Absorber dilatación del agua Membrana pinchada, pérdida precarga Manómetro en Schrader, presión en caliente/frío
Válvula de seguridad (3 bar) Proteger contra sobrepresión Goteo permanente, no cierra, no abre Inspección visual, verificar umbral de apertura

2.3 Sistema de Combustión

El sistema de combustión de una caldera mural es el conjunto de componentes responsables de producir la mezcla correcta de aire y gas, generar la llama y transferir la energía térmica resultante al agua del circuito. El técnico debe comprender cada elemento de este sistema para poder ajustar la combustión correctamente, diagnosticar problemas de rendimiento y garantizar la seguridad frente a emisiones de CO y NOx.

Tipos de Quemadores

Quemador Atmosférico (Calderas Antiguas)

Los quemadores atmosféricos funcionan por el efecto Venturi: el gas sale por los inyectores a presión y, al expandirse, arrastra aire del ambiente circundante a través de las aperturas del quemador. La mezcla aire-gas se produce de forma natural, sin ventilador. La llama se produce en las barras o rejillas del quemador, con llamas azuladas que apuntan hacia arriba. Estos quemadores son simples y económicos pero tienen importantes limitaciones: no pueden modular la potencia de forma precisa, son sensibles a las corrientes de aire del entorno, y producen mayores emisiones de CO y NOx que los quemadores premix. Ya no se instalan en calderas nuevas.

Quemador Premix (Calderas de Condensación)

Los quemadores de premezcla (premix) son el estándar en las calderas de condensación actuales. En este sistema, el ventilador aspira el aire del exterior y lo mezcla con el gas en una proporción controlada antes de que llegue al quemador. La mezcla homogénea se distribuye sobre una superficie de quemador de fibra metálica (acero inoxidable tejido), malla cerámica o material poroso, generando una llama azul, corta, uniforme y de baja emisión de NOx.

La configuración premix permite una modulación continua de la potencia de 1:5 hasta 1:10 (ratio entre potencia máxima y mínima). Esto significa que una caldera de 24 kW puede modular desde 24 kW hasta 2,4-4,8 kW, adaptándose con gran precisión a la demanda real. Esta capacidad de modulación es fundamental para la eficiencia: la caldera puede funcionar a baja potencia durante periodos prolongados sin arrancar y parar continuamente (ciclado), lo que mejora el rendimiento y el confort.

Sistema Premix (Premezcla)

Sistema de combustión en el que el aire y el gas se mezclan homogéneamente antes de llegar al quemador. Un ventilador de velocidad variable controla el caudal de la mezcla, y una válvula de gas proporcional ajusta la cantidad de combustible. La proporción aire/gas se mantiene constante (o se ajusta según una curva programada) en todo el rango de modulación. Esto garantiza una combustión óptima con bajas emisiones tanto a plena carga como a carga parcial.

El Ventilador

En las calderas premix, el ventilador es un componente crítico que cumple múltiples funciones: aspira el aire de combustión del exterior a través del conducto coaxial, mezcla el aire con el gas en la proporción correcta, impulsa la mezcla hacia el quemador, y fuerza la evacuación de los productos de combustión por la chimenea. Es un motor eléctrico de corriente continua sin escobillas (BLDC) controlado por la placa electrónica mediante señal PWM, lo que permite variar su velocidad con precisión para modular la potencia.

La velocidad del ventilador (en RPM) es directamente proporcional a la potencia de la caldera: a mayor velocidad, mayor caudal de mezcla aire-gas y mayor potencia térmica. El técnico puede verificar la velocidad del ventilador a través de los parámetros de diagnóstico de la placa electrónica, y compararla con los valores nominales del fabricante. Un ventilador con aspas sucias o rodamientos desgastados producirá ruido excesivo, vibraciones y puede reducir el caudal de aire, afectando la combustión.

La Cámara de Combustión

En las calderas estancas de condensación, la cámara de combustión es un recinto completamente sellado, aislado térmicamente del exterior de la caldera y del aire del local. Está fabricada en materiales refractarios o acero inoxidable, diseñada para soportar las altas temperaturas de la llama (1.200-1.800°C en el núcleo de la llama). El diseño de la cámara es crucial para optimizar la transferencia de calor al intercambiador y minimizar las emisiones.

En las calderas de condensación, los gases de combustión realizan un recorrido descendente a través de la cámara y los pasos de humos del intercambiador, de modo que el agua más fría (retorno) está en contacto con los gases más fríos (zona de condensación), favoreciendo la máxima recuperación de calor latente. La condensación se produce principalmente en las últimas etapas del intercambiador, donde la temperatura de la superficie desciende por debajo del punto de rocío de los gases (≈57°C para gas natural).

⚠️ Seguridad en el Sistema de Combustión

Nunca manipule la válvula de gas ni los inyectores sin los conocimientos y herramientas adecuados. Un ajuste incorrecto puede provocar combustión incompleta con producción de CO. Siempre verifique la estanqueidad de todas las conexiones de gas con espuma detectora (nunca con llama) después de cualquier intervención en el circuito de gas. Tras cualquier ajuste del quemador, realice un análisis de combustión completo con analizador homologado: Oâ‚‚, COâ‚‚, CO, temperatura de humos y rendimiento.

2.4 Válvula de Gas

La válvula de gas es uno de los componentes más importantes y críticos de la caldera mural, tanto desde el punto de vista funcional como de seguridad. Es el dispositivo electromecánico que controla el flujo de gas combustible hacia el quemador, regulando la cantidad de gas en función de la demanda de potencia y garantizando el cierre hermético del suministro cuando la caldera no está en funcionamiento o cuando se detecta una condición anómala.

Estructura Interna de una Válvula de Gas

Una válvula de gas moderna para caldera de condensación integra múltiples funciones en un solo cuerpo compacto:

  • Electroválvulas de seguridad (EV1 y EV2): Dos válvulas electromagnéticas en serie que abren el paso de gas cuando se energizan y lo cierran por la fuerza de un muelle cuando se desenergiza. La presencia de dos válvulas en serie es un requisito de seguridad normativo: si una falla en posición abierta, la otra garantiza el cierre. Se denominan comúnmente válvula de seguridad (EV1) y válvula principal (EV2).
  • Regulador de presión: Mantiene la presión de salida de gas constante independientemente de las fluctuaciones de la presión de alimentación de la red. Esto es importante para garantizar la estabilidad de la llama y la correcta dosificación del combustible.
  • Actuador de modulación: Un motor paso a paso, una bobina proporcional o un servomotor que ajusta continuamente la cantidad de gas que llega al quemador, controlado por la placa electrónica. Este actuador es el que permite la modulación de potencia de la caldera.
  • Toma de presión de prueba: Racores roscados con tapón que permiten al técnico conectar un manómetro para medir la presión de alimentación (entrada) y la presión en el quemador (salida). Estos puntos de medición son fundamentales para la puesta en marcha y el diagnóstico.

Tipos de Válvula de Gas según el Control

Las válvulas de gas se clasifican según su forma de control en:

  • Válvula todo-nada: Solo tiene dos estados: abierta a plena potencia o cerrada. Sin modulación. Solo se encuentra en calderas muy antiguas o de baja gama.
  • Válvula de dos escalones: Puede funcionar a potencia máxima o a una potencia reducida (típicamente el 60-70% de la nominal). Algo mejor que la todo-nada pero con regulación limitada.
  • Válvula modulante: Puede ajustar continuamente el caudal de gas desde el mínimo hasta el máximo. Es el estándar actual en calderas de condensación. El control se realiza mediante la placa electrónica que envía una señal al actuador proporcional.

Medición de Presiones de Gas

Una de las tareas fundamentales del técnico durante la puesta en marcha y el mantenimiento es la medición de presiones de gas en la válvula. Se miden dos presiones principales:

P_alimentación (entrada): Gas Natural = 20 mbar | Propano = 37 mbar

Presión de alimentación: Es la presión del gas que llega a la entrada de la válvula desde la instalación receptora. Debe estar dentro del rango especificado por el fabricante. Si es demasiado baja, la caldera no alcanzará su potencia nominal; si es demasiado alta, puede afectar a la regulación y la seguridad.

P_quemador (salida): Gas Natural = 8-15 mbar | Propano = 25-35 mbar

Presión en quemador: Es la presión del gas a la salida de la válvula, justo antes de los inyectores del quemador. Se mide con la caldera en funcionamiento a potencia máxima y mínima. Los valores exactos dependen del modelo de caldera y están especificados en la ficha técnica del fabricante.

💡 Procedimiento de Medición de Presiones

1. Cierre el gas. 2. Conecte una manguera del manómetro a la toma de presión de entrada (generalmente marcada con "Pe" o "inlet"). 3. Abra el gas y lea la presión estática (sin funcionar). 4. Encienda la caldera a potencia máxima y lea la presión dinámica de alimentación. 5. Repita las mediciones en la toma de salida ("Ps" o "outlet") con la caldera a potencia máxima y mínima. 6. Compare con los valores del fabricante. Utilice manómetro digital o columna de agua de precisión con escala adecuada (0-60 mbar para gas natural).

Parámetro Gas Natural (G20) Propano (G31) Butano (G30)
Presión nominal alimentación 20 mbar 37 mbar 28 mbar
Rango admisible alimentación 17-25 mbar 25-45 mbar 20-35 mbar
Presión quemador (máx. potencia) 8-15 mbar* 25-35 mbar* 20-28 mbar*
Presión quemador (mín. potencia) 1,5-4 mbar* 5-10 mbar* 4-8 mbar*

* Los valores exactos dependen del modelo de caldera. Consultar siempre la ficha técnica del fabricante.

2.5 Sistema de Encendido y Detección de Llama

El sistema de encendido y detección de llama es uno de los elementos de seguridad más críticos de la caldera. Su función es doble: generar la chispa necesaria para iniciar la combustión y verificar continuamente que la llama existe y es estable. Si en cualquier momento se pierde la detección de llama, la caldera debe cerrar inmediatamente la válvula de gas para evitar la acumulación de gas no quemado en la cámara de combustión, lo que podría provocar una explosión al intentar reencender.

Sistema de Encendido Electrónico

Las calderas modernas utilizan encendido electrónico por chispa, generado por un transformador de alta tensión integrado en la placa electrónica o en un módulo independiente. El transformador genera pulsos de alta tensión (8.000-15.000 V) que saltan entre el electrodo de encendido y la masa del quemador (o entre dos electrodos), produciendo una chispa capaz de encender la mezcla aire-gas. La chispa se genera durante un período limitado (típicamente 3-10 segundos); si la llama no se establece en ese tiempo, la placa electrónica cierra la válvula de gas y entra en estado de bloqueo de seguridad.

En muchas calderas actuales, se utiliza un único electrodo que cumple la doble función de encendido e ionización: genera la chispa durante la fase de encendido y, una vez establecida la llama, funciona como sensor de ionización para la detección de llama. En otros modelos, existen dos electrodos separados: uno para encendido y otro para ionización.

Detección de Llama por Ionización

La ionización es el método más común de detección de llama en calderas de gas. Se basa en la propiedad conductora de la llama: cuando un gas se quema, genera iones (partículas con carga eléctrica) que permiten el paso de una pequeña corriente eléctrica. El electrodo de ionización se coloca dentro de la llama y la placa electrónica aplica un voltaje alterno entre el electrodo y la masa del quemador. Si hay llama, se detecta una corriente de ionización de unos 1-10 microamperios (μA); si no hay llama, la corriente es prácticamente cero.

La señal de ionización es extremadamente débil, por lo que cualquier contaminación del electrodo (hollín, corrosión, depósitos de cal), un posicionamiento incorrecto (electrodo demasiado lejos de la llama o en la zona incorrecta), o un cableado defectuoso pueden causar fallos de detección de llama, provocando que la caldera entre en bloqueo incluso con la llama encendida. Es una de las causas más frecuentes de llamadas de servicio.

⚠️ Diagnóstico de Fallos de Llama

Cuando la caldera se bloquea por fallo de llama (código de error típico: E01, F1, A01 según fabricante), el técnico debe verificar sistemáticamente: 1) Estado del electrodo de ionización (limpio, sin corrosión, posición correcta, distancia a la masa 3-4 mm). 2) Cableado del electrodo (sin cortes, con buen aislamiento, conectores firmes). 3) Presión de gas correcta en la válvula. 4) Ventilador funcionando y cámara de combustión limpia. 5) Conducto de humos no obstruido. 6) Masa del quemador limpia y con buena conexión eléctrica a tierra. La corriente de ionización puede medirse con el multímetro en modo μA DC o a través de los diagnósticos de la placa electrónica.

Secuencia de Encendido Típica

La secuencia de encendido es un proceso automatizado controlado por la placa electrónica que sigue pasos precisos con tiempos determinados:

  1. Demanda de calor: El termostato o la sonda detectan una necesidad de calefacción o ACS.
  2. Pre-purga: El ventilador arranca y funciona durante 10-30 segundos para barrer la cámara de combustión de posibles gases residuales.
  3. Estabilización del ventilador: La velocidad del ventilador se ajusta al valor de encendido y el presostato de humos confirma que el tiro es correcto.
  4. Apertura de gas + chispa: La válvula de gas abre y simultáneamente se genera la chispa de encendido. Este es el momento más crítico.
  5. Detección de llama: En 1-3 segundos, el electrodo de ionización debe detectar corriente de ionización. Si no se detecta, se cierra la válvula de gas.
  6. Estabilización de llama: La llama se mantiene a potencia de encendido durante unos segundos para estabilizarse.
  7. Modulación: La caldera comienza a modular la potencia hacia el nivel requerido por la demanda.
  8. Post-purga: Cuando la demanda cesa, la válvula de gas se cierra y el ventilador sigue funcionando durante 10-60 segundos para evacuar los gases residuales y enfriar la cámara (post-purga).

Si la llama no se detecta durante el paso 5, la placa electrónica realiza automáticamente un número limitado de reintentos (1-3, según el modelo y la normativa). Si todos los intentos fallan, la caldera entra en bloqueo de seguridad y requiere un rearme manual (pulsación de un botón de reset) o, en algunos modelos, espera un tiempo de seguridad antes de permitir un nuevo intento.

2.6 Placa Electrónica y Sensores

La placa electrónica es el "cerebro" de la caldera mural moderna. Es un circuito impreso con microprocesador que gestiona todas las funciones del aparato: secuencia de encendido, modulación de potencia, protecciones de seguridad, comunicación con termostatos, diagnóstico de averías y, en modelos avanzados, conectividad WiFi para telegestión. Para el técnico de servicio, comprender el funcionamiento de la placa y saber interpretar sus códigos de error, acceder a sus parámetros de configuración y diagnosticar sus fallos es una competencia esencial.

Funciones Principales de la Placa Electrónica

  • Gestión de la secuencia de encendido: Controla los tiempos y condiciones de cada fase del encendido (pre-purga, apertura de gas, chispa, detección de llama, estabilización).
  • Modulación de potencia: Ajusta la velocidad del ventilador y la apertura de la válvula de gas para mantener la potencia requerida, siguiendo un algoritmo PID (Proporcional-Integral-Derivativo) basado en la diferencia entre la temperatura real y la de consigna.
  • Control de la bomba y válvula de 3 vías: Gestiona el funcionamiento de la bomba de circulación y la conmutación entre calefacción y ACS con prioridad sanitaria.
  • Protecciones de seguridad: Monitoriza continuamente los sensores de temperatura, presión, caudal y llama para detectar condiciones anómalas y bloquear la caldera si es necesario.
  • Diagnóstico de averías: Genera códigos de error específicos para cada tipo de fallo, que se muestran en el display de la caldera.
  • Regulación climática: En modelos con sonda exterior, calcula la temperatura de ida óptima según la temperatura exterior mediante una curva de calefacción programable.
  • Comunicación: Interfaz con termostatos ambiente (ON/OFF, OpenTherm, eBus, bus propietario), módulos WiFi y sistemas de telegestión.

Sensores Principales

Sonda NTC de Temperatura

Las sondas NTC (Negative Temperature Coefficient) son los sensores de temperatura más utilizados en calderas. Son resistencias cuyo valor óhmico disminuye al aumentar la temperatura. Típicamente, a 25°C la resistencia es de 10 kΩ, a 50°C es de 3,5 kΩ, y a 80°C es de 1,2 kΩ. La placa electrónica mide el valor de resistencia y lo convierte en una lectura de temperatura. Las sondas NTC se utilizan para medir la temperatura de ida de calefacción, la temperatura de retorno (en calderas de condensación), la temperatura de ACS, y la temperatura de humos (en algunos modelos).

Una sonda NTC defectuosa puede dar lecturas erróneas de temperatura, provocando comportamientos anómalos: la caldera no enciende porque "cree" que el agua ya está caliente, o la caldera no para porque "cree" que el agua está fría, provocando sobrecalentamiento y salto del termostato de seguridad. El técnico puede verificar una sonda NTC desconectándola de la placa y midiendo su resistencia con un multímetro, comparando el valor con la tabla de resistencia/temperatura del fabricante.

Temperatura (°C) Resistencia NTC 10kΩ (Ω) Resistencia NTC 20kΩ (Ω)
027.28054.560
1019.90039.800
2012.49024.980
2510.00020.000
308.05716.114
405.32710.654
503.6037.206
602.4884.976
701.7523.504
801.2562.512
909151.830

Sensor de Presión de Agua / Presostato

Monitoriza la presión del circuito de calefacción. Puede ser un presostato mecánico (contacto que abre o cierra a un umbral de presión determinado, típicamente 0,4-0,5 bar) o un transductor de presión analógico que envía una señal continua a la placa. Si la presión cae por debajo del umbral mínimo, la caldera se bloquea para evitar que funcione sin agua (lo que destruiría el intercambiador). El técnico debe verificar la presión del circuito (1-1,5 bar en frío) y buscar fugas si la presión desciende repetidamente.

Caudalímetro / Microinterruptor de Caudal (ACS)

Detecta la demanda de agua caliente sanitaria. Los caudalímetros de turbina son los más modernos: un pequeño molinillo gira con el flujo de agua y genera pulsos eléctricos que la placa cuenta para calcular el caudal exacto de ACS (en litros/minuto). Los microinterruptores de caudal más simples solo detectan si hay flujo o no (contacto ON/OFF) cuando el caudal supera un umbral mínimo (1,5-2 l/min). La demanda de ACS detectada por este sensor activa la conmutación de la válvula de 3 vías y el encendido del quemador con prioridad sanitaria.

Presostato de Humos / Sensor de Presión Diferencial

Este sensor verifica que el ventilador está funcionando correctamente y que la evacuación de humos no está obstruida. En las calderas de tiro forzado, el presostato mide la diferencia de presión creada por el ventilador entre la toma de aire y la cámara de combustión. Si la diferencia de presión no alcanza el umbral mínimo, la caldera no enciende o se bloquea. En las calderas premix modernas, se utiliza un tubo Venturi en el sistema de mezcla para medir el caudal de aire y correlacionarlo con la velocidad del ventilador.

✅ Kit de Herramientas del Técnico para Diagnóstico Electrónico

Para diagnosticar correctamente los problemas de la placa electrónica y los sensores, el técnico debe llevar: multímetro digital con funciones de resistencia (Ω), voltaje AC/DC, corriente DC (μA para ionización) y continuidad. Manómetro digital o columna de agua para presiones de gas (0-60 mbar). Analizador de gases de combustión homologado. Documentación técnica del fabricante (manuales de servicio, tablas de códigos de error, esquemas eléctricos). Un osciloscopio portátil puede ser útil para diagnósticos avanzados de señales de sensores y comunicación bus.

2.7 Tipos de Calderas Murales

Las calderas murales de gas se clasifican según su función (solo calefacción o mixtas) y según la forma en que producen el agua caliente sanitaria. Esta clasificación es fundamental para el técnico a la hora de asesorar al cliente, dimensionar la instalación y diagnosticar problemas específicos de cada tipo.

Calderas Solo Calefacción

Las calderas solo calefacción están diseñadas exclusivamente para producir agua caliente para el circuito de calefacción (radiadores, suelo radiante, fancoils). No incorporan intercambiador secundario de ACS ni válvula de 3 vías, lo que las hace más simples y con menos componentes susceptibles de avería. Para la producción de ACS, se combinan con un acumulador externo con serpentín (de 80 a 300 litros) o con un intercambiador de placas externo.

Esta configuración es la más adecuada cuando se requiere un gran caudal de ACS o cuando hay múltiples puntos de consumo simultáneo (viviendas grandes, locales comerciales, pequeños hoteles). El acumulador almacena agua caliente para entregar grandes caudales instantáneos sin que la caldera tenga que modular a plena potencia cada vez que se abre un grifo. El técnico debe dimensionar el acumulador según el número de personas y puntos de consumo, y mantener la temperatura de acumulación por encima de 60°C para prevenir la proliferación de legionela (según RD 865/2003).

Calderas Mixtas Instantáneas

Las calderas mixtas instantáneas son el tipo más instalado en viviendas y pisos. Producen tanto calefacción como ACS en un solo aparato, calentando el agua sanitaria al instante mediante un intercambiador secundario de placas. Cuando se abre un grifo de agua caliente, el caudalímetro detecta el flujo, la válvula de 3 vías conmuta hacia el intercambiador de ACS, y la caldera salta a potencia máxima para calentar el agua sanitaria con prioridad sobre la calefacción.

Su principal ventaja es la compacidad: todo en un solo aparato que ocupa poco espacio en la cocina o en un armario. Sus limitaciones están relacionadas con el caudal de ACS: una caldera de 24 kW puede producir aproximadamente 10-12 litros/minuto con un incremento de temperatura de 30°C (de 10°C a 40°C). Si hay dos duchas abiertas simultáneamente, el caudal puede resultar insuficiente. Además, al ser instantánea, existe un pequeño retardo entre la apertura del grifo y la llegada de agua caliente (hasta que el agua fría almacenada en las tuberías se evacúa), lo que genera desperdicio de agua y cierta incomodidad.

Calderas Mixtas con Micro-acumulación

Las calderas con micro-acumulación son una evolución de las mixtas instantáneas que incorporan un pequeño depósito de acumulación de ACS integrado en la caldera (2-4 litros). Este depósito mantiene una reserva de agua precalentada que proporciona agua caliente inmediata al abrir el grifo, eliminando el típico "chorro frío" inicial de las calderas instantáneas. Además, la micro-acumulación reduce el fenómeno del "sandwich frío" (alternancia caliente-frío-caliente al cerrar y abrir el grifo repetidamente).

Desde el punto de vista técnico, la micro-acumulación añade un componente adicional (el depósito con resistencia de mantenimiento) que requiere inspección y limpieza periódica, especialmente en zonas con agua dura donde la cal puede depositarse en el interior del depósito. El rendimiento en producción de ACS es superior al de una caldera puramente instantánea, ya que la caldera puede anticipar y precalentar el agua del depósito en momentos de bajo consumo.

Característica Solo Calefacción Mixta Instantánea Mixta Micro-acumulación
Producción de ACS Con acumulador externo Instantánea (intercambiador placas) Instantánea + depósito 2-4L
Confort ACS Excelente (gran reserva) Bueno (ligero retardo) Muy bueno (agua inmediata)
Caudal ACS simultáneo Alto (depende acumulador) Limitado (10-14 l/min) Limitado + reserva inicial
Espacio necesario Mayor (caldera + acumulador) Mínimo Mínimo (algo mayor que instantánea)
Complejidad Menor (caldera más simple) Media Mayor
Uso recomendado Viviendas grandes, múltiples baños Pisos 1-2 baños Pisos con exigencia de confort

2.8 Esquemas Funcionales Completos

Los esquemas funcionales son representaciones gráficas simplificadas del circuito hidráulico y de combustión de la caldera, mostrando todos los componentes y las conexiones entre ellos. Para el técnico de servicio, saber leer e interpretar un esquema funcional es una habilidad imprescindible para comprender el funcionamiento del aparato, seguir los flujos de agua y gas, y localizar la causa de una avería de forma sistemática.

Esquema del Modo Calefacción

En modo calefacción, el agua circula por un circuito cerrado: sale del intercambiador primario a alta temperatura (ida), es impulsada por la bomba de circulación, pasa a través de la válvula de 3 vías (posición calefacción), sale de la caldera por la conexión de ida, recorre los emisores (radiadores) donde cede su calor al ambiente, regresa a la caldera por la conexión de retorno, y vuelve al intercambiador primario para recalentarse. La temperatura de ida se regula según la consigna programada (fija o climática con sonda exterior).

Esquema del Modo ACS (Prioridad Sanitaria)

Cuando se abre un grifo de agua caliente, el caudalímetro detecta el flujo y envía la señal a la placa electrónica. Esta activa la válvula de 3 vías para cambiar a posición ACS: el agua caliente del circuito primario se desvía hacia el intercambiador de placas secundario. En el intercambiador de placas, el agua del circuito primario (lado caliente) calienta el agua potable fría que entra de la red (lado frío) sin mezclarlos. El agua caliente sanitaria sale hacia el grifo abierto. Durante la producción de ACS, la calefacción queda interrumpida (prioridad sanitaria). Cuando se cierra el grifo, la válvula de 3 vías retorna a posición de calefacción tras un breve retardo (post-circulación de ACS).

ESQUEMA FUNCIONAL –” CALDERA MURAL MIXTA INTERCAMBIADOR PRIMARIO QUEMADOR BOMBA V3V INTERCAMB. PLACAS ACS VE RADIADORES (Emisores) GRIFO ACS IDA CALEF. RETORNO CALEF. AGUA FRÍA ACS GAS ↑ LEYENDA Circuito calefacción Circuito ACS Gas combustible Vaso expansión
Figura 2.2 –” Esquema funcional simplificado de una caldera mural mixta instantánea con intercambiador de placas

Flujo de Trabajo del Técnico con Esquemas

El técnico debe utilizar los esquemas funcionales como herramienta de diagnóstico. Ante una avería, el procedimiento es: 1) Identificar el síntoma (¿no hay calefacción?, ¿no hay ACS?, ¿la caldera no enciende?, ¿pierde presión?). 2) Localizar en el esquema los componentes involucrados en esa función. 3) Verificar cada componente de forma sistemática siguiendo el flujo del circuito afectado. 4) Aislar el componente defectuoso. Por ejemplo, si no hay calefacción pero sí ACS, el problema estará en la válvula de 3 vías (no conmuta a calefacción), en la bomba (no impulsa agua), o en el circuito de calefacción externo (válvulas cerradas, aire en radiadores).

💡 Consejo Profesional

Mantén una colección de esquemas funcionales de las calderas más comunes en tu zona de trabajo. Los fabricantes principales (Vaillant, Junkers/Bosch, Saunier Duval, Baxi, Ferroli, Ariston, Viessmann, etc.) publican documentación técnica con esquemas detallados para cada modelo. Muchos fabricantes disponen de apps móviles para técnicos con acceso a documentación, códigos de error y guías de diagnóstico. Familiarizarte con estos recursos te ahorrará mucho tiempo en el campo.