El hilo no toca el agua: va prensado dentro de un tubo metálico, aislado con óxido de magnesio. El calor recorre tres barreras —hilo, relleno y pared— y sale por la superficie del tubo hacia el agua. La cal que precipita sobre esa superficie añade una cuarta barrera que conduce mucho peor que el metal, de modo que el hilo tiene que subir su temperatura para evacuar la misma potencia.
Un tubo limpio y un tubo cubierto no trabajan a la misma temperatura de hilo aunque el agua esté a los mismos grados. La diferencia entre agua e hilo crece con el espesor de la cal, con la lentitud del agua y con el aire que queda entre la costra y la pared. Por eso la pregunta «¿qué hilo aguanta mi termo?» se responde siempre con la temperatura del elemento, y esa cifra hay que confirmarlo según las condiciones concretas del aparato: dureza del agua, potencia por unidad de superficie y tiempo de encendido.
Tomemos un termo de 1500 W a 230 V. La resistencia necesaria es R = U² ÷ P = 230² ÷ 1500 = 35,3 Ω. Con hilo Cr20Ni80 de 0,6 mm, cada metro aporta 1,09 ÷ (π × 0,6² ÷ 4) = 1,09 ÷ 0,2827 = 3,86 Ω/m, luego hacen falta 35,3 ÷ 3,86 ≈ 9,2 m. La superficie desarrollada es π × d × L ≈ 3,1416 × 0,06 cm × 915 cm ≈ 172 cm², y la carga superficial resulta 1500 ÷ 172 ≈ 8,7 W/cm².
Ese 8,7 W/cm² corresponde a agua limpia y a un tubo nuevo. Si la cal duplica la resistencia térmica de la pared, el hilo necesita subir su temperatura para seguir entregando la misma potencia, y el margen que quedaba hasta el límite de la aleación se consume en unos meses y no en años. En la práctica, el mismo termo con agua muy dura trabaja con la carga superficial reducida desde el diseño, no con la del catálogo.
| Condición de servicio | Aleación | Carga superficial | Motivo |
|---|---|---|---|
| Agua blanda, uso doméstico | Cr20Ni80, ρ20 1,09 | 6–9 W/cm² | Límite 1200 °C con margen |
| Agua dura, cal rápida | Cr20Ni35, ρ20 1,04 | 5–7 W/cm² | Más estable frente al ensuciamiento |
| Riesgo de funcionamiento en seco | Cr20Ni35, ρ20 1,04 | ≤5 W/cm² | Límite 1050 °C, menos castigo |
| Tubo largo, longitud limitada | Cr20Ni80, ρ20 1,09 | Según cálculo | Resistividad baja, hilo más largo |
Son valores de referencia de cálculo; el número final se fija con la temperatura de hilo admisible de la aleación y con el ensuciamiento previsto, nunca con el agua limpia de la prueba inicial.
El fecral se protege con una capa de alúmina que necesita oxígeno para formarse y repararse. Dentro de un tubo cerrado y relleno de óxido de magnesio ese oxígeno no está disponible, así que la aleación se queda sin su mecanismo de protección. A eso se suma que, tras trabajar en caliente, el fecral queda frágil a temperatura ambiente y no perdona la manipulación del montaje.
El nicromo, en cambio, mantiene cierta plasticidad después de muchos ciclos, admite radio de curvatura cerrado y permite sustituir un tubo sin cambiar el utillaje. Esa es la razón de fondo por la que el tubo calefactor de un termo se sigue resolviendo con nicromo y no con una aleación de límite más alto.
| Aleación | ρ20, μΩ·m | Temperatura, °C | Papel en este caso |
|---|---|---|---|
| Cr20Ni80 | 1,09 | 1200 | Opción base del tubo |
| Cr20Ni35 | 1,04 | 1050 | Agua dura y riesgo de seco |
| Cr15Ni60 | 1,12 | 1150 | Escalón intermedio |
| 0Cr25Al5 | 1,40 | 1300 | Solo en horno, no en tubo cerrado |
La oferta se prepara con cuatro datos: aleación, medida, cantidad y lugar de entrega. Respondemos con precio y plazo en un día laborable; cada lote se acompaña del informe de composición química y de control dimensional con el número de colada.
No se gana nada: su límite es 1050 °C frente a 1200 °C del Cr20Ni80. Se elige por resistencia al ensuciamiento, no por temperatura.
Con hilo de 0,6 mm salen unos 172 cm², es decir 8,7 W/cm². Para agua dura conviene bajar a 5–7 W/cm² y alargar el tubo.
Porque la costra frena el calor y esa zona del hilo es la que alcanza antes el límite de la aleación. La rotura señala el punto de mayor resistencia térmica.
Fuentes: GB/T 1234 (aleaciones de calefacción de alta resistividad); ASTM B344; DIN 17470 / 17471; fichas publicadas de fabricante. Las equivalencias de designación son comerciales y no constituyen garantía de intercambiabilidad: la aceptación final se hace contra la composición y la medida acordadas en el pedido.
