Por H.L.M. Lee
Actualizado el 30 de agosto de 2022
Los termopares se encuentran entre los sensores de temperatura más confiables y versátiles de la ciencia y la industria. Consisten en dos cables metálicos diferentes unidos en una única unión, normalmente soldados para una máxima durabilidad.
Cuando se calienta la unión, se produce un pequeño voltaje, un fenómeno conocido como efecto Seebeck, descrito por primera vez por el físico alemán Thomas Seebeck en 1821.
Si bien dos metales diferentes generarán un voltaje, ciertas combinaciones de aleaciones están estandarizadas porque ofrecen una producción, estabilidad y resistencia química predecibles. Los tipos de “metal base” más comunes (hechos de hierro, níquel o variantes aleadas) se denominan J, K, T, E y N.
Los termopares de “metal noble”, construidos con platino-rodio y platino puro, se emplean para aplicaciones de alta temperatura y están etiquetados como R, S y B. Según el tipo, los termopares pueden medir temperaturas desde aproximadamente –270 °C (–454 °F) hasta 1700 °C (3100 °F) y más.
La pequeña salida (alrededor de 1 mV a temperatura ambiente, que aumenta con el calor) requiere una electrónica cuidadosa para una medición precisa. Cada tipo de termopar tiene una relación voltaje-temperatura no lineal regida por ecuaciones complejas, lo que limita la precisión práctica a aproximadamente ±1°C (±2°F).
Históricamente, la calibración implicaba sumergir un segundo termopar en un baño de agua helada para establecer una referencia de 0 °C (32 °F). Los sistemas modernos utilizan circuitos electrónicos de referencia del punto de hielo, lo que elimina la necesidad de configuraciones voluminosas e incómodas y permite el uso portátil.
Debido a que la unión depende de dos metales en contacto, la corrosión puede degradar tanto la calibración como la precisión. En entornos hostiles, la unión suele estar protegida dentro de una funda de acero para protegerla contra la humedad y los productos químicos, pero la inspección y el mantenimiento regulares siguen siendo esenciales.
Ventajas:
Desventajas:
Los termopares se utilizan en aparatos cotidianos como hornos, así como en sectores críticos como el aeroespacial, naves espaciales, operaciones satelitales, hornos, autoclaves, prensas y equipos de moldeo. Se pueden conectar en serie para formar una termopila, generando un voltaje más alto para sensores infrarrojos o para la generación de energía en generadores termoeléctricos de radioisótopos a bordo de sondas espaciales.
