Termómetros digitales

El termómetro es un instrumento de medición de temperatura. Desde su invención ha evolucionado mucho, principalmente a partir del desarrollo de los termómetros digitales.

Inicialmente, se fabricaron aprovechando el fenómeno de la dilatación, por lo que se prefería el uso de materiales con elevado coeficiente de dilatación, de modo que, al aumentar la temperatura, su estiramiento era fácilmente visible. La sustancia que se utilizaba más frecuentemente en este tipo de termómetros ha sido el mercurio, encerrado en un tubo de vidrio que incorporaba una escala graduada, pero también alcoholes coloreados en termómetros grandes. El creador del primer termoscopio fue Galileo Galilei; este podría considerarse el predecesor del termómetro. Consistía en un tubo de vidrio terminado en una esfera cerrada; el extremo abierto se sumergía boca abajo dentro de una mezcla de alcohol y agua, mientras la esfera quedaba en la parte superior. Al calentar el líquido, este subía por el tubo.

La incorporación, entre 1611 y 1613, de una escala numérica al instrumento de Galileo se atribuye tanto a Francesco Sagredo como a Santorio Santorio, aunque es aceptada la autoría de este último en la aparición del termómetro. En América Latina, los termómetros de mercurio siguen siendo ampliamente utilizados por la población. No es así en hospitales y centros de salud donde por regla general se utilizan termómetros digitales.
 

Escalas de temperatura

La escala más usada en la mayoría de los países del mundo es la Celsius (°C) en honor a Anders Celsius (1701-1744) que se llamó centígrado hasta 1948. En esta escala, el cero (0 °C) y los cien (100 °C) grados corresponden respectivamente a los puntos de congelación y de ebullición del agua, ambos a la presión de 1 atmósfera.

Otras escalas termométricas son:

• Fahrenheit (°F), propuesta por Daniel Gabriel Fahrenheit en la revista Philosophical Transactions (Londres, 33, 78, 1724). El grado Fahrenheit es la unidad de temperatura en el sistema anglosajón de unidades, utilizado principalmente en Estados Unidos. Su relación con la escala Celsius es: °F = °C × 9/5 + 32   ;   °C = (°F − 32) × 5/9.
• Réaumur (°R), actualmente en desuso. Se debe a René-Antoine Ferchault de Réaumur (1683-1757). Su relación con la escala Celsius es: 0 °R = 0 °C; °R = °C × 4/5   ;   °C = °R × 5/4.
• Kelvin (TK) o temperatura absoluta, es la escala de temperatura del Sistema Internacional de Unidades. Aunque la magnitud de una unidad Kelvin (K) coincide con un grado Celsius (°C), el cero se ha fijado en el cero absoluto a -273,15 °C y es inalcanzable según el tercer principio de la termodinámica. Su relación con la escala Celsius es: TK = T°C + 273,15.

Calibración

Los termómetros pueden calibrarse comparándolos con otros termómetros calibrados o cotejándolos con puntos fijos conocidos en la escala de temperaturas. Los puntos fijos más conocidos son los puntos de fusión y ebullición del agua pura. (Hay que tener en cuenta que el punto de ebullición del agua varía con la presión, por lo que hay que controlarlo).

La forma tradicional de poner una escala en un termómetro de líquido en vidrio o líquido en metal era en tres etapas:

1. Sumergir la porción sensora en una mezcla agitada de hielo puro y agua a presión atmosférica y marcar el punto indicado cuando se había alcanzado el equilibrio térmico.
2. Sumergir la porción sensora en un baño de vapor a condiciones estándar de temperatura y presión y marcar de nuevo el punto indicado.
3. Dividir la distancia entre estas marcas en porciones iguales según la escala de temperatura que se utilice.

Otros puntos fijos utilizados en el pasado son la temperatura corporal (de un varón adulto sano) que fue utilizada originalmente por Fahrenheit como su punto fijo superior (96 grados Fahrenheit (35,6 °C) para ser un número divisible por 12) y la temperatura más baja dada por una mezcla de sal y hielo, que fue originalmente la definición de 0 grados Fahrenheit (−17,8 °C).6​ (Este es un ejemplo de una mezcla frigorífica.) Como la temperatura del cuerpo varía, la escala Fahrenheit se cambió posteriormente para utilizar un punto fijo superior de agua hirviendo a 212 F.7​

En la actualidad se han sustituido por los puntos definitorios de la Escala Internacional de Temperatura de 1990, aunque en la práctica se utiliza más el punto de fusión del agua que su punto triple, siendo este último más difícil de manejar y, por tanto, restringido a la medición estándar crítica. En la actualidad, los fabricantes suelen utilizar un baño de termostato o un bloque sólido en el que la temperatura se mantiene constante en relación con un termómetro calibrado. Otros termómetros que deben calibrarse se introducen en el mismo baño o bloque y se les permite llegar al equilibrio, luego se marca la escala o se registra cualquier desviación de la escala del instrumento.8​ Para muchos dispositivos modernos la calibración consistirá en indicar algún valor que se utilizará en el procesamiento de una señal electrónica para convertirla en una temperatura.

Los termómetros a través del tiempo

Varios autores han atribuido la invención del termómetro a Herón de Alejandría. El termómetro no fue un solo invento, sino un desarrollo. Herón de Alejandría (10-70 d. C.) conocía el principio de que ciertas sustancias, especialmente el aire, se expanden y se contraen, y describió una demostración en la que un tubo cerrado parcialmente lleno de aire tenía su extremo en un recipiente con agua.9​ La expansión y la contracción del aire hacían que la posición de la interfaz agua/aire se moviera a lo largo del tubo.

La siguiente cronología muestra los avances en las tecnologías de medición de temperatura:

• 1592: Galileo Galilei construye el termoscopio, que utiliza la contracción del aire al enfriarse para hacer ascender agua por un tubo.
• 1612: Santorre Santorio da un uso médico al termómetro.
• 1714: Daniel Gabriel Fahrenheit inventa el termómetro de mercurio
• 1821: T.J. Seebeck inventa el termopar.
• 1864: Henri Becquerel sugiere un pirómetro óptico.
• 1870: Thomas Clifford Allbutt diseña el termómetro clínico.
• 1885: Calender-Van Dusen inventa el sensor de temperatura de resistencia de platino.
• 1892: Henri-Louis Le Châtelier construye el primer pirómetro óptico.