La medición de la temperatura es un proceso crucial para muchas industrias, donde se utiliza una gran variedad de instrumentos, entre los que destacan los termómetros bimetálicos por su excelente precisión pese a ser dispositivos analógicos, pero son propensos a inexactitudes en las mediciones si no reciben el servicio de calibración de termómetros tanto interno como externo.
Funcionamiento, aplicaciones y diseño de los termómetros bimetálicos
Se trata de termómetros de dial que deben someterse a calibración para garantizar la correcta medición de la temperatura. Su funcionamiento es posible mediante una banda bimetálica que convierte la temperatura de un medio en un movimiento mecánico. Dicha banda integra dos metales con diferentes coeficientes de dilatación térmica.
Destacan por su versatilidad, por lo que suelen verse tanto en aplicaciones comerciales como residenciales. En el primer caso, se usan en hornos y sistemas de aire acondicionado, termostatos, entre otros mientras que, en el segundo caso, se utilizan en refinerías, calentadores, cables calientes, quemadores de aceite, entre otros.
El servicio de calibración de termómetros es indispensable para su óptimo funcionamiento, que está basado en dos principios: la expansión térmica del metal y las diferencias que tienen dos metales con respecto a su coeficiente de dilatación térmica a temperaturas similares. La mencionada banda bimetálica es su principal componente y a él debe su nombre. Consiste en un componente formado por dos tiras de distintos metales y cada una posee un coeficiente de dilatación único.
La dilatación térmica se refiere a las modificaciones en el volumen o forma de los metales ante variaciones de temperatura. Para la construcción del termómetro bimetálico, se conectan las tiras metálicas, ya sea mediante remache o fundición, haciendo que estén libres en un extremo y fijas en el otro.
Con respecto a los metales utilizados en las tiras, suelen utilizarse el cobre y el acero, no obstante, igual es común la combinación de latón y acero. Al ser ambos metales diferentes en cuanto a dilatación térmica, su longitud se modifica en distintos periodos de tiempo a una misma temperatura. Este diseño singular permite que, ante variaciones de temperatura, una sección de la banda metálica se expanda y la otra no, produciendo así un efecto de flexión.
Al aumentar la temperatura, ocurrirá una flexión en la banda en el sentido de metal que tenga el coeficiente de dilatación más bajo. Por el contrario, la banda presenta una flexión en el sentido del metal con el mayor coeficiente de dilatación ante una reducción de la temperatura. Los cambios en la temperatura son indicados por la desviación de la banda bimetálica. Dicho efecto de flexión está conectado al dial del instrumento, mostrando así la temperatura del medio bajo medición.
Ventajas y limitaciones de los termómetros de dial
Si bien hay instrumentos digitales actualmente, aún hay muchos sectores que dependen de los termómetros bimetálicos. Cuando reciben el servicio de calibración de termómetros de forma periódica, es posible percibir los siguientes beneficios:
- Precio menor en comparación con otros instrumentos que poseen el mismo nivel de exactitud.
- Diseño robusto y simple.
- Excelentes para altos rangos de temperatura.
- Su instalación y mantenimiento son rápidos y sencillos.
- No es necesario usar fuentes de energía adicionales, ya que son dispositivos mecánicos.
- Responde casi de forma lineal ante variaciones de temperatura.
Con respecto a sus limitaciones, destacan las siguientes:
- No se recomienda para temperaturas extremas.
- Se requiere frecuentemente el servicio de calibración interna.
- Un mal uso afecta el nivel de precisión.
- En el caso de bajas temperaturas, no brinda lecturas precisas.
- La calibración de los termómetros bimetálicos
Hay algunos puntos importantes acerca de la calibración de este tipo de termómetros. Como mencionamos, es necesario realizar una calibración interna, es decir, aplicar procesos dentro de las empresas para garantizar la precisión de las mediciones. El método más utilizado se conoce como «punto de hielo». Para su aplicación, se llena un vaso con hielos al que se agrega agua fría y se deja reposar cinco minutos aproximadamente. El siguiente paso es sumergir la tija del instrumento en el agua, sin tocar los lados o fondo del vaso.
Permanezcan así hasta que la aguja deje de moverse. El termómetro será preciso si indica 0°C en el dial, si no es así, se tiene que ajustar con la tuerca ubicada en su parte inferior. Este método se realiza de forma semanal o mensual, según la intensidad de uso del instrumento. Si bien es de mucha ayuda, no garantiza la precisión de las mediciones, por lo que es necesario recurrir a la calibración externa que ofrecen laboratorios acreditados por la EMA.
En ellos se aplican procedimientos más rigurosos, como el método de comparación directa mediante un sensor de referencia y usando un baño de temperatura constante. Igualmente, se expide un certificado que avala la calidad metrológica del instrumento. En Masstech ofrecemos calibraciones externas a termómetros bimetálicos y a instrumentos de medición de masa. Si desean más información acerca de nuestros servicios, contáctennos al (55) 5358 5653 o completen nuestro formulario con sus datos.
