Termómetro: qué es, tipos, historia y funcionamiento

Descubre qué es un termómetro, sus tipos, historia y funcionamiento: mercurio, alcohol, bimetálicos y digitales, evolución y usos prácticos.

Un termómetro es un instrumento para medir o mostrar la temperatura (lo caliente o frío que está algo). El principio básico es que alguna propiedad física cambia con la temperatura y esa variación se puede medir y convertir en un valor numérico. Un tipo clásico de termómetro es un tubo de vidrio estrecho que contiene mercurio o alcohol: al aumentar la temperatura el líquido se expande y sube por el capilar; al bajar, se contrae y desciende. Otro tipo muy común hoy es el termómetro digital, que utiliza electrónica para medir cambios eléctricos (en resistencia o tensión) y los convierte en una lectura numérica.

Los primeros aparatos relacionados con la medición de temperatura, como los termoscopios de la época de Galileo, mostraban la expansión y contracción del aire sin una escala calibrada. A partir de mediados del siglo XVII se generalizó el uso de líquidos como el alcohol o el mercurio en tubos sellados, lo que permitió lecturas más reproducibles. En el siglo XIX se inventó y difundió el termómetro mecánico con una tira bimetálica que, al curvarse por la diferencia de dilatación entre dos metales, mueve una aguja. Ese diseño sigue siendo popular cuando se necesita leer la temperatura a distancia o sin alimentación eléctrica.

Tipos principales de termómetros

• De líquido en vidrio (mercurio o alcohol): usan la expansión térmica del líquido. Son sencillos y proporcionan una lectura directa en una escala grabada. El mercurio fue muy usado por su estabilidad y amplia gama, pero presenta riesgos tóxicos si se rompe.
• Digitales: emplean sensores electrónicos como termistores (NTC/PTC) o sensores de efecto semiconductor. Ofrecen lectura rápida, pueden almacenar datos y a menudo se conectan a otros equipos.
• Termopares: dos metales distintos unidos generan una tensión (efecto Seebeck) proporcional a la diferencia de temperatura. Son robustos y adecuados para rangos amplios y procesos industriales.
• RTD (resistencia): sensores de platino u otros metales cuya resistencia varía con la temperatura. Son precisos y estables, usados en laboratorios e industria.
• Infrarrojos (sin contacto): miden la radiación térmica emitida por un objeto. Son útiles para mediciones rápidas, mediciones en objetos en movimiento o superficies calientes, y para uso médico (frente, oído).
• Bimetálicos: dos láminas de metales con distintos coeficientes de dilatación se curvan con la temperatura y desplazan una aguja. Comunes en termostatos y manómetros de electrodomésticos.
• De gas o presión: miden cambios de presión de un gas sellado que varía con la temperatura; se usan en algunos instrumentos de control.
• Ópticos y de fibra: utilizados en entornos con interferencias eléctricas o en instalaciones donde se necesita aislamiento, por ejemplo en ciertos procesos industriales o en investigación.

Breve historia

El desarrollo del termómetro fue gradual. Galileo y su escuela describieron termoscopios en el siglo XVI–XVII que mostraban cambios térmicos sin escala numérica. Santorio Santorio (siglo XVII) aplicó estos principios a la medicina para medir variaciones de la temperatura corporal. En el siglo XVIII surgieron termómetros con líquidos y escalas más estandarizadas: Gabriel Fahrenheit introdujo en 1714 el termómetro de mercurio y la escala Fahrenheit; Anders Celsius propuso en 1742 la escala centígrada que hoy llamamos Celsius. En los siglos XIX y XX aparecieron los termómetros bimetálicos, termopares y sensores eléctricos, ampliando el rango de aplicación desde la meteorología y la medicina hasta la industria pesada y la electrónica.

Cómo funcionan (principios físicos)

• Dilatación de líquidos y sólidos: en termómetros de vidrio el líquido (mercurio, alcohol) cambia de volumen con la temperatura; en bimetálicos la diferencia en dilatación térmica de dos metales produce curvatura.
• Efecto termoeléctrico: en los termopares la unión de dos metales distintos genera una pequeña tensión eléctrica que depende de la temperatura de la unión medidora respecto a la unión de referencia.
• Cambio de resistencia: en RTD y termistores la resistividad eléctrica varía con la temperatura y se mide mediante circuitos eléctricos.
• Radiación térmica: los termómetros infrarrojos detectan la energía electromagnética emitida por un objeto; mediante leyes físicas (ley de Planck, ley de Stefan–Boltzmann) se relaciona esa radiación con la temperatura superficial.

Unidades y escalas

• Celsius (°C): la más usada en la mayoría de países; 0 °C punto de congelación del agua (a presión normal) y 100 °C punto de ebullición (a presión normal).
• Fahrenheit (°F): usada sobre todo en Estados Unidos; equivalencias: 0 °C = 32 °F, 100 °C = 212 °F.
• Kelvin (K): escala absoluta utilizada en ciencia; 0 K es el cero absoluto. Relación: K = °C + 273.15.

Precisión, calibración y exactitud

La precisión de un termómetro depende del tipo y la calidad del sensor. Para tareas críticas (laboratorio, procesos industriales, salud) se realizan calibraciones periódicas comparando el instrumento con patrones de referencia (por ejemplo, puntos fijos como el punto triple del agua) y ajustando lecturas. Las condiciones de medida (contacto, tiempo de respuesta, ubicación, suciedad) también afectan la exactitud.

Usos habituales

• Medicina: controlar la temperatura corporal (termómetros orales, axilares, timpánicos, infrarrojos).
• Meteorología: estaciones de medición de aire, suelos y mares.
• Alimentos: garantizar cocción y conservación segura (termómetros de cocina, sondas).
• Industria y laboratorios: control de procesos, hornos, reactores y equipos sensibles.
• Hogares y climatización: control de calefacción, refrigeración y termostatos.

Seguridad y medio ambiente

El mercurio, presente en termómetros antiguos, es tóxico: si un termómetro de mercurio se rompe debe evitarse la exposición y seguir protocolos locales de limpieza y recogida de residuos peligrosos. Por eso hoy se prefieren alternativas como el alcohol coloreado en vidrio o sensores digitales. Los termómetros deben desecharse según las normas locales de residuos electrónicos o peligrosos.

Consejos prácticos para obtener buenas mediciones

• Asegúrese de que el sensor esté en contacto adecuado con la superficie o el medio cuya temperatura quiere medir (o a la distancia correcta para infrarrojos).
• Evite corrientes de aire, radiación solar directa o fuentes de calor próximas que puedan sesgar la lectura.
• Calibre o verifique el termómetro periódicamente si se utiliza para mediciones críticas.
• En termómetros digitales, cambie las pilas según el fabricante y mantenga limpia la sonda.

En resumen, los termómetros son instrumentos fundamentales en ciencia, industria, medicina y la vida cotidiana. Su variedad de principios de funcionamiento permite elegir el tipo más adecuado según el rango de temperatura, la precisión requerida y las condiciones de uso.

Termómetros médicos

En el siglo XX, el termómetro clínico tradicional era un termómetro de mercurio en vidrio. La gente se ponía el extremo del mismo en la boca (temperatura oral), bajo el brazo o en el recto (temperatura rectal).

Sólo es posible hallar la temperatura oral en pacientes que puedan mantener el termómetro correctamente en la boca. Por lo tanto, los niños pequeños no pueden utilizar este método. También es un problema para las personas con tos o que están vomitando. En el pasado era un gran problema porque los termómetros de mercurio necesitaban mucho tiempo para medir la temperatura. Los termómetros digitales actuales son más rápidos. Si una persona bebe algo caliente o frío, todavía hay que esperar antes de comprobar su temperatura oral.

Cuando se mide la temperatura rectal de una persona, es útil utilizar una crema en el termómetro. Los termómetros rectales suelen ser más fiables, ya que no están tan influenciados por otros factores. En algunos países se considera vergonzoso utilizarlos en personas mayores de dos o tres años. En otros países, se considera normal que los niños y los adultos utilicen termómetros rectales.

En los años 90, la gente de muchos países pensaba que los termómetros de mercurio eran demasiado arriesgados, ya que el mercurio es peligroso si se escapa. Hoy en día se utilizan termómetros electrónicos. A veces se utilizan termómetros con líquidos, pero no con mercurio.

Hay otros tipos de termómetros médicos: los termómetros timpánicos comprueban la temperatura de la membrana timpánica (el tímpano) con infrarrojos; los termómetros de banda comprueban la temperatura de una persona en la parte delantera de la cabeza.

Termómetros médicos.

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