EL TERMOMETRO

Investigación y Guión: Conti González Báez



Hasta principios del siglo XVII, no había manera de cuantificar la temperatura. Según la teoría de Aristóteles, el calor y el frío eran cualidades fundamentales, que con la humedad y lo seco se combinaban con la materia primordial para hacer los elementos Tierra, Agua, Aire y Fuego. Así, la Tierra era seca y fría, el Fuego seco y caliente, etcétera.

Aunque era posible hablar de “grados de calor o frío”, en realidad éstos no eran medidos, excepto de una manera muy rudimentaria, como cuando un médico ponía su mano en la frente de un paciente y diagnosticaba “calor de fiebre”.

La medición de la temperatura se convirtió en un arduo problema para el círculo de hombres prácticos e instruidos de Venecia, al cual pertenecía Galileo.

Con base en la obra “Neumática” de Hero de Alejandría, escrita en el Siglo I de Nuestra Era pero publicada por primera vez en Occidente en 1575, varios autores habían empezado a jugar con la idea de la expansión del aire conforme se incrementaba su calor y viceversa.

La primera solución fue el termoscopio, desarrollado por Galileo Galilei alrededor de 1603. Predecesor del termómetro, consistía en un matraz de vidrio con un cuello largo y delgado, similar a un popote. Se sumergía dentro de una vasija con agua y al calentarla, ésta comenzaba a subir por el tubo.

El italiano Sanctorius Sanctorius fue el primero en incorporar una graduación numérica al instrumento, que posteriormente evolucionó en el termómetro.

En otras partes de Europa, los inventores Cornelis Drebbel y Robert Fludd desarrollaron instrumentos similares. Como en el caso del telescopio, no se sabe quién fue el primero o si alguno derivó su conocimiento de los otros. La invención simultánea e independiente del termómetro de aire demuestra la tendencia del siglo XVII hacia la cuantificación de los fenómenos naturales.

El termómetro de vidrio, también llamado de bulbo, fue desarrollado alrededor de 1630. Su funcionamiento se basa en el simple principio de que un líquido cambia su volumen en relación con su temperatura. Los líquidos ocupan menos espacio cuando están fríos y más espacio al calentarse. Este mismo principio funciona para los gases y es la base del globo de aire caliente.

Es difícil notar que el agua, la leche o el aceite, por ejemplo, ocupan más o menos espacio conforme cambia su temperatura, por lo que el termómetro de vidrio usaba un bulbo más o menos grande y un tubo muy angosto para acentuar el cambio en el volumen del fluido que contenía.

Sin embargo, presentaba algunos problemas. Si el fluido utilizado era agua, no podía medir temperaturas muy bajas porque se congelaba, ni muy altas porque hervía. Además, al estar abierta la parte superior, el agua podía evaporarse o absorber polvo y basura.

El físico alemán Daniel Gabriel Fahrenheit inventó el termómetro de alcohol en 1709 y el termómetro de mercurio cinco años después. Sellar el mercurio en un pequeño tubo resolvió los problemas de congelamiento y ebullición asociados al uso de agua.

A principios del Siglo XVIII, fueron desarrolladas diversas escalas de temperatura, basadas en varios puntos de referencia confiables, como la temperatura de una mezcla de hielo y salmuera o de hielo y agua, la temperatura corporal o el punto de ebullición del agua.

Sin embargo, aún no existía un estándar universal. Cada científico tenía su propia escala y era imposible comparar temperaturas en distintos lugares.

En 1724, Fahrenheit introdujo la escala de temperatura que lleva su nombre. Arbitrariamente, decidió que los puntos de congelamiento y ebullición estarían separados por 180 grados y fijó el primero en 32 grados. Sumergió un termómetro en agua helada y marcó el nivel del mercurio como 32 grados. Luego introdujo el mismo termómetro en agua hirviendo y marcó el nivel del mercurio como 212 grados. Entonces hizo 180 marcas espaciadas entre los dos puntos.

También destacaron las escalas de Anders Celsius y René-Antoine Ferchault de Réaumur. Las de Fahrenheit y Celsius siguen todavía utilizándose, mientras que la de Réaumur cayó en desuso.

El astrónomo, físico e inventor sueco Anders Celsius sobresalió, entre otras cosas, por su promoción del Calendario Gregoriano y por sus observaciones de las auroras boreales, que comprobaron que la Tierra está achatada en los polos. Sin embargo, lo que lo hizo famoso fue su escala de temperatura.

Diseñada en 1742, la escala de Celsius fue también llamada “centígrada” por estar dividida en 100 grados entre el punto de congelamiento y el de ebullición del agua. Él fijó, también arbitrariamente, el punto de congelamiento en 100 grados, pero posteriormente su escala fue invertida, con lo que el punto de ebullición del agua pura a la presión del aire a nivel del mar es a 100 grados y el de congelamiento a 0 grados.

El sistema centígrado o Escala Celsius es actualmente el estándar para todas las mediciones científicas de temperatura. Lo correcto es referirse a grados Celsius, término adoptado en 1948 durante la conferencia Internacional de Pesos y Medidas, en honor a su creador.

El inglés Lord William Thomson Kelvin llevó todo el proceso un paso más allá con la invención de la escala que lleva su nombre en 1848, la cual mide los máximos extremos de frío y calor. Desarrolló la idea de la temperatura absoluta, lo que se conoce como la Segunda Ley de la Termodinámica y la teoría dinámica del calor. La Escala Kelvin es usada casi exclusivamente en laboratorios.

El termómetro que tenemos en el botiquín para medir la fiebre sólo marca un rango muy pequeño de grados, mientras que uno ambiental tiene uno mayor. Aunque estos termómetros de bulbo son buenos para medir con exactitud la temperatura, no sirven para controlarla.

Esto es posible con un termómetro de lámina bimetálica, basado en el hecho de que diferentes metales se expanden de distinta manera al calentarse. Es utilizado tanto en hornos como en refrigeradores.

Está formado por dos láminas de metales con coeficientes de dilatación muy distintos, enrollados de tal manera que, al separarse, uno de ellos hace contacto con una corriente eléctrica de baja intensidad a la temperatura deseada. Aumentando o disminuyendo la distancia entre la lámina y la corriente es posible controlar la temperatura.

Los termómetros electrónicos utilizan sensores que cambian su resistencia con los cambios de temperatura. Una computadora u otro circuito mide la resistencia y la convierte en temperatura, ya sea para mostrarla o para tomar decisiones acerca de prender o apagar algo.

Son muchos y variados los termómetros que utilizamos diariamente para medir la temperatura ambiental, del cuerpo y hasta de las carnes que horneamos, o bien, para controlar la temperatura de la plancha, del aire acondicionado o calefacción y del agua del calentador para bañarnos.