La evolución del termostato

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Desde su invención en el siglo XIX, el termostato ha sufrido una serie de cambios drásticos en su diseño y funcionamiento, que lo han hecho más eficaz. Conoce un poco de su historia y de las modificaciones que se le han hecho hasta llegar al modelo actual

Francisco Sandoval

Desde 1885, con la aparición del primer dispositivo patentado para el control de temperatura, desarrollado por el inventor Albert Butz, mucho han evolucionado los dispositivos y con ellos los materiales con los que se fabrican. Esto trajo consigo los termostatos, posteriormente los controles electrónicos de temperatura y ahora los controladores de funciones.

Un termostato es el componente de control simple on / off que aprovecha las propiedades térmicas de los materiales, como la dilatación (expansión) por calentamiento y la contracción (encogimiento) debida al enfriamiento.

En su versión simple, el dispositivo emplea líquido. A este tipo se le puede encontrar, por ejemplo, en los motores de combustión interna, donde se controla el flujo del refrigerante que circula por el radiador dependiendo de la temperatura del motor. Mientras mayor sea la temperatura del motor, mayor será el flujo de refrigerante para enfriamiento.

Antecedentes

El primer caso de confort se registra en la Antigua Roma, donde la versión de calefacción por suelo radiante, llamado “hipocausto”, calentaba las villas en invierno por medio de aguas termales que alcanzaban hasta 60 grados centígrados en los baños públicos; con él, se controlaba el flujo de agua con compuertas, a fin de mantener constante o en rango la temperatura deseada.

Más tarde, las versiones del termostato simple, utilizadas a mediados del siglo XIX, consistían en elementos metálicos, ya sea en láminas o barras, que se formaban con diferentes formas, como herraduras, espirales o rollos, que al expandirse o encogerse tenían la energía mecánica suficiente para accionar el dispositivo de paso.

El termostato de Butz era un dispositivo que mantenía constante la temperatura de un horno. Se trataba de una lámina metálica en forma de caracol, la cual se dilataba o contraía con el calor del fuego. Ésta tenía acoplado un sistema de poleas que controlaba la apertura de la puerta del horno; cuando la temperatura caía hasta el mínimo establecido, abría la puerta para permitir la entrada de aire fresco que avivaba el fuego; cuando el fuego calentaba hasta alcanzar la temperatura máxima, el termostato cerraba la puerta para obstruir la entrada de aire y amortiguar el fuego.

El termostato moderno

Con el descubrimiento de la electricidad y su difusión, primero en las empresas y después en los hogares, a inicios del siglo XX, una de las primeras versiones de termostato de mercurio utilizaba las propiedades conductoras del metal líquido, con el propósito de operar la fuente de energía dentro del rango de temperatura definido por la posición de los electrodos en un termómetro.

Con la invención del motor de combustión interna, cuya aplicación se generalizó en los procesos de fabricación de las Industrias y luego se popularizó en los automóviles, surgió el termostato de líquido, empleado, generalmente, en válvulas de control de fluido. Éstos podían contener parafina u otro líquido encapsulado, el cual se expandía al aumentar la temperatura y generaba la fuerza para empujar un disco que permite el paso del fluido; cuando el fluido se enfría, un resorte regresa el disco a su posición inicial, cerrando el paso. Un ejemplo de este termostato es el empleado en el sistema de enfriamiento en los radiadores.

Por esa época, surgió también el termostato bimetálico, que consiste en dos láminas de diferente metal unidas, cada metal con diferente coeficiente de dilatación; cuando la temperatura se eleva, provoca que las láminas cambien de forma debido al calor aplicado, actuando sobre los contactos (platinos) de un circuito eléctrico.

Con el desarrollo de los refrigerantes halogenados clorofluorocarbonos (CFC), poco después de 1930, surgieron los termostatos de gas a presión, que funcionan con un gas encerrado herméticamente dentro de un tubo de cobre con depósito llamado bulbo. Cuando la temperatura incrementa, el gas se expande dentro de un diafragma, con una presión tal que acciona una válvula, ya sea para agilizar o bloquear el paso de un fluido o para accionar los platinos de un circuito eléctrico. Tanto la válvula como los platinos pueden ser regulados a fin de entrar en funcionamiento, variando la presión del gas.

Al día de hoy, a los termostatos de gas a presión, conocidos por los técnicos de servicio como termostatos mecánicos, se les reconoce por su durabilidad, aunque no por su precisión y exactitud, debido a que el gas a presión se ve afectado por la presión atmosférica, lo que implica que se les ajuste a determinada altura sobre el nivel del mar.

El surgimiento de los equipos de aire acondicionado dio pie a los termostatos de pared (también de gas a presión y a los cuales se les adicionó un reloj eléctrico), con aplicación en casas u oficinas y sobre el muro cerca del equipo. A nivel mundial, se trata del más usado en los hogares.

Francisco Sandoval es ingeniero Mecánico Electricista por la Universidad Nacional Autónoma de México. Ha trabajado en distintas empresas dedicadas a la industria de la refrigeración, tanto en el desarrollo de productos como de negocios. Actualmente, es ejecutivo de Ventas para la empresa Wellington Drive Technologies.