Medir temperaturas extremas como -253 °C, el punto de ebullición del hidrógeno líquido a presión atmosférica, es un verdadero desafío tecnológico. En este contexto criogénico, cada detalle cuenta: precisión, repetibilidad, estabilidad a largo plazo, resistencia a las vibraciones y, por supuesto, compatibilidad con las restricciones mecánicas y químicas del entorno. Elegir el sensor adecuado se convierte en una decisión estratégica. ¿Debería optarse por un termopar tipo E, conocido por su sensibilidad, o por una termorresistencia Pt1000, a menudo preferida por su estabilidad y precisión? Cada tecnología tiene sus puntos fuertes, pero no todas son adecuadas para temperaturas tan bajas.
Medir a -253 °C: una necesidad extrema en un contexto crítico
El uso de hidrógeno líquido en los sectores aeroespacial, energético o de movilidad limpia requiere instrumentos de medición altamente fiables. A estas temperaturas, no se permiten errores: la deriva, los tiempos de respuesta deficientes o la integración mecánica inadecuada pueden comprometer la seguridad o el rendimiento de un sistema de propulsión o almacenamiento. No se trata solo de «medir el frío», sino de hacerlo con una precisión elevada y constante en el tiempo, en entornos expuestos a gradientes térmicos extremos, vibraciones o choques térmicos.
Termopar tipo E: una tecnología sensible y rápida
Termopar con cable modelo TC40
El termopar tipo E, fabricado con aleaciones de chromel y constantan, se distingue por su alta sensibilidad, especialmente en rangos de temperatura muy bajos. Proporciona una tensión más alta por grado Celsius en comparación con otros tipos, lo que lo convierte en un fuerte candidato para detectar incluso las más pequeñas variaciones de temperatura. Esta característica es particularmente valiosa en entornos donde las fluctuaciones térmicas deben detectarse instantáneamente, como en los circuitos de hidrógeno líquido que experimentan fases de compresión o expansión. Sin embargo, esta tecnología también tiene limitaciones. La estabilidad a largo plazo de los termopares puede verse afectada por ciclos térmicos repetidos, oxidación o envejecimiento de los conductores. Su precisión es generalmente inferior a la de los sensores de resistencia, especialmente a largo plazo. En aplicaciones de investigación o control automático, esto puede convertirse en un factor limitante. Explora los termopares industriales de WIKA, incluido el tipo E.
Pt1000: estabilidad, precisión y linealidad
Termorresistencia de proceso modelo TR12-B
La termorresistencia Pt1000 es otra alternativa técnica válida para la medición criogénica. Funciona basándose en la variación de la resistencia del platino con la temperatura, lo que la convierte en un instrumento extremadamente estable, repetible y lineal, incluso cerca del cero absoluto. A -253 °C, una Pt1000 correctamente encapsulada con cableado compatible con la criogenia ofrece una precisión fiable a largo plazo. Se utiliza particularmente cuando la trazabilidad, la repetibilidad o los requisitos de calibración son fundamentales, como en laboratorios, plantas de licuefacción o pruebas de seguridad en la industria del hidrógeno. Descubra las termorresistencias Pt1000 de WIKA. Sin embargo, los sensores Pt1000 son menos sensibles que los termopares a temperaturas muy bajas. Además, su tiempo de respuesta puede ser ligeramente más largo dependiendo de la configuración mecánica. La elección final dependerá de las prioridades del proyecto: favorecer la reactividad o maximizar la estabilidad.
Compatibilidad criogénica: un desafío global
Además del sensor en sí, la compatibilidad de los materiales con el hidrógeno líquido es crucial. Los elementos de medición deben resistir la contracción térmica, la permeación del hidrógeno y las posibles agresiones químicas. En WIKA, las sondas y los termopares criogénicos se someten a validaciones específicas para los materiales (acero inoxidable, PTFE, fundas especiales), los métodos de ensamblaje (soldadura orbital, aislamiento reforzado) y los cables (silicona de baja temperatura, fibra de vidrio, etc.). Los sensores también pueden ser probados a presión para aplicaciones que combinan temperaturas criogénicas con entornos de vacío o gases presurizados, típicos de los tanques de hidrógeno a bordo o fijos.
WIKA: un socio para condiciones extremas
Durante décadas, WIKA ha diseñado instrumentos de medición para los entornos más exigentes: nuclear, espacial, offshore, criogénico… Esta experiencia comprobada ha llevado al desarrollo de sondas y termopares construidos para resistir choques mecánicos, vibraciones, variaciones térmicas intensas y atmósferas gaseosas específicas como el hidrógeno. Los técnicos expertos de WIKA apoyan los proyectos desde el diseño hasta la validación en campo, ofreciendo soluciones a medida: selección del sensor, tipo de cable, método de montaje, electrónica integrada. Todas las sondas pueden ser suministradas con certificados de calibración y conformidad para garantizar trazabilidad y rendimiento en entornos regulados. No dudes en contactar a nuestros especialistas para tus proyectos criogénicos.
Conclusión
A -253 °C, incluso el más mínimo compromiso técnico puede tener consecuencias críticas. El termopar tipo E ofrece una respuesta rápida y alta sensibilidad, pero requiere un monitoreo cuidadoso de la estabilidad a largo plazo. La sonda Pt1000, por otro lado, garantiza linealidad y precisión fiables, a costa de un tiempo de respuesta potencialmente más lento. La elección correcta depende del contexto: dinámicas de medición, entorno, duración del uso y restricciones normativas. Con su reconocida experiencia y gama de sensores diseñados para criogenia e hidrógeno, WIKA es un socio fiable que apoya la transición energética y la innovación tecnológica ofreciendo soluciones seguras, de alto rendimiento y sostenibles.
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