Termocuplas y sensores Pt100: tipos y usos
Una termocupla o un sensor Pt100 se elige por la temperatura máxima del proceso y por la precisión que necesita. La termocupla mide más alto; el Pt100, con más exactitud. La termocupla de la cocina, el calefón o el horno a gas es otra cosa: un elemento de seguridad.
- Hasta 250-400 °C y con precisión: Pt100. Más arriba: termocupla.
- Tipo J hasta unos 750-800 °C, tipo K hasta 1.200-1.300 °C, tipo S para las temperaturas más altas.
- Con termocupla, prolongue con cable de compensación del mismo tipo; con Pt100, prefiera 3 o 4 hilos.
- La termocupla capilar de artefactos a gas no se reemplaza por una industrial: se elige por largo y rosca.
1. Cómo mide cada uno
Una termocupla (termopar) son dos metales distintos unidos en la punta: al calentarse generan una tensión de milivoltios que el controlador convierte en temperatura. Es robusta y mide muy alto.
Un Pt100 es un sensor de resistencia (RTD) de platino: tiene 100 Ω a 0 °C y su resistencia sube unos 0,385 Ω por cada grado. Es más exacto, pero trabaja más bajo.
2. Tabla comparativa: J, K, S o Pt100
| Tipo J | Tipo K | Tipo S | Pt100 | |
|---|---|---|---|---|
| Rango de uso | 0 a 800 °C | 0 a 1.200-1.300 °C (C610: hasta 1.150 °C) | 0 a 1.300 °C (hasta 1.600 °C en otras versiones) | −50 a 250 °C (los de STI) |
| Precisión | Media | Media | Alta | La más alta |
| Usos típicos | Plásticos y gomas, hornos de panadería, aluminio y zamac | Hornos, fundición, tratamiento térmico, crematorios | Fundición y hornos de alta temperatura | Agua caliente, vapor, aceite, alimentos, gas en PRM |
| En STI | MT-106 tipo J | MT-106, MT-107, C610 cerámico | C799 cerámico | Pt100 de 4 hilos, Pt100 con transmisor |
Rangos tomados de las fichas de cada producto; los 1.600 °C del tipo S son un valor general.
Tolerancia máxima de fábrica de cada sensor, según su clase:
| Sensor | 100 °C | 200 °C | 400 °C | 800 °C | 1.200 °C |
|---|---|---|---|---|---|
| Pt100 clase A | ± 0,35 °C | ± 0,55 °C | ± 0,95 °C | — | — |
| Termocupla J clase 1 | ± 1,5 °C | ± 1,5 °C | ± 1,6 °C | — | — |
| Termocupla K clase 1 | ± 1,5 °C | ± 1,5 °C | ± 1,6 °C | ± 3,2 °C | — |
| Termocupla S clase 1 | ± 1,0 °C | ± 1,0 °C | ± 1,0 °C | ± 1,0 °C | ± 1,3 °C |
Cálculo de STI con las tolerancias de las normas IEC 60751 (Pt100) e IEC 60584 (termocuplas). Un guion indica que la clase no cubre esa temperatura. Las C610 y C799 de STI son clase 1, y el Pt100 con transmisor es clase A.
Si su proceso trabaja a 150 °C y necesita ±1 °C, el Pt100 cumple y una termocupla J o K no. A 800 °C, solo sirve una termocupla.
3. Pt100 de 2, 3 o 4 hilos
Con 2 hilos, la resistencia del cable se suma a la del sensor y el controlador lee de más. Con 3 hilos, el controlador mide el cable y lo descuenta. Con 4 hilos, el error del cable desaparece. El error a 2 hilos queda así:
| Cable de 0,5 mm² | Pt100 a 2 hilos | Pt1000 a 2 hilos | Pt100 a 3 o 4 hilos |
|---|---|---|---|
| 2 m | +0,4 °C | +0,04 °C | prácticamente 0 |
| 10 m | +1,8 °C | +0,18 °C | prácticamente 0 |
| 25 m | +4,5 °C | +0,45 °C | prácticamente 0 |
Cálculo de STI con cable de cobre a 20 °C. El Pt1000, por tener 1.000 Ω, es diez veces menos sensible al cable.
Si el tablero está lejos, la mejor opción es el Pt100 con transmisor 4-20 mA: convierte la lectura en corriente, que no se altera con el largo del cable, y se conecta directo a un PLC o SCADA. Para medir la temperatura del gas en un puente de regulación (PRM), el Pt100 de 4 hilos trabaja de −40 a +60 °C y sirve para computadores de flujo de diferentes marcas.
4. Termopozo: la protección del sensor
El termopozo (vaina) separa el sensor del proceso. Permite cambiar el sensor sin despresurizar la instalación.
- Metálico, de acero inoxidable: resiste golpes y presión; sirve hasta unos 1.100-1.200 °C. Lo traen las termocuplas MT-106 (rosca de 1/2″ a 3/4″).
- Cerámico: resiste temperaturas más altas y ambientes agresivos, como los hornos de fundición, pero se rompe con un golpe o un cambio brusco de temperatura. Lo traen las C610 y C799.
- Largo: la punta debe quedar cerca del centro del flujo. Para PRM hay termopozos Elgas de 55 y 100 mm, rosca 1/2″ BSP y PN63.
5. Cable de compensación
Una termocupla se prolonga hasta el controlador con cable de compensación del mismo tipo: tipo K con K, tipo S con S. Los cables Resitermica soportan de −60 a +110 °C: llévelos lejos de la zona caliente. Respete la polaridad: si invierte los hilos, la temperatura baja cuando el horno calienta.
El controlador también debe estar configurado para el mismo tipo. El Maxthermo MC-5438 acepta termocuplas J, K, T, B, E, R, S y N, y Pt100; los controladores Inova para hornos trabajan con tipo J. Vea todos los controladores de temperatura.
6. La termocupla de calefón, estufa y horno a gas
La termocupla capilar de los artefactos a gas no mide temperatura: es un elemento de seguridad. La llama del piloto calienta su punta y la pequeña tensión que genera mantiene abierta la válvula de gas; si la llama se apaga, la válvula cierra el gas.
| Repuesto | Para qué equipo | Cómo se elige |
|---|---|---|
| Termocupla capilar Sinopts o Ferrari | Cocinas, hornos, estufas, calderas | Largo (Sinopts 600 o 900 mm; Ferrari 400 o 900 mm) y rosca: trae adaptadores M8, M9, M10, M11 y 11/32″ |
| Termocupla bífida CBM | Termotanques, calderas | 600 mm, con derivación de 300 mm, conexión M9 |
| Conector interruptor SIT 0.974.404 | Calderas, cocinas y estufas con termocupla partida | Rosca M11x32 y terminales de 6,3 mm |
| Termopila de 750 mV | Freidoras, termotanques, hornos con válvula millivolt | No es una termocupla: genera más tensión y no se intercambia |
Si falla la válvula y no la termocupla, vea las válvulas compactas.
7. Cómo verificar un sensor en su ciudad
Una prueba casera es meter la punta en agua hirviendo, pero en casi toda Bolivia el agua no hierve a 100 °C: con la altura baja la presión del aire y el agua hierve antes. En La Paz hierve a unos 88 °C, así que si su sensor marca 100 °C allí, lee de más. Compare la diferencia con la tolerancia de la tabla del punto 2.
| Ciudad | Presión del aire | El agua hierve a |
|---|---|---|
| Santa Cruz416 m | 964 hPa | 98,6 °C |
| Tarija1.860 m | 809 hPa | 93,8 °C |
| Cochabamba2.560 m | 741 hPa | 91,5 °C |
| Sucre2.810 m | 718 hPa | 90,7 °C |
| La Paz3.640 m | 646 hPa | 87,9 °C |
| Oruro3.735 m | 638 hPa | 87,6 °C |
| El Alto4.050 m | 612 hPa | 86,5 °C |
| Potosí4.090 m | 609 hPa | 86,4 °C |
Cálculo de STI con la presión de la atmósfera estándar a cada altura. Según el clima, tome ±0,5 °C. El agua con hielo picado marca 0 °C en cualquier ciudad.
Preguntas frecuentes
¿Qué diferencia hay entre una termocupla tipo K y tipo J?
La tipo J se usa hasta unos 750-800 °C y es la habitual en plásticos, gomas y hornos de panadería. La tipo K es la más común en la industria y llega a 1.200-1.300 °C, según el modelo: sirve para hornos, fundición y tratamientos térmicos. No son intercambiables: el controlador debe estar configurado para el mismo tipo.
¿Termocupla o Pt100?
Hasta unos 250-400 °C, el Pt100 es más preciso y estable: conviene en agua caliente, vapor, aceite térmico, alimentos o medición de gas. Por encima de eso, o cuando se necesita una sonda delgada y una respuesta rápida, se usa una termocupla.
¿Qué significa Pt100 de 3 hilos o de 4 hilos?
Es la forma de conectar el sensor. Con 2 hilos, el cable se suma a la medición y la lectura sale alta; con 3 hilos el controlador lo descuenta y con 4 hilos su error desaparece. Para tramos largos, conviene un Pt100 con transmisor 4-20 mA.
¿Puedo alargar una termocupla con cable común?
No. Con cable de cobre común la lectura se altera, porque cada unión de metales distintos genera su propia tensión. Use cable de compensación del mismo tipo que la termocupla (K con K, S con S) y respete la polaridad. Un Pt100, en cambio, sí se prolonga con cable de cobre, de preferencia a 3 o 4 hilos.
¿La termocupla de la cocina o del calefón sirve para un horno industrial?
No. La termocupla capilar de los artefactos a gas no mide temperatura: es un elemento de seguridad que mantiene abierta la válvula de gas mientras hay llama. La termocupla industrial envía una señal a un controlador. Cada una se compra para su uso.
¿Cómo sé si mi termocupla de cocina o estufa está gastada?
Si el piloto prende pero se apaga al soltar la perilla, después de mantenerla apretada unos 20 a 30 segundos, lo más probable es que la termocupla esté gastada o floja en la válvula. Revise primero que la punta quede dentro de la llama del piloto.
Díganos la temperatura máxima, el largo, la rosca y el controlador, o envíenos una foto de la termocupla que quiere cambiar. Vea también la categoría de termocuplas y termopares. Atendemos en La Paz, Cochabamba y Santa Cruz y enviamos a toda Bolivia.
