Pirómetro

En este artículo se explica qué son los pirómetros y para qué sirven. Así pues, encontrarás cómo funciona un pirómetro, cuáles son los diferentes tipos de pirómetros y las ventajas y desventajas de los pirómetros.

¿Qué es un pirómetro?

Un pirómetro es un dispositivo que sirve para medir la temperatura de un cuerpo sin necesidad de tener contacto con él. Es decir, un pirómetro es un termómetro que mide la temperatura a distancia.

Por ejemplo, el pirómetro permite medir la temperatura de metales extremadamente calientes (+600 ºC). Evidentemente, estos valores de temperaturas resultarían imposible de determinar estableciendo contacto con el metal. Más abajo veremos más aplicaciones de este tipo de instrumentos de medición.

El funcionamiento de un pirómetro se basa en medir la radiación que emite el cuerpo, a partir de la cual se puede calcular la temperatura del cuerpo.

Por lo tanto, la diferencia entre un pirómetro y un termómetro es el método para medir la temperatura. Un pirómetro puede medir la temperatura de un cuerpo a distancia, en cambio, un termómetro necesita tener contacto físico con el cuerpo. Además, los pirómetros pueden medir rangos de temperatura mucho más amplios que los termómetros.

Aunque se desconoce el inventor del pirómetro, se atribuye su invención al neerlandés Pieter van Musschenbroek y al inglés Josiah Wedgwood, quienes desarrollaron aparatos muy similares al pirómetro de manera independiente.

Cómo funciona un pirómetro

Ahora que ya sabemos la definición de pirómetro, vamos a ver el principio de funcionamiento de este dispositivo de medición.

Cualquier cuerpo con una temperatura superior a 0 K emite una radiación térmica cuyo valor depende de su temperatura. De manera que cuanto más caliente esté el cuerpo, mayor será la radiación térmica que emite.

El funcionamiento de un pirómetro se basa en la ley de Stefan-Boltzmann, la cual relaciona la temperatura de un cuerpo con la radiación térmica que emite. Así pues, el pirómetro mide la radiación emitida por el cuerpo y, aplicando la ley de Stefan-Boltzmann, calcula la temperatura del cuerpo.

En concreto, la fórmula de la ley de Stefan-Boltzmann es la siguiente:

Donde:

• es radiación térmica emitida por el cuerpo.
• es la emisividad característica del cuerpo.
• es la constante de Stefan-Boltzmann, que es igual a 5,67·10^-8 W·m^-2·K^-4.
• es la temperatura del cuerpo.

Tipos de pirómetros

Los pirómetros se pueden clasificar en tres tipos distintos según la forma en la que captan la radiación térmica del objeto.

• Pirómetro óptico: tipo de pirómetro que compara la radiación emitida con la de una luz calibrada para medir la temperatura del objeto. Por lo tanto, la medición de la temperatura depende de la luz visible que emite el cuerpo. Este tipo de pirómetro sirve para medir temperaturas mayores que 700 ºC.
• Pirómetro de radiación: tipo de pirómetro que determina la temperatura de un cuerpo a partir de la radiación que emite. Generalmente, su rango de medición es entre 550 ºC y 1600 ºC.
• Pirómetro infrarrojo: tipo de pirómetro cuyo funcionamiento es como el pirómetro de radiación, sin embargo, solo detecta radiaciones con una longitud de onda entre 0,4 y 0,7 μm. Puede medir un rango de temperaturas muy amplio, normalmente desde -50 ºC hasta 4000 ºC.

Ventajas y desventajas del pirómetro

Ventajas del pirómetro:

• La medición de la temperatura con un pirómetro es muy rápida (suele tardar menos de un segundo).
• El rango de temperaturas que puede medir un pirómetro es muy amplio.
• A diferencia de un termómetro convencional, un pirómetro no sufre desgaste por contacto.
• Los pirómetros permiten medir la temperatura de cuerpos en movimiento.
• Se evita el error debido a un mal contacto térmico.

Desventajas del pirómetro:

• Debe conocerse la emisividad del material para poder determinar la temperatura con precisión.
• Los reflejos de las fuentes de radiación térmica o la luz del entorno pueden afectar al valor de la temperatura medida.

Aplicaciones del pirómetro

Los pirómetros resultan muy útiles para medir la temperatura de una superficie que resulta muy difícil de acceder o que no se puede tocar porque está muy caliente. Por ejemplo, se puede usar un pirómetro para averiguar la temperatura de un motor o de una parte inaccesible de una máquina.

Asimismo, los pirómetros permiten medir la temperatura de cuerpos en movimiento. Por ejemplo, el pirómetro es el instrumento que se utiliza para medir la temperatura de un turbina que está girando.

Además, el pirómetro puede medir un rango de temperaturas mucho más amplio que un termómetro, así pues, los pirómetros se usan para medir temperaturas muy elevadas. Por ejemplo, en los hornos metalúrgicos se emplea el pirómetro para medir de manera continua la temperatura del metal con el que se está trabajando.