Termostato

¿Tienes calor? Seguramente quieras refrescarte. Si por el contrario tenemos frío, buscaremos calentarnos.
Nuestros cuerpos son mecanismos asombrosos de autorregulación que pueden ajustarse constantemente para mantener su temperatura alrededor de los 37º. Si queremos que nuestras casas mantengan su temperatura más o menos constante, tenemos que seguir encendiendo y apagando nuestros equipos de climatización o calefacción, o, alternativamente, depender de dispositivos inteligentes llamados termostatos para hacer el trabajo por nosotros. ¿Qué son y cómo funcionan?

¿Qué Es un Termostato?

Es posible que tenga un control de temperatura en una pared de su hogar para controlar el sistema de calefacción, pero, aunque probablemente esté marcado en grados, no es un termómetro. Se llama termostato, una palabra moderna basada en dos términos griegos antiguos: thermos (que significa calor) y statos (estar parado en equilibrio). Solo podemos decir por su nombre que un termostato es algo que «mantiene el calor igual»: cuando nuestra casa está demasiado fría, el termostato enciende la calefacción para que las cosas se calienten rápidamente. Una vez que la temperatura alcanza el nivel que hemos establecido, el termostato apaga la calefacción para que no sea demasiado elevada.
Igual funciona al contrario. Si la temperatura de la casa es demasiado baja, activará el sistema de aire acondicionado, si está programado para ello.

Un termómetro es algo que mide la temperatura. Un termostato es algo que intenta mantener la temperatura (mantenerla aproximadamente igual).
Los siguientes termómetros, aunque similares a termostatos en su aspecto, son eso, termómetros. !Cuidado!

¿Cómo Funcionan los Termostatos?

La mayoría de las cosas se hacen más grandes cuando se calientan y más pequeñas cuando se enfrían (el agua es una excepción notable: se expande cuando se calienta y cuando se congela también). Los termostatos mecánicos utilizan esta idea (que se llama expansión térmica) para encender y apagar un circuito eléctrico. Los dos tipos más comunes usan tiras bimetálicas y fuelles llenos de gas.

Termostatos Bimetálicos

Un termostato tradicional tiene dos piezas de metales diferentes atornillados para formar lo que se llama una tira bimetálica. La tira funciona como un puente en un circuito eléctrico conectado a su sistema de calefacción. Normalmente, el «puente está cerrado», la tira transporta electricidad a través del circuito y la calefacción está encendida. Cuando la tira se calienta, uno de los metales se expande más que el otro, por lo que toda la tira se dobla muy ligeramente. Finalmente, se dobla tanto que abre el circuito. El «puente está abierto», la electricidad se apaga instantáneamente, la calefacción se corta y la habitación comienza a enfriarse.

Pero entonces, ¿qué pasa? A medida que la habitación se enfría, la tira también se enfría y vuelve a su forma original. Tarde o temprano, vuelve al circuito y hace que la electricidad vuelva a fluir, por lo que la calefacción se vuelve a encender. Al ajustar el dial de temperatura, cambia la temperatura a la que se enciende y apaga el circuito. Debido a que la tira de metal tarda un poco en expandirse y contraerse, la calefacción no se enciende y apaga constantemente cada pocos segundos, lo que sería inútil (y bastante irritante); dependiendo de qué tan bien aislado esté su hogar y qué tan frío esté afuera, el termostato puede tardar una hora o más en volver a encenderse una vez que se apaga.

Termostatos con Fuelles de Gas

El problema con las tiras bimetálicas es que tardan mucho tiempo en calentarse o enfriarse, por lo que no reaccionan rápidamente a los cambios de temperatura. Un diseño alternativo de termostato detecta los cambios de temperatura más rápidamente utilizando un par de discos metálicos con un fuelle lleno de gas en el medio. Los discos tienen una gran área de superficie, por lo que reaccionan rápidamente al calor y están corrugados (tienen crestas) para que sean flexibles. Cuando la habitación se calienta, el gas en el fuelle se expande y separa los discos. El disco interno empuja contra un microinterruptor en el medio del termostato y apaga el circuito eléctrico (y la calefacción). A medida que la sala se enfría, el gas en el fuelle se contrae y los discos de metal se vuelven a unir. El disco interno se aleja del microinterruptor, enciende el circuito eléctrico y vuelve a encender la calefacción. También puede encontrar termostatos de fuelle corrugado en otras aplicaciones (por ejemplo, automóviles más antiguos) y, en lugar de gas, a veces se llenan con un líquido volátil (de bajo punto de ebullición) como un alcohol diluido; el producto químico exacto en el interior depende del rango de temperaturas sobre las cuales necesitan operar.

Termostatos de Cera

Resumiendo lo que ya hemos descubierto, puede ver que todos los termostatos mecánicos (todos los no electrónicos, que son la mayoría de los usados para usar en el hogar) usan sustancias que cambian de tamaño o forma con el aumento de la temperatura. Por lo tanto, los termostatos bimetálicos dependen de la expansión de los metales a medida que se calientan, mientras que los fuelles de gas funcionan con la expansión de gases. Algunos termostatos van más allá y utilizan el cambio en el estado de una sustancia de líquido a gas. Los termostatos de cera son probablemente el ejemplo más común, y los encontrará en válvulas de radiadores domésticos y motores de automóviles. Usan un pequeño tapón de cera dentro de una cámara sellada. A medida que cambia la temperatura, la cera se derrite (cambia de estado sólido a líquido), se expande enormemente y empuja una varilla fuera de la cámara que enciende o apaga algo (opera el sistema de enfriamiento del motor en un automóvil o regula la mezcla de calor y agua fría en una ducha para garantizar que su cuerpo no se hierva como una langosta). Los termostatos de cera tienden a ser más precisos y duraderos en condiciones extremas dentro del motor de un vehículo.

Termostatos Inteligentes y WIFI

La mayoría de nosotros pasamos solo entre la mitad y un tercio de nuestro tiempo en casa, el resto del día, estamos en el trabajo o haciendo vida en la calle.

Por lo general, tendremos un programador o un termostato en casa que enciende o apaga la calefacción de acuerdo con la hora del día o la temperatura interior. Pero ese es un sistema poco eficiente. Por defecto, para evitar un hogar frío, muchos de nosotros simplemente encendemos la calefacción, desperdiciando grandes cantidades de energía y dinero. Ese es el problema que la última generación de termostatos inteligentes está diseñado para resolver. Aprenden cómo la temperatura en diferentes momentos del día, o de manera diferente durante la semana y el fin de semana, comparando eso con las mediciones objetivas de temperatura y humedad para establecer un programa confiable que puedan seguir automáticamente en el futuro.También le permiten programarlos de forma remota utilizando una aplicación de teléfono inteligente simple para que pueda encender la calefacción en el tren camino a casa, por ejemplo.

Vídeo con el Funcionamiento de un Termostato