A percepção de quente e frio sempre acompanhou a experiência humana. No entanto, transformar essas sensações em valores mensuráveis foi um desafio que atravessou séculos. Mas quem criou a medição de temperatura e como é possível medir como conhecemos hoje?
Qual a origem da medição da temperatura?
Bom, não há registros oficiais de métodos usados por civilizações antigas, como gregos ou chineses, para medir a temperatura de forma padronizada. Por isso, a história da medição térmica costuma ser associada ao período do Renascimento, quando surgiram os primeiros instrumentos capazes de indicar variações de calor.
O calor pode ser entendido como a energia presente em um corpo ou material. Quanto maior essa energia, maior a temperatura. Diferentemente de grandezas como massa e comprimento, a temperatura não podia ser medida diretamente. Os primeiros métodos observavam os efeitos do calor sobre líquidos, gases ou metais e, a partir dessas alterações, estimavam valores térmicos.
Outro obstáculo foi a criação de escalas confiáveis. Em 1664, o cientista inglês Robert Hooke sugeriu o ponto de congelamento da água como referência inicial. Pouco depois, o astrônomo dinamarquês Ole Rømer propôs o uso de dois pontos fixos: o congelamento e a ebulição da água. Essa abordagem permitiu estabelecer intervalos entre temperaturas e deu origem às primeiras escalas calibradas.
No início do século XVIII, Rømer apresentou um sistema próprio de medição. Quase ao mesmo tempo, Isaac Newton desenvolveu uma escala baseada no congelamento da água e em pontos obtidos a partir da fusão de metais. Embora diferentes entre si, essas propostas ajudaram a consolidar a ideia de que a temperatura precisava ser expressa por valores comparáveis.
O que é temperatura e como ela é medida
A temperatura é uma grandeza física que indica o nível de energia térmica de um corpo. Ela também expressa a direção do fluxo de calor, que sempre ocorre do corpo mais quente para o mais frio. No Sistema Internacional de Unidades, a temperatura é medida em kelvin (K). O zero absoluto, equivalente a −273,15 °C, representa o ponto em que a atividade molecular é mínima.
Na escala Celsius, 0 °C corresponde ao congelamento da água e 100 °C à ebulição, considerando a pressão atmosférica ao nível do mar. Já a escala Fahrenheit utiliza os mesmos pontos de referência, definidos como 32 °F e 212 °F. As duas escalas se cruzam em −40 °.
A pressão do ar influencia o comportamento da água. Por isso, as medições de referência consideram condições atmosféricas padronizadas. Esses critérios foram essenciais para que a temperatura pudesse ser comparada em diferentes lugares e contextos.
Primeiras medições relativas
Até o século XVII, os instrumentos disponíveis não forneciam valores exatos de temperatura. Eles apenas indicavam se algo estava mais quente ou mais frio em relação a outro objeto.
Por volta de 250 a.C., o engenheiro grego Filo de Bizâncio desenvolveu um dispositivo em que o ar aquecido se expandia e empurrava a água por um tubo. Quando a temperatura caía, o líquido retornava ao recipiente. O movimento da água indicava variações térmicas, mas sem valores numéricos.
No século I d.C., Herão de Alexandria criou um mecanismo semelhante, conhecido como termoscópio. Ele também se baseava na expansão e contração do ar ou da água. Cem anos depois, o médico Galeno acrescentou uma escala com indicações de quente, frio e neutro. Ainda assim, não havia uma padronização.
Esses instrumentos ajudavam a observar mudanças de temperatura, mas não permitiam medições precisas. A falta de calibração limitava o uso científico dessas ferramentas.
No final do século XVI, cientistas europeus deram novos passos na tentativa de medir a temperatura. Entre eles estavam Galileu Galilei, Santorio Santorio, Robert Fludd e Cornelius Drebbel. Eles desenvolveram versões mais refinadas do termoscópio, usando ampolas de vidro conectadas a tubos imersos em água colorida.
Quando a temperatura subia, o ar dentro da ampola se expandia e o nível da água no tubo se alterava. Apesar de indicar variações térmicas, o instrumento ainda era influenciado pela pressão atmosférica. Isso impedia a obtenção de valores confiáveis.
Mesmo com essas limitações, o termoscópio ajudou a consolidar a ideia de que a temperatura podia ser observada de forma sistemática, abrindo caminho para o desenvolvimento de termômetros calibrados.
Quem criou as escalas de temperatura?
No início do século XVIII, Ole Rømer criou a primeira escala térmica calibrada, baseada nos pontos de congelamento e ebulição da água. Pouco depois, Isaac Newton propôs uma escala própria, utilizando referências térmicas de metais.
O avanço decisivo ocorreu quando os cientistas passaram a usar líquidos em recipientes selados, reduzindo a interferência da pressão do ar. Em 1654, Ferdinando II de Médici construiu um termômetro com álcool. Já em 1709, Daniel Gabriel Fahrenheit apresentou um modelo com mercúrio, mais estável e preciso.
A escala Fahrenheit definiu 32 como o ponto de congelamento da água e 212 como o de ebulição. Essa padronização permitiu medições mais consistentes e ampliou o uso do termômetro em áreas como medicina e meteorologia.
Em 1742, o cientista sueco Anders Celsius propôs uma nova escala. Inicialmente, ele definiu 0 °C como o ponto de ebulição e 100 °C como o de congelamento. Posteriormente, a escala foi invertida para se tornar mais intuitiva, chegando ao formato atual.
Pirômetro para medições em altas temperaturas
No século XVIII, o ceramista inglês Josiah Wedgwood criou um pirômetro mecânico para medir a temperatura de fornos. O equipamento se baseava na dilatação de materiais quando expostos ao calor.
Outros modelos mais sofisticados surgiram ao longo do século XIX. Eles utilizavam barras metálicas que se expandiam ao serem aquecidas, movimentando agulhas sobre escalas graduadas. Esses dispositivos permitiam medições em ambientes onde os termômetros convencionais não resistiam.
O pirômetro tornou-se uma ferramenta importante na indústria, especialmente em processos que envolviam altas temperaturas, como a produção de cerâmica e metais.
Medição de temperatura com Termopar
Em 1821, o físico Thomas Seebeck observou que a união de dois metais diferentes gerava uma corrente elétrica quando uma das extremidades era aquecida. Esse fenômeno ficou conhecido como efeito Seebeck.
A descoberta levou à criação dos termopares, sensor que converte variações de temperatura em sinais elétricos. O termopar passou a ser amplamente utilizado na indústria por sua resistência e capacidade de operar em faixas térmicas elevadas.
Esse tipo de sensor ainda é comum em fornos, motores e sistemas de controle térmico.
RTDs e a resistência elétrica
Na segunda metade do século XIX, Carl Wilhelm Siemens demonstrou que a resistência elétrica de certos metais variava conforme a temperatura. Com base nessa observação, foram criados os RTDs (Detectores de Temperatura por Resistência), geralmente feitos de platina.
Em 1885, Hugh Longbourne Callendar aprimorou o projeto, tornando-o mais confiável e viável para uso comercial. Os RTDs oferecem leituras estáveis e são usados em aplicações que exigem maior precisão.
Diferentemente dos termopares, esses sensores precisam de alimentação externa e possuem sistemas de medição mais complexos.
Termorresistências e semicondutores
As termorresistências são sensores feitos de óxidos metálicos que alteram sua resistência elétrica conforme a temperatura. Eles surgiram como uma alternativa compacta e eficiente para medições térmicas.
Com resistência típica de cerca de 2000 ohms a 25 °C, os termistores são usados em equipamentos eletrônicos, sistemas de controle e dispositivos domésticos. Sua principal vantagem é a sensibilidade a pequenas variações de temperatura.
Medição por infravermelho
A radiação infravermelha foi descoberta por William Herschel no início do século XIX. No entanto, apenas em 1931 surgiram os primeiros termômetros capazes de utilizá-la para medir temperatura sem contato.
Durante a Segunda Guerra Mundial, a tecnologia avançou por razões militares. Nos anos 1960, o médico Theodore Benzinger desenvolveu um pirômetro portátil para uso médico, facilitando medições rápidas e seguras.
Hoje, os termômetros infravermelhos são comuns em inspeções industriais, aeroportos, hospitais e ambientes domésticos.
Câmeras térmicas e termografia
Diferentemente dos pirômetros pontuais, as câmeras térmicas permitem visualizar a distribuição de temperatura em uma superfície inteira. A tecnologia começou a ser desenvolvida nos anos 1920 pelo físico Kálmán Tihanyi.
Inicialmente voltadas para uso militar, essas câmeras passaram a ser utilizadas em áreas como engenharia, medicina e segurança. Com o avanço dos sensores e do processamento digital, os equipamentos se tornaram mais acessíveis.
Atualmente, a termografia é usada para identificar falhas em máquinas, detectar vazamentos térmicos e auxiliar em operações de resgate.
Conceito de zero absoluto
No século XIX, cientistas como Gay-Lussac estudaram o comportamento dos gases sob diferentes temperaturas. Eles observaram que o volume aumentava de forma proporcional ao aquecimento.
Essas pesquisas levaram ao conceito de zero absoluto, o ponto em que o movimento molecular praticamente cessa. Esse valor foi fixado em −273,15 °C e se tornou a base da escala Kelvin.
Hoje, sensores de temperatura fazem parte de sistemas de aquisição de dados, equipamentos médicos, indústrias e dispositivos domésticos. O condicionamento de sinal permite que informações térmicas sejam convertidas em dados digitais, facilitando análises e controles automáticos.
Câmeras infravermelhas, termopares, RTDs e termistores continuam sendo usados conforme a aplicação. Cada tecnologia atende a necessidades específicas, seja em ambientes extremos, seja em medições de alta precisão.
A medição de temperatura, que começou com instrumentos rudimentares, agora é um elemento essencial da vida moderna, já que influência desde a saúde até a produção industrial.
Medição de temperatura industrial no Brasil com a Alutal
Quando se fala em medição de temperatura no setor industrial brasileiro, a Alutal é considerada referência. A empresa atua há mais de três décadas no fornecimento de equipamentos e sistemas usados no controle térmico de processos industriais em áreas como siderurgia, petróleo e gás, química, alimentos, papel e celulose, entre outras.
Seus produtos incluem sensores, termopares, termorresistências, transmissores e sistemas de instrumentação aplicados em fornos, caldeiras, reatores, tubulações e linhas de produção. Esses equipamentos são usados para acompanhar variações de temperatura que interferem diretamente no funcionamento das plantas industriais.
Além da fabricação de equipamentos, a empresa também presta serviços de calibração, manutenção e suporte técnico. Esse conjunto de atividades faz com que a Alutal esteja presente em projetos industriais em diferentes regiões do país, ligada ao controle de temperatura em processos produtivos.
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