A medição da temperatura desempenha um papel vital na ciência, na indústria e na vida cotidiana há séculos. O que começou como observações básicas de calor evoluiu para um campo dominado por instrumentos precisos, como o termopar. Mas você sabe onde tudo começou? Conheça a histórias dos termopares.
O que é um termopar?
O termopar é um sensor de temperatura formado por dois metais diferentes unidos em uma das extremidades, criando a chamada junção de medição. Quando essa junção é submetida a uma diferença de temperatura em relação às extremidades livres, surge uma tensão elétrica que pode ser medida e correlacionada com a temperatura do processo.
Ao contrário do que muitos assumem, essa tensão não se forma exclusivamente na junção quente. Ela é resultado de uma diferença entre as forças termoelétricas geradas ao longo dos fios, consequência direta das propriedades físicas dos materiais envolvidos. A teoria que descreve esse fenômeno é o Efeito Seebeck.
Os termopares se destacam na indústria por características essenciais:
- atendem ampla faixa de temperatura, desde aplicações criogênicas até mais de 2.300°C;
- apresentam resposta rápida;
- possuem construção simples e robusta;
- suportam atmosferas severas com alta pressão, vibração e corrosão.
São utilizados em refinarias, fábricas de cimento, siderúrgicas, motores, turbinas, indústrias químicas, alimentícias e aeroespaciais.
Na prática, o termopar transforma a diferença de temperatura em sinal elétrico, que pode ser lido por instrumentos de medição ou controle. Por operar em faixas amplas de temperatura e ter baixo custo, o termopar é um dos sensores mais usados na indústria. Ele está presente em fornos, caldeiras, motores, sistemas de refrigeração e diversas aplicações que exigem monitoramento térmico contínuo.
Quem inventou o termopar?
A origem do termopar está diretamente ligada a Thomas Johann Seebeck, físico alemão que descobriu o fenômeno termoelétrico em 1821. Seebeck observou que ao unir metais diferentes e aquecer uma das junções, surgia uma corrente elétrica capaz até de desviar a agulha de uma bússola. Essa corrente era efeito da geração de força eletromotriz pela diferença térmica entre os condutores.
A descoberta foi essencial para que surgisse o primeiro método confiável de converter calor em sinal elétrico mensurável. A partir de então, diversos cientistas contribuíram para transformar o fenômeno em instrumento físico aplicável.
Durante uma de suas experiências, Seebeck observou que, ao unir tiras de metais distintos e aquecer uma das junções, uma corrente elétrica se formava no circuito fechado. Embora ele tenha interpretado o fenômeno como algo relacionado ao magnetismo e à deflexão da agulha de uma bússola usada em suas observações, estava registrada a descoberta do fenômeno termoelétrico que se tornaria o princípio do termopar. Ele também organizou diferentes metais em uma série termoelétrica conforme seu comportamento frente à geração de força eletromotriz.
Essa descoberta levou ao desenvolvimento do primeiro método confiável para conversão de energia térmica em sinal elétrico. A teoria detalhada de como os elétrons se comportam nos materiais veio muito depois, com os avanços da teoria quântica.
A utilização do fenômeno descrito por Seebeck para medir temperaturas altas surgiu em 1826, quando A.C. Becquerel sugeriu o uso de termopares para estimar temperaturas superiores às que eram possíveis com termometria comum. Seus experimentos incluíram metais como platina e paládio. Ele observou que a corrente gerada variava conforme a temperatura, e essa variação poderia ser utilizada como medida.
| Ano / Período | Marco | Importância |
|---|---|---|
| 1821 | Seebeck descobre o efeito termoelétrico | Base do funcionamento dos termopares |
| Década de 1820 | Becquerel e Nobili propõem o uso para medição | Início da aplicação prática |
| 1880–1900 | Melhoria em ligas, soldagens e calibração | Primeiros sensores confiáveis e reprodutíveis |
| Século XX | Padronizações industriais e expansão global | Termopares se tornam padrão em processos industriais |
| Hoje | Integração digital, maior precisão, miniaturização | Sensores inteligentes para controle avançado de processos |
História dos termopares
As sensações de frio e calor sempre existiram, mas encontrar formas de medir a temperatura sempre foi um grande desafio. Até onde se sabe, a história dos sensores de temperatura começou na Renascença.
A maioria dos métodos era indireto, observando o efeito que o calor tem sobre alguma coisa e assim, podendo deduzir a temperatura.
Robert Hooke, em 1664, propôs que o ponto de congelamento da água fosse usado como ponto zero. Logo após, Ole Roemer viu a necessidade de dois pontos fixos para a medição. Um era o ponto de congelamento de Hooke e o outro, o ponto de ebulição da água.
Antes disso, em 1592, há relatos de que Galileu Galilei construiu um dispositivo que mostrava mudanças de temperatura. Mas o termômetro como conhecemos hoje em dia foi inventado por Santorio Santorii em 1612.
Podemos também citar Thomas Seebeck que, ao descobrir o efeito termoelétrico (que mais tarde foi batizado como “Efeito Seebeck”), apresentou ao mundo o sensor de temperatura mais utilizado, o termopar e também Michael Faraday, que contribuiu de forma decisiva para os estudos de eletricidade e materiais, que mais tarde possibilitaram o desenvolvimento de sensores como termistores. Sensores esses que, nas décadas de 1980 e 1990, tiveram um crescimento em seu uso na indústria alimentícia, automobilística, médica e sistemas HVAC.
Temos outros nomes importantes na história da medição de temperatura como: Anders Celsius, Lord Kelvin, Daniel Gabriel Fahrenheit, CH Meyers (que inventou o detector de temperatura de resistência, que mede a resistência elétrica de um pedaço de fio de platina e é geralmente considerado o tipo mais preciso de sensor de temperatura).
| Ano / Período | Marco | Importância |
|---|---|---|
| 1821 | Thomas Johann Seebeck descobre o Efeito Seebeck, ao unir dois metais com temperaturas diferentes gerando tensão elétrica. | Base física dos termopares como sensores de temperatura. |
| Década de 1820 | Nobili e outros cientistas começam a usar o efeito para medição de temperatura. | Primeiro passo para transformar o fenômeno em instrumento prático. |
| 1880–1900 | Melhoria nas ligas, soldas e calibração → primeiros termopares confiáveis. | Termopares começam a ser usados para medir altas temperaturas. |
| Século XX | Padronização dos tipos de termopares e expansão na indústria (siderurgia, fornos, energia). | Tecnologia se torna amplamente utilizada e segura. |
| Hoje | Eletrônica, compensação de junção fria, precisão e miniaturização. | Termopares são sensores padrão em diversas aplicações industriais. |
Princípio de funcionamento do termopar
A base do funcionamento de um termopar é o efeito Seebeck. Quando dois metais diferentes são unidos e expostos a temperaturas distintas, o sistema gera uma tensão elétrica. Essa variação é proporcional à diferença de temperatura entre as junções e permite a medição de forma simples e direta.
Um termopar tem dois pontos principais:
Junção quente: é onde ocorre a medição. As pontas de dois metais distintos são unidas e colocadas no local cuja temperatura se deseja monitorar.
Junção fria: funciona como referência. Em equipamentos modernos, essa compensação é feita eletronicamente para garantir a precisão da leitura.
A partir da diferença térmica entre as duas junções, o material produz uma tensão. O valor depende do tipo de metal e da variação de temperatura. A leitura pode ser feita por instrumentos como voltímetros ou sistemas de controle industrial.
Com isso, o termopar fornece uma leitura constante e pode atuar em conjunto com sistemas de controle: ao detectar que a temperatura está fora do valor desejado, o equipamento pode acionar ou desligar o aquecimento ou a refrigeração. Essa operação direta, aliada ao baixo custo, à resistência a altas temperaturas e à durabilidade em ambientes industriais, faz do termopar um dos sensores mais utilizados em processos que exigem monitoramento térmico contínuo.
Tipos de termopares
Os tipos de termopares mais comuns são classificados por letras, como K, J, T, E, N, R, S e B. Cada um utiliza um par distinto de metais e apresenta propriedades elétricas próprias. Eles seguem tabelas produzidas por instituições como a IEC e o NIST, que orientam a relação entre temperatura e tensão em ambientes controlados. A construção física, o tipo de isolante e o método de proteção variam de acordo com o uso pretendido, mas as curvas termoelétricas precisam seguir as referências publicadas nas normas.
Os termopares de metais base operam entre temperaturas que podem ir de aproximadamente -200°C a 1200°C. Já os de metais nobres atendem faixas mais elevadas, usadas em indústrias específicas, como metalurgia, fundições e aeroespacial.
O tipo J, formado por ferro e constantan, oferece maior estabilidade elétrica em determinadas condições e atende aplicações até aproximadamente 750°C. No entanto, é vulnerável à ação de enxofre em temperaturas elevadas, o que restringe seu uso em certas atmosferas.
O tipo E, com ligas como níquel-cromo e constantan, apresenta força eletromotriz elevada e permite boa resolução de temperatura, sendo usado em faixas de menor temperatura.
Além desses, diversos outros materiais integram sensores empregados em aviação, processos químicos, fabricação de vidro e controle térmico de reatores, sempre conforme tabelas de referência reconhecidas internacionalmente.
Os termopares são fundamentais em cenários que exigem resistência e rapidez de resposta, como:
- fornos industriais e processos metalúrgicos
- monitoramento de motores, caldeiras e turbinas
- refino de petróleo e petroquímica
- controle de temperatura em extrusão plástica
- indústrias automotiva e aeroespacial
- laboratórios e pesquisa científica
- produção de alimentos e esterilização
Termopar tipo K é o mais popular
O termopar tipo K foi desenvolvido na década de 1960. A composição envolve ligas de níquel-cromo e níquel-alumínio. Ao longo do tempo, passou por refinamentos que o tornaram amplamente utilizado em ambientes industriais. Seu comportamento termoelétrico permite alcançar temperaturas elevadas em atmosferas variadas, desde que condições corrosivas sejam controladas.
O sensor tipo K apresenta histerese quando submetido a ciclos térmicos em faixas intermediárias de temperatura, o que pode gerar desvios em situações que exigem estabilidade a longo prazo. Ainda assim, tornou-se padrão em indústrias e laboratórios devido ao custo acessível, fácil substituição e grande disponibilidade de instrumentos compatíveis.
O desenvolvimento de alternativas como o termopar tipo N surgiu da necessidade de maior estabilidade em condições severas e em ambientes com radiação. Mesmo assim, o tipo K permanece com a maior presença em aplicações industriais globais.
Termopares no Brasil
A medição de temperatura impulsionou a evolução industrial no Brasil. Durante décadas, muitos processos dependiam de equipamentos importados, caros e difíceis de substituir. A introdução dos primeiros termopares nacionais mudou esse cenário e acelerou a modernização de setores como siderurgia, petróleo, energia e químico. Nesse contexto de transformação surgiu a Alutal.
Fundada em 1994, no interior de São Paulo, a Alutal nasceu com uma proposta direta: fornecer termopares e sistemas de medição que acompanhassem o ritmo da indústria brasileira. Com produção local e colaboração tecnológica internacional, passou a garantir precisão, custo competitivo e suporte técnico próximo dos clientes, um diferencial para quem não pode parar a operação.
Com o tempo, tornou-se referência em sensores capazes de atuar em condições extremas, em ambientes onde o controle térmico define segurança e desempenho. O investimento contínuo em engenharia e certificações consolidou a marca como parceira estratégica de empresas que precisam medir temperatura com confiabilidade.
Ao ampliar o portfólio e fortalecer sua cadeia produtiva, a Alutal ajudou indústrias de diferentes portes a reduzir paradas, evitar desperdícios e tomar decisões com base em dados precisos. A empresa passou a representar uma virada na história da medição térmica no país: mostrou que tecnologia robusta também pode ser brasileira.
Hoje, a Alutal segue contribuindo para que o Brasil desenvolva soluções com competitividade global em setores essenciais da economia.
Se você quer entender qual tipo de termopar atende melhor o seu processo, a equipe técnica da Alutal está pronta para orientar na escolha correta e garantir melhor desempenho em campo.
É um sensor de temperatura robusto, simples e de baixo custo, usado na indústria. Ele mede a temperatura de ambientes, líquidos ou gases, especialmente onde as temperaturas são muito altas (ou muito baixas) para termômetros comuns.
A principal diferença está na física que cada um utiliza para “sentir” a temperatura:
Enquanto o termopar mede a temperatura através da tensão elétrica (voltagem/milivolts) gerada na junção de dois metais diferentes (Efeito Seebeck), o PT100 mede a temperatura através da variação da resistência elétrica de um fio de Platina (Pt). É um sensor passivo; precisa de uma pequena corrente de excitação para medir a resistência.
