¿En qué escenarios se requiere la alta precisión de los sensores de temperatura PT100?

Los sensores de temperatura PT100 miden la temperatura con mayor precisión que cualquiera de los demás tipos de sensores de temperatura. Los sensores de las clases A y B cumplen con las tolerancias de clase A y clase B establecidas en la norma DIN EN 60751. La mayoría de los usuarios trabajan con sensores de clase B, cuya desviación máxima será de ±0,3 °C a 0 °C. Los sensores de clase A se utilizan cuando se requiere una mayor precisión, con una tolerancia típica de ±0,15 °C. La mayoría de los entornos regulados funcionan adecuadamente con las tolerancias de clase A. Sin embargo, para requisitos de precisión extremadamente estrictos, como en el manejo de reactores o en la validación de cámaras de ensayo ambiental, los fabricantes emplean sensores de grados superiores a la clase A, tales como los de grado 1/3 DIN, con una tolerancia de ±0,1 °C, o incluso los de grado 1/10 DIN, con tolerancias tan exigentes como ±0,03 °C. Estos distintos grados de tolerancia permiten que cada ingeniero utilice la precisión del sensor que realmente necesite para cada proceso específico que deba controlarse. Es evidente que cada proceso operativo exige que los sensores sean capaces de medir la temperatura con el más alto nivel de precisión, ya que incluso una variación de 0,1 °C puede provocar cambios extremos en reacciones químicas o transformaciones de materiales. Además, minimizar la necesidad de recalibración de un sistema de control permite reducir costes, por lo que dicho sistema utilizará sensores de alta precisión únicamente cuando sea necesario.

Deriva a largo plazo, repetibilidad y estabilidad frente a los NTC y termopares

Los sensores PT100 han demostrado tener mayor estabilidad a largo plazo y repetibilidad en comparación tanto con los termopares como con los termistores NTC. Los sensores PT100 ofrecen una precisión de ± 0,1 °C en el rango de temperatura de 50 °C a 100 °C, mientras que los termopares estándar pueden tener una precisión de ± 1,5 °C. Esto significa que la precisión de los sensores PT100 es aproximadamente un 93 % superior a la de los termopares estándar. Dado que los sensores PT100 presentan una deriva mínima, muestran pocos cambios con el tiempo. De hecho, su deriva es un 40 % menor que la de los termopares. Esto se debe a que los coeficientes de Seebeck de los termopares pierden fiabilidad con el paso del tiempo. Por otro lado, los NTC son muy fiables, pero conllevan el riesgo de superar un umbral que provocará su rotura tras ciclos repetidos de calentamiento y enfriamiento. En conjunto, la capacidad de un sensor PT100 para proporcionar lecturas consistentes resulta extremadamente valiosa en industrias como la aeroespacial y la farmacéutica, donde se aplican a piezas o componentes que deben superar múltiples ensayos o a procesos de fabricación por lotes con consistencia.

Básicamente en cualquier lugar donde la seguridad del producto y el cumplimiento de los requisitos legales dependan de mediciones precisas.

Requisitos de cumplimiento para la precisión de nivel PT100 en industrias reguladas

Productos biotecnológicos y farmacéuticos: Anexo 1 de las BPG de la UE y trazabilidad según la Parte 11 del Título 21 del Código de Regulaciones Federales (FDA) hasta ±0,1 °C

En la fabricación de ciencias de la vida es fundamental capturar con precisión las mediciones de temperatura, ya que la pérdida de producto debida a desviaciones en la medición puede tener consecuencias financieras significativas. La FDA y el Anexo 1 de las Buenas Prácticas de Manufactura (GMP) de la Unión Europea exigen un seguimiento de la precisión de ±0,1 °C durante procesos críticos, como la esterilización, la liofilización y las operaciones de biorreactores. Los sensores PT100 son más que capaces de cumplir estos requisitos. El estándar de tolerancia Clase A es de aproximadamente ±0,15 °C a la temperatura de congelación, según la norma DIN EN 60751. Los sensores PT100 son superiores a las alternativas MT y NTC debido a la corrosión física y química del hilo de platino utilizado en su construcción. Datos más claros permiten registros electrónicos de lote y cumplimiento de los principios ALCOA+. Los datos obtenidos en auditorías indican que el 92 % de los problemas relacionados con la temperatura se debieron a sensores cuya lectura se desplazó. La selección adecuada y el mantenimiento correcto de los sensores PT100 resuelven estos problemas.

Supervisión de la cadena de frío de la USDA/FDA y validación HACCP para sistemas de seguridad alimentaria

En el núcleo de la distribución y el procesamiento de alimentos se encuentra el monitoreo constante y validado de la temperatura exigido por el USDA y la FDA. El plan HACCP para su empresa alimentaria incluye el monitoreo de la temperatura en los puntos críticos de control (PCC) durante la pasteurización, el enfriamiento y el almacenamiento, donde los sensores de temperatura PT100 cumplen con la precisión requerida de ±0,3 °C. Los sensores PT100 son fundamentales para cumplir las siguientes normativas:

- Regla sobre transporte sanitario de la FSMA (transporte refrigerado)
- Directrices del USDA para el almacenamiento congelado (−18 °C ± 1 °C)
- Normativa de la FDA sobre alimentos envasados en recipientes herméticos (LACF, 21 CFR 113) para el procesamiento térmico de alimentos.

Los sensores PT100 cuentan con un diseño exclusivo que evita alarmas falsas causadas por la rápida respuesta térmica a la condensación. En la logística a temperaturas bajo cero, los sensores PT100 son más fiables que los termopares, los cuales presentan una deriva superior a 0,5 °C durante los ciclos de congelación y descongelación. Este tipo de deriva interrumpe la modelización de la vida útil y la validación del control de patógenos.

Casos de uso de sensores PT100 en laboratorios, calibración y metrología

Para los laboratorios de calibración y los centros de metrología, la precisión lo es todo, y los sensores PT100, junto con su precisión de medición, se consideran los mejores sensores de medición de temperatura. Proporcionan una deriva de solo 0,03 °C por año, según las normas de la IEC, lo que los hace adecuados para los cálculos rigurosos de incertidumbres necesarios para cumplir con las normas ISO. Al compararlos con otros tipos de sensores de medición de temperatura, como termopares o termistores NTC, los termómetros de resistencia de platino presentan una deriva de tan solo ± 0,1 °C durante varios años. Este tipo de sensores de medición de temperatura ofrece la mayor estabilidad disponible y, finalmente, puede rastrearse hasta los estándares de medición del Sistema Internacional de Unidades (SI) mediante los institutos nacionales de metrología, brindando una gran tranquilidad a quienes realizan mediciones de máxima importancia.

ISO/IEC 17025 y sensores PT100

Debido a que los sensores PT100 tienen una tolerancia de ±(0,15 °C + 0,002|t|), la norma ISO/IEC 17025 exige que todos los laboratorios acreditados utilicen sensores PT100 de clase A para sus trabajos de referencia. Otros requisitos son los siguientes: 1) calibraciones en puntos fijos realizadas con células del punto triple del agua cuya incertidumbre sea inferior a −0,0001 °C(c); 2) técnicas de comparación en tres pasos empleadas con patrones primarios; y 3) un análisis exhaustivo de la incertidumbre que considere la conducción por el vástago, la histéresis y la estabilidad del puente.

Por ejemplo, una calibración a 0 °C debe realizarse en un laboratorio acreditado y debe alcanzar una incertidumbre expandida (k = 2) de 0,05 °C. Este nivel de precisión es necesario para evitar costosas invalidaciones de certificaciones en cámaras de estabilidad farmacéutica o en ensayos de materiales aeroespaciales, donde las campañas de ensayo pueden quedar invalidadas debido a errores de ±0,3 °C.

Preguntas más comunes

¿Por qué los sensores PT100 son mejores que los termopares en ciertos sectores?

Los sensores PT100 son mejores que los termopares porque ofrecen una mayor precisión y estabilidad, y tienen una menor tendencia a derivar a largo plazo.

¿Por qué se prefieren los sensores PT100 en los sectores farmacéutico y de seguridad alimentaria?

Los sensores PT100 se prefieren en los sectores farmacéutico y de seguridad alimentaria porque proporcionan mediciones precisas y estables, y también pueden soportar físicamente las tensiones y la humedad.

¿Cuál es la relación entre los sensores PT100 y las normas ISO/IEC 17025?

Los sensores PT100 presentan una baja deriva y buenas tolerancias, lo que los hace muy adecuados para trabajos de calibración y referencia necesarios para cumplir con las normas ISO/IEC 17025 y garantizar la trazabilidad de las mediciones.