5 errores al medir temperaturas superficiales (y cómo solucionarlos)

Medir la temperatura de las superficies en los laboratorios no es tan fácil como parece. Las superficies calefactadas se utilizan con frecuencia para calentar muestras (incluso embriones), pero ¿se puede confiar realmente en la temperatura indicada en una superficie calefactada? Si las muestras se colocan en superficies incorrectamente configuradas, puede tener un efecto muy perjudicial en las muestras e incluso puede hacer que los embriones sufran daños de viabilidad debido a las temperaturas extremas.

1. Calibración del indicador de temperatura

El error más fácil que se comete al medir la temperatura superficial en un entorno de laboratorio es la calibración de la combinación controlador-sensor de temperatura. La gente suele confiar en que una pantalla digital muestre la temperatura correcta, aunque no haya ninguna razón para ello. Sin una calibración adecuada, la pantalla digital no es fiable e incluso puede inducir a error.

Asegúrese de calibrar con frecuencia (sobre todo una vez al año) la combinación controlador - pantalla. Si no dispone de un sensor trazable adecuado para utilizarlo como patrón, solicite a una empresa de calibración que realice el trabajo por usted. Tener la tranquilidad de saber que algo es realmente correcto, mejorará la calidad del trabajo y la precisión del resultado de los experimentos.

2. Precisión del controlador PID

Un problema menos conocido es la configuración del regulador PID. La precisión de un sensor no es la única parte importante a la hora de proporcionar una temperatura de superficie precisa, el controlador PID que lo regula es igualmente importante. El controlador PID toma las mediciones del sensor y calcula cuánto calor y durante cuánto tiempo debe suministrarse para alcanzar la temperatura deseada. Si se ajusta demasiado relajado, la superficie calentada nunca alcanzará la temperatura deseada. Si se ajusta de forma demasiado agresiva, el sistema nunca se estabilizará y estará continuamente por debajo y por encima del valor deseado.

En primer lugar, tenga en cuenta que no existe un "ajuste único" que sea correcto para todas las unidades. Ojalá fuera tan sencillo. El ajuste del regulador PID depende del sensor, el calefactor, la ubicación y las condiciones ambientales. En segundo lugar, si las condiciones ambientales fluctúan mucho, encontrar el ajuste correcto para hacer frente a todas las condiciones puede ser todo un reto.

3. Tipo de sensor de temperatura de calibración

Cuando los usuarios calibran por sí mismos un sensor de temperatura, es importante conocer las características de un tipo de sensor. Utilizar una diminuta sonda NTC puede ser beneficioso para medir dentro de una pequeña gota, pero el sensor es muy susceptible a cualquier cambio. Moverlo un par de mm o simplemente respirar en su dirección cambiará inmediatamente la lectura. Esto no lo convierte en un mal sensor; simplemente no es "apto para el propósito".

Si se quiere calibrar, la estabilidad es muy importante. Si no hay estabilidad, o bien hay que obtenerla utilizando un sensor con más masa térmica, o bien hay que añadir estabilidad utilizando un entorno con mayor masa térmica y estabilidad térmica. El uso de bloques amortiguadores de aluminio puede ser una herramienta útil para añadir estabilidad en un proceso de calibración.

4. Ubicación del sensor

Cuando se utiliza la temperatura de una superficie calentada para mantener calientes células vivas (como por ejemplo embriones), el rango de temperatura deseado suele oscilar entre 35,5 y 38°C. Las temperaturas más bajas o más altas dañan la viabilidad y deben evitarse. A veces, la calibración de estas superficies calentadas se realiza midiendo dentro de un plato con un diminuto sensor portátil NTC, lo que puede dar lugar a errores de medición. Además, la medición es sólo una verificación puntual y no dice nada sobre las condiciones durante un periodo más largo.

Primero pregúntese dónde necesita que la temperatura sea el valor deseado. Si es dentro de un plato de plástico que se coloca encima de una superficie calentada, no tiene sentido calibrar directamente encima de la superficie calentada sin compensar el material plástico y el espacio de aire entre la superficie calentada y el plato. Además, es importante medir durante un periodo más largo, para evitar errores de medición puntual o de regulación del PID.

Un ejemplo de solución de medición más fiable es colocar un sensor Pt100 dentro de un plato de plástico. El sensor Pt100 tiene una superficie relativamente grande que puede utilizarse tanto como masa térmica mayor como material para fijar el sensor a la superficie de plástico. Esta fijación evita la necesidad de líquido en el interior del plato y proporciona un entorno que puede utilizarse durante más tiempo. Las mediciones obtenidas con esta configuración de medición proporcionarán un gráfico más legible con valores de tendencia.

5. Efectos de las condiciones ambientales en las mediciones

Lo más difícil a la hora de generar y medir temperaturas de superficie correctas es el efecto de las condiciones ambientales sobre la superficie calentada y la temperatura generada. La gente puede pensar que si dispone de una zona de laboratorio con aire acondicionado, se solucionan todos los problemas, pero nada más lejos de la realidad. No conocer las condiciones del entorno de su laboratorio es un riesgo no mitigado.

Las temperaturas en un laboratorio pueden variar a lo largo del año e incluso a lo largo del día. Pasar de una zona caldeada (más fácil de controlar) a una zona refrigerada (con ayuda del aire acondicionado) puede tener un gran efecto sobre la estabilidad de la temperatura de una superficie caldeada. Además, si la superficie calefactada se coloca dentro de una campana de flujo laminar, el flujo de aire tendrá un efecto refrigerante sobre la superficie calefactada y habrá que compensarlo. Lo mismo ocurre con las salidas de aire que soplan en la sala. Si una de estas salidas de aire apunta directamente a una superficie calentada, puede tener un efecto perjudicial sobre la estabilidad de todo el sistema.

Por último, la radiación térmica procedente, por ejemplo, del sol puede calentar periódicamente determinadas zonas de forma significativa y modificar el comportamiento de un sistema de aire acondicionado. Cuando las calibraciones (comprobaciones puntuales) se realizan por la mañana, este efecto puede ser completamente desconocido para el usuario, simplemente porque no hay ningún registro trazable del comportamiento de la superficie calentada.

Corregir estos errores no es fácil y requiere la colaboración de varias partes. En primer lugar, el usuario debe indicar cuál es el problema real y colaborar con el departamento de instalaciones para corregirlo. Sin una medición fiable durante un periodo prolongado, esto será muy difícil de conseguir. Utilizar una solución de monitorización que pueda controlar con precisión, rapidez y durante un periodo más largo será una herramienta útil para lograr una mayor precisión en las mediciones de la temperatura de la superficie.

Uno de ellos es el sistema de monitorización en tiempo real XiltriX. Esta solución permite supervisar un sinfín de parámetros de forma inalámbrica, en red o por cable, y ofrece tranquilidad las 24 horas del día en los laboratorios. Además de controlar la temperatura y permitir la elaboración de gráficos e informes durante un periodo muy largo, el sistema también proporciona alarmas en tiempo real a través de SMS, correo electrónico, llamadas de voz y alarmas locales como luces intermitentes y balizas.

Si necesita ayuda para mejorar la estabilidad de la temperatura de su superficie, póngase en contacto con XiltriX a través de nuestra página web o de sales@xiltrix.com. Allí encontrará muchos ejemplos de casos prácticos que ilustran soluciones muy prácticas a problemas que se dan hoy en día en los laboratorios.

XiltriX Internacional

Han Weerdesteyn

Director Comercial

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