Introducción

Cuando un termopar se instala en una máquina, tubería, horno o proceso industrial, la longitud del cable suministrado no siempre coincide con las necesidades reales de la instalación. Por ello, es habitual preguntarse si el cable puede cortarse cuando sobra longitud o prolongarse cuando resulta insuficiente.

La respuesta es sí, siempre que la modificación se realice correctamente.

Un termopar no mide la temperatura mediante la resistencia eléctrica del cable. Su funcionamiento se basa en la tensión termoeléctrica generada por dos conductores de materiales diferentes. Si se mantienen los materiales adecuados para el tipo de termopar, sus propiedades termoeléctricas y la polaridad correcta, modificar únicamente la longitud del cable no suele alterar la relación fundamental entre temperatura y tensión.

Los problemas aparecen cuando la ampliación introduce materiales conductores incorrectos, polaridad invertida, conexiones deficientes o nuevas uniones de metales diferentes situadas a distintas temperaturas. Estas condiciones pueden generar tensiones termoeléctricas adicionales y producir errores de medición.

Puntos clave

● El cable de un termopar normalmente puede acortarse si no se dañan la unión de medida, la estructura de la sonda ni el aislamiento;
● También puede alargarse, pero debe utilizarse cable de extensión o compensación compatible con el tipo de termopar;
● Los termopares K, J, T y E utilizan diferentes combinaciones de conductores y sus cables no son intercambiables;
● Por lo general, no se recomienda utilizar cable de cobre convencional para prolongar directamente un termopar;
● La polaridad debe mantenerse correctamente en todo el circuito;
● En tendidos largos deben considerarse la resistencia de bucle, las interferencias electromagnéticas, el aislamiento y la temperatura ambiente;
● El cable de extensión está destinado principalmente a transmitir la señal y no debe considerarse automáticamente equivalente al material de la unión de medida.

¿Se puede acortar el cable de un termopar?

Sí.

En termopares con cables flexibles, normalmente es posible eliminar la longitud sobrante y volver a conectar los conductores al instrumento o instalar un conector adecuado.

Como el principio de medida se basa en la tensión termoeléctrica y no en la resistencia del conductor, acortar correctamente el cable no suele producir por sí mismo una pérdida de precisión.

No obstante, debe distinguirse entre el cable flexible y la propia sonda.

● El cable flexible situado detrás de la sonda normalmente puede acortarse y volver a terminarse;
● Las secciones con aislamiento mineral o funda metálica no deben cortarse sin conocer su construcción interna;
● Nunca debe eliminarse accidentalmente la unión de medida situada en el extremo sensor;
● Las sondas con conectores moldeados, transiciones selladas, transmisores o electrónica integrada no deben modificarse sin comprobar previamente su diseño;
● Después de rehacer la conexión, deben comprobarse la polaridad, el aislamiento y la fijación mecánica.

Por tanto, “acortar un termopar” suele significar ajustar una sección de cable prevista para ello, no cortar arbitrariamente el conjunto de la sonda.

¿Se puede alargar el cable de un termopar?

Sí, aunque alargarlo requiere más precauciones que acortarlo.

El termopar genera una señal muy pequeña, normalmente de nivel milivoltio. Todo cable añadido pasa a formar parte del circuito de medida y no puede tratarse como un conductor eléctrico convencional.

La solución habitual consiste en utilizar cable de extensión o cable de compensación adecuado al tipo de termopar.

Por ejemplo, un termopar tipo K debe prolongarse con un cable compatible con tipo K. Lo mismo se aplica a los tipos J, T y E.

El cable de calidad termopar puede utilizarse, según la aplicación, como parte del propio circuito de medida y también para prolongarlo. El cable de extensión, por su parte, está diseñado principalmente para transportar la señal hasta un termómetro, controlador, registrador o sistema de adquisición de datos. Su rango de temperatura admisible puede ser inferior al del material utilizado en la unión de medida.

¿Por qué no se recomienda utilizar cable de cobre convencional?

Este es uno de los errores más habituales al modificar una instalación con termopares.

En la mayoría de los tipos de termopar, los conductores no son ambos de cobre convencional. El tipo K, por ejemplo, utiliza dos aleaciones específicas a base de níquel. Los tipos J, T y E también emplean combinaciones definidas de materiales.

Si se introduce directamente un cable de cobre, se crean nuevas uniones entre los conductores del termopar y el cobre.

Cuando esas uniones están a temperaturas diferentes, pueden producir tensiones termoeléctricas adicionales. En ese caso, la señal que recibe el instrumento ya no corresponde únicamente a la relación entre la unión de medida y la unión de referencia.

Por este motivo, debe mantenerse la continuidad termoeléctrica del sistema mediante cables de extensión o compensación y conectores apropiados.

¿Por qué debe coincidir el tipo de termopar al alargar el cable?

Cada tipo de termopar posee características termoeléctricas diferentes.

Los tipos K, J, T y E no se diferencian únicamente por su denominación. Cada uno utiliza un par de materiales conductores específico y tiene su propia relación entre temperatura y tensión termoeléctrica.

Si se instala, por ejemplo, cable para tipo J o T en un circuito tipo K, se introducen nuevas uniones de materiales diferentes. Si estas uniones se encuentran sometidas a gradientes de temperatura, pueden aparecer errores de medida.

La práctica correcta es:

● Identificar el tipo original de termopar, como K, J, T o E;
● Seleccionar un cable de extensión o compensación destinado al mismo tipo;
● Verificar la polaridad positiva y negativa;
● Utilizar conectores adecuados para ese termopar;
● Respetar el rango de temperatura especificado para el cable.

Además, los códigos de colores pueden variar entre normas IEC, ANSI y otros sistemas. Por ello, no debe identificarse la polaridad únicamente por el color del aislamiento si no se conoce el sistema de codificación utilizado.

¿Acortar o alargar el cable afecta a la precisión?

Si la modificación se realiza correctamente, un cambio razonable de longitud no tiene por qué provocar un error significativo de medición.

Normalmente, los principales problemas no están relacionados con la longitud en sí, sino con los errores introducidos al modificar el circuito.

Entre ellos se incluyen:

● Uso de un cable de extensión incorrecto;
● Polaridad invertida;
● Conexiones flojas, oxidadas o contaminadas;
● Uniones innecesarias entre metales diferentes;
● Tendido próximo a motores, variadores de frecuencia o cables de potencia;
● Resistencia de bucle excesiva por cables muy largos o conductores demasiado finos;
● Aislamiento dañado, fugas eléctricas o puesta a tierra no prevista;
● Varias uniones situadas a temperaturas ambientales diferentes.

En distancias cortas, la resistencia del cable normalmente no es el principal factor de error. Sin embargo, al aumentar la longitud o reducir la sección del conductor, aumenta la resistencia total y también puede aumentar la sensibilidad a las interferencias electromagnéticas.

La longitud admisible debe evaluarse considerando conjuntamente la sección del conductor, el tipo de termopar, las características de entrada del instrumento y el entorno eléctrico.

¿Qué debe considerarse en tendidos largos?

En hornos industriales, instalaciones de proceso, sistemas HVAC, líneas de producción o sistemas de adquisición remota, la distancia entre el termopar y el instrumento puede alcanzar decenas de metros.

En estos casos debe evaluarse todo el sistema de medida.

● Utilizar cable de extensión o compensación adecuado y con una sección apropiada;
● Evitar recorridos prolongados en paralelo con cables de motor, salidas de variadores o conductores de alta corriente;
● En entornos con elevado ruido eléctrico, considerar cable de termopar trenzado o apantallado;
● Comprobar la resistencia máxima del circuito de sensor admitida por el instrumento;
● Reducir al mínimo las conexiones intermedias;
● Mantener las conexiones limpias, firmes, aisladas y protegidas contra la humedad;
● Para distancias muy largas, interferencias severas o requisitos de alta precisión, considerar la instalación de un transmisor de temperatura cerca del sensor.

No existe, por tanto, una longitud máxima universal aplicable a todos los termopares. El límite práctico depende de la resistencia de bucle, las características del instrumento, el entorno electromagnético y la calidad de la instalación.

Procedimiento recomendado para acortar o alargar el cable

Al modificar la longitud de un termopar, conviene seguir estas reglas:

● Identificar primero el tipo de termopar: K, J, T, E, etc.;
● Antes de cortar, confirmar que la sección corresponde a un cable modificable y no a la unión de medida o a una parte sellada de la sonda;
● Para alargar, utilizar cable de extensión o compensación compatible con el tipo original;
● Mantener correctamente la polaridad positiva y negativa;
● Utilizar conectores de termopar o bornes apropiados;
● Asegurar que las uniones sean mecánicamente firmes y estén correctamente aisladas y protegidas;
● No utilizar cable de cobre convencional salvo que el sistema haya sido específicamente diseñado para esa configuración;
● Después de la modificación, verificar el resultado frente a una temperatura de referencia estable o un termómetro de referencia cuando sea posible.

En aplicaciones de laboratorio, procesos industriales críticos o mediciones a alta temperatura, es recomendable comprobar el sistema después de cualquier modificación del cableado.

FAQ

● ¿Es necesario recalibrar el termopar después de acortar el cable?
No necesariamente. Acortar correctamente el cable no obliga automáticamente a recalibrar. Sin embargo, si se han rehecho conexiones o la aplicación exige alta precisión, es recomendable realizar una verificación.

● ¿Se puede prolongar directamente un termopar tipo K con cobre?
En general, no se recomienda. Es preferible utilizar cable de extensión o compensación compatible con tipo K para evitar efectos termoeléctricos no deseados.

● ¿Un cable más corto siempre mejora la precisión?
No. Una menor longitud puede reducir ciertos riesgos de resistencia e interferencia, pero la precisión global también depende de la tolerancia del termopar, la precisión del instrumento, la compensación de unión fría, la instalación y las condiciones ambientales.

● ¿Se puede alargar indefinidamente un cable de termopar?
No. No existe un único límite universal, pero aumentar excesivamente la longitud incrementa la resistencia de bucle y puede aumentar la sensibilidad al ruido eléctrico.

● ¿Puede utilizarse cable de extensión para fabricar la unión de medida?
Por lo general, no se recomienda. El cable de extensión está pensado principalmente para transmitir la señal y puede tener límites de temperatura y tolerancia diferentes de los del material de calidad termopar.

● ¿Qué ocurre si se invierte la polaridad del termopar?
La respuesta de temperatura puede volverse anómala o invertida. Cuando la unión de medida está más caliente que la de referencia, la indicación puede disminuir o mostrar valores claramente incorrectos.

Conclusión

El cable de un termopar puede acortarse o alargarse para adaptarlo a la instalación, pero ambas operaciones requieren criterios diferentes.

Acortar el cable suele ser sencillo si únicamente se modifica una sección flexible prevista para ello y se mantienen intactas la unión de medida, la estructura de la sonda y la polaridad.

Alargarlo requiere mayor atención. Los termopares K, J, T y E deben utilizar cables de extensión o compensación compatibles, respetar la polaridad y emplear conectores adecuados. No debe introducirse de forma arbitraria cobre convencional ni materiales incompatibles en el circuito.

En tendidos largos también deben evaluarse la resistencia de bucle, las interferencias electromagnéticas, el aislamiento y las características de entrada del instrumento. El factor fundamental no es la longitud del cable por sí sola, sino la continuidad de los materiales termoeléctricos, la polaridad y la integridad de todo el circuito de medida.