Termo

Un termo (también conocido como botella Dewar o termo ) es un recipiente aislante que ralentiza el cambio de temperatura de su contenido. Al intentar ser lo más adiabático posible, prolonga considerablemente el tiempo durante el cual su contenido permanece más caliente o más frío que el entorno . Inventado por James Dewar en 1892, el termo consta de dos recipientes , uno dentro del otro y unidos por el cuello. El espacio entre los dos recipientes se vacía parcialmente de aire, creando un casi vacío que reduce significativamente la transferencia de calor por conducción o convección . Cuando se utiliza para contener líquidos fríos, esto también elimina prácticamente la condensación en el exterior del termo.

Los termos se utilizan en el hogar para mantener el contenido caliente o frío durante largos periodos de tiempo. También se utilizan para cocinar . Además, en la industria se emplean para diversos fines.

El termo fue diseñado e inventado por el científico escocés James Dewar en 1892 como resultado de su investigación en el campo de la criogenia , y a veces se le llama termo Dewar en su honor. Mientras realizaba experimentos para determinar el calor específico del paladio , Dewar construyó una cámara de latón que encerró dentro de otra para mantener el paladio a la temperatura deseada. ^{[ 1 ]} Evacuó el aire entre las dos cámaras, creando un vacío parcial para mantener estable la temperatura del contenido. Dewar se negó a patentar su invento; esto permitió que otros desarrollaran el termo utilizando nuevos materiales como el vidrio y el aluminio , y se convirtió en una herramienta importante para experimentos químicos y también en un artículo doméstico común. ^{[ 1 ]}

El diseño de Dewar se transformó rápidamente en un artículo comercial en 1904 cuando dos sopladores de vidrio alemanes , Reinhold Burger y Albert Aschenbrenner, descubrieron que podía usarse para mantener frías las bebidas frías y calientes las bebidas calientes e inventaron un diseño de termo más robusto, adecuado para el uso diario. ^{[ 2 ] [ 3 ]} El diseño del termo Dewar nunca fue patentado, pero los alemanes que descubrieron el uso comercial del producto lo llamaron Thermos y posteriormente reclamaron tanto los derechos del producto comercial como la marca registrada del nombre. En su posterior intento de reclamar los derechos de la invención, Dewar perdió un juicio contra la compañía. ^{[ 4 ]} La fabricación y el rendimiento de la botella Thermos fueron significativamente mejorados y perfeccionados por el inventor y comerciante vienés Gustav Robert Paalen, quien diseñó varios tipos para uso doméstico, que también patentó y distribuyó ampliamente a través de Thermos Bottle Companies en Estados Unidos, Canadá y el Reino Unido, que compró licencias para sus respectivos mercados nacionales. La American Thermos Bottle Company estableció una producción en masa en Norwich, Connecticut , lo que redujo los precios y permitió la amplia distribución del producto para uso doméstico. ^{[ 2 ]} Con el tiempo, la empresa amplió el tamaño, las formas y los materiales de estos productos de consumo, utilizados principalmente para transportar café y líquidos en viajes de campamento para mantenerlos calientes o fríos. Posteriormente, otros fabricantes produjeron productos similares para el consumidor.

El término "termo" se convirtió en un nombre común para los termos en general. A partir de 2023Thermos y THERMOS siguen siendo marcas registradas en algunos países, incluidos los Estados Unidos, ^{[ 5 ] [ 6 ] [ 7 ]} pero la palabra "thermos" en minúscula fue declarada marca genérica por acción judicial en los Estados Unidos en 1963. ^{[ 8 ] [ 9 ] [ 10 ]}

El termo consta de dos recipientes, uno dentro del otro y unidos por el cuello. El espacio entre ambos recipientes se vacía parcialmente de aire, creando un vacío parcial que reduce la conducción o convección del calor . La transferencia de calor por radiación térmica se puede minimizar recubriendo con plata las superficies del termo que dan al espacio, pero puede resultar problemática si el contenido o el entorno del termo están muy calientes; por lo tanto, los termos suelen contener líquidos por debajo del punto de ebullición del agua. La mayor parte de la transferencia de calor se produce a través del cuello y la abertura del termo, donde no hay vacío. Los termos suelen estar hechos de metal , vidrio de borosilicato , espuma o plástico , y su abertura se sella con corcho o polietileno. Los termos se utilizan a menudo como contenedores de transporte aislados .

En ocasiones, los termos muy grandes o largos no pueden sostener completamente el recipiente interior solo con el cuello, por lo que se les añade un soporte adicional mediante separadores entre la carcasa interior y la exterior. Estos separadores actúan como puente térmico y reducen parcialmente las propiedades aislantes del termo en la zona de contacto con la superficie interior.

Diversas aplicaciones tecnológicas, como los equipos de RMN y RMN , dependen del uso de termos de doble vacío. Estos termos cuentan con dos compartimentos de vacío: el interior contiene helio líquido y el exterior, nitrógeno líquido, con un compartimento de vacío entre ambos. De esta forma, se minimiza la pérdida de helio.

Otras mejoras al termo incluyen el escudo de radiación enfriado por vapor y el cuello enfriado por vapor , ^{[ 11 ]} ambos ayudan a reducir la evaporación del termo.

En laboratorios e industria, los termos se utilizan a menudo para almacenar gases licuados (comúnmente nitrógeno líquido con un punto de ebullición de 77 K) para la congelación rápida, la preparación de muestras y otros procesos donde se requiere crear o mantener una temperatura extremadamente baja. Los termos más grandes almacenan líquidos que se convierten en gas a temperaturas muy inferiores a la ambiente, como el oxígeno y el nitrógeno ; en este caso, la fuga de calor hacia el interior extremadamente frío del termo produce una evaporación lenta del líquido, por lo que es necesaria una abertura estrecha sin tapón, o una abertura con tapón protegida por una válvula de alivio de presión , para evitar que la presión aumente y, finalmente, rompa el termo. El aislamiento del termo produce una ebullición muy lenta y, por lo tanto, el contenido permanece líquido durante largos períodos sin necesidad de refrigeración .

Los termos se han utilizado para alojar pilas estándar y diodos Zener calentados al horno , junto con sus placas de circuito impreso, en dispositivos de regulación de voltaje de precisión empleados como patrones eléctricos. El termo ayudó a controlar la temperatura del diodo Zener durante un período prolongado y se utilizó para reducir las variaciones del voltaje de salida del patrón Zener debidas a las fluctuaciones de temperatura a unas pocas partes por millón.

Un ejemplo notable de su uso fue el de Guildline Instruments, de Canadá, en su celda estándar saturada Transvolt, modelo 9154B, que sirve como patrón de voltaje eléctrico. En este dispositivo, un matraz de vacío plateado, recubierto con aislamiento de espuma, sostenía la celda saturada mediante un tapón de vacío de vidrio de gran tamaño. La salida del dispositivo era de 1,018 voltios, con una precisión de unas pocas partes por millón.

El principio del termo al vacío lo hace ideal para almacenar ciertos tipos de combustible para cohetes, y la NASA lo utilizó ampliamente en los tanques de propulsor de los vehículos de lanzamiento Saturno en las décadas de 1960 y 1970. ^{[ 12 ]}

El diseño y la forma del frasco Dewar se utilizaron como modelo para experimentos ópticos , basándose en la idea de que la forma de los dos compartimentos con el espacio entre ellos es similar a la forma en que la luz incide en el ojo. ^{[ 13 ]} El termo también ha formado parte de experimentos en los que se ha utilizado como condensador de diferentes sustancias químicas para mantenerlas a una temperatura constante. ^{[ 14 ]}

El frasco Dewar industrial es la base de un dispositivo utilizado para aislar pasivamente los envíos médicos. ^{[ 15 ] [ 16 ]} La mayoría de las vacunas son sensibles al calor ^{[ 17 ] [ 18 ]} y requieren un sistema de cadena de frío para mantenerlas a temperaturas estables, cercanas al punto de congelación. El dispositivo Arktek utiliza ocho bloques de hielo de un litro para mantener las vacunas por debajo de 10 °C . ^{[ 19 ]}

En la industria del petróleo y el gas, los frascos Dewar se utilizan para aislar los componentes electrónicos en las herramientas de registro geofísico con cable . ^{[ 20 ]} Las herramientas de registro convencionales (clasificadas para 350  °F) se actualizan a especificaciones de alta temperatura instalando todos los componentes electrónicos sensibles en un frasco Dewar. ^{[ 21 ]}

Los termos presentan riesgo de implosión , y los recipientes de vidrio al vacío, en particular, pueden romperse inesperadamente. Las astillas, los arañazos o las grietas pueden ser el inicio de una rotura peligrosa, especialmente cuando la temperatura del recipiente cambia rápidamente (al añadir líquido caliente o frío). Se recomienda preparar adecuadamente el termo Dewar mediante un proceso de atemperado antes de su uso para mantener y optimizar su funcionamiento. Los termos de vidrio suelen estar montados sobre una base metálica, con el cilindro contenido o recubierto de malla, aluminio o plástico para facilitar su manipulación, protegerlo de daños físicos y contener los fragmentos en caso de rotura.

Además, los recipientes criogénicos de almacenamiento suelen estar presurizados y pueden explotar si no se utilizan válvulas de alivio de presión .

La dilatación térmica debe tenerse en cuenta al diseñar un termo. Las paredes exterior e interior están expuestas a temperaturas diferentes y se dilatan a ritmos distintos. El termo puede romperse debido a la diferencia de dilatación térmica entre las paredes exterior e interior. Las juntas de dilatación se utilizan habitualmente en los termos tubulares para evitar roturas y mantener la integridad del vacío.

• Sello hermético – Sello hermético 
• Parasol del telescopio espacial James Webb : sistema principal de refrigeración del observatorio infrarrojo. 
• Vaso Tervis – Fabricante estadounidense de vasos y tazas 
• Cocción térmica – Método de cocción 
• Yeti Holdings – Empresa manufacturera estadounidense 
• Nevera portátil : caja isotérmica utilizada para mantener fríos los alimentos o las bebidas. 

• Burger, R., Patente estadounidense 872,795 , "Recipiente de doble pared con un espacio para el vacío entre las paredes", 3 de diciembre de 1907.
• Sella, Andrea (agosto de 2008). "Frasco de Dewar" . Chemistry World : 75. Recuperado el 30 de agosto de 2008 .

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