Midiendo la Temperatura: Celsius o Fahrenheit

Dr. José Rubiera
03 February 2021 11:30am

En pocos países del mundo podemos ver números como 70º u 80º, 90º o incluso 100º, para referirse a la temperatura. Ello causa de momento confusión, y la mayoría de las veces, incomprensión sobre a qué temperatura se refiere. Lo mismo ocurre con el termómetro que Ud. utiliza para tomarse la temperatura corporal, si no se siente bien. No hay que asombrarse si le dicen que tiene fiebre si el termómetro marca 99.7° o más. Es que esas temperaturas son medidas en grados Fahrenheit (ºF), una escala perteneciente al sistema anglosajón, llamado Sistema Imperial de Unidades, la cual sigue en uso en muy pocos países del mundo, tan pocos, que los puedo enumerar de inmediato: Los Estados Unidos, Belice, Palau (isla de Oceanía), Las Bahamas y las Islas Caimán, aunque oficialmente se emplea sólo en tres: los Estados Unidos, Liberia y Myanmar.  

Si alguien oriundo de uno de estos países visitara otro distinto de ellos sin estar prevenido del cambio de escala termométrica, y le dicen que la temperatura del día es de 25 grados, pudiera pensar que va a pasar mucho frío y no es así, pues le estarán hablando en grados Celsius y él habrá pensado en la escala Fahrenheit.

Y es que, en el resto del Mundo se emplean los grados Celsius (ºC) para medir la temperatura, lo cual pertenece al Sistema Métrico Decimal, llamado actualmente Sistema Internacional de Unidades (SIU), y en esta escala, el agua se congela a 0 ºC y hierve a los 100 ºC, mientras que en la escala Fahrenheit, la congelación del agua ocurre a 32 ºF y el agua hierve a los 212 ºF. El significado de los números es muy diferente.

¿Por qué en los Estados Unidos no se emplea el SIU?  

En los EE.UU. se emplea el ya mencionado Sistema Imperial de Unidades, oriundo del Imperio Británico que mide en distancias en pies y millas; peso en onzas y libras; y la temperatura en grados Fahrenheit (ºF); lo cual, como ya les comenté, no ocurre en el resto del mundo.

Tal comportamiento no parece tener mucha lógica, máxime cuando incluso en el Reino Unido, donde nació, usan el grado Celsius. Pudiera ser entonces que, en los Estados Unidos, por ejemplo, sea cuestión de idiosincrasia (llamarle soccer a lo que todo el mundo llama football, sería un ejemplo de costumbrismo) o una costumbre de años, de la que cuesta trabajo desprenderse.

De hecho, una encuesta realizada en el año 2015 encontró que el 64 % de los estadounidenses (encuestados) se oponían totalmente al uso del Sistema Métrico, mientras que sólo el 21 % la apoyaba de manera resuelta.

El Reino Unido comenzó a publicar las temperaturas tanto en grados Fahrenheit como en Celsius a partir de 1962, como forma de transición, y oficialmente dejó totalmente a un lado la escala Fahrenheit in 1970, uniéndose así al resto del mundo, junto con casi toda la Mancomunidad Británica.

El tema me parece que merece ser tratado en cierta profundidad a fin de ganar en acervo cultural y comprenderlo bien.

Antiguo Termómero (Fahrenheit)
Antiguo Termómetro Fahrenheit (siglo XIX)

 

Moderno Termómetro (Fahrenheit)
Moderno Termómetro Digital para medir temperatura corporal, en Grados Fahrenheit

 

La Escala Fahrenheit de Temperatura

La escala Fahrenheit de temperatura vino primero al Mundo, y debe su nombre al indiscutible inventor del termómetro Daniel Gabriel Fahrenheit, quien nació en Gdansk, Reino de Polonia, el 24 de mayo de 1686, y murió el 16 de septiembre de 1736 en La Haya, Holanda.

Físico de profesión, ingeniero y también soplador de vidrio, Fahrenheit hizo viajes de estudio por Alemania, Inglaterra y Dinamarca al morir sus padres, estableciéndose en Amsterdam, Holanda, uno de los principales centros de fabricación de instrumental científico en aquella época. Ahí trabajó como soplador de vidrio y comenzó a desarrollar instrumentos de precisión.

Primero creó un termómetro de agua en 1709, y después, vino el instrumento que definitivamente lo consagró para la historia científica mundial, como el inventor del termómetro. En este caso, fue un termómetro que empleaba mercurio, ese metal líquido existente a temperatura ambiente en nuestro Planeta. Con el termómetro de mercurio, nacía también en 1714, la escala termométrica que creó Fahrenheit y que lleva con justeza su nombre. En ese mismo año, publicó el resultado de sus investigaciones en el Acta Editorum.

La escala diseñada por Fahrenheit empleó como referencia una mezcla de agua con sal de cloruro de amonio, a partes iguales, en la que la temperatura de congelación y de ebullición es más baja que la del agua. El valor de congelación de esa mezcla lo llamó 0°F, o cero grados Fahrenheit, a la temperatura normal de su cuerpo 96°F y a la temperatura de congelación del agua sin sales la llamó 32°F.

La temperatura del agua en ebullición era de 212 grados Fahrenheit. Por ello, entre la temperatura del valor de congelación y la de evaporación del agua, mediaban 212 grados, y la escala fue graduada en esos 212 grados. Por eso esta escala no se puede reducir exactamente a una escala decimal.

Farenheit
Fahrenheit y la Invención del Termómetro de Mercurio

 

Pero, ¿por qué si Fahrenheit fue el inventor del termómetro, y su escala la primera del mundo para la medición de la temperatura, la escala utilizada hoy en casi todos los países es la Celsius? Dejo la respuesta para un poco más abajo en este artículo.

La escala Celsius

Anders Celsius fue un físico y astrónomo sueco, nacido el 27 de noviembre de 1701 en Upsala, Imperio Sueco, muriendo el 25 de abril de 1744 en la propia ciudad, perteneciente entonces a Suecia-Finlandia. Desde 1730 y hasta su muerte fue Profesor de Astronomía de la Universidad de Upsala. Supervisó la construcción del Observatorio de Upsala, del que fue nombrado director en 1740; y antes, en 1736, participó en una expedición a Laponia para medir un arco de meridiano terrestre, lo cual confirmó la teoría de Newton de que la Tierra se achataba en los polos.

Sin embargo, lo que le daría celebridad fue la memoria que presentada a la Academia de Ciencias Sueca y en la que proponía su escala Centígrada de temperaturas, un tanto diferente a la conocida posteriormente, y aun en uso: la llamada escala Celsius.

Sello andreus Celsius
Sello Postal sueco en Homenaje a Anders Celsius

 

Escala centígrada, hoy llamada Celsius

En varios países se utilizaba la escala de temperaturas Fahrenheit, pero en 1742 Celsius propuso sustituir esa escala por otra en la que el punto correspondiente a la temperatura 100 °C, o grados Centígrados, equivalía a la temperatura de congelación del agua a nivel del mar, mientras que la temperatura de 0 °C, coincidía con su punto de ebullición al nivel medio del mar.

Vean Uds. que la escala Centígrada original (porque estaba dividida en 100 grados), creada por Celsius, no era como la que conocemos hoy, pues indicaba un descenso de grados cuando el calor aumentaba, de forma invertida a como es conocida actualmente. Su compatriota, el científico Carlos von Linneus invertiría esta escala tres años más tarde, poniendo con el valor de congelación en 0 grados y el de ebullición en 100 grados, tal como se conoce hoy, y entonces ese fue el punto de gloria para esta escala, pues era lógica y sencilla.

Para entonces, el físico francés Jean-Pierre Christin había hecho lo mismo en Francia. Con este orden más lógico y natural, quedó conformada la escala Centígrada para la posteridad, aunque Celsius no vivió lo suficiente como para verla convertida en un estándar internacional. Por muchos años, hasta casi mediados del siglo XX, se le siguió llamando “escala Centígrada”, y aún hoy, hay países que le llaman simplemente grados Centígrado (ºC).

Conversión Fahrenheit-Celsius
Conversión Fahrenheit-Celsius

 

Otras Escalas Termométricas

Hay, y ha habido, otras escalas termométricas. Ejemplo de ello es la escala Réaumur. René Antoine Ferchault de Réaumur fue un científico francés de interés en amplios campos de la ciencia, como la metalurgia, la termometría, la porcelana y sobre todo por sus contribuciones a la entomología. Había nacido en el Reino de Francia, el 28 de febrero de 1683, muriendo en 1757. Sobre su valor como científico, baste decir que con sólo 25 años de edad se convirtió en miembro de la Academia de Ciencias de Francia y que, durante medio siglo, sólo hubo un año donde las Memorias de la Academia no tuvieran publicado un trabajo de su autoría.

En 1730, Réaumur inventó el termómetro de alcohol y le hizo una gradación directa, según una escala dividida en 80 partes que se llamó escala Réaumur. Un valor de 0° Réaumur correspondía al punto de congelación del agua y 80° Réaumur, al punto de ebullición del agua. Ello ocurrió porque habiendo estudiado la dilatación del termómetro de alcohol entre el hielo fundente y el agua hirviendo, descubrió que un volumen de alcohol de 1000 partes pasaba a 1080, por lo que, tomando como fijos estos dos puntos, dividió su escala en 80 partes.

El grado Réaumur se usaba mucho en Europa, particularmente en Francia, Alemania y Rusia, donde incluso se cita en la obra literaria de Fiódor Dovstoiekski, aunque también hay citas en “Madame Bovary” de Gustave Flaubert y en la “Montaña Mágica” de Thomas Mann.

Pero, finalmente, el grado Réaumur desapareció. Su división en una escala de 80 grados, la poca extensión que alcanzó su empleo, y las características del alcohol que empleaba, no pudieron contra las ventajas de la nueva escala que surgió en breve tiempo, una escala sencilla que dividía en 100 grados el punto de congelación y el de ebullición del agua: la escala Centígrada, ahora llamada escala Celsius en honor a su inventor.

Sin embargo, hay una escala termométrica que continúa utilizándose hoy y que aparece en innumerables ecuaciones físicas, pero solo para uso netamente científico. Es una escala que es muy similar a la Celsius, llamadas Escala Kelvin. Esta escala fue desarrollada por el científico británico Lord Kelvin (1824–1907), un pionero de la termodinámica. La diferencia con la escala Calsius radica en que, aunque en tamaño, el grado Kelvin es igual a un grado Celsius (1 ºK = 1 ºC), el cero de la escala Kelvin, llamado también “cero absoluto”, representa la temperatura más baja que físicamente pueda alcanzarse, según las leyes de la termodinámica. Es equivalente a -273.16 ºC, y más bajo que este valor, la temperatura no existe, pues el cero absoluto 0ºK es la temperatura a partir de la cual la energía molecular resulta mínima, no existiendo el movimiento en las moléculas.

¿Por qué la escala Centígrada se convirtió en Estándar?

En realidad, Anders Celsius está reconocido como el primer científico que realizó y publicó cuidadosos experimentos con la finalidad de obtener una escala internacional de temperaturas sobre una base netamente científica.

En su artículo en sueco “Observaciones de dos grados que son persistentes en un termómetro”, Celsius dio a conocer sus experimentos para demostrar que el punto de congelación es independiente de la latitud y también de la presión atmosférica. Asimismo, determinó la dependencia que tiene el punto de ebullición del agua con la presión atmosférica (en excelente acuerdo con los experimentos realizados en la actualidad). Más adelante, proporcionó una regla para la determinación del punto de ebullición si la presión atmosférica se desviaba de una cierta presión estándar.

Por ello, desde el punto de vista científico, Celsius realizó la más importante contribución a la escala moderna de temperatura debido a sus cuidadosos experimentos sobre los puntos fijos de la escala. La dirección de la escala resultaba algo secundario y una vez enmendada a 0º como punto de congelación y 100 º como punto de ebullición del agua, junto a su división en 100 grados, resultaba en una escala lógica, natural y amigable, además de decimal.

Pero hay una poderosa razón histórica. A finales del siglo XVIII las naciones europeas necesitaban de una unificación del sistema de medidas. Hasta entonces, las diferentes formas de medir eran arbitrarias y fuente de una de las más frecuentes disputas entre mercaderes, ciudadanos y recolectores de impuestos.

La primera adopción oficial de un sistema de medidas ocurrió en Francia en 1789 durante la Revolución Francesa. Era el Sistema Métrico Decimal, que trataba de escoger unidades de medición que eran a la vez prácticas y lógicas, basadas en la naturaleza. La escala Centígrada de temperatura era una forma de medición que se avenía por completo a esa idea revolucionaria para la época.

La adopción del Sistema Métrico fue lenta, incluso en Francia, pero su uso como sistema internacional fue señalado como de extrema importancia por los científicos geodésicos y de otras ramas de la Ciencia, y con sus lógicas variaciones, que poco a poco se les fueron introduciendo, el sistema se fue desarrollando como un efectivo sistema internacional de unidades.

¿Y por qué se le llama ahora grado Celsius?

Por muchos años a la escala de temperaturas se le conoció como ºC  ó grado Centígrado, y aún, incorrectamente, se le llama así en algunos países o en informaciones periodísticas. El nombre cambió en 1948, pues en ese año la Conferencia Internacional de Pesas y Medidas decidió cambiar varias unidades, incluida la de la temperatura.

A la palabra “grado” que ya era de uso común como unidad de medida de la temperatura, se le añadió la palabra Celsius, como un reconocimiento al científico que más aportó al desarrollo de la termometría y de dicha escala. De ahí que, desde entonces, lo correcto es decir grados Celsius cuando nos referimos a la temperatura en dicha escala.

Poco a poco se fue expandiendo el SIU por todo el Mundo, aunque su adopción no ha sido universal en todos los países de habla inglesa.

El Reino Unido todavía usa, en algunos casos, las llamadas Unidades Imperiales (libra, pie, etc), pero sólo después de mostrar la unidad métrica correspondiente. Sin embargo, en el caso de unidades relacionadas con la meteorología, se emplea sólo la unidad métrica; así, como ya vimos, para la temperatura se emplea el grado Celsius, el metro para la altura del mar y el kilómetro por hora o metro por segundo para la velocidad del viento, y todas ellas son unidades o sub-unidades del SIU.

En concordancia con lo expresado a principios de este artículo, resulta lógico que en las transmisiones de radio y televisión sobre el Informe del Tiempo en los EE.UU. se empleen los grados Fahrenheit, millas por hora, etc. en todo el País y sus posesiones. Sin embargo, en los estados fronterizos de los EE.UU. con Canadá, se usa el grado Fahrenheit junto al grado Celsius, ya que esas transmisiones pueden verse y escucharse también en Canadá, donde está implantado el SIU. En reciprocidad, lo mismo se hace en las provincias canadienses limítrofes con los EE.UU., se da la temperatura en grado Celsius y debajo aparece su equivalente en grados Fahrenheit.

Sin embargo, la necesidad de intercambio de los datos meteorológicos con otros países, siguiendo las normas de la Organización Meteorológica Mundial (OMM) ha llevado a que, en los intercambios de los EE.UU. con el resto del Mundo, integrantes de la comunidad meteorológica internacional, se emplee sólo el grado Celsius.

En Cuba el Decreto-Ley No. 62 del año 1962, publicado en la Gaceta Oficial del 30 de diciembre de ese año, sustituyó el Sistema Métrico como se conocía hasta entonces y estableció como de uso obligatorio en la República de Cuba el SIU, con su implantación progresiva, tal como se había aprobado internacionalmente en 1948. El grado Celsius, fue uno de los primeros cambios que se hizo en éste sentido, y era muy fácil hacerlo a partir de grado Centígrado, que con anterioridad se estaba usando. Los termómetros eran los mismos, por lo que en la práctica era sólo un cambio de nombre.

Ahora, los termómetros han cambiado. La fabricación de termómetros de mercurio ha cesado completamente desde hace unos años, por estar prohibido a nivel internacional su fabricación debido al alto grado de contaminación que ocasiona. De modo, que los termómetros tradicionales que aún quedan funcionando, serán los últimos que lo hagan, hasta que se rompan, extingan o queden sólo algunos como piezas de museo.

Los sensores electrónicos son los que miden la temperatura en las modernas estaciones meteorológicas automáticas, y han suplantado a los termómetros conocidos de antaño. Lo único que han heredado de sus antecesores es, además de la capacidad de medir de alguna manera la temperatura, la escala termométrica, que sigue siendo la misma: la escala Celsius, en honor y reconocimiento al científico sueco que más aportó a la termometría en el mundo: Anders Celsius.

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