Electrónica y calor: Amistades peligrosas

Todo aquel que trabaje con electrónica sabe que ésta no funciona en cualquier situación o estado. Es decir: su rendimiento y funcionabilidad no es constante y puede variar según determinadas situaciones o circunstancias.

Desde aquellas voluminosas radios a válvulas hasta el móvil de última generación, todo dispositivo electrónico ha sido diseñado de una manera determinada, para que su funcionamiento sea el más adecuado. Se eligen y calculan los componentes que lo van a integrar de una manera óptima y razonable. Además, el diseñador tendrá en cuenta que, en base a un cálculo teórico, su dispositivo no va a tener un rendimiento del 100%, ya que es imposible. Esto es debido a las pérdidas de diversa índole que se producen. Una de ellas, y la más temida, es el calor.

Recordando lo estudiado, hay que saber que todo cuerpo que conduce electricidad puede perder parte de la energía en forma de calor, según dicta la Ley de Joule. ¿quién no ha sentido algo de calor al tocar una resistencia, un transistor, etc.?. Por tanto, se puede concluir que el calor es síntoma de disminución del rendimiento.

Este calor debe ser minuciosamente controlado. En caso contrario, existe el riesgo de un deterioro parcial o definitivo del componente. ¿Cómo podemos conseguirlo? Primando que el calor abandone el componente a la mayor velocidad posible.

La citada evacuación de calor se produce, de forma natural, por un fenómeno físico llamado convección . ¿Esto qué es? Es el traspaso del calor de un cuerpo a las capas de aire que lo rodean: estas se calientan, disminuyen su densidad, se elevan, etc.

Si conseguimos el proceso indicado, en teoría, evacuaremos el calor del componente. Magnífico. Se acabó el problema.

Pero no siempre se consigue la suficiente evacuación, debido a que la velocidad de transferencia térmica (lo que hemos denominado convección) no es suficiente. ¿Qué podemos hacer para aumentarla?

Muy sencillo: aumentar la “superficie” que está en contacto con el aire. Mayor superficie=Mayor Convección=Mayor evacuación de calor. Pero,  ¿Como “aumento” la superficie si mi componente es demasiado pequeño?

Muy sencillo: el componente de fija a otra superficie, de mayor dimensión.

Vale. Ya tengo “aumentada” la superficie. En este momento, hay que hablar de otro concepto, llamado conducción. ¿Esto qué es? Es la capacidad  de transmisión de calor entre 2 cuerpos. En la situación que nos ocupa, vamos a conseguir que el calor (excesivo) del componente sea “conducido”  a esta superficie grande. Perfecto. Ya está. Ya hemos conseguido “enfriar” el componente.

¿Nos falta algo en la explicación? Si.

¿Qué pasa con el calor que, por conducción, ha pasado del componente a la citada superficie? ¿Desaparece?, ¿Se volatiza? Sencillamente, y de nuevo por convección, pasa al aire. Es decir, se ha conseguido transferir el calor del componente al aire. Por tanto, hemos conseguido enfriar el componente.

Esta superficie  que se añade al componente, recibe el nombre de radiador o disipador de calor. Para elegir el más adecuado, existen datos de diseño más que suficientes para conseguir el modelo que mejor se adapte a las necesidades del diseñador

Pero, a veces, no siempre este radiador es suficiente para conseguir el deseado enfriamiento. Además, por situaciones o necesidades de diseño, no siempre se puede implementar. Llegados a este punto, ¿qué podemos hacer? ¿Qué otras opciones tenemos?

Pues tan sencillo como cuando tenemos un café caliente que no hay forma de tomarlo: soplar y soplar. No nosotros, claro está. Lo hará un artilugio muy eficaz, llamado ventilador. Con él, estamos consiguiendo que la convección anteriormente citada pase de natural a forzada.

La convección forzada hace que las capas de aire adyacentes al componente o radiador a enfriar se intercambien con mayor rapidez con el aire, lo cual acelera el traspaso del calor al aire, consiguiéndose de esta forma un enfriamiento mejor y más rápido del citado componente o radiador.

Para elegir el adecuado modelo de ventilador, existe una amplia documentación relativa a cálculos de caudal de aire, consumo eléctrico, ruido (dB), etc. Con ella, el diseñador tiene la posibilidad de adecuar su dispositivo a sus necesidades térmicas

El fabricante SUNON posee una gran experiencia y es un referente en el mundo de la ventilación. Oferta una gran gama de modelos que da solución a cualquier necesidad de evacuación térmica. Todo tipo de tamaños, prestaciones, consumos electricos, etc.

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