La simple modificación que aumenta la potencia los ordenadores más de siete veces

Un grupo de ingenieros ha desarrollado un nuevo sistema que cubre los aparatos electrónicos con una capa de cobre capaz de disipar de manera muy eficiente el calor que generan estos aparatos. Este método, además de cumplir su función enfriante, aumenta de manera radical su potencia sin aumentar su volumen.

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Jesús Díaz

Los ordenadores, y otros muchos aparatos electrónicos, producen una gran cantidad de calor cuando los ponemos a funcionar a pleno rendimiento. Cualquiera que haya trabajado con un ordenador portátil sobre las piernas en pleno mes de julio lo ha sentido en sus propios muslos. Pero si ese calor no llega a disiparse eficientemente puede provocar que el aparato no funcione correctamente o incluso que deje de funcionar.

El nuevo trabajo del grupo de ingenieros de la Universidad de Illinois y de Berkeley, publicado en la revista Nature Electronics, aporta un nuevo enfoque que soluciona varios de los problemas que tienen los sistemas de enfriamiento de los dispositivos actuales.

Cómo funciona

Tarek Gebrael, ingeniero de la Universidad de Illinois y autor principal del estudio, y su equipo han desarrollado un recubrimiento a base de cobre que envuelve como si fuera una capa de pintura todas las superficies que producen calor. Además el sistema es barato y está hecho de una sola pieza con lo que no son necesarios otros dispositivos adicionales como los voluminosos disipadores de calor.

El cobre, dice Gebrael, es mucho más barato que el diamante —otro material que se usa frecuentemente para disipar el calor— y también tiene una conductividad térmica alta. Además el proceso de aplicación se hace habitualmente en la industria electrónica, con lo que es fácil de implementar.

"Sabíamos que el cobre disiparía el calor de forma eficaz porque ya se utiliza ampliamente en los difusores y disipadores de calor estándar (debido a su alta conductividad térmica)”, comenta Gebrael en declaraciones a Interesting Engineering. “El reto era aislarlo eléctricamente de los componentes electrónicos para evitar cortocircuitos. Lo conseguimos depositando primero sobre los componentes electrónicos un fino revestimiento de polímero conformado y añadiendo después el revestimiento de cobre conformado sobre el cobre".

Un aumento radical de rendimiento

Además, este revestimiento no ocupa casi espacio, al contrario que los disipadores actuales. Y esto, según el investigador, se traduce en una potencia mucho mayor. “Pudimos demostrar un aumento del 740% en la potencia por unidad de volumen", asegura.

El descubrimiento tiene aplicaciones inmediatas en el mundo real. "Digamos que tienes varias placas de circuito impreso", dice Gebrael. "Puedes apilar muchas más placas de circuito impreso en el mismo volumen cuando utilizas nuestro revestimiento, en comparación con si utilizas disipadores de calor convencionales refrigerados por líquido o por aire".

Un sistema barato y muy eficiente

El investigador asegura que su recubrimiento de cobre soluciona los problemas más importantes de los sistemas de enfriamiento actuales. "En primer lugar, pueden ser caras y difíciles de ampliar", afirma. Según Gebrael, los disipadores de calor de diamante se utilizan a veces a nivel de chip de manera muy eficiente, pero, evidentemente, no son baratos.

Además, continúa, los métodos convencionales de difusión del calor suelen requerir que los difusores y los disipadores se coloquen en la parte superior del dispositivo electrónico. "En muchos casos, la mayor parte del calor se genera debajo del dispositivo electrónico", comenta, lo que significa que el mecanismo de refrigeración no está en el lugar donde más calor se produce.

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Finalmente, dice el investigador, los disipadores de calor de última generación no pueden instalarse directamente en la superficie del dispositivo electrónico. Gebrael asegura que es necesario intercalar una capa de material de interfaz térmica para garantizar un buen contacto. El problema es que esa capa no ayuda al enfriamiento debido a su poca capacidad de transferencia de calor.

"En nuestro estudio, comparamos nuestros revestimientos con los métodos estándar de disipación de calor", dice Gebrael. "Lo que demostramos es que se puede obtener un rendimiento térmico muy similar, o incluso mejor, con los revestimientos en comparación con los disipadores de calor".