¿Qué es un disipador térmico?

El calor es un problema grave en la electrónica. Sin un control adecuado, puede dañar las piezas y reducir el rendimiento. Por eso es tan importante un disipador de calor.

Un disipador térmico es una pieza de metal que ayuda a eliminar el calor de un dispositivo absorbiéndolo y distribuyéndolo lejos de los componentes críticos.

En muchos proyectos, he visto cómo el sobrecalentamiento convertía un buen diseño en un mal producto. Por eso siempre recomiendo tomarse en serio la gestión del calor.

¿Qué hace un disipador térmico?

La acumulación de calor puede arruinar los componentes electrónicos. Sin ayuda, piezas como CPU, GPU y chips de potencia pueden sobrecalentarse rápidamente. Un disipador de calor adecuado lo evita.

Un disipador de calor aleja el calor de las piezas sensibles y lo traslada al aire, manteniendo el sistema frío y estable.

Su funcionamiento es bastante sencillo. Cuando un chip produce calor, el disipador de calor¹ lo toca directamente. El calor fluye hacia el cuerpo metálico del fregadero porque los metales como aluminio y cobre² transportan bien el calor. La gran superficie del fregadero permite que el aire transporte el calor.

He aquí una sencilla tabla que muestra cómo afectan los distintos materiales al rendimiento del disipador de calor:

Un buen diseño siempre empieza con la selección del material. Si el peso es importante, elijo el aluminio. Si el rendimiento es el objetivo principal, puede que opte por el cobre, a pesar del coste adicional.

Otro factor clave es la forma. Las aletas, las clavijas y las placas aumentan la superficie. Más superficie significa mejor refrigeración. A veces, incluso sugiero añadir flujo de aire con un ventilador para sistemas muy calientes.

¿Cuáles son los 2 tipos de disipadores de calor?

Algunos aparatos necesitan refrigeración pero no tienen ventilador en su interior. Otros necesitan un flujo de aire forzado. Elegir el tipo adecuado marca una gran diferencia.

Los dos tipos principales de disipadores térmicos son pasivos y activos. Los pasivos se basan en el flujo de aire natural; los activos utilizan ventiladores para aumentar la refrigeración.

Desglosémoslos claramente:

Disipadores térmicos pasivos

Los disipadores térmicos pasivos sólo utilizan la convección natural. No tienen piezas móviles. El aire sube de forma natural a medida que se calienta, alejando el calor del disipador. Este método es silencioso y no necesita alimentación. Suelo recomendarlo para aparatos pequeños o diseños sin ventilador.

Disipadores activos

Los disipadores activos incorporan un ventilador. El ventilador impulsa el aire a través del disipador, haciendo que la eliminación del calor sea mucho más rápida. Esta configuración es habitual en ordenadores, servidores y aparatos electrónicos potentes. Aunque enfría mejor, también necesita más potencia y puede desgastarse con el tiempo.

He aquí una tabla rápida para compararlos:

Elegir entre uno u otro depende siempre del proyecto. Si un cliente necesita un dispositivo silencioso, el pasivo es mejor. Si la potencia importa más que el silencio, gana el activo.

¿Cuál es la diferencia entre un ventilador y un disipador térmico?

Mucha gente confunde ventiladores y disipadores de calor. Ambos contribuyen a la refrigeración, pero de formas distintas.

Un ventilador mueve el aire para alejar el calor más rápidamente; un disipador almacena y distribuye el calor para que el aire pueda eliminarlo más fácilmente.

He aquí una mirada más profunda:

A disipador de calor³ es una pieza pasiva. Se coloca sobre un componente caliente, como una CPU o un transistor de potencia. Absorbe el calor y lo distribuye por una gran superficie. De este modo, permite que el aire, incluso el que se mueve lentamente, se lleve el calor.

Un ventilador, en cambio, es una parte activa. Mueve el aire por el disipador o por toda la carcasa. Un flujo de aire más rápido aumenta la refrigeración. Pero un ventilador por sí solo no puede sustituir a un disipador de calor porque el aire tiene poca capacidad térmica en comparación con el metal.

Cuando diseño sistemas, suelo utilizar ambos. El disipador de calor agarra y retiene el calor; el ventilador⁴ lo elimina rápidamente.

¿Necesita una CPU un disipador térmico?

Las CPU modernas son muy potentes. Realizan miles de millones de cálculos por segundo. Tanto trabajo produce mucho calor.

Sí, un La CPU necesita un disipador de calor⁵ para trabajar con seguridad; sin él, la CPU puede sobrecalentarse y apagarse o incluso dañarse.

Me explico un poco más.

Una CPU sin disipador térmico superará rápidamente las temperaturas de seguridad. La mayoría de las CPU tienen una protección integrada que las ralentizará (estrangulamiento térmico⁶) o apagarlos si se calientan demasiado. Pero depender sólo de estas protecciones es peligroso.

Cuando construyo sistemas, siempre empiezo por elegir un buen disipador para la CPU. Algunas CPU vienen con disipadores de serie, pero para los modelos de alto rendimiento suelo recomendar otros mejores.

Existen incluso distintos tipos de soluciones de refrigeración de la CPU:

• Enfriadores de aire: Disipador de calor tradicional + ventilador.
• Enfriadores de líquido: Sistemas a base de agua que mueven el calor aún más rápido.
• Refrigeradores pasivos: Raro en CPU, pero posible en chips de muy bajo consumo.

Cada método tiene su propio caso de uso. Por ejemplo, un equipo de juegos necesitará refrigeración activa, incluso líquida. Un pequeño controlador integrado podría sobrevivir con refrigeración pasiva.

He aquí una sencilla tabla de decisiones que suelo utilizar:

En resumen, una CPU sin disipador térmico es como un motor de coche sin radiador. Puede que funcione durante unos minutos, pero no durará.

Conclusión

Un disipador de calor no es sólo un trozo de metal. Es una parte vital para mantener los dispositivos modernos seguros, estables y potentes.