¿Cuál es la conductividad térmica de su disipador de calor en W/m-K?

¿Le confunden todas las cifras térmicas de las especificaciones de los disipadores de calor? No es el único. Muchos compradores no entienden qué significa W/m-K ni por qué es importante en el mundo real.

La conductividad térmica de los disipadores térmicos de aluminio suele oscilar entre 150 y 235 W/m-K, en función de la aleación y el tratamiento.

Pero esa cifra por sí sola no cuenta toda la historia. Desglosémoslo y entendamos qué afecta realmente al rendimiento térmico.

¿Cómo se comprueba el rendimiento térmico del disipador?

A veces la gente piensa que el rendimiento térmico es sólo un número de una hoja de datos. Pero en realidad, se mide cuidadosamente en condiciones de prueba controladas.

El rendimiento térmico se comprueba aplicando calor a la base y midiendo la rapidez con que se disipa a través de las aletas en un entorno específico.

Los fabricantes utilizan pruebas normalizadas para determinar la resistencia térmica y la disipación del calor. He aquí cómo es el proceso típico:

Configuración de prueba estándar

Los resultados de las pruebas suelen incluir

• Resistencia térmica (°C/W) - más bajo es mejor
• Disipación de calor (W) - la potencia que puede soportar
• Temperatura delta (ΔT) - diferencia entre base y ambiente

Cuando empecé a buscar disipadores, entendí mal una especificación que decía "resistencia térmica = 2,5 °C/W". Pensé que era malo. Pero para un disipador pasivo de aluminio sin ventilador, en realidad era bueno en su categoría.

¿Qué factores afectan a la conductividad térmica de los disipadores de calor?

Es fácil pensar que todos los disipadores de calor de aluminio funcionan igual. Pero no es cierto. Hay varios factores físicos y de diseño que influyen en el desplazamiento del calor a través del material.

El tipo de aleación, la microestructura, el acabado superficial y las impurezas o tratamientos pueden afectar a la conductividad térmica de un disipador de calor.

Desglosémoslo en categorías claras:

Propiedades de los materiales que afectan a la conductividad

Factores de diseño y procesamiento

Una vez comparé dos disipadores de calor fabricados con diferentes aleaciones de aluminio. Uno tenía una conductividad de 230 W/m-K, el otro sólo 170. El inferior tenía más contenido reciclado e impurezas, lo que afectaba notablemente a su capacidad de refrigeración bajo carga.

¿Es siempre mejor un valor W/m-K más alto para los disipadores de calor de aluminio?

A menudo, los compradores buscan el valor W/m-K más alto, pensando que garantiza un mejor rendimiento. Pero no es tan sencillo en las aplicaciones del mundo real.

Un valor W/m-K más alto significa una transferencia de calor más rápida, pero no garantiza una mejor refrigeración sin un diseño, un flujo de aire y una calidad de contacto adecuados.

Comparemos dos hipotéticos disipadores de calor:

Cuadro comparativo

En las pruebas reales, el modelo B funcionó mejor -incluso con menor conductividad- porque su diseño ayudó con el flujo de aire y la superficie de contacto.

Otros factores clave además de W/m-K

• Calidad del contacto entre la base y la aleta
• Superficie (densidad de aletas)
• Dirección y volumen del flujo de aire
• Presión de montaje y pasta térmica

Uno de nuestros clientes cambió a un disipador de calor más conductivo, pero obtuvo peores resultados. Resultó que la nueva pieza tenía menos aletas y no estaba alineada con los conductos de flujo de aire. El aumento de W/m-K no ayudó.

¿Influyen los tratamientos superficiales en los valores de conductividad térmica?

Puede que le encante el aspecto de los disipadores anodizados o con revestimiento. Pero, ¿afectan esos acabados al rendimiento? La respuesta es sí y no.

Los tratamientos superficiales como el anodizado pueden reducir ligeramente la conductividad térmica en la superficie, pero pueden mejorar la transferencia de calor por radiación.

Cómo afectan los acabados al flujo de calor

Por qué algunos fregaderos tratados funcionan mejor

Los acabados en negro anodizado pueden mejorar la radiación térmica, especialmente en entornos pasivos o con poca circulación de aire. Esto ayuda a compensar el pequeño descenso de la conductividad.

He tenido clientes que pedían fregaderos sin anodizar pensando que serían más eficientes. Pero en muchos usos al aire libre, el aluminio sin recubrimiento se degradaba más rápido debido a la corrosión, lo que provocaba un rendimiento deficiente a largo plazo.

Conclusión

La conductividad térmica es una cifra útil, pero no la única que importa. Un disipador de calor bien diseñado, correctamente instalado y con una conductividad media puede superar a uno mal integrado y de alta conductividad. Fíjese en el sistema completo, no sólo en la hoja de especificaciones.