Disipador de calor de aluminio frente a cobre
Los disipadores de calor se fabrican con materiales conductores térmicos para transferir el calor desde una fuente de calor y liberarlo al aire. El aluminio y el cobre son los materiales más utilizados, gracias a sus buenas propiedades de conducción del calor. Este artículo compara los disipadores de calor de aluminio y cobre para destacar sus principales diferencias.
Comparación de la conductividad térmica
| Material | Conductividad térmica (W/m-K) | Densidad (g/cm³) |
|---|---|---|
| Aluminio | 205 | 2.7 |
| Cobre | 385 | 8.9 |
El cobre tiene una conductividad térmica mucho mayor que el aluminio, lo que significa que transfiere el calor con mayor eficacia. Sin embargo, la mayoría de los disipadores de calor están hechos de aluminio. A continuación, compararemos estos dos materiales desde otros aspectos prácticos.
Comparación de la fabricabilidad
Aunque el cobre ofrece una conductividad térmica superior, las aplicaciones prácticas de los disipadores de calor también deben tener en cuenta factores como la facilidad de fabricación.
Extrusión y fundición a presión
El aluminio puede fabricarse en serie en disipadores de calor de aletas utilizando extrusión y la fundición a presión, dos procesos rentables y eficaces. El cobre no puede extruirse ni fundirse en formas complejas, lo que limita su flexibilidad de fabricación.
Skiving
El rebajado también es un método habitual para fabricar disipadores de calor. El aluminio es un material muy adecuado. En cambio, el cobre se desgasta mucho y los costes de mantenimiento son más elevados.
Mecanizado y soldadura
El mecanizado es más fácil con el aluminio, ya que corta limpiamente. El cobre tiende a pegarse a las herramientas, lo que complica el proceso. Para ensamblar las aletas mediante soldadura, el cobre requiere una soldadura especializada y un control preciso, lo que aumenta aún más la dificultad y el coste de fabricación.
Tratamiento de superficies
Los disipadores de calor de cobre deben someterse a un tratamiento superficial para evitar la oxidación, que de otro modo reduciría su conductividad térmica. Los métodos más comunes son el niquelado o el plateado, que aumentan el coste de fabricación.
Comparación de costes
En la Bolsa de Metales de Londres, el precio del cobre suele ser unas tres veces superior al del aluminio. Además, la densidad del cobre también es aproximadamente tres veces mayor que la del aluminio. Esto significa que, únicamente en términos de adquisición de materias primas, el coste de producción de un disipador de calor de cobre es aproximadamente nueve veces superior al de un disipador de calor de aluminio equivalente. Si además se tienen en cuenta los mayores gastos de procesamiento y tratamiento de superficies, el coste total de un disipador de calor de cobre es significativamente mayor que el de una versión de aluminio.
Cómo elegir disipadores de cobre o aluminio
Según este análisis, disipadores térmicos de aluminio se prefieren en la mayoría de los casos por su menor coste y su mayor facilidad de fabricación. Los disipadores de calor de cobre sólo se eligen cuando el aluminio no puede cumplir requisitos térmicos estrictos, como en componentes electrónicos de alta densidad o aplicaciones aeroespaciales en las que las exigencias de espacio y rendimiento son críticas. En general, si se puede conseguir una refrigeración adecuada con aluminio, no hay razón para utilizar cobre, ya que la complejidad y el gasto adicionales no se justifican.
