Los dispositivos modernos, desde teléfonos móviles y ordenadores hasta vehículos eléctricos y servidores, generan una enorme cantidad de calor. Sin un control adecuado de la temperatura, el calor acumulado puede comprometer el rendimiento, reducir la eficiencia y acortar la vida útil de los componentes electrónicos.

La gestión térmica, es decir, la capacidad de disipar este calor de manera eficaz, se ha vuelto una prioridad en la industria tecnológica. Los diseñadores de dispositivos se enfrentan al reto de mantener temperaturas adecuadas en un espacio cada vez más reducido, lo que hace que la necesidad de evacuar calor sea un factor determinante en la eficiencia y el rendimiento de los dispositivos.

Soluciones Actuales en la Gestión Térmica

Hoy en día, la industria emplea diversas soluciones para controlar la temperatura en los dispositivos electrónicos, que se dividen en tres categorías principales:

1. Sistemas de refrigeración pasiva: Estos sistemas no requieren de energía externa para funcionar. Los disipadores de calor y las pastas térmicas son ejemplos comunes. Funcionan canalizando el calor hacia áreas de mayor superficie o materiales con alta conductividad térmica, permitiendo su disipación en el aire. Sin embargo, las soluciones pasivas, aunque eficientes en términos de consumo energético, tienen limitaciones en cuanto a la cantidad de calor que pueden disipar y suelen ser ineficaces en situaciones de alta densidad de componentes o en entornos con poco flujo de aire.
2. Sistemas de refrigeración activa: Estos sistemas utilizan ventiladores, bombas o incluso tecnologías avanzadas como refrigeración líquida o por compresores. Aunque son más efectivos para manejar grandes cantidades de calor, presentan desventajas, como el consumo energético adicional, el ruido y un mayor tamaño, lo que dificulta su integración en dispositivos compactos y portables.
3. Sistemas híbridos: Combinan las ventajas de los sistemas activos y pasivos. Por ejemplo, se puede utilizar un disipador pasivo en conjunto con un ventilador para mejorar la transferencia de calor. Si bien esto puede mejorar la capacidad de disipación térmica, sigue existiendo el reto de adaptarse a dispositivos cada vez más pequeños, donde los espacios limitados dificultan la inclusión de múltiples sistemas de refrigeración.

A pesar de estas soluciones, la realidad es que muchas de ellas no logran adaptarse completamente a las demandas de los dispositivos modernos. La reducción de espacio y el incremento en la densidad de potencia generan la necesidad de desarrollar tecnologías más eficientes y versátiles que puedan gestionar grandes cantidades de calor en entornos diversos y de forma personalizada para cada dispositivo.

El enfoque innovador de CIC energiGUNE: Materiales Avanzados para la Gestión Térmica

En CIC energiGUNE, hemos desarrollado materiales avanzados para la gestión térmica, aprovechando nuestro profundo "know-how" en la fabricación de fibras con capacidad de almacenamiento de energía térmica. Gracias a este conocimiento, hemos logrado fabricar materiales que no solo disipan el calor de manera eficiente, sino que también lo almacenan temporalmente, retrasando el calentamiento de los dispositivos. Este avance nos ha permitido desarrollar materiales flexibles que pueden moldearse en diversas geometrías, adaptándose a las necesidades específicas de diferentes dispositivos electrónicos y otras aplicaciones industriales.

^{Figura 1: a) imagen macroscópica de las fibras CIC energiGUNE, b) imagen microscópica de las fibras CIC energiGUNE, c) geometría adaptada de las fibras CIC energiGUNE y d) imágenes de microscopia de los materiales CIC energiGUNE para su implementación en CPUs.}

Estos materiales han sido probados en dispositivos electrónicos reales, demostrando un impacto directo en la mejora de la gestión térmica. Los estudios han mostrado que la implementación de nuestros materiales en sistemas como CPUs comerciales hace posible retardar el calentamiento hasta en un 55%. Este efecto es aún más pronunciado a medida que aumenta la potencia de los componentes, lo que resulta clave para enfrentar el crecimiento continuo en la capacidad y el rendimiento de los dispositivos electrónicos del futuro, que continuarán incrementando su potencia mientras reducen su tamaño.

^{Figura 2: a) material CIC energiGUNE implementado en CPU comercial, b) coeficientes de mejora obtenidos con los materiales CIC energiGUNE en la CPU.}

Pero la aplicabilidad de estos materiales no se limita a los componentes electrónicos. Gracias a su versatilidad para adaptarse a diversos formatos, pueden tener aplicaciones mucho más amplias. Entre ellas:

• Textiles: Aplicaciones para ropa inteligente que integran sensores y componentes electrónicos para regular la temperatura corporal, donde la evacuación del calor es fundamental para el confort y la durabilidad del producto.
• Edificación: Aplicaciones para materiales que mejoran la gestión térmica en edificios, permitiendo un control más eficiente de la temperatura en interiores, mejorando su eficiencia energética y sostenibilidad.
• Medicina: Aplicaciones en dispositivos médicos que generan calor, como ciertos equipos de diagnóstico o prótesis con electrónica integrada, donde la gestión térmica es clave para su correcto funcionamiento y seguridad.
• Transporte: En vehículos eléctricos y otras aplicaciones automotrices, donde la gestión térmica de baterías y motores es crítica para su rendimiento y durabilidad.

En resumen, la capacidad para la gestión térmica de los materiales desarrollados en CIC energiGUNE, junto con su flexibilidad para adaptarse a múltiples formatos, los convierte en una potencial solución personalizada y altamente eficiente para mejorar la eficiencia energética y el rendimiento de los dispositivos modernos y futuros más allá de la electrónica.