Refrigeración líquida para dispositivos microelectrónicos
Un mayor consumo energético implica también una mayor disipación de energía y por tanto resulta inevitable el aumento de la temperatura de los dispositivos microelectrónicos. El calor generado debe disiparse a fin de garantizar la fiabilidad de los dispositivos en distintas condiciones sin menoscabo de su rendimiento. El proyecto financiado con fondos de la Unión Europea THERMAPOWER (Thermal management of high power microsystems using multiphase flows) reunió a doce socios expertos en microfabricación, técnicas experimentales y modelización analítica y matemática. Su colaboración permitió intercambiar conocimientos y acceder a instalaciones experimentales únicas, todo lo cual consolidó la posición de la UE en este ámbito tecnológico. Además se ofreció a veinte investigadores noveles formación sobre técnicas experimentales y de modelización dedicadas a la monitorización de cambio de fase y la microfabricación. El equipo de THERMAPOWER investigó de forma experimental los flujos bifásicos en tubos y canales con perfil superficial variable y, mediante técnicas avanzadas de imaginología, caracterizó flujos bifásicos con interfaces deformables en la proximidad de superficies estructuradas y recubiertas. La investigación también abarcó la cuantificación tanto de flujos térmicos de condensación y evaporación en superficies con distintos grados de humectación en los microcanales con secciones transversales diversas. En concreto se midieron las inestabilidades del flujo asociadas a los flujos bifásicos. Los resultados demuestran que las inestabilidades del flujo pueden registrarse midiendo el descenso de la presión o la temperatura en los canales. Mediante una técnica nueva de obtención de imágenes térmicas se sacó a la luz la existencia de inestabilidades hidrotérmicas en la base de las burbujas crecientes durante la evaporación. El logro más relevante de THERMAPOWER fue un modelo matemático capaz de predecir la curva de ebullición sin parámetros de ajuste. El modelo nuevo puede utilizarse para estudiar los procesos de transferencia de calor, lo cual puede resultar útil en el diseño de dispositivos tan variados como teléfonos móviles o equipos espaciales.
Palabras clave
Refrigeración líquida, dispositivos microelectrónicos, THERMAPOWER, inestabilidades de flujo, transferencia térmica
