Cualquiera que tenga un ordenador portátil sabe reconocer ese ruido que hace el ventilador cuando la temperatura del procesador llega alrededor de los 38 grados. Puesto que los portátiles y otro tipo de aparatos electrónicos se han hecho más pequeños y finos, los investigadores se han puesto manos a la obra para encontrar una alternativa a los métodos de enfriamiento, con el objetivo de reducir su volumen y de que sean menos ruidosos.

Una nueva idea para el enfriamiento consiste en utilizar iones para empujar partículas de aire a través del microprocesador cuando éste se calienta, con lo que se crea una brisa fria. De estos sistemas, denominados sistemas de enfriamiento iónico, ya se han hecho demostraciones en laboratorios con anterioridad, pero no ha sido hasta ahora que Tessera, una compañía internacional de empaquetamiento de chips con sede en San José, California, ha podido hacer una demostración de un sistema de enfriamiento iónico integrado en un ordenador portátil.

Investigadores de Tessera y de la Universidad de Washington presentaron los detalles del sistema de enfriamiento iónico en el IEEE Semi-Therm Symposium celebrado en marzo. El sistema es capaz de extraer alrededor de un 30 por ciento más de calor de un portátil de lo que es capaz de extraer un ventilador convencional, y los tests de laboratorio muestran que en potencia podría consumir la mitad de la electricidad, según afirma la compañía.

El enfriador icónico está basado en unos estudios realizados originalmente en 2006 por Alexander Mamishev, un profesor de ingeniería eléctrica de la Universidad de Washington, junto a sus colegas. El año pasado, Tessera obtuvo la licencia de este tipo de tecnología, y la compañía ha realizado modificaciones para poder adaptarla a los ordenadores portátiles. Además de eliminar el calor de forma más eficaz que los ventiladores, “realiza la operación en silencio—no tiene partes que se muevan,” afirma Mamishev. “Esto supone un avance enorme.”

“Los estudios iniciales se centraron en los principios,” afirma Ken Honer, director de investigación y desarrollo en Tessera. “Ahora nos estamos centrando en optimizarlo y hacer que se adapte a diversos espacios pequeños.” Esto incluye no sólo a los ordenadores portátiles, sino también a las consolas de juegos, proyectores y servidores, afirma.

“El desarrollo efectuado por Tessera ciertamente nos muestra que potencial que tienen los sistemas de enfriamiento de tipo EHD,” afirma Suresh Garimella, profesor de ingeniería eléctrica en Purdue y director del Centro para la Investigación de Tecnologías de Enfriamiento de la universidad. “Los resultados de Tessera son un paso muy positivo dentro de este tipo de tecnología.”

El enfriador iónico de Tessera se coloca al lado de una boca de ventilación del portátil. Las tuberías de calor, que transfieren el calor mediante la evaporación y la condensación de un fluido, alejan el calor de la unidad de proceso del portátil y lo acercan al sistema de enfriamiento iónico. Dentro del dispositivo de enfriamiento iónico se colocan dos electrodos: uno que ioniza las moléculas de aire como el nitrógeno, y otro que actúa como recibidor de esas moléculas. Cuando se aplica un voltaje entre los dos electrodos, los iones fluyen desde el electrodo emisor hasta el colector. Al moverse, esto hace que las moléculas de aire sobrevuelen el lugar donde se está generando el calor, con lo que lo enfrían.

Uno de los retos principales a la hora de integrar los sistemas de enfriamiento iónico en los portátiles reside en el diseño de un transformador lo suficientemente compacto como para convertir los aproximadamente 12 voltios de corriente continua de la batería en los aproximadamente 3.000 voltios que se necesitan para que el sistema de enfriado funcione. Mediante el uso del suministro energético de una lámpara fluorescente de cátodo frío, los ingenieros de la compañía fueron capaces de elaborar un tipo de suministro con sólo tres centímetros cuadrados de superficie.

Tessera no es la única compañía que está investigando el uso de la brisa iónica para enfriar aparatos electrónicos. Un grupo de investigadores del mismo laboratorio de Garimella en Purdue ha logrado hacer una demostración de una tecnología similar, que está siendo desarrollada a nivel comercial por una joven startup del Silicon Valley llamada Ventiva.

No obstante, ninguna de estas tecnologías está realmente preparada para ser usada en la próxima generación de portátiles. El reto principal consiste en asegurar la estabilidad de los electrodos. Los portátiles están diseñados para funcionar por lo menos 30.000 horas, y durante unas pruebas iniciales de los sistemas de enfriamiento iónico, los materiales de algunos electrodos se corroyeron rápidamente. Sin entrar en detalles, debido a que la patente aún está pendiente, Honer afirma que los ingenieros de la compañía han logrado identificar un tipo de material mejor y que se están centrando en optimizar la duración de los componentes.

Otro problema que afecta a esta tecnología consiste en la acumulación de polvo. Honer afirma que sus ingenieros están intentando asegurarse de que el enfriado iónico “sea tan insensible al polvo como lo son los ventiladores.” Añade que una forma de proteger al sistema frente a partículas potencialmente dañinas es mediante el uso de un filtro.

Según Craig Mitchell, vicepresidente con mayor antigüedad de la división de Interconexión, Componentes y Materiales de Tessera, la compañía tiene previsto “estar preparada para la comercialización el año próximo.” Mitchell no pudo hablar del precio que tendrá el enfriador iónico, pero señaló que estará “en el rango en el que debe estar.”

No obstante, Honer advierte que esta tecnología es aún relativamente joven. “La curva de adopción está aún relativamente en su fase inicial,” afirma.