Winter is coming: células Peltier

El efecto Peltier para refrigeraciónSe ha acabado el verano pero por aquí yo sigo sudando como un marrano, así que a eso vamos hoy: a la refrigeración. El cooling si eres más del english 😉

La verdad es que cuando pienso en cooling se me aparecen ideas como chillers. Los chillers son bombas de agua que van dando agua fría y se llevan la caliente. Circuitos cerrados de agua… cómo los de tu belén en Navidad. Pero hay otra cosa que se nos suele pasar por alto… y no, no son las aletas.

Las aletas es eso que se les suele añadir a los microprocesadores de los ordenadores. Son metales pegados al chip con una serie de aletas (extensiones metálicas en perpendicular a la placa) que hacen que el calor se disipe en el aire. A estas aletas se les puede añadir un ventilador (muy típico en ordenadores) para que el calor tenga movimiento, no se quede estancado y poder así enfriar aún mejor.

Hay otra opción que no son las aletas pero que no es montarse una pecera que va enfriando todo tu proyecto. Son las Peltier. Bueno esto es el efecto en sí, los entendidos los llaman termoeléctricos. Vamos a ello…

¿Qué es una célula Peltier?

Todo esto empieza con el efecto Seebeck y el efecto Peltier. La cosa está que, al unir dos metales, si mides el voltaje que hay entre ellos puedes conocer la temperatura. Sé que parece de película pero si no me crees busca sobre el efecto Seebeck. También está el efecto contrario, que es del que yo quiero aprovecharme.

Al unir dos metales y darles corriente uno de ellos ofrece calor y el otro frío. Así que de esta propiedad que parece una chorrada nacen las células Peltier. Para ello ponen capas de los dos metales (en realidad son como pequeñas barras) para generar unos cuadrados que dan calor por una parte y frío (que es lo que nos interesa) por otro. De esta manera, para que no vayan los hierros por ahí sueltos, les añaden una capa superior e inferior de cerámica, la cuál conduce muy bien el calor pero no la corriente (no es cosa de ir dando calambres por ahí a la gente). Y con todo esto queda algo así (Imagen de Wikimedia):

Célula Peltier

Con esto, solo nos queda meterle una pila o una fuente de alimentación y listo, a enfriar nuestro proyecto… Bueno, igual no es tan sencillo…

El problema principal es que cuando lo enciendes, eso empieza a coger temperatura rápido y seguramente lo que pase es que la temperatura caliente se ponga a 150ºC y la fría… la fría a 100ºC. Y tu célula Peltier se freirá, quedará completamente inútil. Sí, te acabo de ahorrar unos 24€ que vale la célula Peltier. De nada.

Lo que sucede es que la parte caliente se pone tan caliente que la fría se calienta también y la Peltier se quema. La forma de solucionar esto es añadirle aletas a la parte caliente.

Creando un módulo Peltier que refrigere…

Pero esto no es tan sencillo como ponerle debajo un metal, tiene un poco más de miga. La cosa es que al añadir las aletas lo primero tienes que conocer cuánta potencia tienes que disipar ya que si son 2W no hay problema, si son 50W igual necesitas ayuda… Claro, para comprar aletas o aletas con un ventilador al lado. Así te disipa más calor. Porque lo de los Wattios me refiero a calor que hay que deshacerse de él para que no se queme nuestro aparatejo.

A la hora de unir la célula Peltier con estas aletas lo que necesitas es una cosa llamada pasta térmica. Es bastante común usarla en ordenadores así que no es algo excesivamente raro. Lo que se hace es poner la pasta y, como si fuese pegamento, apretar para que quede bien untado pero con el espesor mínimo de pasta.

Esto es porque se busca que haya contacto entre las dos piezas pero se pone algo de por medio para que no sea tan directo y no hayan soldaduras o cosas extrañas. Total, que ahora ya puedes poner la célula en corriente. Pero claro… ¿Cómo saber cuál es el lado caliente?

Puedes encender la célula unos segundo y ver en qué lado te quemas. También puedes mirar los cables, el negro (o negativo) siempre va a la izquierda y visto así el lado superior es el frío. Pero sino.. lo más útil es mirar la cerámica: el lado más grueso pertenece a el lado caliente.

Así que… ¿Ahora qué pasa con el lado frío? Pues en un principio nada, va a enfriar y todo ok. Pero claro, la cerámica no soporta muy bien la compresión por lo que hay quién le añade una placa de metal encima (con pasta térmica, claro) para que la fuerza se distribuya entre una superficie mayor. Además de que al tener una masa es más difícil de que se caliente y la Peltier va a sufrir menos al tener más tiempo de reacción.

No es lo mismo tener una masa que calentar de 2 Kilos que de repente ponerle 100ºC en vena a la pobre Peltier. Ya me entiendes. Y supongo que estarás pensando… ¿Cómo se une esa placa metálica a la Peltier? Lo normal es poner una serie de tornillos de manera que se aprieten con la misma fuerza y poco a poco para que la plancha metálica no esté torcida y esté totalmente paralela a la Peltier.

Esto, si lo quieres hacer bien, es un jaleo. Ya que tener que ir apretando poco a poco y encima con un bicho de estos automáticos que te miden la presión a la que tienen que ir los tornillos… no es cosa que pueda hacer cualquiera. Además, una hora después de hacer esto se vuelve a atornillar un poco más ya que seguramente la pasta térmica se haya movido en el espacio y haya dejado un pequeño hueco.

Un hueco que no ves pero está ahí. Pero vamos, esto es a nivel pro. Para ti no te hace falta tanto. Además, a una mala por 50€ tienes esto mismo montado por alguna empresa. De hecho hay una empresa que vende en España y Adafruits también (maldita publi sin que me paguen nada de nada 🙁 )

Opt In Image

Winter is coming…

Así que nada, si tienes un proyecto en el que hay algo que se va a calentar un poco demasiado puedes comprarte tu célula Peltier y ponerte a diseñar un sistema de refrigeración con aletas, ventiladores y pasta térmica o comprarte un módulo Peltier ya hecho completamente. O sino siempre puedes comprarte un chiller, una piscina o incluso llevártelo a lo alto del Everest. Si soluciones hay mil.

Si conoces alguna forma más de refrigeración me lo dejas escrito en los comentarios… y sino también 😉

Por si aún te lo preguntas… sí, esto es lo que se utiliza en las neveras eléctricas de pícnic o esas que se conectan al coche. El calor de arriba es llevado hacia abajo, a la cara caliente y así se enfría la de arriba y se calienta la de abajo. Nada, una curiosidad… ¡a ver si se te ocurre algún invento con frío y caliente!

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Déjame un comentario que en el fondo soy buen chaval

  1. Jose Ramón Triviño Amigo

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  2. Jose Ramón Triviño Amigo

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  3. J. Luis

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