¿Cómo afecta la temperatura a los equipos eléctricos y electrónicos?

Para alcanzar la capacidad máxima de la red de sistemas, la temperatura de los equipos eléctricos debe mantenerse por debajo de cierto rango. Sin embargo, debido a la constante exigencia de energía para procesar los datos, este requerimiento es cada vez más difícil de lograr.

A medida que aumenta la necesidad de información en los equipos industriales, también se incrementa la densidad de los procesadores, y en consecuencia se genera una significativa escalada de calor.

Esto se debe a que la relación entre energía y calor es directamente proporcional. Lo que significa que la electricidad que entra al equipo es equivalente a la cantidad de calor que se produce. Por ende, los watts suministrados (electricidad) son iguales a los watts generados (calor).

Toda la energía que entra al equipo o tablero eléctrico se convierte en calor, a excepción de una pequeña fracción: el 1% de la energía total es consumida por señales digitales de salida.

Por esta razón,  el calor es uno de los enemigos silenciosos de las empresas en el sector industrial debido al negativo impacto de la temperatura en la confiabilidad y la rentabilidad de sus sistemas eléctricos.

En esta publicación exploraremos cómo la temperatura extrema afecta el rendimiento de los equipos electrónicos y electrónicos. Además, brindaremos algunas recomendaciones para evitar las temidas consecuencias del calor extremo en componentes sensibles.

Efectos de la temperatura en la vida útil de los equipos eléctricos

Para prevenir fallas en los sistemas, la temperatura a la que operan los equipos debe ser menor a los 35˚C-38˚C, con una temperatura de entrada aún más baja (27˚C-29˚C).

Cuando la temperatura supera estos rangos, el equipo se sobrecalienta y la protección térmica interna se activa.

Las temperaturas sostenidas por arriba de los 34˚C reducen la vida útil de los equipos electrónicos

En este caso, la temperatura disminuye al reducir los procesos o definitivamente al apagar el equipo para evitar un daño severo.

Del mismo modo, las altas temperaturas de menor intensidad, pero constantes, también pueden reducir considerablemente la vida útil del equipo.

Para evitar riesgos y mantener en óptima condición los equipos de sistemas, el suministro de energía, la climatización y el flujo de aire deben ser los adecuados. En conjunto, estos tres factores aseguran la eficiencia en la comunicación, el acceso y el procesamiento de datos.

¿Qué ocurre cuando tus equipos eléctricos se exponen a altas temperaturas?

La regla conocida como “aumento de 10°C = media vida” se basa en la aplicación de la ecuación de Arrhenius, que relaciona la velocidad de las reacciones, con la temperatura y los mecanismos de fallo que se producen en la electrónica.

“La expectativa de vida de un sistema electrónico se reduce a la mitad con cada aumento de 10ºc por encima de la temperatura ambiente”  – Regla de los 10°C

Cuando se aplica en este contexto, se asume que la velocidad de reacción química se corresponde con el daño que sufren los dispositivos. Y puede utilizarse como punto de partida para comparar el daño acumulado con el paso del tiempo para diferentes temperaturas de funcionamiento.

Efectos perjudiciales del calor en tus dispositivos electrónicos

Aunque está bien utilizar la regla de los 10°C para determinar rápidamente un rango de referencia en el nivel de calor aceptable en la electrónica, hay otras variables involucradas que pueden implicar cambios en el resultado.

Esto significa que además de la reducción de su vida útil y la pérdida garantías por parte del fabricante, el calor excesivo puede tener las siguientes consecuencias:

Problemas de rendimiento

El calor obliga a los equipos a operar en condiciones no favorables para sus componentes, lo que se traduce en tiempos de respuesta más lentos.

Algunos dispositivos reducen su rendimiento para evitar daños por calor. Si bien esto es un excelente mecanismo de protección, también los vuelve menos fiables.

Daños físicos

El sobrecalentamiento frecuente perjudica el estado de los dispositivos. En consecuencia, el calor extremo puede generar daños físicos en los componentes más sensibles, lo que provoca fallos prematuros.

Fallas en los chips

Los chips experimentan una fuga térmica, es decir, un desperdicio de energía, a medida que aumenta la temperatura. Esto afecta sus funciones lógicas causando que el equipo se bloquee abruptamente hasta enfriarse.

Pérdida de datos

El sobrecalentamiento de los equipos pone en riesgo tus datos. Esto se debe a que los componentes clave que favorecen el almacenamiento, pueden dañarse ocasionando la pérdida de información crucial.

¿Cómo prevenir el exceso de calor en los equipos críticos?

La norma IEC 61439-2 es una de las normas y estándares de temperatura para instalaciones eléctricas. En ella se establece un marco regulatorio y lineamientos específicos de construcción y diseño para garantizar que la temperatura dentro de los sistemas de baja tensión no comprometan la seguridad, confiabilidad y vida útil de los equipos eléctricos.

Entre los aspectos más relevantes, se destaca que el calor perjudicial puede ser generado internamente por los componentes electrónicos e intensificarse silenciosamente mediante fuentes externas.

Por eso, es necesario identificar la causas del sobrecalentamiento en los equipos como la cantidad de calor generado dentro del gabinete, las condiciones ambientales y las necesidades específicas de cada tipo de ambiente o aplicación.

Recomendaciones generales para prevenir el sobrecalentamiento de los equipos

Existen varias estrategias para controlar la temperatura de los equipos eléctricos. En resumen, entre las prácticas de prevención más recomendadas se encuentran:

• Seleccionar los equipos correctos: Elegir soluciones con los materiales y capacidad adecuadas para la tarea prevista.
• Instalar correctamente: Seguir las instrucciones del fabricante para la instalación y montaje de los equipos, asegurando una adecuada ventilación y acceso libre.
• Inspeccionar periódicamente: Realizar mantenimientos periódicos de los equipos, incluyendo limpieza y revisión de conexiones.
• Monitorear de la temperatura: Implementar un sistema de monitoreo para registrar la temperatura de los equipos y detectar posibles problemas de sobrecalentamiento.
• Implementar soluciones de climatización: Los acondicionadores de aire, ventiladores con filtro, intercambiadores de calor ayudan a crear las condiciones óptimas para el funcionamiento de los sistemas electrónicos.

Sin embargo, cuando hablamos de la gestión del calor y optimización de la temperatura de los equipos eléctricos para la eficiencia energética, es importante contar con ayuda de un especialista.

Una auditoría térmica te permitirá identificar las necesidades de tus gabinetes eléctricos para implementar las soluciones de climatización y protección más adecuadas según tu industria, ambiente o aplicación.

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