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Sobre este blog

El Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) cuenta con 24 institutos o centros de investigación -propios o mixtos con otras instituciones- tres centros nacionales adscritos al organismo (IEO, INIA e IGME) y un centro de divulgación, el Museo Casa de la Ciencia de Sevilla. En este espacio divulgativo, las opiniones de los/as autores/as son de exclusiva responsabilidad suya.

Envejecimiento acelerado: el efecto del verano en nuestros aparatos electrónicos

Andrés Santana Andreo

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Sobre este blog

El Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) cuenta con 24 institutos o centros de investigación -propios o mixtos con otras instituciones- tres centros nacionales adscritos al organismo (IEO, INIA e IGME) y un centro de divulgación, el Museo Casa de la Ciencia de Sevilla. En este espacio divulgativo, las opiniones de los/as autores/as son de exclusiva responsabilidad suya.

Las condiciones térmicas en las que se usan los dispositivos electrónicos aceleran los procesos de degradación interna de los componentes electrónicos, reduciendo su fiabilidad y acortando su vida útil. Este fenómeno, conocido como envejecimiento acelerado, está directamente relacionado con los mecanismos físicos que tienen lugar dentro de los chips cuando operan bajo estrés térmico. Los circuitos se calientan de forma natural, debido al efecto Joule, un proceso que se ve agravado si la temperatura ambiental es alta. Esto obliga a que la refrigeración sea un aspecto fundamental de cualquier dispositivo electrónico, especialmente en aquellos más potentes como los ordenadores personales o las videoconsolas.

Específicamente, las altas temperaturas hacen que los transistores, el bloque fundamental de los circuitos electrónicos, sean más lentos. Imaginemos que un transistor es como una gran autopista por la que circulan millones de coches. Esos coches representan a los electrones, que llevan la corriente eléctrica de un punto a otro, haciendo que todo funcione. Al principio, la autopista es nueva: el asfalto está liso, bien señalizado, no hay baches ni obstáculos. Los coches (los electrones) pueden circular rápido, de forma ordenada, sin problemas. Pero, con el tiempo, esa autopista se va desgastando. Aparecen grietas en el pavimento, zonas con baches, la pintura de las señales se borra. Y en determinadas condiciones como cuando hace mucho calor ese desgaste ocurre más rápido.

Cuando sube la temperatura, los átomos del material del chip (el “asfalto” de nuestra autopista) empiezan a vibrar con más energía. Esas vibraciones son como pequeños terremotos que sacuden el camino de los electrones. Como consecuencia, los electrones chocan más con esos átomos, se desvían de su trayectoria, y en algunos casos incluso dañan permanentemente el material, como si un coche, al chocar muchas veces, dejara marcas o hiciera agujeros en la carretera. Además, en ciertas zonas de los transistores, el calor puede dejar huecos o acumulaciones de cargas que empeoran aún más el tráfico. Esto se traduce en que, con el tiempo, los electrones pasan cada vez más lentos, hasta que llega un punto en el que no llegan a tiempo a dónde deben estar y el circuito falla.