¿Qué es una Cámara de Vapor y para qué sirve?

La cámara de vapor es uno componente que participa en la disipación de calor de los dispositivos electrónicos, viéndose en casos en los que se tiene mucho calor concentrado como los ordenadores portátiles, las tarjetas gráficas de altas prestaciones como algunas RTX 4090 o RX 7900 XTX y apareciendo también en los sistemas de disipación de algunas CPUs.

Las cámaras de vapor funcionan usando los líquidos contenidos en ellas y su vapor para transportar el calor rápidamente y repartirlo uniformemente sobre las superficies de vapor. Para imaginarnos su funcionamiento podemos pensar en una caja plana y cerrada de metal, con un lado caliente que estará sobre la fuente de calor y otro frío que estará en el lado opuesto en contacto con el disipador. En el lado caliente se encuentra un depósito de líquido el cual está en contacto con el calor, el cual hará que ese líquido se evapore gracias a la acción del calor y las condiciones de presión, haciendo que el vapor suba al lado frío transportando el calor absorbido y al entrar en contacto con la superficie a menor temperatura se vuelva a condensar dejando el calor transportado de la parte caliente en la parte fría, volviendo ahora en forma de líquido frío a la parte inferior del sistema donde está la parte caliente, en la cual volverá a calentarse y a absorber calor para reiniciar el ciclo y seguir refrigerando.

La mayor ventaja que ofrece este método es que el calor se reparte de forma uniforme por todas las partes calientes y frías de la cámara de vapor, lo cual viene muy bien para refrigerar, ya que esto aumenta el área sobre la que se pueden luego colocar aletas de aluminio o heatpipes para seguir distribuyendo el calor y continuar enfriando el sistema, por eso podríamos decir que el papel clave de las cámaras de vapor no es tanto enfriar, sino distribuir el calor mucho más uniforme y eficientemente. Por eso ganaron popularidad en productos como las GTX 1000 con diseño de turbina que al contar con poco espacio para refrigerar se ayudaban de cámaras de vapor para repartir el calor al máximo.

Una cámara de vapor sirve para refrigerar y acelerar el intercambio de calor entre las partes calientes del los dispositivos electrónicos y el resto del sistema de refrigeración, pero para entender mejor la verdadera importancia que tiene y por qué aparece solo en algunos sistemas de refrigeración de alto rendimiento hay que entender como se realiza la disipación de calor con ellas.

Lo primero es que el calor es una forma de energía, que se forma residualmente al pasar grandes cantidades de electricidad por los componentes electrónicos, por eso se puede decir que de forma aproximada cuanto más potencia use un chip, más calor desprenderá este, aunque eso también dependerá de su eficiencia. Otra punto clave para entender como se mueve el calor es saber que siempre las temperaturas tienden a estabilizarse en los diferentes materiales, repartiendo todo el calor entre ellos hasta igualar las temperaturas. Pero esto no ocurre de golpe, ya que dependiendo del material y su conductividad térmica el calor se distribuirá más rápido o menos por él, afectando también a la cantidad de energía que irradiará a los materiales de alrededor o al aire.

Por eso las heatpipes y las cámaras de vapor son tan importantes, porque gracias a que como hemos explicado antes son capaces de distribuir el calor por toda su superficie y así lo hacen llegar a todas las partes de los sistemas de disipación. Por eso en componentes que consumen mucha energía se usan cámaras de vapor sobre la fuente de calor para distribuirlo uniformemente por las heatpipes y aumentar así la energía que se transfiere desde la fuente de calor para enfriarla mucho más rápido. Pero cuentan con algunos inconvenientes como que debido a su tamaño y diseño no se pueden colocar en todas las posiciones ni configuraciones de refrigeración, pudiendo causar problemas de contacto además de necesitar estar muy cerca de la fuente de calor para ser eficientes, haciendo que generalmente se combinen con heatpipes y grandes radiadores de aluminio para sacarlas el máximo partido.