3 jul. 2008

Fabricar pasta térmica con polvo de hierro: Mejorando la transferencia de calor al depósito

Este es el depósito de acero inox. con el que mi padre se volvió loco de tanto repararlo hace 15 años (yo era un crío por aquel entonces). El depósito estaba mal diseñado; los fondos de los laterales tienen la soldadura justo donde mayor tensión hay; normalmente los fondos se hacen con la soldadura desplazada hacia el eje del depósito, evitando el ángulo donde la tensión es mayor.
Adaptando el depósito
Lo primero que he hecho es limpiarlo por fuera y reparar las fugas; le metí presión del agua de la red que está a 6 Kg de presión (que Dios nos pille confesados cuando esté en marcha; debería probarse con una bomba a más kg. para estar seguros) y fuí arreglando las fugas esmerilando un poco con la radial allá donde perdía y soldando sin dejar poros. Hasta 6 fugas de diversa consideración tuve que reparar. Y cada vez que descubría una nueva tenía que vaciarlo un poco... Pero ya no pierde, y lo siguiente que he hecho ha sido cambiar el tubo de salida del centro a la parte superior ya que el agua más caliente siempre irá a la parte superior:


Para ello he practicado un agujero de 12 mm con el taladro y le he cambiado de sitio el tubo de pulgada.

Detalle de la soldadura del tubo.
Huelga decir que tenemos que procurar que las soldaduras no tengan poros y que queden a penetración. Para ello he esmerilado un poco el tubo dándole una pequeña inclinación para que el material del electrodo de 2 mm. entrara todo lo posible, aplicando dos cordones de soldadura y limpiando bien con el cepillo y una piqueta o punzón para comprobar el acabado.

Próximamente publicaré una entrada sobre todo lo aprendido estos días sobre soldadura; entendiendo su funcionamiento y con buen material se hacen progresos sorprendentes en unas horas de práctica.
En la siguiente imagen se ve el detalle de una soldadura de reparación en un lateral por donde perdía agua en abundancia:

Poniéndole dos serpentines independientes para calentar el agua
Le he puesto dos serpentines de cobre; uno de diám. 20 y 3 mts de longitud para conectarlo al captador solar y que se caliente el primero con el calor del sol, poniéndolo en serie con el otro depósito abierto. El otro serpentín de metro y medio de diám. 15 nos servirá para tener agua caliente en invierno con la caldera de leña que utilizamos para la calefacción de la casa. El tubo de cobre es del recocido que viene en rollos, y no cuesta mucho cerrarlo un poco más para que se ajuste al diámetro exterior del depósito: Para que no se moviera de su sitio corté con la radial pequeñas tiras de una chapa de inox y las soldé al depósito con pequeños puntos de soldadura. En un intento de que el tubo de 20 quedara lo más prieto posible contra el depósito y la transferencia de temperatura mejorara, lo amarré con una tira en la parte de atrás y lo desplazé para que quedara tirante, poniéndole topes para que fijarlo y que no volviera a su sitio. Más tarde me di cuenta que esto no sería necesario si utilizaba una pasta térmica.

El tubo de 20 ya colocado a falta de soltar el manguito de 1/2 pulgada
Detalle de la parte trasera con los dos tubos colocados: Parte delantera terminada con los dos tubos y los manguitos. El tubo de 20 se ve abollado; pensé que si lo aplanaba un poco habría más superficie de contacto con el depósito pero no mejoró mucho.No me gustaron las holguras que quedaban en algunos puntos, así que pensé en mejorar la transferencia térmica de alguna forma.




Fabricando pasta térmica con silicona y polvo de hierro
El problema que tenemos es que a pesar de ajustarlo siempre van a quedar holguras entre el tubo y el depósito por lo que la transferencia térmica va a dejar bastante que desear, por lo que me estrujé la cabeza una tarde y encontré una solución viable y barata: fabricar pasta térmica casera. Googleando he comprobado que las pastas térmicas que se utilizan para enfriar los componentes electrónicos como microprocesadores llevan polvo de metal (plata, hierro, cobre) y una pasta que le da consistencia. Como la temperatura no va a superar los 90ºC podemos utilizar cualquier pegamento mezclado con polvo de metal de cobre, acero o lo que tengamos.El polvo de acero (hierro al carbono) o hierro es fácil de conseguir; el que resulta del esmerilado te lo regalan en las caldererías y talleres donde trabajen estructuras metálicas y utilicen radiales para limpiar las chapas y soldaduras. En este caso voy a utilizar silicona, que queda muy flexible a las dilataciones y polvo de hierro del taller donde trabaja mi padre, barrido del suelo. Cuanto más fino sea el polvo mejor será el resultado; hay que procurar echar toda la cantidad que nos admita la silicona sin que ésta llegue a perder su capacidad adhesiva. Mezclamos con una espátula amasando bien y añadiendo más polvo si vemos que no queda muy densa. Aplicamos a los tubos haciendo presión con la espátula para que se introduzca bien entre el tubo y el depósito. Tenemos un tiempo de trabajo de unos 15 minutos antes de que empieze a secarse. No ha quedado mal, y dado que la propia silicona evita que el polvo se oxide con la humedad ambiental (contaminando el inoxidable y oxidándolo a su vez), es una pasta casera totalmente válida. La única duda que me queda es cómo mejora la transferencia del calor al depósito con la pasta, que se disipará en cuanto lo ponga en marcha. Esta pasta casera nos sirve para esta chapucilla pero abría que cambiar los componentes si quisiéramos utilizarla para otros propósitos con mejor conductividad calorífica (el polvo debería ser más fino) y con altas temperaturas. Ya sólo me queda desinfectar el depósito, ponerlo en su sitio y calorifugarlo (aislarlo). ¡Hasta pronto!

Más información:
Manual de fontanería, de recomendada lectura

7 comentarios:

  1. hola que tal interesante... no has probado con bicarbonato de sodio o simplemente sodio?? despues del cobre, plata y oro es bueno... me llamo la atencion tu pasta termica... crees que funcione para procesadores intel o amd en vez de la famosa pasta termica que se compra, creo que en un procesador puede llegar la temperatura por los 90 grados como maximo... por ahi encontre en un foro que con pasta de dientes jaja suena loco pero tiene potasio no suena tan descabellado...pero pues el riesgo es alto y muchos no gustan de hacer la prueba...

    mira esta es la lista...

    Thermal Conductance Element

    4.29 W/cmK 4,29 W / cmK Silver Plata
    4.01 W/cmK 4,01 W / cmK Copper Cobre
    3.17 W/cmK 3,17 W / cmK Gold Oro
    2.37 W/cmK 2,37 W / cmK Aluminum Aluminio
    2.01 W/cmK 2,01 W / cmK Calcium Calcio
    2.01 W/cmK 2,01 W / cmK Beryllium Berilio
    1.74 W/cmK 1,74 W / cmK Tungsten Tungsten
    1.56 W/cmK 1,56 W / cmK Magnesium Magnesio
    1.5 W/cmK 1,5 W / cmK Rhodium Rodio
    1.48 W/cmK 1,48 W / cmK Silicon Silicio
    1.47 W/cmK 1,47 W / cmK Iridium Iridium
    1.41 W/cmK 1,41 W / cmK Sodium Sodio
    1.38 W/cmK 1,38 W / cmK Molybdenum Molibdeno
    1.29 W/cmK 1,29 W / cmK Carbon Carbono
    1.17 W/cmK 1,17 W / cmK Ruthenium Rutenio
    1.16 W/cmK 1,16 W / cmK Zinc Zinc
    1.024 W/cmK 1,024 W / cmK Potassium Potasio
    1 W/cmK 1 W / cmK Cobalt Cobalto
    0.968 W/cmK 0,968 W / cmK Cadmium Cadmio
    0.937 W/cmK 0,937 W / cmK Chromium Cromo
    0.907 W/cmK 0,907 W / cmK Nickel Níquel

    ResponderEliminar
  2. Hola, anónimo. No, no funcionará, es mucho mejor la que venden (la mía es de polvo de acero, muy grueso para eso). Además esta se oxida, lo mejor es que sea una pasta muy fina, que se adapte bien a todas las protuberancias de la superficie y transmita bien el calor.
    De todas formas poner el serpentín por fuera es tan poco eficiente...

    ResponderEliminar
  3. hola que tal,
    necesito pasta termica para un procesador
    de xbox 360 no tengo polvo de hierro ni oro ni plata
    q aguanta para ese proce?

    saludos

    ResponderEliminar
  4. hola que tal yo pienso que si sirve hacer la pasta pero claro lo que hace falta es silicona, aluminio fino,cobre fino y zinc se raspa todo para que quede fino con esto se haria se mezcla todo y creo ke kedaria bien yo no lo e probado pero podria funcionar pruebenlo espero ke aya ayudado de ayuda gracias:)

    ResponderEliminar
  5. Anónimo4/4/14 14:29

    Polvo de hierro en un procesador? Para lo que cuesta una pasta termica dejaros de inventos, ademas, me imagino que la casera será conductora, así que la que puedes liar en la placa base como toque algun componente...

    Saludos!

    ResponderEliminar
  6. Has pensado como evitar la electrolisis y por lo tanto corrosión del deposito de acero al estar en contacto con el cobre, y encima tanta superficie de contacto?
    Vas a tener un problema grave

    ResponderEliminar
    Respuestas
    1. Hola, gracias por el aviso, pero te explico... la corrosión galvánica es un problema grave sobre todo en presencia de agua, sin ella tardaría decenas de años en tener cualquier problema por ello.
      Por otro lado este sistema ya no está en marcha por su bajo rendimiento. Saludos!

      Eliminar

Puede dejar su comentario. Los comentarios descalificativos o sin relación ninguna con el tema tratado serán eliminados sin previo aviso. Antes de plantear una duda, asegúrate de que la respuesta no está en otra entrada del tema visitando la etiqueta que hay al final del artículo para verlos todos; muchas veces lo que planteas puede haber sido corregido o comentado en otra entrada posterior.