¿Por qué el titanio es mejor que el acero inoxidable para disipar el calor en el iPhone 15 Pro?

El iPhone 15 Pro y el iPhone 15 Pro Max son los últimos modelos de la serie iPhone de Apple, que se lanzaron en septiembre de 2023. Estos dispositivos cuentan con un nuevo diseño y materiales, entre los que destaca el uso de titanio de grado 5 en lugar de acero inoxidable para el marco del teléfono. Según Apple, el titanio tiene varias ventajas sobre el acero inoxidable, como ser más ligero, más resistente y mejor para disipar el calor. En este artículo, vamos a explorar estas afirmaciones y ver si el titanio es realmente una buena elección para el iPhone 15 Pro.

¿Qué es el titanio de grado 5?

El titanio es un metal de transición que se caracteriza por su alta resistencia, baja densidad y buena resistencia a la corrosión. El titanio de grado 5 es una aleación de titanio que contiene aluminio y vanadio, lo que le confiere una mayor dureza y ductilidad. El titanio de grado 5 se utiliza comúnmente en aplicaciones aeroespaciales, médicas e industriales, donde se requiere una alta relación resistencia-peso y una buena resistencia a altas temperaturas.

¿Por qué el titanio es mejor que el acero inoxidable para disipar el calor?

Apple afirma que el titanio, en combinación con su subestructura de aluminio, es excelente para disipar el calor. Esto significa que el titanio puede conducir y transferir el calor generado por los componentes internos del teléfono, como el procesador A17 Pro, la batería o la cámara, hacia el exterior, evitando así el sobrecalentamiento y la pérdida de rendimiento. Según Apple, el titanio es mejor para disipar el calor que cualquier modelo anterior de iPhone Pro de acero inoxidable.

Para comprobar esta afirmación, podemos comparar la conductividad térmica del titanio y del acero inoxidable. La conductividad térmica es una medida de la capacidad de un material para transportar el calor a través de sí mismo. Cuanto mayor sea la conductividad térmica, más rápido se disipará el calor. Según los datos disponibles, la conductividad térmica del titanio de grado 5 es de unos 7,2 W/mK, mientras que la del acero inoxidable 316L es de unos 16,3 W/mK. Esto significa que el acero inoxidable tiene una conductividad térmica más del doble que la del titanio.

Entonces, ¿cómo puede ser el titanio mejor para disipar el calor que el acero inoxidable? La respuesta está en la diferencia de espesor entre los dos materiales. El titanio es más fuerte que el acero inoxidable, lo que permite a Apple usar un marco más delgado y ligero para el iPhone 15 Pro. Según las especificaciones oficiales, el iPhone 15 Pro tiene un grosor de 7,65 mm y un peso de 204 gramos, mientras que el iPhone 14 Pro tenía un grosor de 7,4 mm y un peso de 226 gramos. Aunque la diferencia de grosor es mínima, la diferencia de peso es notable.

La reducción del espesor y del peso del marco implica una menor resistencia térmica del material. La resistencia térmica es una medida de la dificultad que tiene el calor para atravesar un material. Cuanto mayor sea la resistencia térmica, más se acumulará el calor en el interior. La resistencia térmica depende tanto de la conductividad térmica como del espesor del material. Se puede calcular mediante la siguiente fórmula:

R = L / (k * A)

Donde R es la resistencia térmica, L es el espesor del material, k es la conductividad térmica y A es el área superficial del material.

Si asumimos que el área superficial del marco es similar para ambos modelos de iPhone Pro, podemos estimar la resistencia térmica del titanio y del acero inoxidable usando los datos anteriores. Obtenemos los siguientes resultados:

R_titanio = 0,00765 / (7,2 * A) = 0,0010625 / A

R_acero = 0,0074 / (16,3 * A) = 0,0004537 / A

Como se puede ver, la resistencia térmica del titanio es más del doble que la del acero inoxidable, lo que significa que el titanio ofrece una menor resistencia al paso del calor que el acero inoxidable. Esto compensa la menor conductividad térmica del titanio y hace que sea más eficiente para disipar el calor.

¿Qué otras ventajas y desventajas tiene el titanio?

Además de ser mejor para disipar el calor, el titanio tiene otras ventajas sobre el acero inoxidable, como ser más ligero y más resistente. El titanio tiene una densidad de unos 4,5 g/cm3, mientras que el acero inoxidable tiene una densidad de unos 8 g/cm3. Esto significa que el titanio es casi la mitad de pesado que el acero inoxidable. El titanio también tiene una mayor resistencia a la tracción, que es la fuerza máxima que puede soportar un material antes de romperse. El titanio de grado 5 tiene una resistencia a la tracción de unos 900 MPa, mientras que el acero inoxidable 316L tiene una resistencia a la tracción de unos 500 MPa. Esto significa que el titanio es casi el doble de fuerte que el acero inoxidable.

Sin embargo, el titanio también tiene algunas desventajas frente al acero inoxidable, como ser más propenso a rayarse y más caro. El titanio tiene una menor dureza superficial, que es la resistencia de un material a ser deformado por otro material más duro. El titanio de grado 5 tiene una dureza superficial de unos 36 HRC, mientras que el acero inoxidable 316L tiene una dureza superficial de unos 51 HRC. Esto significa que el titanio se raya más fácilmente que el acero inoxidable. El titanio también es más difícil de procesar y más escaso que el acero inoxidable, lo que hace que sea más costoso.

Conclusión

El iPhone 15 Pro y el iPhone 15 Pro Max son los primeros modelos de iPhone Pro que usan titanio en lugar de acero inoxidable para el marco del teléfono. Apple afirma que el titanio es mejor para disipar el calor que el acero inoxidable, lo que puede mejorar el rendimiento y la durabilidad del dispositivo. Hemos visto que esta afirmación se basa en la menor resistencia térmica del titanio, que compensa su menor conductividad térmica. También hemos visto que el titanio tiene otras ventajas sobre el acero inoxidable, como ser más ligero y más resistente, pero también algunas desventajas, como ser más propenso a rayarse y más caro. En definitiva, el titanio es una buena elección para el iPhone 15 Pro, siempre y cuando se cuide adecuadamente y se proteja con una funda.

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