Diferencias entre sensores MTPS y TPS de una cara
Comprendiendo las diferencias entre los sensores de conductividad térmica de una sola cara: MTPS vs. TPS de una sola cara
¿Qué es la conductividad térmica y por qué es tan importante?
La medición de la conductividad térmica es un proceso esencial en una amplia variedad de sectores industriales y áreas de investigación, desde el desarrollo de materiales avanzados hasta el control de calidad en producción. Sin embargo, no existe un método universal que sirva para todos los materiales o formatos de muestra. La técnica adecuada depende de numerosos factores: el tipo de material, su geometría, el estándar requerido (ASTM o ISO), el rango de temperatura, el tiempo de ensayo y la preparación necesaria.
Dentro de los métodos transitorios, dos tecnologías suelen compararse con frecuencia: el Modified Transient Plane Source (MTPS) y el Single-Sided Transient Plane Source (TPS), también llamado de forma incorrecta “mTPS”. Aunque ambos pertenecen a la familia de técnicas de fuente plana, sus diferencias en diseño, rendimiento y aplicaciones son significativas.
MTPS vs TPS de una cara: dos tecnologías muy distintas
El método MTPS, patentado por C-Therm Technologies, está estandarizado bajo ASTM D7984, destinado originalmente a la caracterización de la efusividad en textiles, pero hoy ampliamente adoptado en sectores como automoción, aeroespacial, polímeros, electrónica y energía.
El TPS y su versión de una sola cara, por otro lado, se regulan bajo ISO 22007-2 y ISO 22007-7, respectivamente, y no son tecnologías patentadas. El TPS de una cara se diseñó como una adaptación del TPS tradicional de doble cara para permitir mediciones unilaterales, aunque este rediseño incorpora limitaciones importantes.
Diferencias clave en diseño y precisión
| Arquitectura del sensor | MTPS | Incorpora un anillo guardián que garantiza un flujo de calor unidimensional, permitiendo una medición verdaderamente direccional. |
| TPS de una cara | Al no disponer de este anillo, no controla la dirección del calor, generando un promedio sobre un área mayor y reduciendo su precisión. | |
| Rendimiento | MTPS | Consigue errores menores al 5 %, con una excelente repetibilidad y mínima influencia del operador. |
| TPS de una cara | Puede presentar errores superiores al 10 %, dependiendo del material y las condiciones de ensayo. | |
| Amplitud del rango | MTPS | Desde 0.01 W/m·K, lo que permite caracterizar materiales de muy baja conductividad. |
| TPS de una cara | Limitado a materiales por encima de 1.0 W/m·K. | |
| Tiempo de ensayo | MTPS | Resultados en menos de 3 segundos. |
| TPS de una cara | Hasta 300 segundos por medición. |
Limitaciones del TPS de una sola cara
El TPS unilateral utiliza un respaldo aislante para simular el contacto por una sola cara, pero esto introduce problemas:
Falta de control direccional del flujo térmico.
Dificultades para analizar materiales de baja conductividad.
Necesidad de aplicar compresión, algo que puede deformar o dañar materiales blandos, espumas, geles o pastas.
No cumple ASTM D7984, a diferencia del MTPS.
Aplicaciones recomendadas
El MTPS es una solución versátil y efectiva para:
- Materiales de baja y alta conductividad.
- Líquidos, polvos, pastas y composites.
- TIMs (materiales de interfaz térmica).
- Mapeo térmico rápido.
- Ensayos donde la rapidez, repetibilidad y cumplimiento normativo ASTM son críticos.
El TPS de una cara resulta más adecuado para:
- Materiales rígidos y homogéneos.
- Aplicaciones donde se prioriza cumplir normativa ISO.
- Ensayos sin agentes de contacto, siempre que el material tenga conductividad media-alta.
Aunque ambos métodos ocupan un lugar importante en la caracterización térmica, el MTPS destaca por su precisión, facilidad de uso, rapidez y compatibilidad con ASTM, convirtiéndose en la opción preferida para aplicaciones que requieren resultados fiables y repetibles en cuestión de segundos. El TPS de una cara sigue siendo útil en contextos específicos, especialmente cuando se trabaja con materiales rígidos o bajo requerimientos ISO, pero no ofrece la misma versatilidad ni control térmico que el MTPS.
