Pasta térmica

 Le pedimos a la inteligencia artificial que nos explique qué es la pasta térmica

Explicanos detalladamente qué es y para ué sirve la pasta térmica

¡Claro! Hablemos en detalle sobre la pasta térmica, ese componente esencial aunque a menudo subestimado en el mundo de la electrónica, especialmente cuando se trata de la refrigeración de componentes que generan calor.

¿ Qué es la Pasta Térmica ?

La pasta térmica, también conocida como grasa térmica, compuesto térmico, gel térmico o TIM (Thermal Interface Material), es una sustancia viscosa y pastosa que se aplica entre dos superficies sólidas para aumentar la eficiencia de la transferencia de calor entre ellas. En el contexto de la electrónica, generalmente se aplica entre la superficie de un componente que genera calor (como un CPU, GPU, chipset, o incluso algunos transistores de potencia) y la base de un disipador de calor (heatsink) diseñado para absorber y disipar ese calor.

¿ Por qué es necesaria la Pasta Térmica ?

A nivel microscópico, incluso las superficies que parecen lisas y planas tienen imperfecciones, como pequeños valles y crestas. Cuando dos de estas superficies se juntan, el contacto real entre ellas es limitado a los puntos donde las crestas se tocan. El aire, que es un excelente aislante térmico, queda atrapado en los valles.

Esta capa de aire atrapado impide significativamente la transferencia eficiente de calor de la fuente (el componente caliente) al disipador de calor. El objetivo principal de la pasta térmica es llenar esos microscópicos huecos y espacios de aire entre las dos superficies. Al tener una conductividad térmica mucho mayor que el aire, la pasta térmica crea una vía mucho más eficiente para que el calor fluya del componente al disipador.

Imagina que tienes dos ladrillos con superficies irregulares. Si los juntas, solo algunas partes se tocarán. Si rellenas los huecos entre ellos con arena, tendrás mucha más superficie de contacto, permitiendo una mejor transferencia de algo entre los ladrillos. La pasta térmica hace algo similar con el calor entre los componentes electrónicos y sus disipadores.

¿ Para qué sirve la Pasta Térmica ?

La función principal de la pasta térmica es mejorar la transferencia de calor, lo que a su vez tiene varios beneficios cruciales para el funcionamiento y la longevidad de los dispositivos electrónicos:

Enfriamiento Eficiente: Al facilitar una mejor conducción del calor desde el componente que lo genera hacia el disipador, la pasta térmica ayuda a mantener el componente a una temperatura de funcionamiento más baja. Esto es esencial porque la mayoría de los componentes electrónicos tienen límites de temperatura máxima que, si se exceden, pueden provocar un funcionamiento inestable, errores, reducción del rendimiento (thermal throttling) e incluso daños permanentes.

Estabilidad del Sistema: Un enfriamiento adecuado gracias a la pasta térmica contribuye a la estabilidad general del sistema. Los componentes que operan a temperaturas más bajas son menos propensos a fallar o a comportarse de manera errática.

Prolongación de la Vida Útil: La exposición prolongada a altas temperaturas puede degradar los materiales semiconductores y otros componentes electrónicos, acortando su vida útil. Una buena interfaz térmica proporcionada por la pasta térmica ayuda a mitigar este efecto.

Maximización del Rendimiento: En muchos dispositivos, especialmente computadoras de alto rendimiento y consolas de videojuegos, el rendimiento máximo solo se puede mantener si los componentes clave (CPU, GPU) se mantienen dentro de sus rangos de temperatura óptimos. La pasta térmica juega un papel crucial para asegurar que el disipador de calor pueda hacer su trabajo de manera efectiva.

Funcionamiento Silencioso: Un enfriamiento más eficiente a menudo significa que los ventiladores del sistema no necesitan girar a velocidades tan altas para mantener las temperaturas bajo control, lo que resulta en un funcionamiento más silencioso del dispositivo.

Tipos de Pasta Térmica

Existen varios tipos de pasta térmica disponibles en el mercado, con diferentes composiciones y niveles de conductividad térmica:

Pasta Térmica a Base de Silicona: Es el tipo más común y generalmente el más económico. Ofrece una conductividad térmica decente y es fácil de aplicar.

Pasta Térmica a Base de Metal: Contiene partículas metálicas (como plata, aluminio o cobre) para aumentar significativamente la conductividad térmica. Generalmente ofrece un mejor rendimiento que las de silicona pero puede ser ligeramente más cara y, en algunos casos (si no se aplica correctamente), podría ser conductiva eléctricamente y causar cortocircuitos si entra en contacto con pines o trazas expuestas.

Pasta Térmica Cerámica: Contiene partículas cerámicas (como óxido de zinc, nitruro de boro o alúmina) suspendidas en una base de silicona u otro compuesto.

Ofrece un buen equilibrio entre conductividad térmica y seguridad (no es eléctricamente conductiva).

Pasta Térmica de Carbono: Utiliza partículas de carbono (como nanotubos de carbono o grafeno) para una alta conductividad térmica. Puede ofrecer un rendimiento similar o incluso superior a algunas pastas metálicas sin el riesgo de conductividad eléctrica.

Almohadillas Térmicas ( Thermal Pads ): Aunque no son pastas, son otra forma de TIM. Son láminas sólidas y flexibles hechas de materiales conductivos térmicamente. Son más fáciles de aplicar y no son conductoras eléctricamente, pero generalmente ofrecen una conductividad térmica inferior a las pastas de alta calidad. Se utilizan comúnmente en componentes con superficies irregulares o donde la presión de montaje es limitada.

Metal Líquido (Liquid Metal): Es un tipo de TIM con una conductividad térmica extremadamente alta, significativamente superior a la de las pastas convencionales. Sin embargo, es conductor eléctricamente, más difícil de aplicar (y de limpiar), y puede reaccionar corrosivamente con algunos metales (como el aluminio), por lo que se utiliza principalmente por entusiastas y en aplicaciones de muy alto rendimiento con precaución.

Aplicación de la Pasta Térmica

La correcta aplicación de la pasta térmica es crucial para su efectividad. Generalmente, se aplica una pequeña cantidad (aproximadamente del tamaño de un grano de arroz o un guisante, dependiendo del tamaño del componente) en el centro de la superficie del chip. La presión del disipador de calor al montarse extenderá la pasta para llenar los huecos. Es importante no aplicar demasiada pasta, ya que un exceso podría actuar como aislante o incluso gotear y causar problemas.

En resumen:

La pasta térmica es un material esencial que se utiliza para mejorar la transferencia de calor entre los componentes electrónicos que generan calor y sus disipadores. Al llenar los microscópicos huecos de aire entre las superficies, permite que el calor se disipe de manera mucho más eficiente, lo que ayuda a mantener temperaturas de funcionamiento seguras, estables y óptimas, prolongando la vida útil de los dispositivos y maximizando su rendimiento. Elegir el tipo adecuado de pasta térmica y aplicarla correctamente son pasos importantes en el ensamblaje y mantenimiento de sistemas electrónicos.