La pasta térmica es un elemento imprescindible para aquellos que desean montar un PC o para los que necesitan actualizar su PC. También es fundamental renovar dicha pasta térmica tras unos años de uso, ya que este elemento no es eterno y se degrada con el tiempo, haciendo que los chips se calienten más al disminuir la eficiencia de los disipadores, especialmente en la CPU y GPU. Pese a todo esto, la pasta sigue siendo una gran desconocida para muchos, al igual que sus características, como es el caso de la conductividad de calor.
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¿Qué es la conductividad térmica?
La conductividad térmica (a menudo denotada por k, λ o κ) se refiere a la capacidad intrínseca de un material para transferir o conducir el calor. Es uno de los tres métodos que tienen los objetos para transferir calor, siendo los otros dos la convección y la radiación. En el caso de la conducción, la trasferencia de calor de un cuerpo a otro se raliza por contacto, a través de los materiales. La velocidad de la trasferencia de calor se basa en la ley de Fourier.
En este caso, se trata de la facilidad que tiene la pasta térmica para absorber el calor del chip y transmitirlo al disipador del sistema de refrigeración.
La conductividad térmica o de calor también se puede definir como la cantidad de calor por unidad de tiempo y por unidad de superficie que puede conducirse a través de una superficie con un determinado grosor o espesor, cuyas caras difieren en una unidad de temperatura.
En cuanto a la forma en la que se produce la conductividad térmica de un material a otro, se hace a través de la agitación y el contacto molecular, y no da lugar al movimiento de volumen del propio sólido. El calor se desplaza a lo largo de un gradiente de temperatura, desde una zona de alta temperatura y alta energía molecular hasta una zona de menor temperatura y menor energía molecular. Esta transferencia continuará hasta que se alcance el equilibrio térmico entre ambas zonas, es decir, cuando las dos estén a igual temperatura, por tanto ya no hay traspaso de una a otra. La velocidad a la que se transfiere el calor depende de la magnitud del gradiente de temperatura y de las características térmicas específicas del material.
Evidentemente, en un sistema de refrigeración, lo que se pretende siempre es que nunca se alcance dicho equilibrio, para que siempre esté transfiriendo calor y refrigerando el chip. En estos casos se consigue mediante disipadores, ventiladores, o refrigeración líquida que ayudan a reducir la temperatura del otro lado para que siempre sea más baja que la de la fuente de calor, en este caso el chip.
La conductividad térmica se cuantifica utilizando la unidad del Sistema Internacional de Unidades (SI) de W/m-K (vatios por metro por grado Kelvin), y es el inverso de la resistividad térmica, que mide la capacidad de un objeto para resistir la transferencia de calor.
La conductividad térmica de una pasta térmica depende en gran medida de una serie de factores. Entre ellos, el gradiente de temperatura, las propiedades del material del que se compone dicha pasta y la longitud del camino que sigue el calor (en este caso el espesor).
La conductividad térmica de los materiales que nos rodean varía sustancialmente, desde los que tienen bajas conductividades, como el aire, con un valor de 0,024 W/m-K a 0 °C, hasta los metales altamente conductores, como el cobre (385 W/m-K). Los de baja conductividad son perfectos para aislar térmicamente, y los de alta conductividad lo son para sistemas de disipación de calor.
Por otro lado, es importante saber que debido a que el movimiento molecular es la base de la conductancia térmica, la temperatura de un material tiene una gran influencia en la conductividad térmica. Las moléculas se mueven más rápidamente a temperaturas más altas y, por lo tanto, el calor se transfiere a través del material a una velocidad mayor. Esto significa que la conductividad térmica de la misma muestra tiene el potencial de cambiar drásticamente a medida que la temperatura aumenta o disminuye. Otro factor importante en cuanto a la elección del tipo de material base de la pasta térmica.
La capacidad de comprender el efecto que tiene la temperatura en la conducción térmica es fundamental para garantizar que los productos se comporten como se espera cuando se someten a estrés térmico, como es el caso de la electrónica.
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¿Cómo afecta la conductividad de la pasta térmica a su eficiencia?
En definitiva, teniendo en cuenta esto, mientras mayor o mejor sea la conductividad térmica de una pasta térmica, mejor realizará su función. Por tanto, a la hora de comprar una nueva pasta térmica, fíjate bien en los valores de conductividad que aporta el fabricante, ya que verás que algunas son superiores a otras…
