Análisis Mars Gaming MT1, compuesto térmico para procesador, no conductor eléctrico

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La marca para jugadores de Tacens, Mars Gaming, nos sorprende con un producto bastante peculiar. La mayoría de marcas de hardware que dedican una importante sección de sus ventas a dirigirlas cara al jugador, no incluyen el compuesto térmico en su catálogo. Mars Gaming se ha atrevido a ello con la pasta térmica MT1. Es un producto muy económico, que puede servir para mejorar (bajar) algún que otro grado de temperatura el procesador principal del equipo para juegos que, aunque no es muy notorio si se compara con otros compuestos similares, si puede valer bien la pena en según qué circunstancias, cuando el nivel de temperatura empieza a ser preocupante.

Cabe señalar que este tipo de producto puede servir para cualquier plataforma, da igual que sea para jugar o simplemente para trabajar en el despacho personal o en la oficina, porque su utilidad es muy concreta y puramente física, válida para cualquier circunstancia. También puede emplearse en chipsets o GPUs.

Al tratarse de un producto tremendamente sencillo, no vamos a extender demasiado el texto para hablar concretamente de él, sino más bien de su función, ya que este es el primer artículo que dedicamos a un compuesto térmico. El MT1 viene presentado en un sencillo embalaje con cartón plano con una sola cara trasera con información. Sin desembalar permite ver en su cara delantera la jeringa de gran tamaño para maximizar la facilidad de aplicación, el tapón de cierre y un pequeño nivel para saber la cantidad que queda de compuesto. En la parte trasera se explica sin entrar en muchos detalles técnicos las capacidades del compuesto térmico, con un recuadro de especificaciones térmicas.

Para cualquier compuesto térmico de este tipo, nos interesan varios datos para entenderlo: su capacidad en gramos, su conductividad térmica, su viscosidad y densidad, su eficacia a lo largo del tiempo y por supuesto, su aplicación, además del rango de temperatura de funcionamiento del procesador y la capacidad disipadora del propio disipador. Conforme os adentráis en la ventilación por aire, os percataréis que el tema es en realidad más complejo de lo que la gran mayoría de usuarios piensan.

Capacidad en gramos

Generalmente aconsejamos adquirir compuestos térmicos de poca capacidad en gramos, relacionado siempre con la cantidad a emplear, dada la larga durabilidad limitada de su empleo. Parece obvio, pero lo que se debe saber es que este tipo de compuestos, por más bien cerrados que estén dentro de la jeringa o encapsulado, siempre se deterioran a lo largo del tiempo perdiendo su viscosidad; se secan. Por tanto, aun adquiriendo el compuesto térmico nuevo en cualquier tienda, este tiene una vida útil limitada sin estrenar. Por ello es mejor pedir poca cantidad de gramos, según la cantidad que se necesite a usar inmediatamente y procurar que el vendedor te proporcione el compuesto térmico con una fecha de fabricación reciente. El MT1 tiene alrededor de 3g de compuesto, cantidad suficiente para varias aplicaciones, que se puede considerar la máxima aconsejable. En resumen, mejor comprar pocos gramos y adquirir más cantidad más adelante…

Conductividad térmica

Según Mars Gaming, la conductividad térmica del MT1 alcanza los 9 W/m·k (vatios / metro x grados kelvin), lejos de los 372 W/m·k del cobre (uno de los materiales más conductores térmicos por detrás de la plata (406 W/m·k), más abundantes y a la vez más económicos) o 209 W/m·k del aluminio, pero muy superior a los 0.024 W/m·k del aire. Comparado con la mayoría de compuestos térmicos de bajo coste, la mayoría se sitúan entre 1 y 7 W/m·k, lo cual el MT1 de Mars Gaming no está nada mal. A cuanta más conductividad térmica (mayor valor en W/m·k) más capacidad tiene el compuesto de transmitir el calor, lo cual puede mejorar entre -1 y -7 o -8ºC, rango de temperatura para tener una mera referencia.

Viscosidad dinámica y densidad

Ambas características físicas relacionadas. A mayor densidad, mayor conductividad. Sin embargo, es muy importante la viscosidad del material para su correcta aplicación. Una de las cosas que se echan de menos por parte de Mars Gaming es que no detalla en ninguna parte cómo debe aplicarse el compuesto térmico entre el disipador y el procesador. La mayoría de usuarios tienen un lio monumental sobre este tema e incluso entre los mismos fabricantes no se aclaran entre ellos para ofrecer un método único de aplicación que dé como resultado la mayor conductividad térmica según el compuesto. El compuesto debe tener un grado de viscosidad adecuado, ni muy líquido ni muy sólido para que se reparta mejor entre las dos superficies conforme se deforma. El MT1 tiene una viscosidad de 92000 mPa·s (miliPascales x segundo) (92 Pa·s, 920 poise), que da como resultado una pasta fluida idónea para aplicarse por presión.

Eficacia a lo largo del tiempo

Conforme se va usando el compuesto térmico y debido al continuo cambio de temperatura del mismo por su uso entre el procesador y disipador, éste se va deteriorando perdiendo su capacidad conductora térmica y su grado de viscosidad, secándose a lo largo del tiempo. Por ello es necesario sustituir el compuesto térmico de una forma adecuada, cada cierto tiempo, que dependerá de la calidad del compuesto y del uso. Los compuestos de baja calidad es recomendable sustituirlos cada 12 meses como periodo de referencia, los de mayor calidad pueden durar hasta 3 años sin perder sus capacidades físicas. Por la calidad del MT1, será adecuada su sustitución cada año o año y medio, para un uso normal.

Aplicación (instalación de la pasta térmica)

La única parte en la que el usuario forma parte, y de él dependerá que el sistema de transmisión térmica entre el «procesador más pasta térmica más disipador» trabaje con mayor o menor rendimiento térmico (mayor o menor conductividad en conjunto). Una mala aplicación del compuesto térmico puede influir directamente en el rendimiento térmico, incluso aumentando 2 o 3 grados centígrados o incluso más en el peor de los casos. Para entender este apartado, el caso extremo lo tenéis en sustituir el compuesto térmico por una lámina de plástico, pudiendo usar el propio que suele venir como protector de la base de cualquier disipador del mercado. Los plásticos, derivados del petróleo son muy poco conductores térmicos. Tras esta práctica podréis experimentar una subida drástica de temperatura del procesador. Así que ya sabéis lo que no debéis hacer.

Existen varias formas de aplicar el compuesto térmico, y no todas son correctas. Los procesadores modernos presentan una superficie cuadrada inferior a 4 x 4 cm  y concentran la temperatura en el núcleo de dicha superficie, que suele ser rectangular, disminuyendo de temperatura conforme se acerca a los flancos, bordes o esquinas. Los tres métodos más aconsejables son:

– METODO 1: Aplicación de una gota centrada. Pasos:

1. Limpiar las superficies de contacto (base del disipador y superficie del procesador) con alcohool isopropílico de rápida evaporación, aunque ambos productos sea nuevos, a estrenar.
2. Orientar y colocar el procesador en el socket siguiendo las instrucciones del fabricante (Intel o AMD).
3. Aplicar una sola gota circular de unos 2 o 3 mm de diámetro exactamente en el centro de la superficie del procesador.
4. Colocar la base del disipador lo más paralelamente posible centrada contra la superficie del procesador, según el sistema de montaje del disipador.
5. Presionar centralmente y rotar ligeramente en sentido horario y antihorario para esparcir al máximo el compuesto térmico mediante la presión. El reparto abarcará gran parte de la superficie cuadrada del procesador, mediante una capa más o menos circular.
6. Anclar el disipador.

Nota: se puede resolver este método aplicando en el paso 3 una ligera línea recta de 1mm x 4mm en el centro, en la dirección paralela a los lados con surcos del procesador, conforme a la orientación del núcleo rectangular, que coincide con la dirección longitudinal (la más larga) de una la placa base ATX.

– MÉTODO 2: Aplicación de una gota centrada y 4 muy pequeñas cerca de las esquinas. Pasos:

• Los mismos pasos que el método anterior, pero en el paso 3 añadir 4 muy pequeñas gotas (medio milímetro de diámetro como mucho) a unos 4 o 5 mm de distancia diagonal, respecto de las cuatro puntas de la superficie, reduciendo ligeramente la cantidad de la gota central. Deben ser 4 gotas muy muy pequeñas.

– MÉTODO 3: Aplicación uniforme de una muy fina capa en toda la superficie. Pasos:

1. Limpiar las superficies de contacto (base del disipador y superficie del procesador) con alcohool isopropílico de rápida evaporación, aunque ambos productos sea nuevos, a estrenar.
2. Aplicar cuatro gotas de menos de 1 mm de diámetro repartiendo por toda la superficie toda la pasta térmica formando una capa extremadamente fina en toda la superficie del procesador. Se puede emplear una pequeña espátula de plástico o similar. La base del procesador debe estar protegida con alguna superficie de espuma o similar. Si se elige este método, el usuario debe ser capaz de expandir la pasta con la superficie de la pasta lo más plana posible, de lo contrario el método no resultará del todo efectivo (habrá pequeñas oclusiones de aire).
3. Orientar y colocar el procesador en el socket siguiendo las instrucciones del fabricante (Intel o AMD).
4. Colocar la base del disipador lo más paralelamente posible centrada contra la superficie del procesador, según el sistema de montaje del disipador.
5. Presionar lateralmente, de un lado hacia otro y posteriormente rotar ligeramente en sentido horario y antihorario para esparcir al máximo el compuesto térmico mediante la presión, evitando la acumulación de pequeñas bolsas de aire (aire ocluido). El reparto abarcará toda la superficie cuadrada del procesador.
6. Anclar el disipador.

En todos los casos debe quedar una muy fina capa de pasta térmica, inferior al espesor de un folio de 80g, sin aire ocluido. Cuanta menos pasa y más uniformemente repartida desde el centro hacia fuera, mayor rendimiento térmico se obtendrá, según la capacidad térmica del compuesto, obviamente. Para evitar el aire ocluido, el mejor método es el MÉTODO 1. Además es el más aconsejable por su sencillez, rapidez y ahorro del material.

– Métodos NO recomendados:

1. Aplicar pasta térmica en ambas superficies y juntar. Es muy probable que se ponga mucha más de la necesaria. «La pasta térmica no es un pegamento».
2. Aplicar demasiada cantidad de pasta térmica en el centro que termine rebosando por los lados al presionar.
3. Aplicar una cruz de pasta térmica en el centro o trazos extraños. Hay que evitar a toda costa trazos circulares.
4. Aplicar la pasta térmica en el disipador. La base del disipador suele ser más grande que la del procesador y se tenderá a poner más de la necesaria.
5. Aplicar la pasta térmica directamente con los dedos. Es mejor no manipular la pasta térmica, o en caso de querer expandirla, manipularla con un objeto que no deje restos, una espátula de plástico totalmente limpia o similar. Usar los dedos es antihigiénico, de marranos, caquita caquita…

Mars Gaming no detalla cómo debe aplicarse el compuesto térmico, de ahí la parrafada anterior con todas las explicaciones, y la complejidad que acarrean. Es muy importante que el usuario sepa colocar correctamente este material para obtener su mayor eficacia.

El procesador

Todos los procesadores o chips tienen un rango de temperaturas de funcionamiento, cuya temperatura será mayor cuanta más potencia consuma a la parte de su nanotecnología de construcción. Esto quiere decir que los procesadores son distintos y el usuario debe conocer su rango de temperatura de funcionamiento para elegir el compuesto térmico y el disipador más ventilador (o ventiladores) a emplear u optar por una refrigeración líquida determinada. Por ejemplo, el procesador Intel Core i7-4770K que vamos a emplear tiene un rango de temperatura inferior a 0 hasta los 73ºC, con un TDP de 84W sin overclock. El sistema de ventilación formado por la pasta térmica, disipador más ventilador deberá no sobrepasar nunca esta temperatura máxima de 73ºC, para no hacer peligrar la integridad del procesador. Además, su núcleo es rectangular, mientras que su superficie es cuadrada, información que hace falta conocer para saber cómo aplicar mejor el compuesto térmico sin complicarse demasiado.

El disipador

A elegir según el procesador. Aparte de su tamaño y de sus materiales de construcción, el usuario debe fijarse en el pulimento de la base, que suele ser de cobre o de aluminio. La base debe ser lo más plana posible, no concava ni convexa (esto a simple vista no se ve), evitando en mayor medida con el pulimento la superficie en relieve de la base. Evitar disipadores compuestos de aluminio y cobre. Mejor completos de cobre con recubrimiento antioxidación (menos en la superficie inferior de la base) o incluso completos de aluminio de alta calidad.

¿Por qué emplear el MT1 o cualquier compuesto térmico?

Después de todo este repaso… ¿por qué se emplea el compuesto térmico? Cualquier superconductor eléctrico no es 100% eficiente energéticamente. En el proceso de transportar energía eléctrica (lo que hace el procesador) es inevitable que exista una transformación de energía en energía térmica, traducida en perdida energética. Debido a la potencia y a la eficiencia energética de cada procesador, que lo podéis entender como un superconductor eléctrico (ya que gran parte de él lo es), emite calor.

Debido a las limitaciones física y tecnológica intrínsecas de los materiales empleados en las obleas de silicio y encapsulado para fabricar procesadores, cada tipo de procesador ofrecerá un rango de temperatura de funcionamiento. Para mantener ese rango de temperatura y no sobrepasar la temperatura máxima, se emplean generalmente disipadores por aire (disipador más ventilador) o refrigeración líquida (disipador más bomba más líquido más ventilador generalmente). En ambos casos, para aumentar la superficie de contacto entre la base del disipador o bomba y la superficie del procesador es necesario emplear el compuesto térmico como capa física intermedia.

Ambas superficies, la de la cara superior del procesador y la de la base del disipador, por más pulidas que estén no contactarán al 100%, ya que por más pulidas que estén no presentan una superficie perfectamente plana, sino más bien un relieve e incluso puede presentar una superficie cóncava o convexa, provocada en su fabricación inevitablemente, detalles que no se ven a simple vista. Lo ideal sería poder contactar directamente ambas superficies con un ensamble perfecto a gran presión (sin pasta térmica), pero físicamente es imposible si no existe fusión física. Siempre habrá huecos minúsculos de aire entre ambas superficies, aunque a simple vista no se ven, o quedará parte de la superficie entre ambas caras en cuña, ligeramente separadas. La pasta o compuesto es mucho más conductor térmico que el aire, aunque se queda muy lejos de la capacidad física de transmisión térmica del cobre o incluso del aluminio. Pero, comparada con el aire ya es un gran avance, que hará disminuir la temperatura del procesador por la absorción térmica por conducción del propio disipador.

En resumen, el compuesto térmico viene a sustituir el aire que puede existir entre ambas superficies, de modo que acelera la conducción térmica porque hay más superficie de contacto de mayor conductividad térmica.