Capítulo 1 1) Refrigeración del Procesador (CPU)
El funcionamiento de los CPUs está íntimamente ligado con la temperatura. Cuando la temperatura se eleva por encima de determinados límites, su com-portamiento se vuelve errático y los fallos comienzan a manifestarse:
nuestra PC se apaga sin previo aviso. Si la elevación de la temperatura excede el límite establecido por el fabricante, el daño será irreversible y el componente se habrá quemado.
Los primeros procesadores en refrigerarse (mediante disipador y sin ventilador) fueron los 80486. En la actualidad el procesador es lo que primero debemos refrigerar, pues es la parte del equipo que (por ahora) más calor genera.
Por lo tanto, el calor es un factor decisivo en el rendimiento del equipo, no pres-tarle atención es jugar a la ruleta rusa con nuestro cpu, y arriesgarse a que el procesador se queme. Por cierto, la garantía del fabricante no cubre la falla por recalentamiento.
1.2 Disipador: Un disipador es un artefacto metálico que tiene la propiedad de transferir fácilmente el calor generado en un punto a otro de menor temperatu-ra.
Los disipadores pueden ser pasivos y activos.
1.2.1 Disipador pasivo: se caracterizan por ser construidos con metales como el cobre y el aluminio que tienen un alto índice de transferencia de calor. El ob-jetivo es que el calor del CPU pase al disipador y el disipador transmita a su vez el calor al aire que se supone debe tener menor temperatura.
La calidad de un disipador se mide por la cantidad de superficie de contacto con el aire, es decir:
a mayor cantidad de aletas o laminillas con que transfieren el calor al aire del entorno mejor disipador será.
A la fecha este método es insuficiente para refrigerar los procesadores actua-les. Por eso hoy, junto con el disipador, se monta sobre el mismo un ventilador que enfríe el disipador soplando aire frío al interior de este y desplazando el aire caliente que está en las aletas o laminillas.
1.2.2 Disipador activo: “Heat Pipe” = “tubo caliente”. Esta nueva tecnología de enfriamiento se caracteriza por alejar rápidamente el calor de la base, mas rápido y eficazmente de lo que lo haría un disipador de cobre macizo y/o con aletas tradicional.
En la practica los “Heat Pipes” son tubos huecos y sellados. Las paredes internas de estos tubos tienen una estructura capilar o de pequeños canales. De-ntro de estos tubos se introduce una pequeña cantidad de fluido a presión muy baja, cercana a la del punto de ebullición de dicho fluido para una temperatura determinada.
El fluido que contienen los Heat Pipes normalmente suele ser agua destilada con varios aditivos, como acetona, metanol, etanol ó tolueno.
Cuando al Heat Pipe se calienta en el extremo que está en contacto con el cpu, el líquido que contiene pasa a estado gaseoso, y en ese instante absorbe el calor de las paredes de esta zona del tubo (es decir de nuestro cpu). En ese estado gaseoso encuentra poca resistencia se mueve rápidamente hacia arriba para normalizar la presión interna del tubo. Cuando encuentra una zona fría, se condensa pasando de nuevo a estado líquido y transfiriendo al mismo tiempo su calor a las paredes de esta otra zona del tubo, y a las láminas de cobre o aluminio que transferirán el calor al aire.(de color rojo cobre en la ilustración).
El fluido, ahora en estado líquido, retorna gracias a la estructura capilar de las paredes internas del tubo al otro extremo, que al estar caliente propicia que el fluido se vuelva a evaporar, creándose así un ciclo repetitivo que se mantendrá indefinidamente mientras exista diferencia de temperatura entre sus extremos.
Esta es la razón por la cual los extremos del tubo se suelen situar; uno soldado o unido a la base del disipador y otro en la zona de disipación del calor. De esta forma un extremo es el encargado de recoger el calor y el otro de transmitirlo al radiador para ser irradiado al aire, por lo tanto siempre hay una zona fría y otra caliente que hacen que las temperaturas dentro del tubo no se estabilicen y no se rompa este ciclo.
Conclusión: La ventaja de los Heat Pipes frente a sistemas de refrigeración tradicionales (como un disipador de cobre con su ventilador), es que mientras este último reparte el calor por toda su superficie y depende directamente de la eficacia del ventilador para evacuarlo, el Heat Pipe transporta (activamente) el calor a una zona alejada del procesador y de menor temperatura, es decir a las láminas de cobre o aluminio que son el radiador; y es en esta zona donde el aire del ventilador acelera el proceso de transferir el calor al medio ambiente.
Conjunto de disipador con un único Head Pipes (al centro en la ilustración) con dos ventiladores en paralelo: uno introduce y el otro extrae aire. Esta manera de acomodar los ventiladores ha demostrado ser más eficiente, pues provoca un flujo de aire continuo a través de las aletas del disipador haciendo que transfieran el calor al aire que se encuentra dentro del gabinete.
Adenda:
Los nuevos disipadores Head Pipe, están evolucionando rápidamente.
Los que se muestran en la imagen superior solucionan dos problemas de los Head Pipe de primera generación:
1) El material es de aluminio y además hueco, lo que los hace más livianos que los de cobre, y además, tienen un mayor número de laminillas trasmisoras de calor.
2) La base es más pequeña y contiene el líquido conductor.
3) El ángulo de inclinación que tienen estos nuevos Head Pipe, permiten que una vez instalados en la placa madre, se orienten casi verticalmente.
Los Head Pipe originales, al instalarse en la placa madre adquirían una posición paralela al suelo, y esta posición no ayudaba a que el líquido que tienen en su interior se desplazara naturalmente hacia arriba. Con la nueva posición, el problema es corregido en parte.
1.3 La silicona termo conductora
Algo fundamental para que el disipador cumpla su función correctamente es que las dos superficies (cpu y disipador) se asienten perfectamente. Pero am-bas superficies tienen irregularidades, poros y microhuecos que impiden ese contacto pleno y total.
Para compensar estas irregularidades y lograr un contacto completo, se usa una crema térmica. La función de esta “silicona termo conductora” es la de re-llenar los micro huecos y la irregularidades de las dos superficies. Sólo es ne-cesario una fina capa en ambas superficies. El exceso puede causar daño.
Es importante recordar que
si quitas el disipador por cualquier motivo, debes reemplazar la “silicona termo conductora”, para lo cual deberás limpiar previamente todo rastro de la silicona antigua con alcohol isopropílico, o con acetona (el mismo que usan las mujeres para despintarse las uñas).