No todas las máquinas destinadas al segmento de entusiastas o gamers deben contar con costosas soluciones de enfriamiento, tales como los sistemas de liquid-cooling. En la mayoría de los casos es suficiente una solución convencional basada en enfriamiento por aire. Pero para que esta solución sea efectiva en equipos para usuarios entusiastas (en donde conviven poderosas GPUs, múltiples discos, fuentes de gran potencia, etc.), es conveniente destinar algo de esfuerzo a la tarea de diseñar el esquema de ventilación de la PC, a la par de la tarea de seleccionar coolers y ventiladores.
CÓMO ENFRIAR CON AIRE
El concepto de enfriamiento por aire es muy sencillo. Su objetivo es eliminar del gabinete el calor que generan los componentes, para evitar que éste reduzca su performance o cause daños en el hardware. Los ventiladores en el frente de la PC son comúnmente tomas de aire encargadas de introducir aire para bajar la temperatura dentro del gabinete, mientras que los ventiladores posteriores generalmente son de extracción, siendo su función expulsar hacia afuera del gabinete el aire calentado por los componentes.
La mayoría de los gabinetes están diseñados con una cierta dirección de flujo de aire en mente; por lo general, esta dirección es de adelante hacia atrás y de abajo hacia arriba. Esto significa que los ventiladores que toman aire deben montarse en el frente o en el piso del gabinete (según cómo estén dispuestas las aberturas destinadas a la toma de aire), y los de extracción deben situarse en la parte posterior o superior. No es buena idea montar los ventiladores de extracción cerca del piso del gabinete, puesto que el aire caliente sube, y si el ventilador se encuentra en la parte baja, estará extrayendo el aire más frío, dejando el más caliente en el interior de la PC.
EVITAR LOS OBSTÁCULOS
Es conveniente que el camino que recorre el aire desde los ventiladores de entrada y los de salida esté lo más despejado posible. De esta forma se logra un mayor movimiento de aire y se minimiza el esfuerzo que deben hacer los ventiladores para bajar la temperatura del equipo, mejorando la eficiencia del sistema de cooling. Es conveniente que los componentes largos y chatos, tales como unidades ópticas, discos rígidos y placas gráficas, se ubiquen horizontalmente para no interferir en la circulación de aire.
Los cables -particularmente los gruesos manojos que parten de la fuente- pueden ser especialmente problemáticos. Muchos gabinetes incluyen sistemas de guías que permiten apartar a los cables del espacio central, usualmente escondiéndolos detrás de la bandeja de la motherboard.
Muchos gabinetes cuentan con más ubicaciones para ventiladores de las que finalmente se usan. Esas ubicaciones no utilizadas cuentan con un mallado o con ventilas para la toma o extracción de aire. Puede parecer conveniente dejarlas abiertas para que el aire caliente tenga más vías de escape, pero el enfriamiento es más eficiente si el aire se extrae únicamente por medio de los ventiladores. Además las aberturas innecesarias representan un camino más de ingreso para el indeseable polvo. Es aconsejable tapar (de ser posible, con los bloqueadores originales del gabinete) cualquier ventila posterior o superior que no tenga un extractor adosado. El mismo criterio aplica para las tapas de las bahías de discos no utilizadas y de slots PCI no ocupados.
Los coolers de CPU incluyen de por sí uno o más ventiladores, los cuales deben dirigir el aire caliente hacia uno de los extractores, procurando eliminarlo del interior del gabinete lo más pronto posible. La mayoría de los coolers de CPU tienen la posibilidad de montarse en cualquier dirección para lograr dicho objetivo.
BALANCEO DE LA PRESIÓN DE AIRE
La relación entre el aire que entra y el que sale del gabinete puede generar una de tres situaciones: presión de aire positiva, cuando hay más ventilación incorporando aire al gabinete que extrayéndolo de él; presión de aire negativa, cuando hay más ventilación extrayendo aire del gabinete que incorporándolo en él (cosa que produce un ligero efecto de vacío), y presión de aire equivalente, cuando la ventilación de toma de aire iguala a la de extracción.
Debido a los bloqueos en el movimiento de aire que causan los componentes internos, es prácticamente imposible lograr una presión de aire verdaderamente equivalente dentro de un gabinete. La gran pregunta, entonces, es si conviene reforzar la toma de aire para lograr una presión de aire positiva, o reforzar la extracción para que la presión de aire sea negativa.
Los que saben indican que ambos enfoques tienen sus ventajas. La presión de aire negativa crea un entorno ligeramente más frío (al menos en teoría), dado que los ventiladores trabajan más duro para expulsar el calor. Pero el inconveniente es que el efecto de vacío causa que el gabinete tome aire de cualquier abertura que no esté sellada. La presión de aire positiva quizás no enfríe tanto, pero si se la combina con los filtros adecuados, reduce la cantidad de polvo que ingresa en la máquina, debido a que las aberturas no selladas funcionarán expulsando el aire en lugar de tomándolo. Una forma práctica de decidir qué clase de presión de aire conviene implementar es poner en la balanza dos factores: si la acumulación de polvo es un problema crítico, conviene reforzar la presión positiva; si el principal objetivo es reducir al máximo la temperatura del equipo, probablemente sea mejor reforzar la presión negativa (un monitor de temperatura por software sirve para medir el efecto que distintas configuraciones de ventilación tienen sobre el equipo).
Habiendo mencionado el problema del polvo, corresponde considerarlo a la hora de diseñar un esquema de cooling por aire. Si bien se trata de un problema de mantenimiento más que de ensamblaje, prevenir el ingreso de polvo mediante filtros puede ser un importante valor agregado a la hora de evaluar los esfuerzos de mantenimiento que requerirá una PC. La empresa Silverstone ofrece una serie de elegantes filtros de marco magnético, en la que se incluyen los modelos FF123B y FF143B (para ventilas de 120 mm y de 140 mm, respectivamente), y el SST-FF14, para tomas de aire grandes, de 320 mm por 155 mm.
LA ELECCIÓN DEL VENTILADOR
Los ventiladores se presentan en una gama de variedades sorprendentemente amplia. Además de asegurar que tengan el tamaño adecuado para calzar en los sectores del gabinete reservados para ellos, al seleccionar un ventilador debe considerarse lo siguiente:
Diámetro: generalmente los ventiladores de mayor diámetro pueden mover la misma cantidad de aire que los de menor tamaño funcionando a un menor número de revoluciones por minuto. Dado que los motores eléctricos en el mecanismo del ventilador no necesitan girar tan rápidamente, los ventiladores grandes son más silenciosos que los más pequeños, y por lo tanto, preferibles, siempre y cuando el gabinete los admita. NZXT cuenta con una gama de ventiladores de hasta 200 mm de diámetro, pero estos están pensados para los gabinetes clásicos de la marca, como los modelos Phantom, Vulcan y Hades. También posee modelos más estándares, de 120 y 140 mm, con niveles de ruido que no superan los 21 dBA funcionando a velocidad máxima
La empresa Noctua, enfocada en el negocio de coolers y ventiladores para el mercado entusiasta, recientemente expandió su serie A de ventiladores silenciosos con modelos de 200 mm, 120 mm y 40 mm. Esta serie de ventiladores cuenta con características exclusivas, como los canales de aceleración de flujo (Flow Acceleration Channels) y marcos AAO (Advanced Acoustic Optimisation). Todos los modelos incluyen los rodamientos SSO2 y una garantía de 6 años. “Los clientes nos han estado pidiendo ventiladores slim de 20 cm y de 12 cm durante años, pero cumplir con los estándares de calidad al que los usuarios están acostumbrados de parte de Noctua en esos formatos resultó ser una tarea bastante desafiante, por lo que nos llevó algún tiempo asegurar que estos ventiladores estuvieran a la altura de la marca”, explica Roland Mossig, CEO de Noctua. “El NF-A4x20 ha sido concebido siguiendo los requerimientos de nuestros clientes industriales, quienes buscaban un ventilador de 40 mm que ofreciera una performance superior en aplicaciones exigentes, en relación al existente NF-A4x10”.
El NF-A20, de 20 cm, se convirtió en el ventilador de mayor tamaño de Noctua, y presentó el desafío de que la masa de la hélice es casi cuatro veces mayor que la de los ventiladores de 12 o de 14 cm, entonces impone una carga mucho mayor sobre el rodamiento. Tal dificultad fue superada incrementando el tamaño del rodamiento para distribuir la carga sobre una superficie mayor, además de utilizar un material de polipropileno reforzado con fibra de vidrio. Esto redujo la masa de la hélice un 26 por ciento en comparación con las tradicionales de PBT, consiguiendo que la hélice pudiera girar sin requerir un mayor esfuerzo de parte del motor.
Velocidad: los ventiladores tienen especificaciones de máxima cantidad de revoluciones por minuto (RPM). Los más veloces mueven una mayor cantidad de aire, pero también son más ruidosos. Las motherboards (o, en su defecto, los controladores de ventiladores) suelen ofrecer controles para ajustar la velocidad de los ventiladores de forma tal de lograr un balance ideal entre velocidad y nivel de ruido. Algunas placas ofrecen interruptores manuales para un control básico de los ventiladores.
Flujo de aire o presión estática: los ventiladores generalmente ofrecen dos tipos diferentes de aspas: las diseñadas para hacer fluir el aire y las diseñadas para brindar presión estática. Los ventiladores para flujo de aire son más silenciosos y adecuados para áreas no restringidas en espacio, como por ejemplo el frente o la parte posterior del gabinete. Los ventiladores de presión estática están pensados para empujar o extraer aire con mayor fuerza, con lo cual resultan adecuados para áreas con un flujo de aire más restringido, como un radiador de water-cooling o el disipador de un gran cooler de CPU.
LEDs y otros detalles estéticos: algunos ventiladores usan la energía suministrada al motor para mantener encendidas luces LED multicolores. Tales luces no afectan a la performance del ventilador ni a favor ni en contra, pero pueden ser un factor que suba levemente el costo de la solución de cooling, por lo que debe pensarse si conviene incurrir en este costo o ahorrarlo para destinarlo a algún otro componente. Corsair ofrece una amplia gama de ventiladores de 120 mm y de 140 mm con LEDs de diversos colores, los cuales no presentan un sobrecosto sustancial por sus características decorativas. Algunos modelos, como el ML140 PRO LED, ofrecen tecnología de levitación magnética, la cual reduce al mínimo el nivel de ruido producido. “Si la NASA hubiera diseñado un ventilador para gabinetes de computadora, sería éste”, asegura el anuncio de Corsair. Gracias a su diseño innovador, los ventiladores de la serie ML de la empresa pueden usarse tanto para brindar alta presión estática como para maximizar el flujo de aire.
Los materiales y las superficies de las hélices son objeto de estudio de los vendors enfocados en el negocio del cooling, como el caso de la empresa AeroCool, dedicada desde el año 2002 a diseñar productos para el control térmico de las PCs, tanto industriales como hogareñas. En su afán por conseguir la mayor eficiencia de refrigeración con la menor cantidad posible de ruido, AeroCool desarrolló su línea de ventiladores DS Dead Silence, los cuales se destacan por sus aspas construidas en base a una combinación de plástico y goma que absorbe el típico ruido de viento. Además, la superficie de goma de las aspas presenta un diseño con pequeñas cavidades (estilo pelota de golf) que minimiza la turbulencia, y el ángulo de las aspas apunta a conseguir el balance perfecto entre circulación de aire y producción de ruido. Para completar, los ventiladores DS agregan bloques silenciadores y pads de goma anti-vibración en cada uno de los agujeros de montaje.
Por más simple que parezca el concepto de ventilación por aire de la PC (entra aire frío, sale aire caliente), el adecuado diseño del flujo de aire dentro del gabinete resulta ser un aspecto importante en la calidad final del producto, el cual merece ser destacado como un diferenciador a la hora de seducir a gamers y usuarios entusiastas que buscan el máximo rendimiento de sus PCs.
