Refrigeración líquida (informática)

Interior de una computadora con refrigeración líquida, mostrando el circuito y el bloque de la CPU

La Refrigeración líquida o watercooling es una técnica de enfriamiento utilizando agua en vez de disipadores de calor y ventiladores (dentro del chasis), logrando así excelentes resultados en cuanto a temperaturas, y con enormes posibilidades en overclocking. Se suele realizar con circuitos de agua estancos.

Introducción

El agua, y cualquier líquido refrigerante, tienen mayor capacidad térmica que el aire. A partir de este principio, la idea es extraer el calor generado por el microprocesador (o los microprocesadores), la tarjeta gráfica, el chipset de la placa base (elemento que interrelaciona los elementos de un ordenador), la memoria Ram y/o el/los disco/s duro/s, fuera del chasis del ordenador apoyándonos en un circuito cerrado de agua, enfriándola una vez fuera de él.

Todos los sistemas de refrigeración líquida deben contar con varios componentes básicos: el bloque de agua, generalmente de cobre o aluminio, (circuito semejante a un radiador (de calefacción) donde se produce el intercambio de calor entre el agua y el componente), el circuito de agua (conjunto de tubos por los que fluye el líquido refrigerante), la bomba que genera la circulación del líquido, el radiador (componente que enfría el agua del circuito mediante tubos muy finos que pasan el calor al aire) y los ventiladores que lo enfriarán.

En caso de querer refrigeración extrema, es conveniente emplear placas peltier. Son un opción muy interesante para los "overclockers" (gente que sube el reloj de un componente y su voltaje para obtener un mayor rendimiento).

Con estos sistemas se consigue enfriar el ordenador en su conjunto ya que a diferencia de los sistemas tradicionales no se disipa el calor dentro del chasis del ordenador, además ha quedado probada su eficacia frente a otros sistemas, generalmente más ruidosos pero más baratos, basados en aire.

Elementos Refrigeración Líquida

Se puede montar una refrigeración líquida por piezas o por kits; aunque la mayoría suele optar por montarla pieza a pieza, ya que los kits no suelen satisfacer a los overclockers y modders (que suelen ser los que compran, usan y montan en sus equipos estos sistemas). La marca de los componentes suele influir mucho (especialmente por cuestiones relacionadas con el diseño de los componentes y los materiales utilizados).

• Bloques para Chipset: Éstos bloques están destinados a intercambiar el calor con los microchips que entrelazan entre sí los elementos de la placa base.

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  Bloques para Microprocesador: Éstos bloques están destinados a intercambiar el calor con el microprocesador, o CPU (del inglés Central Processing Unit), lo que facilita subir su reloj y voltaje para, de esa manera, aumentar su rendimiento. Actualmente existen bloques para casi cualquier microprocesador de AMD y de Intel. A la derecha se puede ver una fotografía de un bloque de este tipo.

• Bloques para Disco Duro: Éstos bloques están destinados a intercambiar el calor con los discos duros, o HDDs (del inglés Hard Disk Drive) componentes que suelen producir bastante calor conforme van envejeciendo, lo que puede causar fallos de lectura y/o escritura y, por tanto, pérdida de datos.

• Bloques para Tarjeta Gráfica: Éstos bloques están destinados a intercambiar el calor con el chip de la tarjeta gráfica y, con ello, facilitar la subida de su reloj y voltaje para aumentar su rendimiento, y poder usarla como si fuera un modelo superior y más caro. Aunque suelen ser los más usados, después de los de microprocesador, no están disponibles para todos los modelos de chips ni de tarjetas del mercado más habituales.

• Bombas: Ésta se podría considerar el corazón del sistema; su principal función es mover el agua del circuito para que el calor no se quede estancado dentro del ordenador. Aunque existen muchos modelos y fabricantes (incluso se puede utilizar la bomba de un acuario) hoy en día suelen usarse los modelos de unas pocas marcas.

• Depósitos: Éste elemento contiene las reservas de fluido para sufragar las pérdidas; además puede cumplir funciones refrigerantes. Existen los depósitos comerciales, pero también existe la posibilidad de fabricar un depósito casero.

• Radiadores: Éste elemento refrigera el fluido y disipa el calor que lleva para que al volver a circuito pueda refrigerar de nuevo los componentes.

Se pueden clasificar según ésta tabla:

• Kits: contienen los elementos básicos de una refrigeración líquida, una bomba, un radiador, los tubos conductores y un bloque para la CPU, en ocasiones también incluyen otros bloques adicionales.

Funcionamiento de la Refrigeración Líquida

El fluido refrigerante (agua o una mezcla de ésta con otros compuestos generalmente) se almacena en un depósito habitualmente y de ahí es movido por una bomba, que es la encargada de mover y dar presión al fluido para que pueda pasar por todos los bloques (el del procesador, el del chipset, el de la tarjeta gráfica, el del disco duro, etc.) Cuando el fluido ya ha pasado por todos los bloques, se dirige al radiador (que puede tener unos ventiladores que hacen circular aire y enfrían el fluido que pasa a través él) Una vez que el fluido refrigerante ha pasado por el radiador y ha sido enfriado, se dirige depósito, para poder volver a hacer el recorrido anterior, formando así un ciclo cerrado de refrigeración.

Otras variantes de la refrigeración líquida. La refrigeración por aceite.

Otra variante de este sistema de enfriamiento consiste en utilizar aceite en vez de agua. Dado que el aceite común no conduce la electricidad, algunos usuarios han probado con éxito la técnica de sumergir el motherboard por completo en un recipiente previamente lleno de aceite mineral, y luego hacer que este circule por un radiador de watercooling normal.

Con éste sistema se logra aislar el motherboard de elementos externos potencialmente perjudiciales, tales como la acumulación de polvo o humedad. Las desventajas obvias son las que derivan de mantener el computador o sus componentes principales sumergidos en un recipiente lleno de liquido. Esto se ha representado como degradación de los condensadores en los circuitos por la paulatina penetración del líquido en ellos.

En pruebas prolongadas en donde se mantuvo sumergido un motherboard socket 478 con un procesador Pentium 4 @ 3.2 GHz. durante un mes, y luego fue extraído del liquido y montado en un chasis común, el equipo se mantuvo funcionando sin problemas por más de un año.

Cabe recordar que dicho sistema de enfriamiento es usado desde hace décadas en los transformadores eléctricos y otros dispositivos. Su uso en materia computacional es mayormente experimental y artesanal, por lo general promovido por entusiastas de la computación que exploran nuevas alternativas. Sin embargo el computador Apple PowerMac G5 es un ejemplo de una implementación comercial de este sistema de refrigeración.

Una forma de aplicación sencilla de la refrigeración por aceite es la sustitución del agua por aceite en un sistema de watercooling tradicional, añadiendo un radiador de mayor capacidad. También se puede implementar un sistema de refrigeración de este tipo ocupando un gabinete hermético lleno del líquido dieléctrico (aceite o líquido que no conduce la electricidad, especialmente diseñado para estos propósitos) en el cual se sumergen todos los elementos del computador a excepción de los discos duros. Esto permite que el contacto directo entre el líquido y los componentes calientes como el procesador, GPU, etc., disipen el calor a él y luego éste, en contacto con las paredes del gabinete y, por ende, al aire externo, transfiera finalmente el calor al ambiente. Este método a veces es llamado "pasivo" ya que no requiere de ningún tipo de bomba o ventiladores, aunque puede ser mejorado con algún mecanismo que remueva el líquido dentro del gabinete y favorezca una distribución más homogénea de la temperatura.

Una forma más compleja es la de sumergir el motherboard en un acuario o recipiente lleno de aceite mineral, y luego instalar un sistema de watercooling que haga circular el aceite por un radiador para la disipación del calor que va intercambiando con los componentes sumergidos.

Ventajas de la refrigeración con aceite.

1. El medio refrigerante es económico y fácil de obtener.
2. Se mantienen los principales elementos del computador aislados del medio circundante, evitando la exposición al polvo y la humedad.
3. Dependiendo del diseño elegido, se pueden crear sistemas de gran impacto visual.
4. El liquido disipa el calor acumulado en todo el motherboard, y no solo el calor acumulado en algunos puntos específicos.
5. Dicho sistema logra una temperatura en torno a los 21 °C. lo cual es ideal para un muy buen fucionamiento de los microprocesadores.

Véase también

• Modding
• Overclocking
• Refrigeración silenciosa

Enlaces externos

• Fabricación Casera de un Waterblock
• Fabricación de un depósito de metacrilato