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Problemas por calentamiento Una de las mayores fuentes de problemas de mantenimiento de los ordenadores son los sistemas de refrigeración por aire, que a la larga (o también a la corta en algunos casos) producen el sobrecalentamiento de algunos componentes críticos del ordenador: microprocesador, procesador gráfico, chips de los puentes norte y sur, etc. Esto puede llevar a problemas de funcionamiento como bloqueos o reinicios inesperados del ordenador y en el peor de los casos, a averías irreparables de estos componentes que obligan a sustituir el procesador, la placa base, la tarjeta gráfica o incluso los discos duros en su caso, con la consiguiente pérdida de datos. La caja de la CPU El primer y quizá el principal factor de los que afectan a la calidad de los sistemas de refrigeración por aire es el diseño de la caja de la CPU, que debe contar con al menos una entrada y una salida de aire adecuadas para la colocación en las mismas de ventiladores de 120x120 mm, que producirán con facilidad un adecuado caudal de aire que renueve y mantenga el aire del interior de la caja a una temperatura próxima a la del ambiente exterior. Los cables de datos Otro factor que suele tenerse poco en cuenta, pero cuya importancia no es despreciable es el tipo de cables de datos que se utilizan para conectar los discos duros, DVDs y disqueteras a la placa base. Si estos cables son del tipo cinta, dificultarán la circulación de aire por el interior de la caja, por lo que es más recomendable el uso de cables redondos. El microprocesador Con el aumento de frecuencia de funcionamiento y de número de núcleos de los microprocesadores, el consumo de potencia eléctrica de los mismos aumenta progresivamente, lo que conlleva un aumento de la cantidad de calor que producen. Este calor debe ser evacuado al aire circundante para evitar un aumento de temperatura que podría llegar a producir fallos de funcionamiento del ordenador o incluso la avería permanente del chip. La refrigeración de estos procesadores la realiza un disipador de calor que puede ser pasivo (sin ventilador) en los casos de chips con baja disipación de potencia y si se exige el silencio absoluto, o bien provisto de un ventilador que aumentará el enfriamiento del chip en función del caudal de aire que produzca. La tarjeta gráfica El aumento de la frecuencia de funcionamiento y de la complejidad de los procesadores gráficos hace que, paralelamente a los microprocesadores, la disipación de potencia de estos chips esté aumentando, lo que requiere la utilización de disipadores, casi siempre activos (con ventilador) en las tarjetas gráficas. Limpieza de los disipadores La limpieza periódica de todos los disipadores es muy necesaria, porque la acumulación de polvo entre sus láminas (que se produce muy rápidamente en los activos) disminuye grandemente la capacidad de enfriamiento de los mismos. El disco duro Los discos duros actuales tienen motores que giran a velocidades elevadas, lo que se traduce en el calentamiento de los mismos y de los circuitos que los controlan, por lo que deben situarse de forma que la corriente de aire que produce el ventilador de la entrada de aire de la caja los enfríe. De esta forma, aumentaremos su vida útil y reduciremos al mínimo la posibilidad de pérdida de datos. Este sitio tiene más información sobre mantenimiento de hardware para usuarios de PC: http://mto-hard.info

Sistemas de refrigeración El componente que más potencia disipa y que, por tanto, necesita mejor refrigeración es el microprocesador. Como ya adelanté en otra página, el aumento de la frecuencia de funcionamiento y del número de núcleos de los procesadores modernos conlleva un aumento de potencia y de calor producido, agravado en los casos de aumento del voltaje que se les suministra con fines de overcloking. Para conseguir evacuar una cantidad tan grande de calor concentrado en un solo chip se utilizan diversos métodos dependiendo de las necesidades de cada caso en particular: refrigeración por aire, líquida, por cambio de fase... Por ahora me ceñiré al sistema más utilizado, que es el de refrigeración por aire. En este sistema, que es el más sencillo y menos peligroso para la integridad del ordenador y del usuario, se utilizan disipadores de calor que pueden ser pasivos, compuestos por un bloque de cobre o aluminio que debe estar en contacto con la superficie de la cápsula del microprocesador para recibir el calor que éste produce y por unas aletas que aumentan la superficie de contacto del disipador con el aire y por lo tanto facilitan la transferencia del calor absorbido por el disipador hacia el aire circundante. Actualmente suelen colocarse en contacto con el bloque macizo del disipador e incluso con la cápsula del chip unos tubos (heat pipes) que contienen un líquido que se evapora a una temperatura poco superior a la del ambiente y que al condensarse en la proximidad de las aletas les transfiere rápidamente el calor que absorbió al evaporarse cerca del chip. Este tipo de radiador sin ventilador es evidentemente totalmente silencioso, pero en ciertas ocasiones, sobre todo en caso de overcloking, resulta inutilizable porque se requerirían unas dimensiones excesivas de las aletas para conseguir disipar la gran cantidad de calor producido en estos casos. Cuando se necesita aumentar la capacidad de evacuación de calor de un disipador de tamaño relativamente pequeño, la solución más utilizada es el acoplamiento de un ventilador que produzca una circulación de aire por los espacios entre las aletas lo suficientemente rápida para aumentar la transmisión de calor al aire del interior de la caja. A mayor caudal de aire producido por el ventilador, mayor enfriamiento y menor temperatura del microprocesador pero también mayor nivel de ruido producido, por lo que en la práctica hay que buscar una solución de compromiso entre tamaño del disipador y ruido producido por el ventilador. La magnitud que representa la capacidad de disipación de calor de un disipador es la resistencia térmica, dato que pocos fabricantes hacen público, por ejemplo: * Thermaltake, para sus disipadores TMG i1 y TMG i2 declara una resistencia térmica de 0,16 ºC/W, para los TMG a1 y a2, de 0,17 ºC/W y para el TMG a3, de 0,25 ºC/W. * Xigmatek, atribuye a su modelo Apache una resistencia de 0,23 ºC/W y al modelo HDT-D1284, de 0,14 ºC/W. * SilverStone, modelo NT07 AM2, resistencia de 0,25 ºC/W. * Zalman, para modelo 7000 B CU, resistencia 0,27 ºC/W y para CNPS 9500 AM2, 0,16 ºC/W. * Coolbox CUF-715CA, resistencia 0,50 ºC/W. * Spire CF450B0, 0,29 ºC/W. A la hora de elegir el disipador para un microprocesador concreto, hay que tener en cuenta que el tipo de anclaje del disipador a la placa base depende del zócalo del microprocesador, de los que existen varios tipos actualmente, como: * El socket 775 que utilizan los Pentium 4. * Los socket 754, 939, 940 y AM2 que emplean los Athlon 64. * El socket 771 que usan los Xeon. * Los socket F y M2 para los Opteron. * El socket S1 de los Athlon 64 Mobile. * El PAC418 de los Itanium. * El PAC611 de los Itanium 2. Como la potencia disipada por el microprocesador varía según las tareas que realice en cada momento, una solución para disminuir el ruido que produce el ventilador cuando el ordenador no realiza cálculos intensivos es el control de la velocidad de giro del ventilador, que puede realizarse bien variando la tensión de alimentación del mismo o bien mediante el control PWM, que consiste en enviarle una señal de control capaz de hacer variar su velocidad a través de un cable colocado al efecto, con lo cual, los ventiladores que aceptan control PWM disponen de cuatro cables: dos para su alimentación con corriente continua, un tercero por el que emiten una señal tacométrica cuya frecuencia depende de la velocidad de giro y el cuarto cable por el que reciben la señal PWM de control de la velocidad de rotación. La velocidad de giro de los ventiladores que disponen de dos o tres cables sólo puede reducirse intercalando entre el motor y la fuente de alimentación un reostato o disminuyendo la tensión de alimentación mediante un reductor de tensión electrónico. Algunas placas base disponen de la circuitería apropiada para poder controlar la velocidad de estos ventiladores mediante software. La pasta termoconductora En todos los sistemas de refrigeración de microprocesadores la transmisión del calor desde la cápsula del chip a la base plana del disipador se realiza por contacto directo, por lo que cuanto más perfecto sea dicho contacto, mayor será la transmisión de calor. Si las superficies de la cápsula y la base del disipador estuvieran acabadas con un verdadero lapeado de alta precisión, la transmisión de calor sería casi perfecta, pero como en la práctica el acabado de esas superficies dista mucho de ser perfecto, se utilizan pastas termoconductoras para rellenar los posibles huecos que separan dichas superficies y mejorar de esta forma la transmisión del calor. Si ambas superficies están suficientemente planas, aunque su pulido no les dé brillo de espejo, cualquier pasta térmica conseguirá una transmisión de calor suficientemente eficaz. Un procedimiento fiable para comprobar la planitud de la cápsula y el disipador realizable en cualquier casa puede efectuarse untando un cristal plano con una finísima capa de pintura al óleo de color oscuro y frotando las dos superficies sucesivamente sobre el cristal para que la pintura señale los puntos de contacto entre cada superficie y el cristal. Si aparecen puntos de contacto repartidos por toda la superficie, ésta podría considerarse lo suficientemente plana. Si los puntos de contacto señalados por la pintura ocupan sólo parte de alguna de las dos superficies, habría que utilizar una pasta térmica de alta conductividad térmica, tal como las que incluyen polvo de plata en su composición. Si no se consiguiera suficiente disipación de calor, el último recurso consistiría en pulir la o las superficies que hubieran resultado ser irregulares frotando las superficies sobre una lija de agua del grano más fino mojada y apoyada sobre un cristal. La calidad de una pasta térmica viene determinada fundamentalmente por: * La estabilidad de su viscosidad ante aumentos de temperatura, que impedirá que fluya fuera de los huecos que rellena. * La estabilidad de su composición a lo largo del tiempo de utilización, que evitará que se solidifique en forma pulverulenta disminuyendo su conductividad térmica. * Y, sobre todo, por su capacidad de transmitir el calor entre las superficies en contacto con ella, que viene dada por la conductividad térmica. Puede encontrarse información ampliada sobre este tema aquí:

El chipset de la placa base soporta frecuencias de funcionamiento cada vez mayores debido al aumento de las velocidades de transmisión de los buses de datos, lo que acarrea aumentos de temperatura no despreciables sobre todo en el chip del puente norte cuando lleva integrado el procesador gráfico. Si estos chips se calientan en exceso, pueden producirse fallos de transmisión de datos que se traducirán en efectos de índole muy diversa: problemas de funcionamiento de la tarjeta gráfica, de los discos duros, etc. Como en muchas localidades se alcanzan temperaturas ambientales elevadas durante el verano, la temperatura del aire dentro de la caja supera fácilmente los 40 ºC en estos casos, con lo que la del chipset sobrepasa con frecuencia los 50 ºC. Mejora de la ventilación de la caja Para disminuir la temperatura del chipset puede, en principio, recurrirse a aumentar la ventilación de la caja, pero en muchos casos, sobre todo cuando estos chips estén provistos de disipadores pasivos, la disminución de la temperatura del interior de la caja conseguida no irá acompañada de la suficiente reducción de la temperatura del chipset. En estos casos se hace necesaria la sustitución del disipador del chip afectado por otro de menor resistencia térmica. Disipadores Los disipadores que se utilizan en la refrigeración de chipsets son una versión reducida de los que se emplean en los microprocesadores y como éstos, pueden ser activos o pasivos y su principal cualidad viene definida también por la magnitud de la resistencia térmica, dato que como en el caso de los disipadores para procesadores, la mayoría de los fabricantes no publican. Un fabricante que expresa este dato es Swiftech, que para su modelo MCX159-CU da una resistencia térmica de 1,25 ºC/W. Además de la dificultad que presenta la selección de un disipador con resistencia térmica desconocida en casi todos los casos para sustituir a otro disipador cuya resistencia también se ignora, tenemos el problema de la diversidad de los sistemas de anclaje que se utilizan para fijar estos disipadores a las placas base e incluso el obstáculo que puede suponer el reducido espacio de que se dispone para la colocación del disipador del chipset, lo que convierte en un arduo problema la sustitución de estos disipadores. Ventiladores Generalmente, los disipadores activos para chipset están provistos de ventiladores de 40x40x10 mm, por lo que cuando se trata de sustituir el ventilador de un disipador de chipset por otro que produzca menos ruido, las opciones disponibles se reducen a unos pocos ventiladores de 40x40x20 mm, como los modelos TL2SA5 y TL2SA6 de Sharkoon y los modelos 412, 412/2 y 412/H de Papst. Este sitio tiene información más amplia sobre este tema:

La complejidad y la frecuencia de funcionamiento de los procesadores gráficos está aumentando y por eso aumenta también la potencia disipada por los mismos, con el consiguiente aumento de las necesidades de evacuación del calor producido. Esto obliga a dotarlos de disipadores cada vez más eficaces dotados casi siempre de ventiladores cada vez más ruidosos porque el pequeño espacio disponible para esta aplicación obliga a utilizar ventiladores con velocidades de giro muy elevadas para conseguir el caudal de aire necesario. Aún así, en cajas poco ventiladas o en casos de overclocking de la tarjeta gráfica, las temperaturas de funcionamiento del procesador gráfico pueden elevarse hasta producir fallos en las imágenes generadas y reducir la vida útil del mismo. En estos casos, resultan necesarias medidas adicionales para mejorar la disipación del calor producido por este procesador. Extractores de aire En la práctica, el método más simple para mejorar esta refrigeración es la utilización de extractores de aire colocados a ambos lados de la tarjeta gráfica o al menos en el lado del disipador. Esta medida es especialmente eficaz en el caso de tarjetas con disipadores pasivos. Ventiladores adicionales Si las necesidades de enfriamiento son mayores, y sobre todo en las tarjetas con ventiladores incorporados, puede mejorarse aún más la refrigeración de las mismas colocando ventiladores a ambos lados de ellas sujetos a la tapa del lateral izquierdo de la caja del ordenador, que introducirán aire directamente del exterior de la caja hacia el entorno de la tarjeta gráfica. El último recurso Por último, también puede sustituirse el disipador del procesador gráfico por otro modelo más eficaz, teniendo presentes las precauciones relativas al estado de las superficies de contacto entre el disipador y la cápsula del chip de este procesador y a la utilización de la pasta térmica adecuada en cada caso. Puede encontrarse más información sobre este tema aquí: http://mto-hard.info