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Arctic Cooling Accelero S2 y Turbo Module
jueves, 09 de agosto de 2007

¿Pasivo?

Antes de adentrarnos en el funcionamiento del Accelero S2 , vamos a hacer un breve repaso de lo que significa la disipación pasiva para tratar de aplicarlo a este caso particular.
Ya hemos visto en el pasado los principios que determinan la transferencia de calor como así también la diferencia que existe entre convección natural o pasiva y convección forzada.  La segunda es la que más habitualmente encontramos en cualquier PC, y no es ni más ni menos que el uso de ventiladores para forzar al aire a pasar por determinados lugares con velocidades y por lo tanto caudales muy superiores a las que se presentarían si no funcionara dicho ventilador.
El principio de convección natural es muy simple.  Cuando el aire se calienta aumenta de volumen y dado que mantiene su peso constante, el peso específico del aire caliente pasa a ser menor que el del frío, razón por la cual el aire caliente asciende.  Si aprovechamos este fenómeno para que el aire en contacto con superficies calientes se ponga en movimiento por si sola, dado su aumento de temperatura, estaremos precisamente en un caso de convección natural.
La potencia que se puede transferir por convección depende fundamentalmente del tamaño de la superficie de intercambio, de las temperaturas, tanto de la superficie caliente como del aire que hace contacto con ella, y de la cantidad de aire que se renueva.
La temperatura del aire es algo con lo que no podemos hacer mucho, salvo refrigerarla mediante aire acondicionado por ejemplo, pero claramente no es lo que se busca. La temperatura del componente es la que justamente queremos mantener dentro de un determinado rango, por lo que nos quedan dos factores fundamentales sobre los que si podremos trabajar libremente para cumplir nuestro objetivo, uno es la cantidad de aire y el otro la superficie de intercambio.  Ambos están íntimamente relacionados ya que las superficies no sólo deben ser suficientemente grandes sino que además deben poseer un diseño que favorezca (o al menos no entorpezca) la circulación del aire.  De nada servirán ventiladores potentes si la trama que debe atravesar el aire es tan cerrada que no logra hacerlo.
Esto último es lo que nos lleva directamente a donde queríamos llegar.  Teniendo en cuenta lo dicho, no es difícil deducir que un disipador tendrá distintas características  dependiendo del tipo de funcionamiento para el que ha sido pensado.  Así es que para un disipador que trabajará en conjunto con ventiladores podremos tener superficies de intercambio (aletas) de menor tamaño y más próximas entre si ya que el ventilador se encargará de mover el aire constantemente, mientras que en un sistema pasivo, para compensar la falta de ventiladores, las superficies deben ser mayores y contar con una mayor separación entre ellas, esto último hace que el aire circule con mayor facilidad.

Como todo, la convección natural tiene ventajas y desventajas respecto a la forzada.  Principalmente podemos decir que al carecer de ventiladores el ruido es nulo, que podemos considerarla “libre de mantenimiento”, la limpieza siempre es necesaria ya que la obstrucción por suciedad siempre puede ocurrir, pero al carecer de partes móviles se elimina por completo la posibilidad de fallas durante el funcionamiento.  No menos importante, aunque muchas veces despreciado, es el ahorro energético que produce la eliminación de al menos un ventilador.
Como desventaja podemos mencionar que los tamaños de los disipadores necesitan ser mucho mayores para conseguir el mismo efecto que la convección forzada lo que se termina traduciendo, generalmente, en un mayor gasto inicial.

Es poco común ver sistemas totalmente pasivos, los motivos son diversos y no vienen realmente al caso, la realidad es que casi toda PC actual cuenta varios ventiladores en su interior, al menos la fuente de alimentación tiene uno extrayendo aire y por lo general no es el único.  Por regla lo que hacemos es colocar ventiladores en la parte alta del gabinete extrayendo aire y en muchos casos además en la parte inferior introduciéndola para mantener frescos algunos componentes en particular, cosa que favorece el efecto natural del aire caliente ascendiendo por el interior.  Es evidente que esto crea una corriente de aire que en el mejor de los casos mantendrá el aire del interior del gabinete a una temperatura muy cercana a la del exterior con la ventaja, frente a la difundida costumbre de mantener el gabinete sin tapa,  de tener una corriente efectiva de aire, cosa que se pierde al retirar la tapa.

Analicemos ahora el caso particular del Accelero S2 .  Por el tamaño, cantidad y separación de las aletas es evidente que se diseñó para trabajar en forma pasiva, pero observando más en detalle la forma y disposición de las mismas aletas, se nota que buscan aprovechar las corrientes de aire que existen en el interior de todo gabinete, por lo que en realidad su funcionamiento no se puede decir que sea realmente pasivo, sino que se está valiendo ingeniosamente de algo ya existente, obteniendo un mejor resultado general del sistema.



Lo que las aletas hacen con su ubicación y forma es captar el aire que ingresa al gabinete por la ranura abierta del slot inmediatamente inferior al de la placa.  Los ventiladores superiores, que están extrayendo aire del gabinete, generan en el interior una presión negativa lo que hace justamente que ingrese aire al case.  Si se sabe aprovechar este efecto podremos obligar al aire a penetrar por determinados puntos favorables.  La apertura del slot inmediato a la placa de video, que coincide directamente con el Accelero S2 resulta ser uno de esos puntos, ya que de esa manera aire fresco del exterior estará enfriando directamente las aletas del S2 para luego seguir su recorrido normal por el interior del gabinete.
Lo que tendremos en definitiva es aire que se mueve no por efecto natural sino forzado por ventiladores, que si bien no son parte del Accelero S2 , no podemos ignorar su presencia ni mucho menos su efecto sobre el disipador, lo que da como resultado que el comportamiento no sea realmente pasivo, al menos no en cuanto a la rigurosidad de que la convección se produzca de manera natural.
Actualmente, se está difundiendo cada vez más el calificativo de pasivo para determinados disipadores haciendo referencia a la carencia de ventiladores, pero para ser más exactos, en casos como este, el termino correcto debería ser “sin ventiladores” (Fanless), ya que la ventilación forzada, aunque sea provocada por otro ventilador, sigue estando presente.
Como veremos más adelante, este método lleva a diferentes resultados dependiendo de la forma en que la PC esté funcionando en su conjunto, sin que ello implique una perdida de las ventajas antes mencionadas que presentaría una solución realmente pasiva.



 
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