Tubos de termosifón en disipadores, ¿qué son y cómo funcionan?

Tubos de termosifón en disipadores, ¿qué son y cómo funcionan?

Rodrigo Alonso

Los tubos de termosifón o tubos termosifón a secas son un componente esencial en los sistemas de refrigeración de cualquier tipo, y eso por supuesto incluye a la refrigeración para PC. En este artículo te vamos a contar desde cómo se fabrican hasta cómo funcionan, pasando por supuesto por la definición de qué son y, en esencia, todo lo que necesitas saber sobre ellos.

La industria de la refrigeración para PC es muy amplia en cuanto a modelos y tecnologías, pero realmente en cuanto a técnicas no son muchas las que se utilizan: tenemos la refrigeración utilizando heat pipes para transferir el calor desde el IHS del procesador a las aletas de aluminio del disipador y luego enfriarlas con ventiladores, o tenemos los sistemas de refrigeración líquida que hacen lo propio pero utilizando líquido refrigerante en lugar de heat pipes (aunque luego en el fondo, los radiadores tienen una funcionalidad parecida).

La idea, en todo caso, es el poder transferir el calor que genera un elemento (en este caso el procesador o GPU, por ejemplo) fuera de él, para disiparlo más tarde y que el elemento pueda seguir funcionando y generando calor sin sobrecalentarse.

¿Qué es un tubo termosifón y cómo se fabrica?

Como ya supondrás, en la industria de la refrigeración para PC se utilizan los heat pipes, y efectivamente estos tubos o caleoductos (conductos por los que circula el calor) de los que os vamos a hablar hoy no son sino un tipo de heat pipe específico cuya función es la de transferir el calor generado por el procesador (u otro elemento) y poder disiparlo para enfriarlo.

Heatpipes por dentro

No obstante, los tubos de termosifón son ligeramente diferentes a los heat pipes tal y como los conocemos habitualmente en la industria, pero antes de entrar en materia vamos a ver de dónde proceden, o más bien cómo se fabrican porque el proceso de fabricación es muy importante para su funcionamiento.

Estos tubos tienen su origen en rodillos muy grandes sobre los que se bobinan tubos de cobre muy largos; una máquina especial los des bobina, los endereza y los corta, para luego ser limpiados y rellenados con una mezcla de cobre en polvo. Luego, se colocan bajo una gruesa cubierta calefactora y se meten en un horno a nada menos que 980ºC durante unas ocho horas (este proceso se llama sinterización y sirve para que el polvo de cobre se quede pegado a las paredes internas para dotarlas de capilaridad). En las fases finales, se succiona todo el aire del tubo de cobre resultante y luego se llena aproximadamente la mitad de su capacidad interna con agua destilada.

Efectivamente, estamos hablando de una especie de heat pipe pero que en lugar de estar relleno de aire o de metralla de cobre, tiene agua destilada como si fuera una refrigeración líquida, con la diferencia de que el tubo termosifón es totalmente estanco: no se pueden producir ni fugas ni evaporación del líquido (salvo que se rompa, obviamente).

Termosifón

La idea tras los tubos de termosifón es exactamente la misma que con los heat pipes de los disipadores convencionales: se moldean en un disipador con aletas de aluminio con el objetivo de disipar el calor de un procesador, solo que en este caso ya no es solo el cobre el que transmite el calor de un sitio a otro sino que también es ayudado por el agua destilada del interior.

¿Cómo funcionan estos componentes?

Eliminar el calor es en general bastante sencillo: los tubos de termosifón absorben el calor que genera el procesador y, como son un excelente transmisor del calor, éste se reparte por todo su cuerpo. De su cuerpo, el calor se transfiere a las láminas de aluminio del bloque del disipador, las cuales están siempre siendo enfriadas por uno o varios ventiladores. El flujo de funcionamiento es esencialmente el mismo que en cualquier disipador por aire para PC.

Disipador

Internamente el proceso es un poco más complicado, ya que como hemos mencionado antes la clave de estos tubos de calor es el agua destilada de su interior, y como veréis tienen una gran desventaja y es que solo funcionan correctamente con el disipador posicionado en vertical, es decir, con los tubos de calor subiendo hacia arriba. ¿Por qué? Por el líquido.

La clave es que la gravedad hace que el peso del líquido haga que esté en la parte baja de los tubos, es decir, lo más cerca posible de la fuente de calor. El calor que genera esto (y esa zona del cobre, que estará más caliente que las superiores, más alejadas de la fuente de calor) hacen que el agua se evapore y que se vaya hacia arriba, donde se enfría (tanto por efecto del ventilador como por la capilaridad interna de los tubos) y vuelve a su estado líquido natural, volviendo a bajar nuevamente con unos cuantos grados menos de temperatura, enfriando de nuevo todo y repitiendo el proceso.

Este estado constante de evaporación y líquido es muy importante, ya que un tubo de cobre puro no transporta el calor de manera tan eficiente.

Termosifón esquema

Aplicación de los tubos termosifón en la industria del PC

Aunque no lo creas, hace muchos años que se emplean tanto los tubos termosifón como la tecnología que portan bajo el brazo. Sin ir más lejos, AMD fue pionera en su día al incorporar disipadores con cámara de vapor en sus tarjetas gráficas que utilizan exactamente el mismo principio: depósitos de cobre con agua destilada en los que entra el juego la evaporación de esta para el proceso de disipación del calor.

heat pipes

Incluso antes de que AMD lo incorporara en sus gráficas bajo el rimbombante nombre de Vapor Chamber (cámara de vapor), esta tecnología ya se utilizaba en disipadores pasivos desde mucho antes. Igualmente, existen muchos disipadores activos por aire que utilizan termosifón para incrementar su rendimiento, y de hecho aunque en una refrigeración líquida la base es que el líquido está siempre en movimiento, la física en esa tecnología es justamente la misma que se utiliza en este tipo de caleoductos.