A estas alturas, todos sabemos que el mundo de la refrigeración para PC está dominado por dos tipos de disipadores: por aire, más tradicionales, y las refrigeraciones líquidas. Sin embargo, que los disipadores por aire sean tradicionales no significa que no hayan evolucionado con el paso del tiempo, y a día de hoy son auténticas obras maestras de la ingeniería con un funcionamiento mucho más complicado de lo que puede parecer a simple vista. En este artículo te lo vamos a explicar en profundidad.
Para la mayoría de usuarios, un disipador por aire no es mas que un entramado de tubos de cobre y láminas de aluminio con ventiladores (de hecho, algunas personas los llaman simplemente «el ventilador del procesador»), y si bien esa definición podría encajar con lo que los disipadores por aire son, en realidad son un sistema muy complejo y optimizado al milímetro para poder disipar el máximo calor posible de nuestros preciados procesadores.
¿Cómo son realmente los disipadores por aire?
El fundamento principal de un disipador por aire sí es sencillo: consiste en una base que hace contacto con el IHS del procesador de la que salen tubos de cobre, llamados heat pipes o caleoductos, y que atraviesan un bloque de láminas de aluminio para repartir el calor, que es eliminado por los ventiladores. Podemos tomar como ejemplo la siguiente imagen, cortesía de be quiet!
Efectivamente, esos heat pipes son una parte indispensable de los disipadores, pero no deberíamos llamarlos tubos de cobre sino más bien tuberías, ya que hay material circulando en su interior. Pero no adelantemos acontecimientos y comencemos por el principio, ¿cómo se hace para transmitir el calor desde la base que hace contacto con el procesador hasta las láminas de aluminio? Para explicaros todo el proceso vamos a tomar como referencia la forma en la que el especialista en refrigeración be quiet! los fabrica.
Todo comienza con un rollo inmensamente grande de tubería de cobre, que se calienta, se le da un tratamiento de ácido para evitar la corrosión y luego se limpia con ultra sonidos para que no quede ni una sola mota de polvo o suciedad en ellos. En la siguiente fase del proceso, un extremo de la tubería se comprime para dejarla estanca y, por el agujero que queda en el otro extremo se rellena de polvo de cobre.
Luego, con una máquina se distribuye de manera que quede pegado a las paredes, dejando un hueco en el centro, y tras ello se meten en un horno a 980ºC durante unas 8 horas; el cobre se funde a 1.085ºC, así que este proceso sirve para hacer que el polvo de cobre se quede en su sitio en una estructura robusta y sin fugas.
Después de eso, el hueco se rellena con líquido refrigerante (unos dos mililitros por cada heat pipe), se elimina todo el aire y se cierra el otro extremo; efectivamente, los disipadores por aire también llevan en realidad líquido en su interior, aunque a diferencia de los sistemas de refrigeración líquida no hay una bomba que vaya haciendo que el líquido circule sino que funciona como una cámara de vapor: el calor del procesador hará que el líquido del interior se evapore y vaya a la parte alta, distribuyendo el calor no solo de forma más homogénea, sino también mucho más rápidamente.
De esta manera, el líquido refrigerante convertido en vapor se distribuye por todo el interior de los tubos, enfriándose y volviendo en forma de líquido de nuevo a la parte de abajo a través de ese polvo de cobre, que tiene una estructura porosa para permitir precisamente esto.
Con los heat pipes ya cerrados herméticamente y listos, se introducen en un molde que será el que se utilizará para crear el producto final. Y ahora viene un proceso muy curioso, porque son los propios heat pipes los que se introducen en una prensa para crear los agujeros en las láminas de aluminio, que han sido previamente troqueladas para tener la forma deseada, y que así se queden fijadas.
El contacto directo de las láminas de aluminio con los tubos de cobre es algo crucial para una buena transferencia de calor, y realizar este proceso de esta manera (con las heat pipes entrando directamente en el aluminio) garantiza que las perforaciones tienen el tamaño exacto y que están tocando los tubos en toda su circunferencia para maximizar la transferencia de calor.
Dicho de otra manera, los tubos de cobre se van enfriando a medida que el calor se va transfiriendo a las láminas de aluminio, hecho que lógicamente se ve acrecentado por el hecho de que hay uno o varios ventiladores empujando aire fresco a través de las láminas para maximizar la eficacia de la disipación de calor.
El hecho de que haya decenas de láminas de aluminio en cada cuerpo del disipador sirve para que haya una gran superficie de disipación: cuanta más superficie haya, más fácilmente se distribuirá el calor y más eficientemente se disipará.
En este punto, ya tenemos ese entramado de tubos de cobre y láminas de aluminio del que hablábamos al principio. Pero con esto el disipador todavía no está listo; aquí entra en funcionamiento el departamento de calidad, y en el caso de be quiet! se revisan uno a uno para ver que está todo bien, y ya pueden pasar a la siguiente fase de producción: la base.
Aquí se utiliza una placa de cobre y con un proceso de mecanizado se le hacen los huecos con precisión micrométrica para que encaje el entramado de tubos de cobre con los que hemos estado trabajado hasta ahora. Este proceso tiene que tener la máxima exactitud, porque cualquier imprecisión provocaría que el conjunto no encajara bien y que se perdiera superficie de contacto y con ello eficacia en la transmisión de calor. Por este motivo, solo se hacen 25 bases por hora.
Tras esto, la base se pulse y después se insertan disipador y base en un molde, con pasta térmica de la mejor calidad entre ellos, y se meten en un horno para que queden permanentemente unidos (de hecho, se sueldan). El producto que se obtiene tras esto ya es un disipador plenamente funcional, pero tiene que pasar por un proceso de calidad muy exhaustivo para garantizar que su funcionamiento será el adecuado, y de hecho si se percibe cualquier imperfección el disipador se descarta. Se pone especial atención a la base, que se mide con precisión micrométrica para garantizar que es completamente plana (si bien, a pesar de ello, sigue siendo necesario utilizar pasta térmica cuando la montemos en el procesador).
Una vez que se ha enfriado el bloque del disipador, ya se puede someter dependiendo del modelo a otros procesos, como ponerle el sistema de anclaje que llevará, pintarlo del color que sea, darle un acabado de espejo a la base, niquelar el cobre para que sea más resistente a la corrosión, o incluso darle una capa cerámica como ha hecho el fabricante alemán be quiet! en sus últimos disipadores tope de gama.
Llegados a este punto, el fabricante ya puede comenzar a realizar pruebas de rendimiento del disipador; para ello, escoge disipadores al azar de entre los que se han fabricado y los somete a rigorosas pruebas de estrés utilizando procesadores de alto TDP y así evaluar si el rendimiento es el adecuado y cumple con lo que nos van a prometer a los clientes. En el caso de be quiet!, para los modelos de gama alta no se realizan pruebas a disipadores al azar, sino que todos y cada uno de ellos se prueban de forma individual para poder garantizar su buen funcionamiento.
Una vez que estas rigurosas pruebas han sido completadas con éxito, el disipador ya está listo para ser empaquetado junto con sus accesorios y vendido en las tiendas.
Ya lo has visto: un disipador no es simplemente un entramado de tubos de cobre y láminas de aluminio con un ventilador, sino que es una pieza de ingeniería cuidadosamente diseñada y fabricada para poder cumplir con los más exigentes requisitos, y que internamente tiene mucho más que solo cobre o aluminio. ¿Esperabas que tu disipador fuera así?