26 febrero 2011

coprobox plus

Antes de ayer estrené mi flamante, brand-new COPROBOX, caja-invento para guardar periféricos (en este caso discos duros externos) sobre la que escribí hace un par de días.

Como mi temperamento es perfeccionista, en vez de fumarme un puro tras las breves pruebas de temperatura (en las que pude comprobar que a pleno rendimiento, apenas se elevaba la temperatura interior 2º cada 10 minutos) continué investigando el comportamiento térmico de la caja con pruebas más exhaustivas.

La primera bofetada la recibí midiendo la temperatura del aire del interior de la caja con los discos encendidos sin actividad. Véase la siguiente gráfica, que refleja la diferencia con respecto a la temperatura ambiente:

Como podéis ver, durante la primera media hora la temperatura ascendió al ritmo esperado, y tras pasar 30 minutos pegó un salto considerable, que al principio achaqué a un mal uso, por mi parte, del termómetro de precisión que estaba utilizando. Tras pasarme 5 minutos comprobando y recomprobando las medidas, por precaución apaqué toda la electrónica del interior de la caja para observar, horrorizado, que ni así la temperatura bajaba. A los 75 minutos del experimento abrí parcialmente la caja y sólo entonces la temperatura descendió.


Los/las que hayáis leído el artículo anterior diréis: pero animal, cómo haces la caja de madera, por mucho tratamiento ignífugo que tenga. Debo decir que razón no falta, pero una caja metálica tampoco es una solución ideal. Hay que tener en cuenta que en cualquiera de los casos el calor difunde por radiación, principalmente, y que este tipo de difusión es lenta. Aprovecho para enarbolar un principio a considerar siempre que hablemos de refrigeración de PCs y similares.

El transporte de materia, para disipar calor, siempre es más efectivo que el de energía.

Los metales suelen ser excelentes conductores del calor, y es por un motivo muy sencillo: porque la materia, cierto tipo de materia, se mueve libremente en su interior: en este caso, los electrones. Sustancias como el plástico o la madera tienen sus electrones bien fijados y siempre son peores conductores del calor. Asimismo, un gas también suele ser buen conductor térmico por el hecho de que sus partículas —de nuevo materia— se mueven con total libertad, aunque con ciertos matices que no se deben ignorar; o si no los cristales dobles para aislar térmicamente no tendrían sentido.

Es por eso que los mejores disipadores para CPU no se suelen limitar, como antiguamente, a un abanico o apilamiento de superficies de cobre o aluminio, sino que en su interior contienen un líquido a temperatura ambiente que, al elevarse unos grados, se convierte en gas. De ese modo el transporte de calor se convierte en transporte de materia que recircula de un extremo a otro del disipador.

un disipador pasivo (o sea, sin ventilador) sonic tower, basado en el principio que acabo de describir, montado en mi anterior CPU. circa 2008.

Pero esto no significa que una caja de metal sea un excelente medio para la disipación de un PC: y es por el hecho de que tiene que haber una buena transferencia de energía entre el gas caliente del interior de la caja y las propias paredes de esta. Ese es el motivo de que la publicidad de las cajas PC de aluminio por la excusa de la refrigeración sea bastante engañosa. No sólo no disipa mucho mejor que el acero, sino que suelen ser bastante menos robustas y, en algunos casos, vibrar excesivamente por el traqueteo mecánico en el interior del ordenador, lo que se conoce como aluminium hum.

Respecto a la transferencia de gas, basta con hacerse una pregunta: Si el gas transporta muy bien el calor porque la materia se mueve libremente, ¿por qué las ventanas las hacen dobles con aire en medio?

La respuesta es doble: 1) los gases son muy poco densos, con lo que el transporte de materia-energía neto requiere que se haga a gran velocidad mediante el uso de un ventilador o de diferencias de presión relativamente intensas. Y 2) la geometría del sistema debe ser tal que el aire pueda circular con facilidad.

Los cristales dobles efectivos tienen todos una particularidad: la distancia entre cristales es de sólo unos milímetros. De este modo, es casi imposible que se formen corrientes de convección. Vecinos que ingenuamente ponen ventanas dobles, una en cada borde del alféizar, consiguen cierto aislamiento acústico, pero no térmico, ya que en el palmo de espacio entre las ventanas se forman corrientes que transportan el calor.

foto de hace unos años de cuando estaba obsesionado con la temperatura y el silencio. sí, es mi casa. mola, ¿eh? circa 2006.

¿Y qué fue lo que ocurrió en mi magnífica COPROBOX? Pues que al principio se formó una pequeña diferencia de temperatura entre la parte inferior y superior que favorecía la lenta salida de aire caliente por los agujeros de la parte superior. Esto era lo esperado. El problema es que llegado cierto punto en el que todo el aire alcanzó una temperatura similar, se formaron turbulencias, de tal modo que el flujo de aire pasó de ser más o menos dirigido a ser caótico. De ahí el principio número dos:

Evita las turbulencias.

El lector/a ingenuo pensará: joer, pon un ventilador y ya está.

Pero es que no basta con poner un ventilador, ya que este se debe colocar de modo adecuado. Poner un ventilador de hecho puede disminuir o aumentar la turbulencia; y eso sin contar con el propio calor que genera el motor del ventilador. Así que el anterior principio se debe formular así:

Evita las turbulencias extrayendo el aire de la caja, no introduciéndolo.

Cuando soplamos por una pajita dentro de un vaso, se forman un montón de burbujas muy divertidas. En realidad, lo que estamos viendo es la formación de turbulencias violentas en el líquido. Si por el contrario chupamos de la pajita no sólo no salen burbujas, sino que favorecemos lo que se denomina un flujo laminar, por el cual las partículas del líquido tienden a moverse siguiendo trayectorias uniformes.

Mucha gente que monta ordenadores e intenta refrigerarlos bien tiene la costumbre de poner un montón de ventiladores, unos extrayendo aire caliente y otros introduciendo aire frío. Esto es un ERROR, ya que es más efectivo SIEMPRE extraer el aire.

En todo caso, esta estrategia sólo tiene sentido cuando queremos que el aire se mueva con más intensidad en ciertos componentes, y esa es la razón de que el propio chip de la CPU tenga un potente chorro de aire encima. Pero eso no tiene que ver en realidad con sacar o meter el aire de la caja, sino con favorecer el intercambio de calor en ese componente concreto.

Aun así, siempre que haya más ventiladores sacando que metiendo no estaremos metiendo mucho la pata. Y si el chorro de aire frío va directo, canalizado, a la CPU u otros componentes generadores de mucho calor, entonces sí lo estamos haciendo bien. Pero un ventilador que mete aire hacia dentro porquesí, sin estar orientado a un componente concreto, de poco sirve.

En definitiva, nos interesa siempre crear presión negativa, dentro de la caja, de tal modo que el aire caliente salga como un gran chorro dirigido y el aire frío entre a través de ranuras y agujeros estrategicamente colocados.


Toda esta parrafadísima es para justificar por qué acabé añadiendo un pequeño ventilador a la parte trasera de mi espléndida COPROBOX y así convertirla en la COPROBOX PLUS. Por supuesto, extrayendo el aire, no introduciéndolo.

si leer el artículo anterior os dió pereza, aquí repito la foto que puse en él del insigne cacharro de mi invención.

No tuve necesidad de gasta un euro para hacerlo, aparte del esfuerzo de hacer el agujero (y malograr ligeramente la estética de mi preciosa caja, aunque tal como está colocada no se ve) ya que utilicé un ventilador de CPU de 8cm que saqué de un ordenador viejo y un viejo cargador de NOKIA como fuente de alimentación. La manera de conectarlo, empalmando cables y vigilando la polaridad, es tan elemental que no me voy a molestar ni en esquematizarlo.

El ventilador funciona a 12V, y el cargador (esto puede variar) de 5V. Con esto me aseguro un flujo de aire constante sin forzar el ventilador, de modo que no haga demasiado ruido. Esto es porque un ventilador de estos, cuando recibe 12V, suele girar a unas 2500rpm. Con 5V, se reduce a menos de 1500rpm. Y así mete menos bulla que el propio ordenador, con lo que ni se oye.

Monitorizando la temperatura de los discos duros externos mediante software, obtuve esta gráfica de temperatura absoluta en relación al tiempo ANTES de montar el ventilador, y con los discos inactivos:

Como se puede ver, el ascenso de temperatura es bastante considerable; pero lo peor es que tras apagarlos a los 30 minutos de conectarlos, una hora después todavía estaban relativamente calientes. La diferencia entre ambos discos es debida a que son de casas distintas y a que uno está debajo del otro. Aunque existe hueco entre ellos, esto hace que el inferior se caliente más.

Una vez instalado el ventilador, repetí las medidas, obteniendo esta gráfica (en clarito, la gráfica anterior para que se compare mejor):

Se puede ver que la temperatura tope es ahora unos grados menor. Pero lo importante es la bajada de temperatura, mucho más rápida, tras apagar los discos duros dejando el ventilador de la caja encendido, que funciona siempre que la regleta esté conectada.

Y no veáis lo que mola poner la mano sobre la caja y notarla fresquita.


La moraleja es:

Vigila la temperatura de tus discos duros.

La vida útil de un disco duro depende enormemente de la temperatura a la que suelen trabajar, y NUNCA deberíais dejar que superara los 40º de manera permanente.

Aun tengo por hacer una comparativa exhaustiva de software de monitorización de temperatura de discos duros, así que voy a dejar la recomendación para un futuro artículo. Espero que toda esta información os haya sido útil.

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4 comentarios

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dado que es una COPROBOX ventilada sugiero el nombre de FLATUBOX

Comment by Sr.Psicoplasma — 26 febrero 2011 @ 18:17

¡¡¡JUAS JUAS JUAS!!! qué bien te sientan las drogas, tío. :-)

Comment by voet — 26 febrero 2011 @ 18:52

Este ess muy buen post. Felicidades y saludos.

Comment by FAUSTO — 31 enero 2014 @ 18:23

Felicidadaes muy bueno el artículo. Saludos.

Comment by Mi blog — 28 febrero 2014 @ 11:59

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