Ventiladores para PC – todo lo que necesitas saber

Si estás aquí es porque no infravaloras la importancia de los ventiladores en tu PC. Unos elementos que solamente nos acordamos de ellos cuando empiezan a fallar y a hacer ruido. Pero nada más lejos de la realidad, de la calidad y rendimiento de los ventiladores podría depender el buen funcionamiento de nuestro PC, y precisamente eso es lo que trataremos de dejar aquí claro.

Veremos y explicaremos prácticamente todo lo que se debe saber acerca de un ventilador para acertar siempre en nuestra compra. El uso de ello está muy claro, son elementos que gracias al giro de una hélice y a sus altas revoluciones, genera una corriente forzada de aire que incide directamente sobre una superficie metálica caliente. Debido a una diferencia de temperatura entre el aire y el elemento, parte del calor se trasladará al flujo, disminuyendo así la temperatura del disipador y en consecuencia de la CPU, RAM, Tarjeta gráfica o en donde lo tengamos colocado.

Ventiladores

Cómo de importantes son los ventiladores en un PC

Pues de ellos va a depender en parte la buena refrigeración de los componentes. Sobra decir que los componentes electrónicos trabajan a altas frecuencias y con fuertes intensidades de corriente. Esto junto a una superficie mínima provoca que las temperaturas en ellos se disparen necesitando así disipadores. A su vez, estos disipadores son capaces de coger todo el calor que genera el chip y repartirlo en una innumerable cantidad de aletas de cobre o aluminio en ellos. ¿Para qué sirven tantas aletas? Pues para que un flujo de aire forzado entre en ellas y se lleve todo el calor posible hacia el ambiente.

Si no hay ventiladores, el calor seguirá estando en el disipador, y solo pasará al aire en calma alrededor de él en mucha menor cantidad debido a la convección natural. De esta forma, el chip sigue acumulando temperatura, y el sistema para protegerlo, baja drásticamente el voltaje, a lo que llamamos Thermal Throttling, para así controlar el calor que genera. Así que el resultado es un equipo más lento, más caliente y con menos esperanza de vida. ¿Convencido de la importancia de los ventiladores?

El efecto Joule Thomson

Ventiladores

Seguramente hayas colocado un ventilador frente tu cara alguna vez, y harás notado que el aire que de él sale, es un poco más fresco que el propio del ambiente. De hecho, mientras mayor sea la velocidad del mismo más frío nos parecerá que es. Esto se debe al efecto Joule-Thomson.

Este fenómeno físico explica el proceso en el que la temperatura del aire disminuye o aumenta debido a su espontánea expansión o compresión a entalpía constante. La entalpía es básicamente la energía que el sistema (el aire) intercambia con el resto del entorno. Si el aire se comprime, entonces aumenta de temperatura, mientras que si se expande disminuye la misma. Eso se puede probar de forma muy fácil: abre la boca y expulsa aire hacia tu mano, verás que está caliente (unos 36,5⁰C si no tienes fiebre). Ahora haz lo mismo con la boca casi cerrada, verás que el aire sale mucho más frio, más incluso que el aire ambiente. ¡Enhorabuena! El efecto Joule Thomson te acompaña.

En un ventilador tenemos ambos fenómenos; al pasar por las hélices el aire se comprime y aumenta su temperatura ligeramente, mientras que al ser expulsado ésta disminuye. Mientras más flujo de aire tenga un ventilador, más capacidad de refrigeración tendrá, ya que más energía intercambiará con el entorno (el disipador).

Diámetros y tipos

Ventiladores
Diámetros

Un factor muy importante en la elección de un ventilador será el diámetro del mismo y su configuración o tipo de funcionamiento.

Son dos factores muy sencillos de entender. El primero se refiere a lo grande que es el ventilador, mientras más diámetro, más grandes será sus aspas y en consecuencia, mayor será el flujo de aire que genere. No vamos a entrar en aspectos técnicos como el tipo de flujo, laminar o turbulento, pero sí que un ventilador grande lento refrigerará mucho mejor que uno pequeño más rápido.

En este punto lo que realmente nos interesa a los usuarios, es que el ventilador que compramos entre en nuestro chasis o en nuestro disipador para ello, lo que tendremos que hacer es simplemente irnos a las especificaciones de nuestro chasis y ver los diámetros de los ventiladores que admite. Podrán ser básicamente de tres medidas: 120 mm, 140 mm y 200 mm. Son las medidas estándar y las usadas actualmente salvo configuraciones personalizadas. Por favor, no usemos ventiladores de 80 mm, son muy viejos, básicos y solo hacen ruido.

En cuanto a los tipos de ventiladores, tenemos los siguientes:

  • Centrífugos o turbinas: estos ventiladores son los que se utilizan en los disipadores de tipo blower. Las aletas que recogen el aire están colocadas totalmente verticales al eje de giro, por lo que el flujo de aire se genera en una dirección de 90o respecto a la entrada, (entra horizontal y sale de frente). En general son ventiladores más silenciosos y eficientes, pero en electrónica no es la configuración más recomendada, ya que el aire sale a menos velocidad y en menor presión, así que recoge poco calor.
Ventiladores
Ventilador de turbina
  • Axiales: estos son los ventiladores de toda la vida, sus aspas colocadas de forma inclinada salen directamente del rotor para generar un flujo perpendicular a ellas y sin variar la trayectoria. Son más ruidosos, y requieren más potencia, pero la presión de aire y el flujo es mayor, así que son más eficaces en disipadores aleteados.
Ventiladores
Ventilador Axial
  • Helicoidales: es una variante de los ventiladores axiales en los que las aspas en lugar de ser rectas, están curvadas sobre sí mismas. Estos ventiladores generan un gran flujo de aire a más baja presión, por lo que son más silenciosos. Son ideales para meter y sacar aire de los chasis.
Ventiladores
Ventilador Helicoidal

 

Prestaciones y características de ventiladores

Ahora veamos más detalladamente las principales características de los ventiladores de PC, ya que serán importante de cara a la durabilidad y rendimiento del mismo.

Diseño de las aspas y número

Ya hemos visto cómo los ventiladores axiales y los helicoidales son muy similares, y solo es cuestión de diferenciar el diseño de sus aspas. Éstas, son las encargadas de hacer mover el aire en la dirección indicada y en este trayecto se produce una aceleración del aire que se traduce en ruido, el cual tratan los fabricantes de eliminar a toda costa.

La mayoría de éstos cuentan en su arsenal con ventiladores de aspas personalizadas, incluso con estrías en la parte interior o alerones en la parte trasera para evitar que la turbulencia del aire se traduzca en ruido. El número de ellas también será importante, ya que mientras más tengamos, más cantidad de aire podrán mover a más bajas revoluciones, por lo que siempre hay que buscar un equilibrio entre ambos.

Rodamientos

Los rodamientos o cojinetes son el mecanismo encargado de permitir el movimiento de un ventilador a través del motor. En estos ventiladores tan pequeños, el eje de giro y las bobinas eléctricas o estatores, normalmente están separadas, normalmente fijas éstas últimas. Esto es justo lo contrario a un motor normal, por ejemplo, los que usan los juguetes. Con esta fórmula lo que se consigue es que el eje tenga menos inercia al estar las bobinas fijas y podamos meter fluido dentro del mismo para eliminar el sonido y maximizar la durabilidad.

Estos son los cojinetes más utilizados en los ventiladores de PC:

  • Cojinete liso o de casquillo (sleeve bearing): el eje del ventilador tiene un cojinete liso con revestimiento y lubricación para facilitar la rotación. Las bobinas forman un anillo exterior de 4 o 6 según el fabricante. Son bastante silenciosos, sencillos de fabricar y con una duración bastante buena de unas 25000-30000 horas antes de que su lubricación se degaste, su punto más flojo.
  • Cojinete de rodamiento o bolas (ball bearing): para mejorar y eliminar ese desgaste al cojinete anterior de se colocan bolas lubricadas, para así asegurar el contacto con el cilindro de giro. Ofrecen una durabilidad mayor y soportan mayores temperaturas, pero son algo más ruidosos debido al rozamiento de las bolas, las cuales tras un golpe podrían moverse y fallar.
  • Cojinete de fluido (fluid dynaminc bearing): por último, tenemos el más complejo de todos, el que utiliza una precámara de aceite presurizada alrededor del cojinete para maximizar la durabilidad y la lubricación del mismo. Así mismo son muy silenciosos y ofrecen una vida media de 150000 horas. Estos son muy usados por Noctua.

RPM

Se trata de las revoluciones por minuto a las que gira un ventilador. Cada revolución es un giro completo del mismo, así que mientras más giros haya en un minuto, pues más rápido irá y más flujo de aire generará.

Tipo de conexión eléctrica

La forma de conectar el ventilador a nuestro PC también es muy importante. Quizás os hayáis fijado que los ventiladores no siempre traen el mismo conector de corriente, unos lo hacen a través de una cabecera de 3 pines, otros con una de 4 pines e incluso lo más básicos tienen una de dos pines junto a una MOLEX.

  • Conexión Molex o LP4: es la más básica, dos conductores, positivo y negativo, serán conectados a la parte de la cabecera de la placa base correspondiente o directamente a una cabecera MOLEX de la PSU. Estos reciben una señal eléctrica contante, de 5V o 12V, por lo que siempre giran a sus máximas RPM.
  • Conexión DC: esta es muy habitual para ventiladores de gama media que vienen integrados en el chasis o conectados a microcontroladores básicos. En esta ocasión tenemos tres pines en lugar de dos, añadiendo un control de velocidad de rotación en función del porcentaje de tensión que entre en el motor. El control se realiza de forma analógica y permite interacción del usuario si el controlador es compatible.
  • Conexión PWM: finalmente tenemos la más completa de todas, utilizando 4 pines, es posible controlar el giro del motor mediante la modulación por ancho de pulso (PWM). La tensión es generada por una señal digital formada por pulsos, mientras más densidad de pulsos, mayor será la tensión media de salida, y a mayor velocidad girará. Este sistema es muy útil para controlar el CFM del ventilador en función de la potencia consumida.

Flujo de aire y presión estática ¿Qué es mejor?

Tras ver las características básicas y construcción, es momento de ver las diferentes medidas de rendimiento de los ventiladores. Las que más aparecen sin duda son el flujo de aire y la presión estática del mismo.

El flujo de aire o caudal es la cantidad de aire que circula por el ventilador. En mecánica de fluidos se mide en forma de caudal (Q), siendo proporcional a la sección del conducto (S) y a la velocidad del aire (V), Q=S*V. Existe otra medida que se usa mucho para este tipo de ventiladores digitales, el CFM o Cubit Feet per Minute o pies cúbicos por minuto, una medida británica. En este caso se mide el caudal de aire que pasa por una sección por unidad de tiempo.

Para los que queráis pasarlo a unidades del sistema internacional esta es la equivalencia:

La presión estática por su parte es la fuerza que el aire es capaz de hacer sobre un objeto, digamos que es la potencia en la que el aire sale del ventilador. Mientras mayor presión estática, más difícil será de romper el flujo de aire. Se mide en mmH2O o milímetro de agua.

Ahora llega lo importante para el usuario, ¿queremos más flujo o más presión? Pues eso depende, pero lo mejor es tener ambos. En el mercado hay ventiladores específicos para cada tipo de medida, los de más aspas (9 o más) tienen un mayor CFM, mientras que los de menos aspas, pero más anchas (8 o menos) es especializan en mmH2O. Cuando en una marca, por ejemplo Corsair, veas la serie SP o AF significará que son “Static Pressure” o “Air Flow”.

Ventiladores

Los ventiladores AF están más orientados a su uso en los chasis para meter y sacar aire, ya que mayor flujo nos permite renovar más aire del interior del habitáculo. Por otro lado, los ventiladores SP los recomiendan para disipadores y radiadores por ser capaces de retirar más calor de la superficie. La práctica dice que mientras más altos sean los dos parámetros, mejor será el ventilador, así que en igualdad de CFM, coged el ventilador con mayor mmH2O, y si el mmH2O varían solo una unidad, coged el de mayor flujo. Por ejemplo:

Corsair SP120 RGB

Corsair AF120 LED

1,45 mmH2O

52 CFM

17,9€

0,75 mmH2o

52,19 CFM

22,90€

Peor opción

Mejor opción

Ruido

El ruido que genera un ventilador depende en parte de los parámetros anteriores y también del tipo de rodamiento interno que tenga. Mientras más RPM, más ruido porque más aire circula. Los ventiladores con cojinete de aceite son los más silenciosos.

El ruido generado se mide en Decibelios (dB), aunque normalmente lo vemos con una A delante (dBA). Esto significa que el valor ha sido ponderado para ajustarse a la capacidad auditiva humana. El dB abarca todas las frecuencias sonoras disponibles, mientras que el dBA se ajusta al rango de 20 – 20.000 Hz que escucha el ser humano.

Ventiladores con iluminación RGB

Ventiladores

Parte ya fundamental de los ventiladores es el incluir sistemas de iluminación RGB. Por supuesto tener RGB aumenta drásticamente todas las prestaciones del ventilador (broma). En todo caso no podemos negar que a todos nos llama la atención el RGB, y queremos que nuestro chasis sea el mejor de todos.

En el panorama actual casi todos los fabricantes cuentan con sus propias tecnologías de iluminación, con LED que son capaces de dar hasta 16,7 millones de colores. Lo más importante es tener un sistema que nos permite personalizarlo a través de un software, así que debemos asegurarnos de que sean ARGB (Addressable RGB) con cabeceras de 4 pines.

Cómo conseguir el mejor flujo de aire en un chasis

Finalmente estudiaremos de una forma rápida y daremos algunos consejos sobre cómo conseguir el mejor flujo de aire en un chasis. Muchas veces no se trata de cantidad de ventiladores, sino de su calidad o lo bien puestos que estén. Esencialmente podemos generar tres tipos de flujos de aire en un chasis; el flujo horizontal, el flujo vertical y el flujo mixto. Tengamos siempre en cuenta que el aire caliente pesa menos que el frío, así que tenderá siempre a irse hacia arriba.

Ventiladores

Flujo vertical

Lo creamos metiendo aire desde la base del chasis y sacándolo por arriba. Éste sería el flujo más optimo de todos ya que facilitamos la circulación de aire al máximo. El problema es que pocos chasis están abiertos por debajo, por llevar las cubiertas para PSU que la aíslan del compartimento central. Lo importante es saber que los ventiladores superiores siempre tienen que sacar aire, y los de abajo meterlo.

Flujo horizontal

Por otro lado, tenemos las torres que están cerradas tanto por debajo como por arriba. En este caso hay un panel de ventiladores en el frontal que estará abierto o semi abierto. Estos siempre debemos colocarlos para que metan aire, mientras que en la parte trasera tendremos otro ventilador que saque todo este aire.

Lo ideal será usar ventiladores con un gran CFM para que el aire caliente no se quede en la parte superior estancado, especialmente el trasero.

Flujo mixto

Estos chasis son de largo los más habituales en la actualidad. Tienen la zona inferior cerrada con la cubierta del la PSU, pero tanto el frontal como la parte superior están abiertas, así como la parte de atrás.

De nuevo lo ideal será poner ventiladores que metan aire en el frontal, y dejar la parte trasera y superior para expulsar el aire caliente. Es un flujo horizontal pero ayudado por una parte super muy abierta e ideal para radiadores de refrigeración líquida.

Conclusión y guía con los mejores ventiladores para PC

Si os parecía que comprar un ventilador no tenía muchos secretos, aquí os hemos demostrado que también tiene su miga. No debemos infravalorar su importancia en un PC, especialmente si tenemos hardware muy potente o tenemos un chasis de mala calidad. Las altas temperaturas pueden causar estragos en nuestros componentes. Ahora os dejamos con nuestra guía.

¿Cuántos ventiladores usas en tu chasis y de qué tamaño son? ¿te habías parado alguna vez a pensar por qué hay tantos modelos de ventilador en el mercado?

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