Resfriamento a líquido: vale a pena?

A ideia de encher seu gabinete com água não parece lá muito agradável, correto? Imagine só se alguns pingos caem na sua  ATI RADEON HD 5970 recém-comprada com muito sacrifício! É quase um crime, não é mesmo?

Ainda assim, muita gente que sabe o que está fazendo coloca radiadores, mangueiras e líquidos para substituir os coolers dos computadores. Quando bem feito, a probabilidade de um acidente trágico como o mencionado acima é praticamente nula, e o ganho em eficiência térmica, economia de energia e conforto auditivo compensam todo o trabalho – e o gasto também.

Mudando a temperatura

Todo sistema de refrigeração funciona a partir do mesmo princípio físico – dentro de uma disciplina chamada termodinâmica – que estabelece as trocas de calor entre corpos ou materiais com temperaturas diferentes.

Enquanto essas massas estiverem em contato, ou ao menos em proximidade, o corpo mais quente (no caso do computador, o componente eletrônico) transmite calor para o corpo mais frio (o ar empurrado pelos coolers ou o líquido de arrefecimento, por exemplo) até que a temperatura de ambos se iguale.

Gabinete com motor?

Além da diferença básica de substância utilizada para o resfriamento, a refrigeração a ar e o arrefecimento a líquido apresentam outras dissimilaridades importantes. A primeira delas é a eficiência, uma vez que os líquidos utilizados são criados especificamente para a remoção de calor.

Provavelmente a discrepância mais significativa entre os dois métodos esteja no sistema em si. Enquanto a refrigeração a ar conta com um sistema aberto – o ar quente que é eliminado do gabinete não é resfriado e trazido novamente para o interior do equipamento –, no resfriamento a líquido, devido ao seu sistema fechado, é exatamente o contrário que acontece.

O fluido utilizado no resfriamento dos componentes é aquecido por estes, carregando o calor liberado pelas peças ao longo de seu trajeto. Em uma das extremidades do circuito um radiador – muito parecido com o sistema de um carro – resfria o material que, graças ao funcionamento de uma bomba de líquidos, reinicia o ciclo.

Em um carro, esse resfriamento acontece graças à entrada de ar pela grade frontal do veículo durante o movimento, enquanto que no gabinete o radiador é colocado – normalmente – nas partes posterior ou superior do equipamento, junto a um cooler.

Essa combinação de sistemas permite uma troca de calor mais eficiente graças à estrutura do radiador, montada com tubos bastante finos e muitas aletas metálicas. O líquido aquecido pelos componentes transfere parte do calor para essas barbatanas de metal, que oferecem uma área de contato muito superior à obtida apenas na tubulação, favorecendo ainda mais a troca de calor entre as diversas partes do radiador e assim dissipando-o para o ar externo ao gabinete.

Vantagens

A refrigeração líquida de componentes oferece ganhos de eficiência no funcionamento do computador. Processadores, placas gráficas, HDs e diversos outros elementos de hardware funcionam melhor quando em determinadas temperaturas, perdendo capacidade quando superaquecidos. Isso se deve, principalmente às características do silício usado nos componentes.


Além disso, um único sistema de arrefecimento a líquido é capaz de resfriar diversos componentes, enquanto ao utilizar a refrigeração a ar você precisa aplicar coolers e heatsinks (peças metálicas com aletas para aumentar a área de transferência de calor) específicos para cada parte do equipamento.

Ainda que – para o resfriamento a líquido – seja necessário instalar dissipadores que transmitem o calor do componente da tubulação para cada parte do computador a ser resfriada, não são necessários reservatórios, bombas e radiadores específicos para cada chip ou placa.

Em países tropicais como o Brasil – em especial regiões como o Nordeste ou o Norte – onde a temperatura ambiente é muito alta, sistemas de refrigeração a ar são menos eficazes, uma vez que a diferença de temperatura entre as peças do computador e o ar destinado a resfriá-los é menor, diminuindo também a eficiência das trocas de calor. O arrefecimento a líquido não é tão vulnerável assim à temperatura externa, uma vez que o fluido refrigerante tem a diminuição de temperatura forçada pelo radiador.

O conforto auditivo oferecido por um sistema de refrigeração a líquido também é muito superior aos tradicionais coolers, uma vez que o ruído gerado pela bomba de líquido e pelo cooler anexo ao radiador é muitas vezes inferior ao emitido pelo conjunto de ventoinhas usadas na refrigeração a ar.

Desvantagens

Além do custo relativamente alto – kits para refrigeração a líquido dos mais simples custam centenas de dólares – a principal desvantagem dos sistemas de arrefecimento a fluido é o risco de vazamento. Como a maioria dos líquidos utilizados no resfriamento da máquina não é eletricamente neutra, qualquer vazamento pode ocasionar curtos-circuitos e até mesmo queimar placas e chips.
Para evitar uma tragédia como essa, recomenda-se muito cuidado durante a instalação do sistema, e manutenção rotineira de todas as peças do circuito de resfriamento. Em especial as junções entre tubulações - e entre os tubos e os dissipadores - devem ser verificadas com frequência, garantindo assim que o fluido não escape do trajeto definido.

A bomba e o radiador também exigem manutenção, que pode ser feita com mais frequência do que os elementos em contato direto com componentes do PC.

Bacana, mas para que serve?

Uma vez que a maioria dos computadores funciona perfeitamente bem com refrigeração a ar, qual o motivo para se utilizar um sistema que – no remoto caso de falha – pode queimar seu PC? A partir das vantagens citadas acima, é possível imaginar algumas necessidades de uso do resfriamento a líquido.
Computadores de alta performance são muito favorecidos por este tipo de resfriamento, que permite ao computador rodar em seu potencial máximo por longos períodos de tempo, garantindo assim um acréscimo significativo de desempenho na máquina. Esse é o terreno dos overclockers, pessoas que estudam maneiras de levar ao limite o equipamento disponível.

Existem casos extremos de overclocking em que o modificador utilizou como fluido refrigerante o nitrogênio líquido, substância que ferve a -196°C. Aqui deveria entrar um alerta “não tente fazer isso em casa”, mas como os produtos necessários não são conseguidos facilmente por usuários domésticos, talvez ele não seja necessário. Naturalmente que esse tipo de solução é caríssima, e praticamente só é montada na tentativa de bater recordes de processamento.

Outro grupo que aderiu ao resfriamento a líquido em seus computadores foi o pessoal do casemodding. Já que a ideia é personalizar o computador ao máximo, líquidos de refrigeração com cores bizarras, tubulação iluminada por LEDs e diversos outros apetrechos que desempenham uma função estética, além da missão de manterem a temperatura do computador estável, são utilizados nos gabinetes modificados.

Mas não é só o povo “da curtição” que se aproveita das vantagens oferecidas pelo resfriamento a líquido, utilizado por estúdios de gravação há muito tempo, graças ao silêncio proporcionado pelo sistema. Principalmente para gravações ao vivo, o ruído dos coolers pode vazar para a gravação, gerando uma queda de qualidade no áudio final, ou – no mínimo – causando gastos em tempo de tratamento do som.
Os grandes servidores e os computadores mainframe são outros usuários “sérios” da refrigeração líquida. Dimensionando os equipamentos de resfriamento para diversos computadores – ao invés de vários componentes – há uma economia de energia significativa para as empresas responsáveis por estes data centers.

Em casa

Para o usuário doméstico, a utilização da refrigeração a líquido pode ser valiosa, dependendo de sua necessidade. Nas grandes cidades – onde o ruído constante é quase um problema de saúde pública – a baixa emissão sonora do sistema pode ser um alívio aos maus tratos cotidianos. Também em residências com muitas pessoas o quase silêncio pode ser considerado uma grande vantagem, no melhor estilo “lei da boa vizinhança”.
Gamers e outros usuários que dependem de alta capacidade de processamento – principalmente quem trabalha com imagem, vídeo ou áudio, tarefas que reconhecidamente exigem muito poder no PC – também podem tirar vantagem do arrefecimento a líquido. Seja por overclocking ou apenas para manter o funcionamento do seu computador o mais estável e próximo do potencial máximo, um computador refrigerado dessa forma é mais eficiente que uma máquina que conta apenas com coolers.
Um terceiro público que pode extrair vantagens significativas da refrigeração a líquido são os moradores de áreas muito quentes. Como a refrigeração a ar depende muito da temperatura ambiente, em regiões tropicais e equatoriais – com temperaturas máximas diárias muitas vezes na casa dos 40°C – computadores tendem a exibir desempenho inferior. Como o fluido refrigerante não sofre tanta influência do ambiente, o uso deste tipo de resfriamento é mais indicado para residentes nessas regiões.

Gostei! Como faço?

Para quem decidiu incluir seu computador no mundo da refrigeração a líquido, existem algumas opções para começar a conversão.

A primeira possibilidade – mais simples – é a aquisição de um kit de resfriamento a líquido completo. Um conjunto básico normalmente é composto por uma bomba, um reservatório graduado, um radiador (com ou sem o cooler anexo), um dissipador de calor para a CPU, fluido refrigerante e a tubulação necessária para a circulação do líquido entre as diversas peças do sistema. O preço de um kit desses varia de 200 a 500 dólares, mas deve-se acrescentar o custo de outras peças necessárias, como tubulação extra, junções e dissipadores para outros componentes a serem refrigerados.

Para quem decidir mergulhar fundo na brincadeira, é possível ignorar os kits básicos e partir direto para o do seu sistema. Dessa forma o trabalho consiste em descobrir as necessidades do seu computador – temperatura ótima de funcionamento, limites superior e inferior de temperatura – e comprar peça por peça o sistema de arrefecimento.

É possível, inclusive, sobredimensionar levemente o equipamento de refrigeração, prevendo upgrades próximos em memória, processador ou placa de vídeo. Apesar de mais complicado de executar, a construção desde o início do sistema de resfriamento pode ocasionar um resultado muito mais apropriado à sua necessidade.
Algumas empresas já perceberam as vantagens da refrigeração a líquido e comercializam gabinetes preparados para receber o sistema. É o caso da Gygabite, que o anunciou em novembro de 2009, o 3D Mercury, que já vem com tudo que é necessário para seu computador receber o resfriamento a líquido, sobrando para você a tarefa de comprar e instalar os dissipadores para os componentes do seu sistema e algumas peças de tubulação para o caso de serem necessárias.
Entre as principais marcas de fabricantes e fornecedores, pode-se citar: Aquacomputer, Alphacool, Thermaltake, Swiftech, Asetek, Caseking e Mips. Infelizmente ainda não existe no Brasil nenhum fabricante ou distribuidor direto desses equipamentos, apesar de não ser impossível encontrar pelo menos parte das peças necessárias em lojas especializadas me acessórios para informática.

No fluxo

A refrigeração a líquido não é uma necessidade básica para o funcionamento dos computadores, porém é uma alternativa viável – apesar de um pouco cara – para quem precisa ou deseja uma utilização mais avançada do seu PC. E o grande risco de vazamentos – principal desvantagem do sistema – é praticamente nula, desde que a manutenção preventiva seja realizada correta e frequentemente.