Se você estiver usando um computador de mesa ou um notebook, é bem provável que, ao parar o que está fazendo e escutar com atenção, ouça o zumbido de uma pequena ventoinha. Em computadores com placas de vídeo de alto desempenho e grande capacidade de processamento, pode-se até ouvir mais de uma. Em geral, as ventoinhas fazem um bom trabalho ao manter os componentes eletrônicos resfriados. No entanto, para quem utiliza hardware de ponta ou deseja aumentar a velocidade do computador, uma ventoinha pode não ser suficiente. Quando o equipamento gera calor em excesso, o resfriamento líquido (também chamado de refrigeração a água) pode ser uma solução mais eficiente. Pode parecer contraditório colocar líquidos próximos a componentes eletrônicos delicados, mas a água é muito mais eficiente na dissipação de calor do que o ar.
O sistema de resfriamento líquido em um PC funciona de maneira bastante semelhante ao sistema de resfriamento de um carro. Ambos se baseiam em um princípio fundamental da termodinâmica: o calor se move de objetos mais quentes para objetos mais frios. À medida que o objeto frio esquenta, o objeto quente esfria. É possível sentir esse princípio colocando a mão sobre uma superfície fria por alguns segundos; ao retirá-la, sua palma estará mais fria e o local onde ela estava, mais quente. O resfriamento com líquido é um processo bastante comum. Nos carros, o sistema circula água, geralmente misturada com anticongelante, através do motor. As superfícies quentes do motor aquecem a água e esfriam no processo. A água segue para o radiador, um sistema com ventoinhas e tubos com grande área de superfície externa. O calor se transfere da água quente para o radiador, resfriando a água. Em seguida, o ar que passa pelo radiador é aquecido, o que ajuda a dissipar o calor para o ambiente. Sem essa transferência para o ar, o calor simplesmente circularia dentro do sistema sem ser eliminado.
Motores de carros geram calor como subproduto da queima de combustível. Já os componentes de um computador geram calor pelo movimento de elétrons. Os microchips contêm milhões de transistores elétricos que funcionam como interruptores, ligados ou desligados. À medida que os transistores alternam seu estado, a eletricidade circula no chip. Quanto mais transistores e quanto mais rápidos forem, mais calor será gerado. Assim como um motor superaquecido, um chip pode falhar se esquentar demais.
A maioria dos computadores utiliza dissipadores de calor e ventoinhas para eliminar o calor. Os dissipadores são pedaços de metal com grande área de contato com o ar. O microchip aquece o dissipador, o dissipador aquece o ar, e a ventoinha expele o ar quente para fora do gabinete. Esse sistema funciona na maior parte do tempo, mas alguns componentes eletrônicos produzem mais calor do que o ar consegue absorver. Chips de alto desempenho com muitos transistores ou que foram overclockados, ou seja, ajustados para funcionar em velocidades maiores do que as especificadas, podem sobrecarregar o sistema de resfriamento por ar.
Aí entra o resfriamento com água. A água tem uma condutividade térmica maior do que o ar, o que significa que ela move o calor mais rapidamente. Ela também possui uma capacidade térmica específica maior, podendo absorver mais calor antes de esquentar. Um computador pode precisar dessa eficiência maior por dois motivos: seus componentes produzem mais calor do que o ar pode absorver, ou as ventoinhas necessárias para resfriamento produzem muito barulho ou consomem energia em excesso. Em resumo, a refrigeração líquida se torna necessária quando o ar não é suficiente para o resfriamento ou quando se busca um sistema mais silencioso.
Muitos usuários melhoram seus sistemas de refrigeração para poder overclockar CPUs ou GPUs intencionalmente, mas vale o alerta: operar os componentes além das especificações de fábrica pode invalidar garantias e comprometer a vida útil do hardware, mesmo com refrigeração extra. Os componentes de um sistema de resfriamento líquido incluem uma bomba que movimenta o líquido pelo sistema, um radiador que transfere o calor para o ar, uma ventoinha que auxilia essa troca, um reservatório de fluido e mangueiras que conectam tudo. Como os componentes eletrônicos não toleram contato direto com líquidos, utilizam-se blocos de resfriamento, que são peças de metal condutor de calor com canais internos por onde circula o líquido. A base do bloco, geralmente de cobre ou alumínio, entra em contato com o chip, e uma pasta térmica entre eles melhora a transferência de calor.
Blocos para CPUs são geralmente universais, mas os de GPU costumam ser específicos. Há também blocos para chipsets mais quentes, como o northbridge, que liga o processador à memória. Parafusos e arruelas fixam o bloco à placa-mãe ou à placa de vídeo. A bomba do sistema, frequentemente centrífuga como a dos carros, pode ser submersa ou seca. A submersa é colocada no reservatório, e deve-se verificar se ela não esquenta o líquido ao seu redor. A bomba é essencial: sua vazão determina a velocidade com que o líquido circula. Se for rápida demais, o líquido não absorve calor suficiente; se lenta, o calor se acumula. O sistema também precisa vencer a diferença de altura entre os componentes, especialmente em gabinetes grandes.
O radiador pode ser específico para PCs ou adaptado de um carro. O radiador de carro, chamado núcleo do aquecedor, dissipa bastante calor, mas não é tão esteticamente agradável quanto os modelos desenhados para computadores. A maioria dos sistemas usa ventoinhas para ajudar na dissipação do calor no radiador. Alguns sistemas dispensam reservatórios, usando apenas uma linha para enchimento e purga de ar, geralmente com acesso no topo do gabinete. As mangueiras devem ser flexíveis para se adaptar ao layout interno, mas não podem se dobrar facilmente, pois isso impede a circulação do líquido.
Em um sistema básico, uma mangueira liga a bomba à entrada do bloco de resfriamento. Outra sai do bloco até o radiador, depois até o reservatório, que geralmente ocupa um compartimento de drive óptico. Uma última mangueira conecta o reservatório de volta à bomba. Se houver mais de um bloco, conectam-se os blocos em série, formando uma corrente.
O líquido utilizado costuma ser água destilada, pois a água de torneira tem impurezas que podem entupir canais. Aditivos podem dar cor, melhorar a condutividade térmica, reduzir a tensão superficial, impedir corrosão e proliferação de microrganismos. Se for instalar um sistema desses, é recomendável fazer um teste com o computador desligado para verificar vazamentos. Depois disso, é possível ligar o computador e monitorar as temperaturas pelos menus do BIOS ou por programas específicos. Outros dissipadores menores podem ser aplicados em componentes como memórias RAM.
Para quem se interessa por resfriamento líquido, mas não quer pesquisar os componentes separadamente, há kits prontos e unidades autônomas, que se conectam diretamente ao gabinete ou à fonte de alimentação. Também existem computadores com refrigeração líquida instalada de fábrica.
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