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Ventiladores: conceptos básicos

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Ruido generado por ventiladores


Después de conocer las características básicas de los ventiladores, podemos ir finalmente a lo que nos interesa, el ruido producido por los ventiladores. El ruido en un ventilador está generado generalmente por los siguientes factores (ordenados por orden de importancia):

  • Turbulencia: El mayor ruido que produce un ventilador es debido al ruido de las turbulencias y rozamiento del aire que mueve. Este ruido es inevitable. Hay dos factores que influyen fundamentalmente en este tipo de ruido: el diseño del rotor del ventilador, que puede ayudar a generar menos turbulencias, y la cantidad/velocidad de aire que mueve el ventilador.

    Es decir, para evitar este tipo de ruido deberemos buscar ventiladores con un diseño eficiente del rotor, y además tratar de hacerlos funcionar a la menor velocidad necesaria... para eso precisamente hemos hablado de todos las formas de regular la velocidad de un ventilador.

    También hay que considerar el tamaño del ventilador. Como hemos comentado en el apartado referente a los marcos de ventiladores y su tamaño, a una misma velocidad de giro cuanto mayor es el ventilador más aire mueve éste. Al tener mayor tamaño, esa misma cantidad de aire estará más repartida en el espacio, y por tanto producirá menor ruido de turbulencias. Es decir, conviene buscar los ventiladores lo más grandes posibles desde este punto de vista. Aunque como también hemos comentado, hay un límite, porque en ventiladores demasiado grandes empiezan a influir otros factores como el ruido del motor, y por tanto hay que buscar un equilibrio. Actualmente este equilibrio se encuentra en los ventiladores de 120mm, ya que es muy difícil encontrar ventiladores silenciosos de 140mm y mayores.

  • Vibración: Otra forma de generar ruido de un ventilador es por su vibración, normalmente generada por un desequilibrio en el rotor. Un ventilador al vibrar produce ruido en sí, pero si además está sujeto a otro elemento, por ejemplo la caja del ordenador, entonces puede transmitir estas vibraciones y éstas amplificarse.

    Hay ventiladores que vibran más y otros que vibran menos, pero este tipo de ruido se puede eliminar prácticamente por completo si se utilizan tornillos de goma u otra solución para "desacoplarlos" de la caja o elemento al que estén sujetos. De esta forma, la goma absorbe sus vibraciones y al mismo tiempo no se transmiten.

  • Rodamiento motor y rozamiento: El propio motor del ventilador puede producir ruido, bien porque la circuitería produce ruido, o bien por el rozamiento de los propios rodamientos del ventilador.

    Aquí la solución es obviamente tratar de elegir ventiladores que tengan el mínimo ruido de motor. Elegir ventiladores con rodamiento de casquillo, por ejemplo, suele asegurar menor ruido de esta parte del ventilador

Un factor que puede afectar al ruido de un ventilador es la presión a la que se encuentra sometido. Un ventilador funcionando en vacío es más silencioso que un ventilador que tiene que "hacer fuerza" para mover una misma cantidad de aire. Por tanto ventiladores que se encuentren en cajas de ordenador muy restrictivas al flujo de aire (con pocas aperturas, o con cables desorganizados y elementos que entorpezcan el flujo, o situados frente a un filtro o disipador) serán más ruidosos y es un factor a tener en cuenta.

Hay ventiladores que se comportan mucho peor que otros en situaciones de mayor presión. Por ejemplo, los ventiladores Noctua NF-S12 son ventiladores con un problema serio ante este tipo de condiciones

Otro factor que influye son los objetos que se encuentran cerca de un ventilador. Un ventilador que tenga una rejilla o un disipador justo delante, producirá un mayor ruido de turbulencia de ruido. Por muy bien que esté diseñado el ventilador para crear las mínimas turbulencias posibles, si ponemos un objeto delante cambiamos totalmente las condiciones de funcionamiento.

Por último, hay un ruido que es característico de los ventiladores controlados por PWM, sobre todo de los que utlizan frecuencias bajas. En este modo de control, para variar la velocidad se aplican al motor pulsos de corriente; estos pulsos hacen que el electroimán aplique fuertes impulsos al rotor, que a su vez provocan tensiones en el material del mismo y pueden originar chasquidos y vibraciones. Por ello, los ventiladores específicos para PWM suelen estar reforzados para evitar estos problemas, o llevar una circuitería adicional que amortigue los impulsos.

dB en ventiladores

Ya hemos visto qué produce ruido en un ventilador. Normalmente el ruido total del ventilador, al igual que en general el ruido de los diferentes elementos, se mide en dBA. Como vimos en este otro artículo sobre PCs silenciosos en general, hay que tener mucho cuidado con cómo se interpretan las medidas SPL en dBA.

Por tanto, no recomiendo el mirar las medidas de los fabricantes para comparar ventiladores, ya que cada uno utiliza una referencia distinta (distancia de la medida, ruido de fondo para las medidas, etc.). Las mejores medidas para comparar ventiladores son las que podemos encontrar en las reviews de las diferentes páginas web, ya que utilizan una misma referencia para todos. Mi favorita para estas comparaciones es SilentPCReview. Quizá en un futuro podáis encontrar en "La Web del SilentPC" comparaciones realizadas por mí... :)

Un ventilador vs. varios ventiladores

Si queremos un PC silencioso, ya tenemos claro que necesitamos ventiladores suficientemente grandes (para minimizar el ruido de turbulencia) y que estén regulados a la menor velocidad posible. Además tienen que ser ventiladores de calidad con escaso ruido de motor, y aser posible desacoplados de la caja o elemento al que van sujetos con gomas que absorban las vibraciones y eviten su transmisión.

La siguiente pregunta es: ¿Cuántos ventiladores necesitamos?, y asociada a esta pregunta también nos cuestionaremos si es mejor tener muchos ventiladores a baja velocidad, o pocos ventiladores a una velocidad mayor.

En general, la respuesta es que es mejor tener más ventiladores a baja velocidad que menos ventiladores a alta velocidad. En realidad, se puede probar matemáticamente que la suma de dos ruidos exactamente iguales y completamente sincronizados en frecuencia incrementa el ruido en 3dBA: si suponemos dos ruidos de magnitudes R1 y R2, tales que R1 = 2* R2 (o sea uno es el doble que el otro) y sus correspondientes valores pasados a db, db(R1) y db(R2), se tiene que:

db(R1) - db(R2) = 10 * log2 ~ 3dB

En la práctica, los ruidos de dos ventiladores no son iguales, habrá frecuencias que se compensen unas con otras, por lo que el ruido adicional que se percibe al añadir un ventilador suele ser inferior a esos 3dBA. Es más, cada ventilador que añadamos, en general añade menos ruido que el anterior.

En cambio, duplicar el flujo de aire que mueve un ventilador supone normalmente un incremento importante en su velocidad y ruido producido, en general en más del doble (es decir, más de 3dBA).

Por tanto, teniendo en cuenta lo anterior, es peor poner un único ventilador moviendo una cierta cantidad de aire, que poner dos moviendo cada uno de ellos la mitad. El ruido de los dos ventiladores combinados será bastante inferior al ruido del otro él solo, moviendo en ambas situaciones la misma cantidad de aire. Para comprobar esto, utilicemos un ejemplo real:

Consideremos un ventilador, por ejemplo un Scythe Slip Stream 1200. Si nos fijamos en los datos obtenidos por SilentPCReview de este ventilador, podemos fijarnos que para mover 24CFM se tiene un ruido de 18dBA, y para mover 46CFM (que ni siquiera llega al doble), el ruido es de 28dBA, un incremento de nada menos que 10dBA. Sabemos que dos de estos ventiladores moviendo 24CFM mueven el doble de aire (en realidad incluso un poco más), y el incremento de ruido será inferior a 3dBA.

Por supuesto, hay que buscar un equilibrio entre el número de ventiladores a utilizar y la velocidad de estos, ya que al añadir ventiladores se está incrementando el ruido.

También hay que mencionar que, además de estas consideraciones matemáticas utilizando los dBA, hay que decir que lo que percibimos nosotros no es exactamente lo que dicen los dBA. Como ya se ha comentado anteriormente, los dBA no contienen información de la frecuencia de la señal, y nuestro oído y cerebro pueden interpretar de diferente manera sonidos que tengan las misma medida en dBA y parecer uno más ruidoso que otro, al ser de una frecuencia más perceptible al oído humano. Lo importante es que la práctica corrobora lo que hemos comentado en el análisis anterior, y dos ventiladores hacen menos ruido que uno sólo, suponiendo que en ambas situaciones se mueva la misma cantidad de aire

Ventiladores recomendados:

En este artículo se han visto los conceptos básicos de funcionamiento de ventiladores, y qué es lo que afecta al ruido que hacen. Esto es sólo el principio, en un próximo artículo "Ventiladores Recomendados", se mostrará una selección de los ventiladores más silenciosos del mercado, con características, enlaces a reviews y análisis, opiniones, etc. Estará pronto disponible, aún queda mucho trabajo por hacer en esta web.



 
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