PC Silencioso: Conceptos Básicos

25 de febrero de 2009, por kike_1974

En este artículo se presenta una introducción a los conceptos básicos relacionados con un PC silencioso (ruido, SilentPC, QuietPC, dBA, etc). Se definen todos estos conceptos, y se habla en general de lo que es un PC silencioso, así como un resumen de los aspectos más importantes a tener en cuenta a la hora de construir un ordenador, o silenciar uno que ya tenemos actualmente

Sonido, Silencio y Ruido

El sonido consiste simplemente en oscilaciones de la presión del aire (u otro medio), generalmente generadas por vibraciones mecánicas de una fuente, que pueden ser percibidas por nuestros oídos e interpretadas por nuestro cerebro.

El ruido es sonido no deseado, y generalmente tiene una connotación de "desagradable". El concepto es ambiguo, ya que tanto los conceptos de "no deseado" como "desagradable" son subjetivos. En el ámbito en el que estamos hablando, los ordenadores, se puede considerar que todo el sonido que emiten es no deseado, por lo que hablaremos indistintamente de sonido o ruido.

El silencio es la ausencia de sonido. Este término también es un poco ambiguo en español, ya que también se habla de que algo es silencioso "si no hace mucho ruido", es decir, no es necesaria la ausencia total de ruido para que algo sea silencioso. En inglés son más precisos los términos, ambos traducidos como silencioso, silent y quiet: silent es el "silencio absoluto", mientras que quiet sería el equivalente a "no hace mucho ruido". Hablando con estos términos en inglés... un PC podría ser "silent" o no, no hay término medio, un PC no se puede hacer más o menos "silent", simplemente lo es o no lo es. Sin embargo, un PC sí puede hacerse más "quiet", este término ofrece mayor flexibilidad. Y aún así, siempre está el problema subjetivo de definir cuándo un PC deja de ser "quiet" o no. En general, en el ámbito de PCs silenciosos se utilizan los conceptos de SilentPC y QuietPC, relacionados con estos dos términos.

Un SilentPC es un PC que no hace ningún ruido. Esto es prácticamente imposible, si pegamos la oreja al ordenador siempre percibiremos algún ruido, por ejemplo las bobinas de las fuentes de alimentación siempre hacen algún pequeño ruido por pequeño que sea. Por esta razón, se suele cambiar la definición y aplicar una distancia. Se suele considerar que un ordenador es un SilentPC si no lo podemos escuchar desde una distancia de 1 metro. Esto hace la definición un poco menos perfecta, ya que hay un cierto grado de variación en lo que se puede escuchar a una distancia de 1 metro, dependiendo de la sensibilidad auditiva de cada persona y del ruido de fondo entorno en el que se encuentre el ordenador.

Un QuietPC es un PC del que percibamos poco ruido. A diferencia de un SilentPC, que es un PC que es imposible escuchar, un QuietPC es un PC que, aunque podamos escucharlo, no hace mucho ruido. Este concepto es muy subjetivo, ya que lo que para unas personas es silencioso, a otras les puede parecer ruidoso.

Por tanto, las bases de estas definiciones no son muy sólidas... Aún así se utilizan habitualmente en el ámbito de los PCs silenciosos, y en términos coloquiales diremos que un SilentPC es un PC que apenas podemos oír a una cierta distancia (1 metro) en un entorno silencioso, y un QuietPC es un PC que a la mayoría de las personas no les parece muy ruidoso.

Características físicas y unidades del sonido

Ya hemos visto que los conceptos de ruido, silencio, QuietPC y SilentPC no son muy precisos y acotados, así que veamos si es posible cuantizarlos físicamente.

Como hemos dicho, el sonido son ondas de presión. La presión se puede medir físicamente, y la unidad de presión en el sistema internacional son los pascales (Pa), derivada de Newtons (unidad de fuerza) por metro cuadrado (unidad de superficie).

Utilizando esta medida se puede cuantizar el sonido en pascales, pero hay un problema, y es que no todas las ondas de presión son perceptibles por nuestro oído. Y no todos los oídos son iguales, algunas personas pueden oír sonidos de una cierta intensidad que otras no pueden. Como convenio se utiliza un estándar, y se considera el umbral en 20mPa (milipascales).

El sonido se mide en una unidad relativa a esos 20mPA, los dB o decibelios, que además utiliza una escala logarítmica. Un bel, son 10 decibelios. Las expresiones matemáticas de ambos conceptos son:

decibelio:

dB = 10 * log10 (P / 20mPA)

bel:

B = log10 (P / 20mPA)

donde P es la medida de la presión que se está midiendo.

Pero además, hay que considerar algunas cosas más. Dependiendo de la frecuencia del sonido también hay sonidos que no se pueden escuchar (muy altas o muy bajas frecuencias), y conviene filtrarlos también en las unidades de medida. Dependiendo de las curvas isofónicas que se utilicen para el filtrado de las frecuencias, se definen los dBA, dBB o dBC. La medida más difundida de estas tres son los dBA, también denominados decibelios auditivos.

Y por si ya fuera poco, hay que considerar diferentes posibles medidas que se pueden hacer del sonido. Si consideramos el sonido total que genera una determinada fuente, en general hablaremos de potencia de sonido (que se mide en dBW), pero en la práctica es muy difícil de medir. El sonido que genera esa fuente estará repartido en el espacio, y normalmente los aparatos de medida que se pueden utilizar (sonómetros) pueden medir en un único punto. Esta medida en un único punto es la que se conoce como SPL (sound pressure level), y es la medida que vemos normalmente en las hojas de características de los fabricantes como dBA (en realidad son dBA SPL).

En resumen, el sonido se puede cuantizar y medir en dBA SPL. Pero para medir el ruido de algo (por ejemplo un ordenador) nos encontramos con estas ambiguedades:

• No es lo mismo tomar la medida a un centímetro del ordenador, que tomar la medida a 10 metros. Cualquier medida SPL debería especificar la distancia a la que ha sido medida. Aún así, a una misma distancia del ordenador se pueden obtener distintos valores dependiendo de la posición en la que se tome la medida. Se suele considerar como estándar tomar la medida a 1m.
• Para tener una medida correcta del ruido de un ordenador, deberíamos aislar totalmente el ruido del resto del ambiente, y esto es algo muy difícil. Bajar de 10dBA es prácticamente imposible incluso en cámaras anecoicas destinadas a tal finalidad. Por tanto siempre habrá un ruido añadido en las medidas, y este ruido variará según dónde se hayan hecho las pruebas.
• La medida en SPL en un punto no contiene información del tipo de frecuencias que contiene la señal que se ha medido. Puede ser una señal muy grave o una señal muy aguda, y teniendo ambas la misma medida SPL, puede resultar una muy molesta y la otra en cambio no.

Es decir, la medida SPL podemos pensar que es como una foto de un objeto desde un determinado punto, nos sirve para hacernos una idea de cómo es, pero no nos aporta toda la información de ese objeto. Además los fabricantes ayudan poco a mejorar la situación, utilizando políticas de marketting que tienden a aprovecharse de estas ambigüedades, desconcertando totalmente a muchos usuarios que desconocen estas limitaciones de las medidas dBA SPL. Muchos fabricantes ofrecen medidas en dBA del todo irreales (se ven ventiladores de 7dBA o cosas similares, que son imposibles), que a saber cómo las han obtenido (¿quizá restando el ruido ambiente de su entorno de pruebas?...).

Por tanto, llegamos nuevamente a la conclusión, incluso después de haber intentado cuantizar las cosas científicamente, que las medidas que podemos encontrar el ruido de un ordenador son ambiguas, depende de muchos factores de la medición. Son útiles para comparar medidas en un mismo entorno y en las mismas condiciones, pero poco más. No podemos leer una medida de un fabricante de su página web, medir nosotros nuestro equipo y compararlas.

Es decir, todos los conceptos que hemos comentado: ruido, silencio, SilentPC, QuietPC, medidas en dBA, etc. son conceptos ambiguos, y tenemos que tener cuidado al utilizarlos. Siempre hay una componentes subjetiva en las definiciones. Y las medidas son siempre relativas, habrá que considerar en qué condiciones se han realizado las medidas.

Ruido en un ordenador

Lo primero que hay que plantearse es por qué queremos un ordenador sin ruido. En el día a día utilizamos el ordenador sin darnos cuenta conscientemente de ese ruido continuo que produce. Pero creo que todos hemos sentido esa sensación de relajación y descanso que se siente al apagar un ordenador y dejar de escuchar el ruido que produce. Es mucho más gratificante trabajar (o jugar) con un PC silencioso que con un PC que produzca un ruido apreciable. Además, en determinadas circunstancias, como en el caso ordenadores dedicados a reproducción multimedia, producción multimedia, etc., es fundamental que no escuchemos el ruido de fondo del ordenador mezclándose con el sonido que estamos reproduciendo.

Centrándonos ya en el ordenador, las fuentes principales de ruido son sus componentes con partes mecánicas (discos duros, ventiladores, unidades ópticas, etc.), y también ciertos componentes electrónicos sin partes móviles mecánicas (como podéis ver detallado en este artículo).

Por esta razón, si queremos construir un PC silencioso, o tratar de silenciar uno que ya tenemos, deberemos centrarnos en esos elementos y buscar soluciones. Las soluciones generales más comunes que podemos utilizar son:

Reducir el consumo de los componentes:

Esto reduce la necesidad de ventiladores, o facilita que podamos tener ventiladores funcionando a menor velocidad y por tanto más silenciosos. Esta reducción de consumo la podemos buscar a la hora de elegir componentes para nuestro PC, fijándonos por ejemplo en los consumos de las diferentes tarjetas gráficas, buscando en diferentes reviews el consumo de microprocesadores, eligiendo fuentes de alimentación con mayor eficiencia (consumen menos), etc. También podemos reducir el consumo mediante técnicas que permitan bajar los voltajes o frecuencias de funcionamiento de los componentes electrónicos (por ejemplo, como se puede ver en esta guía de configuración de voltajes y frecuencias del microprocesador).

Elegir una caja bien diseñada:

Ayuda muchísimo a conseguir un PC silencioso la elección de una caja con un diseño adecuado, que tenga suficientes aperturas para ventilación (y del tamaño adecuado para ventiladores silenciosos), diseño de los espacios para los diferentes componentes bien optimizado, paneles que no vibren con facilidad, etc.

Una buena caja debería ser siempre el punto de partida de cualquier ordenador que queramos montar con el objetivo de ser silencioso, ya que puede condicionar en gran medida el éxito final.

Elegir componentes con elementos de refrigeración adecuados:

Eligiendo disipadores de cobre o aluminio con mayores superficies de disipación, que tengan ayuda de heatpipes u otras tecnologías, se puede consiguir mayor eficiencia en la transmisión de calor del componente, y esto puede permitir que sea necesario un menor flujo de aire para la correcta refrigeración. Esto supone obviamente menor ruido del ventilador correspondiente al reducir velocidad.

Este tipo de elementos se pueden utilizar en los componentes más críticos en consumo y generación de calor del ordenador: microprocesador, chip gráfico de la tarjeta gráfica, chipset de la placa base, reguladores de voltaje, memorias, etc.

Elegir ventiladores adecuados y regular su velocidad:

Los ventiladores son necesarios para crear un flujo de aire que permita refrigerar los diferentes elementos en la caja, ya que normalmente mediante únicamente convección natural no es suficiente o no es recomendable. Estos ventiladores generan ruido de múltiples formas: ruido del motor, rozamientos de las partes mecánicas, y el propio ruido del rozamiento del aire (que puede ser mayor o menor según las turbulencias que genere el ventilador).

Las primeras dos formas de ruido se pueden evitar únicamente eligiendo un ventilador adecuado, es decir, un ventilador silencioso de calidad. La última, el rozamiento del aire, tiene difícil solución, pero lo que sí que se puede hacer es reducir este ruido bajando la velocidad del ventilador (reduciendo por tanto el flujo de aire), mediante diferentes técnicas (control de voltaje, PWM, tanto por hardware como por software con programas como por ejemplo speedfan).

Por tanto, buscamos elegir ventiladores silenciosos, y regularlos a la mínima velocidad necesaria para mantener el ordenador bien refrigerado. Lo comentado en los apartados anteriores sobre componentes de bajo consumo, caja del PC bien refrigerada y elementos de disipación adecuados, ayudan enormemente a que esto sea posible.

En el artículo Ventiladores: Conceptos Básicos se pueden encontrar más detalles sobre el funcionamiento de ventiladores de ordenador.

Reducir el ruido de los discos duros:

Los discos duros son un elemento que, por su naturaleza mecánica, producen ruido en el ordenador. Hay discos más ruidosos y más silenciosos, por lo que la primera intención deberá ser siempre buscar un disco silencioso. Además, se pueden insonorizar mediante soluciones comerciales, o bien mediante otro tipo de soluciones como ésta utilizando cajas de aluminio y coolpacks para insonorizar.

Incluso podemos reducir el ruido en lecturas y escrituras del disco utilizando la característica AAM (Automatic Acoustic Management) que proporcionan algunos discos duros.

También está la opción de elegir un SSD (disco de estado sólido) que no tiene partes mecánicas, pero a día de hoy son caros y no tienen las capacidades de almacenamiento que proporcionan los discos duros. Pero estoy seguro de que en un futuro será una opción muy buena para los aficionados al SilentPC.

PC silencioso en La Web del SilentPC

Esta pequeña introducción a los conceptos sobre los PCs silenciosos nos servirá como ayuda para comprender mejor las ideas que se desarrollarán en próximos artículos.

Queda hablar aún de muchos componentes particulares del ordenador, como fuentes de alimentación (que querremos que sean lo más eficientes posible y que tengan ventilador termoregulado), placas base y sus chipsets, gráficas, etc. Todos estos elementos los iremos cubriendo en artículos que irán añadiéndose a esta web.

En esos artículos se irán añadiendo recomendaciones sobre los diferentes componentes de un ordenador (Cajas de ordenador, disipadores de CPU y GPU, ventiladores, fuentes de alimentación, etc.) para llegar a obtener un PC silencioso. Los podréis encontrar cuando estén terminados en las diferentes secciones dedicadas a artículos de esta web.

En los próximos artículos mostraré como ejemplo de PCs silenciosos mis tres PCs actuales, dedicados a finalidades diferentes:

• Ejemplo de PC silencioso 1: Servidor de descargas, con opción de rendimiento y juegos moderados
• Ejemplo de PC silencioso 2: HTPC dedicado a reproducción multimedia
• Ejemplo de PC silencioso 3: Ordenador para rendimiento y juegos