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Artículo: ¿Que son los Capacitores Sólidos?

 

 

Introducción.

 

Actualmente el hardware no esta siendo concebido como hace años atrás, los fabricantes de placas madres, tarjetas de video y otros componentes saben que ya no basta con solo fabricar un producto que cumpla con sus funciones nominales para las que está fabricado o las que se especifican en el manual, el producto debe ser capaz de cumplir exigencias de uso y abuso mas allá de lo tolerado. Esto por varios factores que a su vez están ligados entre si, el más trivial pero que más arrastre tiene es lo que podríamos denominar  “La corriente entusiasta” y esto no es otra cosa que ofrecer productos de alta calidad para que usuarios altamente capacitados puedan experimentar con voltajes, modificaciones de hardware, bios, overclock etc, para así obtener rendimientos sobresalientes sin dañar o maltratar el hardware, sin duda, un producto que destaque por sus opciones de Tweaking será un producto altamente cotizado.

 

Otro de los factores por los que los fabricantes se esfuerzan por ofrecer un producto de solidas características, es la propia y natural competencia entre ellos, pues ya no solo basta ser una marca conocida y de renombre, también hay que ir innovando en un mercado que cada día es mas dinámico en cuanto a desarrollos tecnológicos. Es por esto que los fabricantes deben ir poco a poco mejorando la manufactura y los materiales  o materia primas usados en la fabricación de sus piezas de hardware, esto trae consigo la posibilidad de ofrecer productos de alta calidad que ayudan desde luego al propósito mencionado en el primer párrafo

 

 

 

 

En este sentido actualmente los fabricantes de placas madres están ofreciendo algunas cosas destacables en sus productos, uno de estos detalles son los Capacitores Sólidos. Estos dispositivos, sin embargo, llevan fabricándose por bastante tiempo por los manufacturadores de dispositivos e insumos para la industria de la electrónica, y que los fabricantes de placas madres los hayan comenzado a utilizar hace poco en sus productos es otro asunto.

 

Uno de los primeros fabricantes en usar este tipo de Capacitores ha sido GIGABYTE, quien lleva ya  algún tiempo incorporándolos en sus modelos de placas, de hecho este manufacturador los usa en su línea de placas “Ultra durable”, que comprometen placas de Chipset Intel 945 y 965. Pero GIGABYTE no es el único, también se han incorporado otros fabricantes como ABIT y ASUS que también tienen sus modelos que incorporan Capacitores sólidos. A pesar de esto, seguro que muy pocos han prestado atención a este asunto o muy pocos son los que han comprendido en profundidad de que se tratan  los “Capacitores sólidos”, pues bien, después de leer este artículo/guía estoy seguro que ya te quedará bastante más claro.

Conceptos preliminares.

 

 

Antes de continuar con lo demás, debo aclarar que el nombre correcto de los llamados “Capacitores”, es en realidad Condensador o condensadores, errónea o certeramente se les denomina “Capacitors” en Ingles, por lo tanto, cuando escuches hablar de Capacitores/capacitors, es lo mismo que hablar de Condensadores. Hecha esta aclaración haré una pertinente definición de conceptos para entender los párrafos posteriores.

 

 

Impedancia: La impedancia eléctrica es un término que en simples palabras define la resistencia u oposición de un circuito o componente electrónico al paso de corriente, esto se mide en ohmios. La definición técnica de impedancia es mas compleja y se calcula mediante una formula o ecuación diferencial, pero no detallaremos para dejar esta definición liviana de entender.

 

Ohmios: Unidad de resistencia eléctrica del Sistema Internacional, equivalente a la resistencia eléctrica que da paso a una corriente de un amperio cuando entre sus extremos existe una diferencia de potencial de un voltio, su símbolo electrónico es: (Ω). Y su nombre es en honor al científico Alemán Georg Simon Ohm.

 

Capacidad o Capacitancia: Se dice que la capacitancia es la capacidad de un condensador de almacenar cierta carga eléctrica, es decir, la capacidad eléctrica, que en términos mas científicos se menciona como la constante entre la carga eléctrica que recibe un conductor y el potencial que este adquiere, esta capacitancia se mide en faradios. Mientras mas estable sea la capacitancia de un condensador, es mejor.

 

Polímero: Sustancia orgánica que consiste en grandes moléculas formadas por muchas unidades pequeñas que se repiten, llamadas monómeros. El número de unidades que se repiten en una molécula grande se llama grado de polimerización. Los materiales con un grado elevado de polimerización se denominan altos polímeros.

Electrolito: Un electrolito, es una sustancia que al disolverse en agua, da lugar a la formación de iones. Los electrolitos pueden ser débiles o fuertes, según estén parcial o totalmente ionizados o disociados en medio acuoso. Un electrolito fuerte es toda sustancia que al disolverse en agua, provoca exclusivamente la formación de iones con una reacción de disolución prácticamente irreversible. Un electrolito débil es una sustancia que al disolverse en agua, produce iones parciales, con reacciones de tipo reversible. Los electrolitos generalmente existen como ácidos, bases o sales. Un electrolito se describe como concentrado, si tiene una alta concentración de iones; o diluido, si tiene una baja concentración. (wikipedia)

Capacitor o Condensador: En palabras simples y no tan técnicas un condensador o capacitor es un dispositivo electrónico que almacena cierta carga eléctrica, esta formado por dos placas metálicas conductoras de electricidad con polaridad negativa y positiva, separadas entre si por un material dieléctrico (no conductor) que puede estar compuesto por materiales como: aire, mica, papel, aceite, cerámica, vidrio entre otros. Hay un una gran variedad, tipo, tamaño y modelos de Capacitores/condensadores, dependiendo del material dieléctrico que usen como por ejemplo: condensadores de aire, cerámica, vidrio, papel, etc. También su clasificación depende de la disposición de sus conectores o patillas, dentro de esto ultimo podemos clasificarlos como Condensadores Axiales o Radial, como se muestra en las siguientes imágenes.

 

 

 

Capacitor Axial

Capacitor Radial

 

Pero como ya te vas dando cuenta son los condensadores electrolíticos del tipo radial son los que utilizan las placas madres, y es lo que comenzaremos a revisar en la siguiente página.

Capacitores Sólidos y Electrolíticos:

 

 

Actualmente este tipo de elementos los podemos encontrar en un sin fin de placas electrónicas o PCB (Printed Circuit Board/Placa de Circuito Impreso), utilizadas en aparatos como: Televisores, Radios, Reproductores DVD/VHS, Monitores, Fuentes de poder, tarjetas de video y desde luego las Placas madres (entre otros dispositivos), pero el más usado en las placas madres es el capacitor Electrolítico y hace algún tiempo y en menor medida se ha comenzado a utilizar el Capacitor sólido. Pero veamos que son cada uno de ellos, sus diferencias y como están conformados.

 

Capacitor Electrolítico: Es más común, debe su nombre al material dieléctrico que contienen, el cual consiste en un acido llamado electrolito y que se aplica en estado líquido, si alguna vez has visto un condensador reventado o filtrado, el liquido que sale desde su interior es justamente el ácido electrolito. Están cubiertos por un delgado revestimiento con dos patillas de distinta polaridad.

 

Capacitor Sólido: Este tipo de condensador es justamente el que se ha comenzado a utilizar en las placas madres, a diferencia del condensador de electrolito, el condensador sólido utiliza una combinación de Polímero orgánico sólido (Solid Organic Polymer), están recubiertos por una carcasa de aluminio laminado y sellados herméticamente, también son del tipo radial con 2 conectores polarizados.

 

 

Esta imagen podemos ver la composición de un capacitor sólido, la diferencia con el capacitor electrolítico a nivel estructural es el material dieléctrico usado y el revestimiento, que a la larga son los que hacen la diferencia entre ambos.

 

 

Capacitor Electrolítico vs capacitor sólido.

Composición.

 

 

En la imagen izquierda podemos ver la composición interna del condensador sólido, la sustancia verde representa el Polímero orgánico sólido, en la imagen de la derecha en tanto tenemos el condensador electrolítico, como pueden ver ambos tienen dos conectores de polaridad positiva y negativa, también están acompañados por una capa de aluminio y oxigeno (Al2O3) con 2 Átomos de aluminio y 3 átomos de Oxigeno, si es que las escasas lecciones de química que tuve tiempo atrás no me fallan. Estructuralmente son muy parecidos pero la diferencia la hace el compuesto interno que tienen polímero vs electrolito. Y desde luego el revestimiento de aluminio para el capacitor sólido.

 

 

Ventajas del Capacitor Sólido sobre el electrolítico.

 

 

Ya hemos visto las diferencias estructurales y de composición, pero que ventajas otorga el Capacitor sólido sobre el electrolítico para que los fabricantes de placas madres los utilicen como algo destacable, incluso más que el propio chipset de la placa. Bueno aquí mencionaremos algunas y mas adelante verán unos gráficos comparativos para avalar estos argumentos.

 

  • Resistencia a la impedancia:
  • Resistencia a las variaciones de energía
  • Mucho más durables
  • Resistencia a las Altas temperaturas
  • No se revientan como los condesadores electrolíticos
  • Debido a su composición orgánica son más amigables para el medio ambiente
  • Son más seguros

 

Estas características son las que lleva a Fabricantes como GIGABYTE a prometer ciertas características en sus productos, como Placas más estables, durables, fiables, con mejor rendimiento en el overclock.

Cómo distinguirlos en nuestra Placa Madre

 

 

Ya hemos visto en las paginas anteriores las diferencias internas y características de los condensarores sólidos y electrolíticos, ahora veamos como distinguirlos en las placas madres, tarea fácil debo adelantar, así que ahora cuando veas estos dispositivos electrónicos en tu placa madre, ya no los mirarás nunca mas con indiferencia o con cara de signo de interrogación al no saber que son, como están compuestos o cual es su función.

 

 

 

 

En la imagen de la izquierda podemos apreciar los Capacitores sólidos en una placa factoría de GIGABYTE distribuidos alrededor del socket del procesador, northbridge, Slot de memorias y los puertos PCI Express, aunque en realidad están distribuidos en distintos lugares de la placa. En la imagen de la derecha en tanto se muestra la zona entre el socket del procesador y el panel de conexión posterior de una placa madre, que está poblado por varios Capacitores del tipo electrolítico.

 

En estas imágenes podemos ver ambos tipos de capacitores:

 

Capacitor Sólido (Solid Capacitor)

Capacitor Electrolítico (Electrolytic Capacitor)

 

 

Si tienes una placa madre vieja o relativamente nueva, al inspeccionarla visualmente te darás cuenta enseguida que los Capacitores que utiliza son del tipo electrolítico, y si alguna vez tuviste la mala fortuna de quemar una placa madre o fuente de poder por una sobrecarga de energía te darás cuenta que uno de los componente que se estropean o se revientan y filtran son este tipo de Capacitores electrolíticos, los cuales no están diseñados para altas de temperaturas producidas por sobrecargas electrónicas, incluso si los revisas mas de cerca te darás cuenta que son bastante delicados físicamente, pues basta pasar un cuchillo bien afilado para rasgarlos. El por que los Capacitores electrolíticos son bastantes utilizados es básicamente su costo menor, respecto a los Capacitores sólidos.

Vida Útil, Impedancia, Capacitancia, Tº y Frecuencia

 

Vida útil

Capacitores Sólidos vs Capacitores Electrolíticos

 

Los Capacitores sólidos al estar cubiertos por una coraza de aluminio que mejoran su calidad y resistencia térmica, pero esto no es todo ya que como efecto consiguiente también incrementan su vida útil, dependiendo del nivel de temperatura. Una relación de esto lo podemos apreciar en la siguiente tabla:

 

Tiempo de vida promedio

Temperatura

Capacitor Sólido

Capacitor Electrolítico

Diferencia

 

 

 

 

95º C

6.324 horas

4.000 horas

1.5X

85º C

20.000 horas

8.000 horas

2.5X

75º C

63.245 horas

16.000 horas

4X

65º C

200.000 horas

32.000 horas

6.25X

 

Como podemos ver la gran ganancia de tiempo de vida, se hace a temperaturas promedio en donde a 65º C por ejemplo la durabilidad del Capacitor sólido, es seis veces mayor a la de un Capacitor electrolítico, si lo expresamos en años veremos que el Capacitor sólido a 65º C tiene un tiempo de vida de 23 años, mientras que el Capacitor electrolítico solo llegaría a 3 años y algo más. A mayores temperaturas el Capacitor sólido sigue siendo superior aunque en menor medida

 

 

Temperatura vs Capacitancia.

 

 

En este gráfico podemos ver que los Capacitores sólidos también entregan una capacitancia mas estable y son menos propensos a ser afectados por los cambios de temperatura, es así como podemos apreciar en el gráfico que incluso a temperaturas mas extremas el delta obtenido por los Capacitores sólidos es mucho mas estable comparado con los Capacitores electrolíticos. Esto desde luego beneficia la estabilidad eléctrica y rendimiento del Capacitor, que no variará su Capacitancia a altas temperaturas. Esto aplicado a las placas madres asegura una mayor estabilidad eléctrica cuando se aplican altas temperaturas o cuando se demanda un suministro de energía más constante.

 

Frecuencia vs Impedancia

 

Bueno, los Capacitores sólidos como apreciamos en el gráfico anterior, no solo tienen una mayor tolerancia a las altas temperaturas y a mantener una capacitancia más estable y con mínimas variaciones a causa de cambios de temperatura, también tienen una relación impedancia/frecuencia mejor que un Capacitor electrolítico.

Podríamos definir la impedancia como el antónimo de capacitancia, aunque esta idea técnicamente puede estar errada, sin embargo, la impedancia según un documento proveído por Gigabyte, es la oposición de un circuito (en este caso un Capacitor) al flujo de corriente y es medida en ohms,  mientras menor sea la impedancia de un Capacitor es mejor pues también genera menos disipación de calor.

“Impedance is a measure of the overall opposition of a circuit to current and is measured in ohms (Ω). A better way to phrase this might be to say that impedance is how much the circuit (in this case the capacitor) impedes the flow of current. The less the flow of current is impeded, the better. Less impedance also means less heat is generated.”

En el gráfico anterior se muestra que los Capacitores sólidos pueden sufrir menos impedancia a altas frecuencias, comparados con los Capacitores electrolíticos.

No más Capacitores Reventados o filtrados

 

Como hemos visto los Capacitores sólidos traen varias ventajas respecto a los Capacitores electrolíticos, en lo que se refiere a durabilidad, calidad y resistencia a altas temperaturas y gracias a que están cubiertos por una carcasa hermética de aluminio, estos no son propenso a reventones producidos por problemas eléctricos, altas temperaturas, situación que es mas propensa a ocurrir en los condensadores electrolíticos de composición liquida.

Bajo este contexto los Capacitores sólidos brindan una ventaja sobre los electrolíticos, aunque por contrapartida tienen un costo mayor a sus pares electrolíticos, lo que produce un costo mayor para el fabricante de placas madres al encargar estos componentes a sus respectivos proveedores de suministros electrónicos, este costo luego se traspasa al valor de la placa madre, por lo tanto, las placas con estos componentes, siempre serán un poco mas caras que las que incorporen Capacitores electrolíticos. (Aunque Gigabyte asegura que no).

En esta imagen por ejemplo vemos parte de una placa madre con sus condensadores electrolíticos deteriorados, lo que justamente se intenta evitar con el uso de Capacitores sólidos, además de todas las ventajas descritas con anterioridad.

Placas madres con capacitores sólidos:

 

Como mencione mas arriba son varios los fabricantes que ofrecen modelos de placas madres con condesadores sólidos y aunque la oferta no es para el lineup completo, más bien para ciertos modelos High End y destinados al mercado entusiasta. Algunos fabricantes que ofrecen modelos de placas madres con este tipo de condensadores son: GIGABYTE, ASUS, DFI, ABIT y Foxconn.


GIGABYTE GA-965P-DQ6

ABIT AW9D – MAX

ASUS STRIKER EXTREME

 

Esta es solo una muestra de placas, ya que los respectivos fabricantes tienen otros modelos que tambien incorporan este tipo de capacitores, sobre todo GIGABYTE que tiene una linea completa como mencione al inicio.

Palabras Finales (Reflexión)

 

Para finalizar y como ya hemos expuesto las bondades de los Capacitores sólidos, haremos una mirada escéptica e imparcial al asunto, pues los fabricantes suelen ofrecer maravillosas tecnologías y avances, que casi siempre son (en teoría) bastante prometedoras, pero que en la práctica el efecto es casi imperceptible, pues por mucha diferencia que haya entre los Capacitores sólidos y electrolíticos, es contado el caso en que tu placa madre falle por usar condensadores electrolíticos y que este reviente, digamos que es poco usual que ocurra esto, pudiendo tener por años funcionando una placa madre con condensadores electrolíticos y que jamás llegues a experimentar una falla por que uno de los condensadores falló, no quiero decir con esto que nunca ocurra, simplemente que es muy aislado el caso en el que acontece, tu podrás dar fe de esto si es que has estado usando por años un equipo cuya placa madre se mantiene funcionando correctamente. A favor podemos decir que esta situación puede invertirse si la sometemos a condiciones extremas.

Entonces que diferencia o beneficio directo hay entre usar un Capacitor sólido y uno electrolítico, el común de los usuarios notará la diferencia?, o es solo una maniobra de los fabricantes por ofrecer productos más caros, por que las placas que usan este tipo de condensadores son en si mas caras, de hecho los condensadores de este tipo son mas costosos y los fabricantes de placas madres desde luego traspasan este coste adicional al producto Placa Madre, que finalmente compramos la mayoría de los usuarios.

Pero vamos que esto es una miraba acida al asunto, pues si hablamos de placas madres para servidores, en donde el uptime y tiempos de trabajo 24/7 son un asunto sumamente crucial, entonces podemos ver que la implementación de estos tipos de condensadores tiene mucho más sentido, incluso,  personalmente creo que dispositivos mucho mas propensos al deterioro de condensadores, son las fuentes de poder, aquí si es típico ver fuentes quemadas gracias a que los condensadores utilizados eran de bajísima calidad, sobre todo en fuentes de alimentación genéricas. Aun así podemos especular que los fabricantes de placas madres utilizan la “Corriente entusiasta”, descrita en los primeros párrafos para entusiasmar a estos usuarios para ofrecer productos destinados a prácticas como el overclock y las placas madres con Capacitores sólidos son uno de esos productos.

Desde luego no podemos negar que una placa de Capacitores sólidos es mejor que una de Capacitores electrolíticos, pero que debemos hacer para comprobarlo fehacientemente?. Dejémoslo a la reflexión de cada uno… por mi parte será hasta la proxima!

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