A inteligência artificial dará um impulso à supercondutividade, mas sem um avanço tecnológico revolucionário e não onde todos esperavam.

Os centros de dados de IA enfrentam graves problemas de falta de energia e as limitações dos sistemas tradicionais de distribuição de energia em cobre. Como o crescimento da capacidade de geração está atrelado a longos prazos, a única esperança é reduzir as perdas de energia durante a entrega e distribuição dentro dos edifícios dos centros de dados. A única maneira de reduzir as perdas é usar supercondutividade, embora isso esteja longe de ser fácil. Mas não há outra opção.

Cabo de energia supercondutor enrolado a partir de fitas de REBCO. Fonte da imagem: Microsoft

A supercondutividade, além de reduzir as perdas por resistência, permitirá a criação de circuitos de distribuição de energia mais compactos, e o espaço ocupado por cabos, transformadores e outros equipamentos poderá ser tão grande quanto o dos próprios data centers. Segundo estimativas nos EUA, pelo menos 5% da eletricidade gerada é perdida durante a distribuição até o ponto de consumo, o que representa uma quantidade significativa em escala nacional.

Os fios de cobre convencionais geram calor, exigem grandes subestações e ocupam muito espaço, dificultando a expansão da infraestrutura para atender às necessidades do crescente volume de cargas de trabalho de IA. Portanto, o uso de supercondutores de alta temperatura (HTS) em vez de cobre pode oferecer uma solução. Esses materiais (principalmente à base de REBCO — óxido de cobre e bário de terras raras) perdem completamente a resistência elétrica quando resfriados com nitrogênio líquido (aproximadamente -196 °C). Isso possibilita a transmissão de enorme potência com perdas praticamente nulas, em um formato compacto e sem queda de tensão.

O resfriamento é realizado em um sistema fechado com recirculação de nitrogênio, tornando a tecnologia relativamente segura e aplicável em escala industrial. Por exemplo, a Microsoft está investindo ativamente nessa área, tendo investido US$ 75 milhões na Veir, uma empresa que desenvolve cabos supercondutores de alta temperatura (HTS). Protótipos de racks alimentados por cabos supercondutores já foram criados. Essa tecnologia oferece diversas vantagens importantes: uma redução drástica na perda de energia e uma redução no espaço necessário para os sistemas de energia.Maior resiliência da rede e menor impacto nas áreas circundantes.

No entanto, ainda existem barreiras, é claro — o alto custo inicial dos materiais e dos sistemas criogênicos, a necessidade de integração de engenharia precisa e outras complexidades inevitáveis ​​que normalmente acompanham as novas tecnologias. Portanto, é improvável que os cabos HTS substituam completamente o cobre em todas as aplicações no futuro, mas para computação de IA com alto consumo de energia e data centers, a supercondutividade pode ser uma vantagem significativa, onde as restrições de espaço e energia são mais críticas.

À medida que a produção de fitas REBCO aumenta e os padrões de implantação para essas soluções são desenvolvidos, o custo obviamente diminuirá. Especialistas da Microsoft e da Veir acreditam que os supercondutores permitirão a criação de sistemas de energia mais eficientes, compactos e ecológicos, ajudando o setor a lidar com o crescimento exponencial do consumo de energia na era da IA.