Não é segredo que os centros de dados modernos consomem quantidades enormes de energia, uma parcela significativa da qual é gasta no resfriamento de servidores e componentes de alto desempenho. À medida que a demanda por poder computacional cresce, especialmente para inteligência artificial e processamento de big data, os sistemas de resfriamento tradicionais estão se mostrando cada vez mais ineficazes e caros de operar. Uma abordagem de resfriamento diferente pode oferecer uma solução.
Fonte da imagem: Instituto Tecnológico Dinamarquês
Como parte do projeto de pesquisa europeu AM2PC, pesquisadores desenvolveram um promissor sistema de resfriamento passivo, fabricado por impressão 3D em alumínio, que opera sem ventiladores ou bombas. Seu princípio básico de funcionamento baseia-se em um ciclo térmico de duas fases: o fluido refrigerante evapora na superfície quente do chip, sobe, condensa e retorna à base sob a ação da gravidade. Essa abordagem já é utilizada há tempos em sistemas de resfriamento com tubos de calor, mas, no caso do AM2PC, ela a eleva a um novo patamar.
A impressão tridimensional a partir de pó de alumínio (provavelmente sinterizado a laser) cria simultaneamente uma câmara de trabalho para o fluido refrigerante e uma saída para um circuito externo e isolado de fluido dissipador de calor. Segundo os desenvolvedores, esse método de fabricação de componentes de sistemas de resfriamento mantém a flexibilidade de projeto, garantindo, ao mesmo tempo, a ausência de vazamentos. Durante a fase inicial de dissipação de calor, o sistema opera passivamente, não necessitando de energia para ventiladores ou bombas.
Além disso, as temperaturas mais elevadas em câmaras de resfriamento passivo (60–80 °C) abrem oportunidades para a reutilização do calor — por exemplo, em sistemas de aquecimento urbano ou processos industriais, caso essas instalações estejam localizadas perto de centros de dados, bem como em estufas. No entanto, os pesquisadores ainda não exploraram diretamente essas aplicações.
O uso da impressão 3D para criar um complexo de componentes de resfriamento também reduz os custos de materiais e simplifica a reciclagem, já que todos os componentes podem ser reciclados.Fabricado a partir de um único material reciclável. Estimativas preliminares do ciclo de vida de componentes fabricados dessa maneira sugerem que as emissões de CO₂ por unidade de equipamento poderiam ser reduzidas em 25 a 30%.
O desenvolvimento do AM2PC demonstra o potencial da combinação de técnicas avançadas de manufatura aditiva e princípios termodinâmicos para abordar um dos principais desafios na gestão de energia em data centers. Com o aumento da carga computacional e o crescente foco em sustentabilidade, essas tecnologias podem se tornar práticas de projeto padrão para infraestruturas futuras. A integração do resfriamento passivo pode não apenas reduzir os custos operacionais, mas também aumentar a vida útil dos equipamentos por meio de temperaturas de operação mais estáveis.
Ao mesmo tempo, deve-se observar que a falta de padronização e a produção em fábrica de componentes, inerentemente, não podem levar a economias significativas (se é que podem levar a alguma). Além disso, a fabricação personalizada implica na falta de projetos e planejamento padronizados, o que pode, em última análise, complicar a manutenção desses sistemas de resfriamento essencialmente artesanais.